Kraftfull nadelager för Atlas Copco RD18U i Brasilien

Vales Carajás-komplex i norra delstaten Pará har ett borrverktyg med ett problem som inte syns på ytan och inte är uppenbart förrän lagerfel börjar uppstå samlade vid en specifik borrningsdjup. Carajás-malmkroppen är en bandad järnformation (BIF), där de övre 80 % av resursen utgörs av mjuk, spröd limonit och anrikad hematit – lätt att borra, låg rotationsvridmoment, lagerbelastningar väl inom designgränsen. Under 150–200 meter övergår limoniten till hård siliciumrik hematit, där SiO2-halten stiger från under 1 % till 8–12 %, UCS (uniaxial compressive strength) stiger från 40 MPa mot 160 MPa, och den abrasiva kiseldioxiden sliter mot varje lageryta som borrsträngen kommer i kontakt med. RD18U-driftborrar som fungerar smidigt i 1 200 timmar i den övre mjuka zonen kan förbruka ett nållager på endast 600 timmar när borrprogrammet når den hårdare, kiseldioxidrika övergångszonen – samma utrustning, annat djup, annan lagerlivslängd.

Nållagret i Atlas Copco RD18U:s rotationsmotor bärs radialbelastningarna från tandhjulsutförandet, medan axeln överför vridmoment till drivaren. I Carajás mjuka zon är dessa radialbelastningar låga och lagret går svalt. I den kiselsyrehaltiga hematitzonen ökar kravet på rotationsvridmoment med 40–60 % eftersom den abrasiva formationen motverkar borrverktyget, den radiala belastningen på lagret stiger proportionellt och fina kvartsdelar som tränger in i skankens smörjningskrets genom slitna spolningssegel migrerar in i lagrets korg via avloppsvägen i rotationshuset.

Hur djupövergången påverkar lagringsbelastningen

Föroreningsvägen som förkortar lagerlivslängden

Fin kiseldioxid från den kiselig-järnoxidrika zonen når inte nålenlagret endast via hydrauloljan – denna föroreningsväg filtreras. Partiklarna når lagret via avloppskretsen för rotationshuset: avloppsröret som tar bort använd smörjolja från skäften från huset transporterar också fina abrasiva partiklar som har avsatts på ytan av skäftadaptern och som har medförts av smörjfilmslagret tillbaka in i huset. I den mjuka övre zonen samlar skäftytan upp minimalt med abrasivt material och avloppet transporterar ren olja. I den kiselig-järnoxidrika zonen roterar skäften mot en bergart som genererar fina kvartsrika borravfall, varav vissa passerar tätningsskivan vid varje återstötslag och tränger in i skäfthuset.

Den praktiska indikatorn är färgen på avtappat olja: ren, amberfärgad i den mjuka zonen, successivt mörkare med svävande fina partiklar i den kiselhaltiga zonen. Brasilianska borrövervakare som upptäcker denna färgförändring efter 200 timmar i ett program för kiselhaltiga formationer och därefter förkortar inspektionsintervallet för lagren förlänger lagrarnas livslängd med 30–40 % jämfört med de som behåller det standardmässiga intervallet på 500 timmar oförändrat. Färgkontrollen tar 30 sekunder.

Protokoll för lagerinspektion vid brasilianska djupvariabla program

Vid Carajás Serra Norte och S11D, där enskilda borrprogram ofta påbörjas i den mjuka zonen och sedan fortskrider neråt genom den kiselig-transitiva zonen, är den rekommenderade metoden ett formationsanpassat underhållsschema för lagerinspektion istället for ett fast tidsintervall i timmar. När borrloggen visar att borrverktyget tränger in i kiselig hematit – identifierat genom att penetrationshastigheten sjunker och rotationstrycket stiger samtidigt utan någon förändring av slaginställningarna – ska inspektionsintervallet för lagren halveras från 500 till 250 timmar. Denna enda justering, om den tillämpas konsekvent, justerar underhållstiden så att den stämmer överens med den faktiska belastningen på lagren snarare än med kalendertidsantaganden som är utformade för den mjuka zonen.

Utbyte av nållager vid 250 timmar i den kiseligta zonen kostar lika mycket som vid 500 timmar; skillnaden är att ett lager som byts ut vid 250 timmar fortfarande har en driftsäker kagegeometri. Ett lager som lämnas att gå till 500 timmar i den kiseligta zonen ger ofta upphov till kontaminering med kagefragment som når drivaxelns splin och styrtillslutets cylinderborr under samma underhållscykel – vilket omvandlar ett planerat lagerbyte till ett oplanerat byte av flera komponenter. HOVOO levererar tungt utrustade RD18U-nållager dimensionerade enligt OEM-specifikationer för den brasilianska marknaden, tillgängliga med korta ledtider från fördelningscentrum i São Paulo. Fullständiga referenser finns på hovooseal.com.