EN
AR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
IT
JA
KO
NO
PL
PT
RO
RU
ES
SV
TL
IW
ID
LV
SR
SK
VI
HU
MT
TH
TR
FA
MS
GA
CY
IS
KA
UR
LA
TA
MY
Zmeny nadmorskej výšky ovplyvňujú každý parameter, pre ktorý bol prerušovač dimenzovaný
Hydraulický prerušovač vybraný a uvedený do prevádzky na úrovni mora sa dostane na stavenisko v horách vo výške 3 500 metrov ako iné zariadenie. Nie mechanicky – vnútorné rozmery, hmotnosť piesta, časovanie ventilov a špecifikácia kladiva sa nezmenili. Zmenili sa však všetky environmentálne parametre, na ktorých bola pôvodná voľba založená: atmosférický tlak, rozsah okolitej teploty, hustota vzduchu pre chladenie a efektívny výkon nosného motora, ktorý poháňa hydraulický obvod. Prerušovač, ktorý bol na úrovni mora správne prispôsobený svojmu nosnému zariadeniu, môže byť v nových podmienkach funkčne nedostatočne výkonný, tepelne preťažený a nesprávne utlmený. Žiadna z týchto nesúladov nie je viditeľná pri vizuálnej kontrolé. Všetky z nich však ovplyvňujú životnosť a výkon zariadenia už od prvej smeny.
Inžinierske výzvy vyplývajúce z hydraulického prevádzkovania vo veľkej nadmorskej výške sú dobre zdokumentované v odbornej literatúre o návrhu priemyselných hydraulických systémov, avšak zriedka sa prekladajú do praktických pokynov pre výber kladiv a prevádzku na mieste. Základným problémom je, že nadmorská výška ovplyvňuje súčasne viacero premenných systému a tieto premenné navzájom interagujú. Znížený atmosferický tlak zníži efektívnu teplotu varu oleja, čím sa zvyšuje riziko kavitácie. Nízka vonkajšia teplota vo veľkej nadmorskej výške zvyšuje viskozitu oleja, čo zvyšuje zaťaženie čerpadla a spomaľuje ohrievanie systému. Chladiaci ventilátor presunie menšiu hmotnosť chladiaceho vzduchu za každú otáčku. Dieselový motor dodáva menej výkonu hydraulickému čerpadlu. Každý z týchto problémov samostatne je riaditeľný. Avšak keď všetky štyri problémy pôsobia súčasne bez toho, aby ich obsluha alebo údržbový personál rozpoznal, vznikajú na lokalitách vo veľkej nadmorskej výške predčasné poruchy kladiv, ktoré sa nesprávne pripisujú chybám výrobku namiesto nezhody medzi prevádzkovými podmienkami a požiadavkami systému.
Vývoj prvého hydraulického kladiva BEILITE s certifikáciou pre vysokohorské podmienky riešil tieto komplexné výzvy prostredníctvom úprav špecifikácií na troch úrovniach: výber tesniaceho materiálu s vlastnosťami elastickosti pri nízkych teplotách a vyššej odolnosti voči rozdielu tlakov, pokyny pre špecifikáciu oleja s viskozitnou triedou upravenou podľa nadmorskej výšky a metodika prispôsobenia prietoku nosného zariadenia, ktorá berie do úvahy zníženie výkonu motora v nadmorskej výške. Výsledkom je rad výrobkov, ktoré majú dokumentované nasadenie na staveniskách vo výške viac ako 4 000 metrov – toto overenie nemôže nahradiť laboratórne testovanie za simulovaných výškových podmienok.
Štyri výškové výzvy – mechanizmus, správna reakcia, dôsledok v prípade zanedbania
Tabuľka každej výzvy spája fyzikálny mechanizmus, ktorý ju spôsobuje, správnu prevádzkovú a špecifikačnú reakciu a režim poruchy, ktorý nastane, ak danú výzvu nepoznáme alebo zanedbáme.
