Odolné tesnenia z HNBR a PU pre banícke výťahy, nakladacie stroje LHD a vŕtacie jumbos

Podzemné ťažobné činnosti sú náročnou disciplínou, pri ktorej sa vybavenie prevádzkuje v obmedzených, špinavých, mokrých a mechanicky namáhavých prostrediach. Spoľahlivosť nie je len ekonomickým aspektom, ale základnou súčasťou bezpečnosti. Tri z najdôležitejších strojov —ťažobné výťahy, vozidlá na nakladanie – prepravu – vykládanie (LHD) a vŕtacie veže —závisia od hydraulických a mechanických systémov, kde porucha tesnení môže mať katastrofálne následky: zlyhanie brzdy výťahu, strata riadenia u vozidla LHD alebo prasknutie hydraulického hadica v blízkosti vŕtacieho operátora.

Ťažobné výťahy:

Toto sú výťahy pre ľudí, materiál a rudy, ktoré premiestňujú obrovské náklady vysokou rýchlosťou vo vertikálnych šachtách. Ich brzdové systémy sú zvyčajne hydraulické alebo hydro-pneumatické, pôsobia pod vysokým tlakom a vyžadujú absolútnu spoľahlivosť. Tesnenia v brzdových kalibroch a akumulátoroch sú vystavené:

· Vysokému statickému a dynamickému tlaku.

· Možnosti kontaminácie prachom z šachty v ovzduší.

· Bezpečnostne kritickým funkciám.

  Hydrogenovaný nitril (HNBR) je preferovaný materiál pre tieto tesnenia. Poskytuje vynikajúcu odolnosť voči olejom štandardného NBR, avšak s výrazne zlepšenou:

· Odolnosťou voči teplu (až 150 °°C nepretržite), čo je kľúčové pre brzdy.

· Mechanickou pevnosťou a odolnosťou proti opotrebovaniu.

· Odolnosťou voči ozónu a starnutiu.

  Tieto vlastnosti zabezpečujú, že tesnenie udržiava svoju celistvosť a pružnosť po dlhú dobu – ide o nevyhnutný požiadavok pre bezpečnostný systém.

LHD (vozidlá na nakladanie – prepravu – vykládanie):

Tieto členité vozidlá sú pracovnými koníkmi ťažobnej výroby. Ich množstvo hydraulických valcov (pre riadenie, zdvíhaciu ruku a naklápací kôš) je vystavené neustálej dynamickej cyklickej záťaži pri vysokých silách. Hlavnou výzvou pre tesnenia valcov je extrúzia a opotrebovanie.

· Polyuretán (PU) je dominantný materiál pre tesnenia piestov a tyčí v hydraulických valcoch LHD. Jeho neprekonateľná odolnosť voči opotrebovaniu a vysoký modul (tvrdosť) bránia deformácii a vytláčaniu tesnenia do úzkeho medzery medzi piestom a valcovou vložkou pri tlakoch, ktoré môžu presahovať 300 barov.

· HNBR sa často používa pre sekundárne tesnenia, čistiace tesnenia (odstraňovače) a statické tesnenia v rámci zostavy valca. Poskytuje vynikajúcu záložnú tesniacu funkciu a odoláva horúcej hydraulickej kvapaline.

Vŕtacie jumbosy:

Tieto stroje využívajú hydraulické hornícke vŕtačky na vytváranie výbušných otvorov. Vŕtací valec a mechanizmus kladiva/otáčania sú vystavené intenzívnym, vysokofrekvenčným tlakovým impulzom a vibráciám, ktoré môžu rýchlo poškodiť menej kvalitné tesnenia.

· Štandardným riešením je kombinácia PU a HNBR. PU zabezpečuje tesnenie pri vysokom tlaku vo vŕtacích valcoch, zatiaľ čo HNBR sa používa v komplikovaných tesneniach vŕtacej hlavy, kde odoláva abrazívnemu prachu z horniny a oleju pri vysokých teplotách.

Spolupráca s výrobcami originálnych zariadení (OEM) a prediktívna údržba:

Dodávatelia ako Atlas Copco, Sandvik a Caterpillar navrhujú svoje zariadenia s konkrétnymi profílmi tesnení a odporúčaniami materiálov. Použitie neoriginálnych (non-OEM) alebo nesprávnych materiálových tesnení môže viesť k zrušeniu záruky a zníženiu výkonu.

V hlbokých, horúcich banách v Západnej Austrálii a USA (Nevada) môžu teploty okolitého horninového prostredia presiahnuť 50 °°C, čo ďalšie zaťažuje hydraulické systémy. V týchto prípadoch sú stratégie údržby pokročilé:

1. Analýza oleja: Pravidelné odber vzoriek hydraulického oleja sledujú viskozitu, počet častíc a najmä prítomnosť kremíka (z abrazívneho prachu, čo indikuje poruchu tesnenia/ventilačného prvku) alebo medi/železa (z opotrebovania).

2. Náhrada na základe stavu: Namiesto pevne stanovených intervalov v hodinách sa tesnenia v kritických systémoch menia na základe výsledkov analýzy oleja a kontrol pri plánovaných demontážach a prebudovaniach.

3. Programy vylepšenia tesnení: Báňa často spolupracujú s výrobcomi tesnení pri vývoji špeciálnych zmesí materiálov. —napríklad hybridný PU s vylepšenou odolnosťou voči hydrolýze pre mokré podmienky alebo špeciálne posilnený HNBR pre vrtáky pracujúce pri vyšších teplotách.

Ekonomika je jasná: neočakávaná porucha LHD alebo jumbo v odľahlej podzemnej ťažobnej komore môže spôsobiť straty výroby vo výške desiatok tisíc dolárov za hodinu. Investícia do správnych, vysokovýkonných tesniacich kruhov z HNBR a PU a zavedenie údržby založenej na vedeckých poznatkoch je jednou z najúčinnejších možností, ako zabezpečiť dostupnosť vybavenia a ochrániť pracovníkov v podzemí.