Tłok odporny na zużycie driftera Atlas Copco RD22U w Finlandii

Cięższy tłok modelu RD22U — o większej masie, dłuższym skoku i wyższej energii uderzenia niż w klasie RD18U — zmienia obliczenia związane z zmęczeniem materiału w fińskich eksploatacjach twardych skał. W złotych kopalniach Agnico Eagle w Kittilä na Laponii skała łupkowa zawierająca złoto przechodzi pomiędzy strefami dominowanymi przez kwarcyt o wytrzymałości na ściskanie wynoszącej 180 MPa a miększymi strefami przeobrażenia fylitycznego o wytrzymałości na ściskanie wynoszącej 90–110 MPa w ramach jednego cyklu roboczego. Każda strefa przejściowa poddaje tłok krótkotrwałej fazie wysokiego przyspieszenia, gdy lżejsza formacja oferuje mniejszy opór podczas ruchu powrotnego, po czym następuje strefa twardsza o wyższym oporze, która całkowicie pochłania kolejne uderzenie. Te naprzemienne częściowe i pełne odbicia fali powrotnej generują zmienny cykl naprężeń rozciągająco-ściskających w ciele tłoka — dokładnie ten typ obciążenia inicjuje pęknięcia zmęczeniowe w miejscach nieregularności powierzchniowych.

Tłoczek RD22U jest wykonywany ze stopowej stali narzędziowej o wysokiej zawartości stopów z powierzchniowym uzbrojeniem węglowym na twardej warstwie o twardości 58–62 HRC na powierzchni uderzeniowej i średnicach prowadzących. Głębokość tej warstwy – zwykle 0,8–1,2 mm – zapewnia gradient twardości, który zapobiega zarówno zużyciu ściernemu na powierzchniach prowadzących tłoczka, jak i zmęczeniu kontaktowemu na powierzchni uderzeniowej. Wymóg fiński dotyczący wiercenia w warunkach zmiennej budowy geologicznej zakłada wystarczającą odporność udarną rdzenia stali poniżej warstwy uzbrojonej węglem: tłoczek o twardym powierzchniowo, ale kruchym rdzeniu ulega pęknięciu, gdy fala rozciągająca pochodząca ze strefy niezwykle miękkiej formacji dociera z większą niż przewidywano amplitudą.

Inspekcja zużycia tłoczka w ramach serwisu fińskiego

Fińscy zespół konserwacyjny w Kittilä sprawdza spłaszczenie powierzchni uderzeniowej przy każdej wymianie uszczelki uderzeniowej — pomiar trwający 3 minuty, który wykrywa degradację tłoka jeszcze przed zmianą geometrii odkształconej powierzchni, wpływającą na sposób wprowadzania fali naprężeń do zestawu prętów. Spłaszczona powierzchnia uderzeniowa przekazuje falę w sposób asymetryczny, powodując odchylenie otworu oraz asymetryczny zużycie gwintów prętów, które nie są zwykle przypisywane tłokowi, dopóki wzór zużycia nie stanie się oczywisty. HOVOO dostarcza odpornych na zużycie tłoków typu RD22U do fińskich programów wiercenia w twardej skale. Dane kontaktowe i referencje na stronie hovooseal.com.