|
Výzva |
Mechanizmus |
Správna reakcia |
Dôsledok v prípade zanedbania |
|
Zmena viskozity oleja |
Atmosférický tlak vo výške 3 000 m je približne 70 % tlaku na úrovni mora; teplota varu oleja klesá pri zníženom tlaku; zároveň nízke okolité teploty vo vyšších nadmorských výškach zvyšujú viskozitu – olej ISO VG 46, ktorý sa správne prúži na úrovni mora, môže byť pri chladnom štarte ráno v horách nebezpečne hustý |
Znížte jednu triedu ISO VG oproti špecifikácii pre úroveň mora: VG 46 → VG 32 pre nadmorské výšky nad 2 500 m v chladnom okolí; používajte syntetický alebo polosyntetický olej s vysokým indexom viskozity (VI 130+), ktorý odoláva zhrubnutiu pri chladnom štarte, ale zároveň sa neprehrieva a neprebystruje po zohriati systému; hydraulický obvod nosiča vždy pred zapnutím kladiva v podnulovej okolitej teplote zohrejte minimálne 10 minút |
Chladný, hustý olej nemôže pri prvých zdvihoch plne naplniť kladivo tlakom; povrch piesta je zaťažený bez dostatočnej olejovej vrstvy medzi piestom a valcom; opotrebovanie v prvých minútach chladného prevádzkovania je nepomerne veľké v porovnaní s celkovým počtom prevádzkových hodín |
|
Zhoršenie chladenia |
Na nadmorskej výške 3 000 m sa pevnou rýchlosťou otáčajúci chladiaci ventilátor nosiča pohybuje rovnakým objemom vzduchu, avšak len približne 70 % hmotnosti vzduchu – a práve hmotnosť, nie objem, odvádza teplo z olejového chladiča; výmenník tepla môže dosahovať iba 75–80 % účinnosti v porovnaní s úrovňou mora; v kombinácii so zmenami viskozity oleja sa teplota oleja zvyšuje rýchlejšie a zostáva vyššia |
Skráťte intervaly nepretržitého kladiva: pravidlo o prepolohovaní každých 15–20 sekúnd na úrovni mora sa skracuje na 10–12 sekúnd za každú polohu nad 3 000 m; sledujte ukazovateľ teploty oleja a zastavte kladivovanie, ak teplota presiahne 80 °C; ak je miesto prevádzkované vo výške nad 3 500 m pri letných vonkajších teplotách vyšších ako 20 °C, zvážte inštaláciu pomocného olejového chladiča na nosiči |
Trvalo vysoká teplota oleja zníži viskozitu oleja pod minimálnu účinnú hranicu mazania; tesnenia sa pri zvýšenej teplote rýchlejšie degradujú; vnútorné netesnosti cez plochu piesta sa zvyšujú; energia nárazu dodávaná kladivu postupne klesá počas smeny bez toho, aby k jedinému poruchovému javu došlo |
|
Rozdiel tlakov v tesneniach |
Na vyšších nadmorských výškach je vonkajší atmosferický tlak, proti ktorému tesnenia pôsobia, nižší; rozdiel medzi vnútorným hydraulickým tlakom a vonkajším atmosferickým tlakom sa pre dané nastavenie pracovného tlaku zväčší; tesnenia, ktoré sú navrhnuté na rozdiely tlakov na úrovni mora, môžu na vyšších nadmorských výškach začať kvapkovať alebo skoršie zlyhať, najmä predné prachové tesnenia hlavy a membrány akumulátorov |
Určte tesnenia z FKM (fluoroelastoméru) namiesto štandardných tesnení z NBR pre nasadenia vo výškach nad 2 500 m; FKM si udržiava pružnosť pri nižších teplotách bežných vo výškach a vydrží vyšší efektívny tlakový rozdiel; skontrolujte tlak dusíkovej náplne akumulátora kalibrovaným manometrom pri teplote na danej nadmorskej výške – hodnota tlaku náplne nameraná na chladnom ráne vo výške 3 500 m bude oznámená nižšia ako teplá náplň na úrovni mora použitá počas konečnej montáže |
Akumulátor s nedostatočným tlakom dodáva nekonzistentnú energiu pri každom údere; nepravidelný počet úderov za minútu (BPM), ktorý obsluha nesprávne interpretuje ako problém s prietokom alebo ventilom; tlak dusíkovej náplne, ktorý vyzerá správne na úrovni mora, môže byť funkčne nízky vo výške 3 500 m pri chladnom okolitom prostredí – vždy ho preto znovu overte po doprave na miesto práce |
|
Zníženie výkonu pohonnej jednotky |
