Sada tesniacich krúžkov pre kamenolom: odolná proti únikom pri vysokom tlaku, vhodná pre všetky modely

Vŕtačka na horninu neoznamuje, keď sa jej tesnenia začínajú porušovať. Energia rázovej sily postupne klesá, spotreba oleja sa zvyšuje a vŕtačka stále funguje – len o niekoľko percent pomalšie po každej smene v porovnaní s minulým mesiacom. Kým si niekto všimne, že výkon klesol, porucha tesnení sa často už rozšírila do samotnej rázovej komory a to, čo začalo ako jednoduchá výmena tesnení, sa stáva kompletnou rekonštrukciou vŕtacej hlavy.

Tento vzor sa opakuje na staveniskách po celom svete a má jedinú príčinu: sady tesnení sa považujú za drobný spotrebný materiál namiesto presného údržbového komponentu. Tento článok popisuje, čo v skutočnosti obsahuje kompletná sada tesnení pre vŕtačku na horninu, ako prevádzkové podmienky určujú intervaly výmeny a prečo výber materiálu má väčší význam, než väčšina kupujúcich očakáva pri tlakoch 160–220 bar.

Čo obsahuje kompletná sada tesnení – a prečo má každá súčiastka svoju úlohu

Kompletný tesniaci súprava pre úderové vŕtacie stroje nie je len vrecúško O-krúžkov. Úderová komora obsahuje dve samostatné hydraulické obvody, ktoré pracujú súčasne: vysokotlakový úderový obvod, ktorý poháňa pohyb piestu, a obvod na prímyv vody, ktorý udržiava vŕtaciu dutinu čistú. Každý z týchto obvodov vyžaduje vlastné tesniace komponenty, pričom sa opotrebovávajú v rôznych rýchlostiach v závislosti od kvality vody, abrazívnej účinku horniny a viskozity oleja.

Tesnenie úderového piestu je vystavené najvyššiemu cyklickému zaťaženiu – pri každom údere pohlcuje plný hydraulický tlak, pričom frekvencia úderov je typicky 30–60 Hz pri bežiacom vŕtacom stroji typu drifter. Tesnenia prímyvovej skrinky sú vystavené nižšiemu tlaku (6–25 bar podľa modelu), avšak sú vystavené kontaminovanej vode, ktorá prenáša jemné častice horniny a je abrazívnou pre povrchy elastomérov. Tesnenia vodidiel a čistiacich krúžkov sa musia vyrovnať s bočným pohybom hriadeľového adaptéru počas úderu a zachytávajú kovové častice a štrk z vŕtacieho prostredia.

O-krúžky v bloku ventilov a obvode akumulátora dopĺňajú komplet. Tieto sa porušujú inak ako dynamické tesnenia – zvyčajne prostredníctvom stlačenia (compression set) v dôsledku času, nie abrazívneho opotrebovania – avšak stlačený alebo ztvrdnutý O-krúžok v riadiacom obvode mení spätný tlak takým spôsobom, že skresľuje časovanie úderov a zníži energiu úderu, aj keď vyzerajú hlavné úderové tesnenia neporušené.

Materiál tesnení: PU, HNBR a PTFE v aplikáciách hornických vŕtačiek

Praktická voľba medzi PU a HNBR závisí od prevádzkovej teploty. V hlbokom dole, kde je teplota prostredia na čele ťažby vyššia ako 40 °C a hydraulický olej sa vracia pri teplote 80 °C alebo vyššej, budú tesniace prvky z HNBR v percusnom obvode mať oveľa dlhšiu životnosť ako PU. V povrchových aplikáciách v miernom klíme s dobrým chladením oleja sa rozdiel v nákladoch zvyčajne neoprávňuje prechod na drahší materiál.

