Segmente robuste din HNBR și PU pentru macarale de extracție, LHD-uri și jumbo-uri de foraj

Exploatarea subterană este o disciplină inexorabilă, în care echipamentele funcționează în spații închise, murdare, umede și supuse unor solicitări mecanice intense. Fiabilitatea nu este doar o preocupare economică, ci reprezintă un element esențial al siguranței. Trei dintre cele mai critice mașini —macaralele de mină, vehiculele de încărcare-transport-descărcare (LHD) și jumbo-urile de foraj —depind de sisteme hidraulice și mecanice în care defectarea unui segment poate avea consecințe catastrofale: defectarea frânei unei macarale de mină, pierderea direcției la un vehicul LHD sau spargerea unei conducte hidraulice în apropierea unui operator de foraj.

Macarale de mină:

Acestea sunt lifturile pentru bărbați, materiale și minereu, care deplasează sarcini masive la viteze ridicate în puțuri verticale. Sistemele lor de frânare sunt, în mod obișnuit, hidraulice sau hidro-pneumatice, funcționând la presiune ridicată și necesitând o fiabilitate absolută. Segmenții de etanșare din pinzele de frână și din acumulatori sunt supuși:

· Presiunii statice și dinamice ridicate.

· Riscului de contaminare cu praf din puț transportat de aer.

· Funcționalității critice pentru siguranță.

  Nitrilul hidrogenat (HNBR) este materialul preferat pentru aceste segmențe de etanșare. El oferă rezistența excelentă la ulei a nitrilului standard (NBR), dar cu o îmbunătățire semnificativă a următoarelor proprietăți:

· Rezistenței la căldură (până la 150 °C în regim continuu), esențială pentru sistemele de frânare.

· Rezistenței mecanice și a rezistenței la uzură.

· Rezistenței la ozon și la îmbătrânire.

  Aceste proprietăți asigură menținerea integrității și a elasticității segmențului de etanșare pe durată îndelungată, o cerință imperativă pentru orice sistem de siguranță.

LHD-uri (Load-Haul-Dump):

Aceste vehicule articulate de transport sunt motoarele de bază ale exploatărilor miniere de producție. Numărul mare de cilindri hidraulici (pentru direcție, braț de ridicare, înclinare a coșului) este supus unui ciclare dinamică constantă și cu forțe ridicate. Provocarea principală pentru etanșările cilindrilor constă în extrudare și uzură.

· Poliuretanul (PU) este materialul predominant utilizat pentru etanșările pistonului și ale tijei în cilindrii LHD. Rezistența sa inegalată la uzură și modulul său ridicat (duritatea) împiedică deformarea etanșării și extrudarea acesteia în jocul mic dintre piston și alezajul cilindrului, sub presiuni care pot depăși 300 de bar.

· HNBR este frecvent utilizat pentru etanșări secundare, perii de curățare (scrapere) și etanșări statice din cadrul ansamblului cilindrului. Asigură o etanșare de rezervă excelentă și rezistă uleiului hidraulic fierbinte.

Jumbo-uri de foraj:

Aceste mașini folosesc perforatoare hidraulice pentru stâncă pentru a crea găuri de explozie. Cilindrul de avans al burghiului și mecanismul de ciocan/rotație sunt supuse unor impulsuri de presiune intense, de înaltă frecvență, precum și vibrațiilor care pot distruge rapid etanșările de calitate inferioară.

· O combinație de PU și HNBR este standard. PU asigură etanșarea la înaltă presiune în cilindrii de avans, în timp ce HNBR este utilizat în etanșările complexe ale capului de foraj, unde rezistă praful abraziv de stâncă și uleiului la temperaturi ridicate.

Colaborare cu producătorii de echipamente originale (OEM) și întreținere predictivă:

Furnizori precum Atlas Copco, Sandvik și Caterpillar proiectează echipamentele lor cu profile specifice de etanșări și recomandări privind materialele. Utilizarea etanșărilor care nu sunt OEM sau care sunt fabricate din materiale incorecte poate anula garanția și poate compromite performanța.

În minele adânci și fierbinți din Australia de Vest și din Statele Unite ale Americii (Nevada), temperatura ambientală a stâncii poate depăși 50 °°C, ceea ce suprasolicită în plus sistemele hidraulice. În aceste condiții, strategiile de întreținere sunt avansate:

1. Analiză ulei: Eșantionarea regulată a fluidului hidraulic urmărește vâscozitatea, numărul de particule și, cel mai important, prezența siliciului (provenit din pătrunderea prafului abraziv, indicând o defecțiune a etanșărilor/sistemului de ventilație) sau a cuprului/ferului (provenit din uzură).

2. Înlocuire bazată pe starea tehnică: În locul intervalelor fixe exprimate în ore, etanșările din sistemele critice sunt înlocuite în funcție de rezultatele analizei uleiului și de inspecțiile efectuate la demontare în cadrul reparațiilor planificate.

3. Programe de modernizare a etanșărilor: Minele colaborează adesea cu producătorii de etanșări pentru a dezvolta compuși personalizați, —de exemplu, un poliuretan hibrid cu rezistență îmbunătățită la hidroliză pentru condiții umede sau un HNBR special consolidat pentru foraje la temperaturi mai ridicate.

Argumentele economice sunt clare: o defecțiune neplanificată a unui excavator LHD sau jumbo într-un stope subteran îndepărtat poate costa zeci de mii de dolari pe oră în producție pierdută. Investiția în etanșări de înaltă performanță din HNBR și PU, precum și implementarea unui program de întreținere fundamentat științific, reprezintă una dintre cele mai eficiente metode de asigurare a disponibilității echipamentelor și de protejare a forței de muncă subterane.