Borrningsoljningssystem: Struktur, underhåll och fel

Smörjkraven för en hydraulisk bergborrmaskin är inte homogena över hela borrdriftens kropp – olika zoner kräver olika smörjmedel, tillförs i olika flöden och via separata kretsar. Att behandla smörjsystemet som 'häll i olja här' missar den strukturella verkligheten. I en typisk borrdrift finns det minst tre skilda smörjzoner, var och en med olika krav på smörjmedel, olika felmoder och olika konsekvenser om de försummas.

Zonseparering är utgångspunkten för ett underhållsprogram som faktiskt fungerar. Att blanda ihop kretsarna – t.ex. fylla shank-smörjolja i den hydrauliska kretsen eller tvärtom – skadar precisionkomponenter inom timmar. Kostnaderna är oproportionerligt höga jämfört med enkla felet.

Zon 1: Percussions- (hydrauliska) kretsen

Slagkolven, omställningsventilen, ackumulatorn och de relaterade borrade ytorNA smörjs av hydrauloljan själv – särskilt den tunna film som bildas i spelen mellan rörliga ytor. Detta fungerar eftersom hydrauloljan har kontrollerad viskositet, anti-slitage-tillsatser och filtreras för att avlägsna partiklar innan de når borrspelen. Smörjegenskaperna i denna zon bestäms därför helt av oljans renhet, viskositetsklass och utbytesintervall.

Hydraulikoljan i slagkretsen bör hållas på ISO-renhetsklass 16/14/11 eller bättre. De flesta anläggningar kör med smutsigare olja än detta. De praktiska underhandsåtgärderna är: byt hydraulikoljan vid tillverkarens angivna intervall (vanligtvis 500–1 000 timmar för driftarhydraulikolja, kortare i förorenade miljöer), byt filterelementet innan det når bypass-villkor (vilket innebär att byta det enligt ett schema, inte vänta på en visuell indikator) och ta oljeprov vid 200 h och 500 h för partikelanalys. En ökning av partikelantalet mellan provtagningarna som överstiger den normala slitagebaslinjen indikerar att en komponent försämras – vanligtvis en bohrutytans yta eller en ventilspel – och kräver undersökning innan oljan blir mjölkaktig eller grumlig.

Zon 2: Skankfettning

Skäftsadaptern och dess gränssnitt mot guidhylsan, rotationsfängen och kopplingskuggarna kräver en särskild smörjning som är separat från hydraulkretsen. Den hydraulolja som driver kolven är inte formulerad för kontakttrycken och glidhastigheterna vid gränssnittet mellan skäft och kuggar – den saknar EP-tillsatser (extremtryck) och tackifierande ämnen som förhindrar metall-till-metall-kontakt under den kombinerade belastningen av stötar och vridmoment.

Tre leveransmetoder används i nuvarande borrkolvdrivare: luft-spridning (komprimerad luft transporterar borrolja som en dis i genom kolvhålsätet, med en förbrukning på 600–1 200 g/tim), fettinjicering via ett mätat system (automatisk eller manuell injicering i doserade portioner vid definierade intervall) samt Sandviks cirkulerande kolvsmörjningssystem (CSL), som leder filtrerad hydraulisk returolja genom kolvhålsätet och tillbaka till tanken istället for att släppa ut den. CSL minskar oljeförbrukningen för kolvsmörjning med upp till 70 % och eliminerar hanteringen av separata reservoarer som luft-dis-system kräver.

Olja för bergborrskäftsanslutningar måste vara ISO VG 100 eller motsvarande med tillsatser som ger hög filmstyrka och tackifierande egenskaper. Dessa föreningar bibehåller en smörjfilm på skäftsplintytorna mellan varje slagcykel – standardhydraulikolja bryts ned vid kontakttrycket och avlägsnas från metallytan under centrifugalkraften från rotationen. Att ersätta skäftsolja med hydraulikolja därför att den är tillgänglig och den rätta oljan inte finns på plats leder till plintskador inom timmar vid borrning i hård bergmassa.

Zon 3: Rotationsmotor och växellåda

Rotationsmotorn—hydraulisk vev- eller kugghjulsrotormotor—smörjs av hydrauloljan i rotationskretsen. Detta är en separat krets från slagkretsen i de flesta drifters, med egen tryckinställning och returledning. Den viktigaste underhållsåtgärden är att kontrollera avtappningsflödeshastigheten vid motorns avtappningsanslutning: ökat avtappningsflöde (över specifikationen) indikerar slitage på motorns inre tätningar eller ökad kuggspel, vilket innebär att motorn låter oljan passera istället for att omvandla den till rotation.

Bärfel i rotationsmotorn—när det inträffar—ger ett karakteristiskt ljud: ett torrt, metalliskt gnisslande vid rotationsmotorns ände av driftern, snarare än vid slagänden. Detta skiljer det från slagborr-ljudet under normal högtrycksdrift. Diagnostiksteget är att köra driftern med slag avstängt och endast rotation påslaget, och lyssna efter gnisslandet. Lager som är på väg att gå sönder visar vanligtvis denna symtomatik innan de ger upphov till synlig värme eller oljebypass.

Tabell för felidentifiering vid smörjning

Underhållsintegration: Samordning av oljebyten med tätningsbyten

Den mest effektiva underhållsplanen samordnar oljebyten, filterelementbyten och byten av tätningsset till enskilda servicehändelser i stället för separata ingrepp. Ett oljebyte efter 500 driftstimmar som utförs separat från den 500-timmarsinspektionen av tätningsringarna innebär två öppningar av kretsen, två möjligheter för föroreningar att tränga in och två utskick av underhållspersonal. Genom att samordna dessa åtgärder minskas den totala underhållstiden med 30–40 %, samtidigt som risken för kvalitetsbrister elimineras – exempelvis en öppnad krets som inte omedelbart stängs och fylls på nytt.

HOVOO levererar tätningsset för alla större driftverktygsvarumärken i alla tre smörjzoner – slagtätningsset, spolboxtätningsset och rotationshus-tätningsset – antingen som kompletta set eller som zonspecifika delset beroende på underhållsbehovet. Att beställa tätningssetet samtidigt som den schemalagda oljebytet skapar förutsättningar för integrerat underhåll istället för sekventiella enskilda ingrepp. Fullständiga referenser finns på hovooseal.com.