Tlak, cyklovanie a čas výmeny – nie vtedy, keď sa vŕtacia súprava zastaví

Životnosť tesnenia v kameňovom vŕtači závisí od troch premenných: veľkosti tlaku, frekvencie cyklov a kontaminácie. Pri tlaku úderu 180 bar a frekvencii 45 Hz hlavné tesnenie piesta vykoná približne 162 000 tlakových cyklov za hodinu. Počas servisného intervalu 500 hodín to predstavuje 81 miliónov cyklov – číslo dostatočne vysoké na to, aby sa unavil akýkoľvek elastomér, ktorý nie je pre dané použitie správne špecifikovaný.

Správny interval výmeny je určený počtom hodín úderovej činnosti, nie kalendárnym časom. Drifter, ktorý pracuje jeden 8-hodinový smenový režim denne, starnie svoje tesnenia inou rýchlosťou ako rovnaké zariadenie, ktoré je prevádzkované automaticky počas troch smien. Väčšina výrobcov odporúča prvú hlavnú kontrolu tesnení po 500 hodinách úderovej činnosti; v prípade agresívneho podkladu alebo vysokých teplôt je realistickým prahom pred výrazným stlačením tesnenia úderovej komory interval 300–400 hodín.

Čakanie na viditeľný vonkajší únik oleja ako spúšťací mechanizmus na výmenu sady tesniacich krúžkov znamená, že tesnenie už v prevádzke zlyhalo – kontaminácia obtečného okruhu sa dostala do nárazovej komory a povrch otvoru piesta môže vyžadovať úpravu, než sa nové tesnenia správne nasadia.

Kompatibilita naprieč modelmi: Jedna špecifikácia sady sa nezhoduje so všetkými

Najčastejšou chybou pri nákupovaní tesniacich krúžkov vo vozových parkoch s rôznymi značkami je objednávanie len podľa priemeru otvoru. Sada tesniacich krúžkov, ktorá je správne zvolená podľa vnútorného priemeru, môže stále mať nesprávnu geometriu okraja, nesprávnu tvrdosť (durometer) alebo nesprávne usporiadanie podopieracích krúžkov pre konkrétny model, do ktorého sa má inštalovať. Modely Epiroc COP, séria Sandvik HL/RD a modely Furukawa majú všetky odlišné geometrie obtečných skríň a odlišné tlakové profily v nárazovom okruhu – tesniace krúžky nie sú medzi nimi vymeniteľné, aj keď sa rozmery otvorov javia ako podobné.

HOVOO vyrába tesniace súpravy pre kladivové vŕtačky, ktoré sú prispôsobené konkrétnym modelom kladiva, nie len priemeru vrtáka. Súpravy sú dimenzované podľa špecifikácií výrobcu originálnych náhradných dielov (OEM) a používajú sa materiály z polyuretánového (PU) alebo vodou odolného akrylonitril-butadiénového kaučuku (HNBR), ktoré sú vybrané na základe typických prevádzkových podmienok pre každý model. Kompletný zoznam referencií pokrývajúci značky Epiroc/Atlas Copco, Sandvik, Furukawa, Montabert a ďalšie je dostupný na webovej stránke hovooseal.com. Pri objednávaní pre zmiešaný park je jedinou spoľahlivou metódou uviesť konkrétny model kladiva.

Inštalácia: Krok, ktorý rozhoduje o životnosti novej súpravy

Správne vybraná tesniaca súprava, ktorá bola nesprávne nainštalovaná, zlyhá už po prvých niekoľkých stovkách hodín. Dve najčastejšie chyby pri inštalácii sú skrútenie dynamických tesnení počas montáže (čo spôsobuje špirálový opotrebujúci sa povrch namiesto rovnomerného kontaktu) a nesprávna orientácia podložného krúžku pri asymetrických tesneniach. Obe tieto poruchy vyzerajú pri výskyte ako materiálové chyby – v skutočnosti však ide o chyby pri manipulácii.

Vypláchnutie úderného otvoru čistým hydraulickým olejom pred namontovaním nových tesnení odstráni všetky jemné kovové častice z predchádzajúceho obdobia opotrebovania. Tieto častice sú tvrdšie ako nový elastomér a ak ich neodstránime, spôsobia opotrebovanie už počas prvej smeny. Táto operácia trvá desať minút a ušetrí náklady na druhý komplet tesnení.