Dieselové motory stratia približne 3 % výkonu na každých 300 m nadmorskej výšky nad 1 500 m kvôli zníženej hustote vzduchu pre spaľovanie; nosič, ktorý je vyhodnotený na pomocný prietok 150 l/min na úrovni mora, môže pri plnom zaťažení ističa na výške 3 000 m dodávať len 120–130 l/min — čo je pod minimálnym požadovaným prietokom pre príslušný model ističa |
Vyberte istič, ktorého minimálny vyhodnotený prietok je o 15–20 % nižší ako degradovaný výstup nosiča pri danej nadmorskej výške, nie podľa špecifikácie pre úroveň mora; pre miesta nad 3 000 m sa v prvý deň aplikuje miestny test prietoku – pripojte prietokomer k pomocnej sieti za prevádzkových podmienok a porovnajte nameranú hodnotu s minimálnym požiadavkami ističa pred konečným vybratím zariadenia |
Istič pracujúci pri nedostatočnom prietoku beží so zníženou otáčkou (BPM) a zároveň zvýšenou teplotou; operátor vníma pomalé a slabé zariadenie a zvyšuje tlak nadol na kompenzáciu – čo obmedzuje zdvih piesta a ešte viac zhoršuje aj otáčky (BPM), aj tvorbu tepla v kumulatívnej spätnej väzbe |
Štartovací protokol, ktorý zabraňuje väčšine porúch vysokohorských podmienok
Väčšina porúch hydraulických kladiv pre prácu vo vysokohorských oblastiach, ktoré sa skúmajú po výskyte poruchy, sa dá dohľadať do prvných 20 minút smeny, nie do ustáleného prevádzkového režimu. Studený olej je hustejší, než na čo bol systém navrhnutý. Čerpadlo pracuje intenzívnejšie a vyvíja viac tepla, kým sa olej nezohreje na prevádzkovú viskozitu. Kladivo dostáva olej, ktorý je súčasne príliš viskózny na plný prietok a príliš studený na to, aby jeho tesniace zmesi zabezpečili požadované stlačenie. Piest vykonáva svoje prvé zdvihy za podmienok hranicového mazania – olejová vrstva je príliš tenká, pretože prietok je obmedzený, a tesnenia nie sú úplne nasadené, pretože zmes ešte nedosiahla prevádzkovú teplotu. Opotrebovanie v tejto fáze sa, ak sa opakuje denne, hromadí rýchlejšie, než to odráža počet prevádzkových hodín.
Protokol spúšťania v troch krokoch eliminuje tento riziko za zanedbateľné náklady. Po prvé, nechajte pohonný motor nosiča v režime nečinnosti minimálne 10 minút pred zapnutím akejkoľvek hydraulickej funkcie – nie len kladiva, ale akejkoľvek hydraulickej siete – aby sa umožnilo tepelné výmeny medzi motorovým priestorom a hydraulickou nádržou. Po druhé, pred prepnutím na obvod kladiva ovládajte po dobu 5 minút obvody kôša a ramena nosiča v plnom cykle – tým sa teplý olej cirkuluje v potrubí namiesto toho, aby zostával studený v pomocnom obvode, kým sa hlavné obvody zahrievajú. Po tretie, počas prvých 3 minút zapnite kladivo pri zníženom tlaku nadol – dostatočne veľkom na jeho spustenie, avšak nedostatočne veľkom na úplné zaťaženie obvodu – čím sa umožní vytvorenie vnútorného olejového filmu v kladive pred tým, ako sa aplikuje plné percusné zaťaženie. Celkový dodatočný čas: 18 minút. Typický efekt na opotrebovanie tesniacich krúžkov a piestov: významný po sezóne prevádzky vo vysokohorských oblastiach.
Jednou z prispôsobení, ktoré prevádzkovatelia v oblastiach s vysokou nadmorskou výškou vykonávajú bez formálneho školenia, je zníženie počtu modelov, ktoré do lokality privážajú. Flotila, ktorá na úrovni mora prevádzkuje tri rôzne modely hydraulických kladiv, sa pri zmluvách v oblastiach s vysokou nadmorskou výškou často zredukuje na jeden model, pretože stupeň oleja, postup spustenia, špecifikácia nabitia akumulátora a úpravy prispôsobenia nosného vozidla sa medzi jednotlivými modelmi líšia. Štandardizácia na jeden model, ktorý je certifikovaný pre nadmorskú výšku daného projektu, zníži kognitívnu aj logistickú záťaž údržbového personálu, čo priamo zníži počet chýb súvisiacich s nadmorskou výškou počas zmeny smien a výmeny zariadenia. Výkonnostná strata spojená s prevádzkou jediného dobre prispôsobeného modelu na celom pracovisku je menšia než strata vyplývajúca z chýb údržby pri prevádzke troch modelov s rôznymi protokolmi pre vysokohorské podmienky.
