ซีลชนิด HNBR และ PU ที่แข็งแรงทนทานสำหรับระบบยกแร่ เครื่องขุดโหลดและขนย้าย (LHD) และแท่นเจาะแบบจัมโบ้ (Drill Jumbo)

การขุดแร่ใต้ดินเป็นศาสตร์ที่เข้มงวดมาก โดยอุปกรณ์ต้องทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีพื้นที่จำกัด สกปรก เปียกชื้น และมีแรงเครื่องกลกระทำอย่างรุนแรง ความเชื่อถือได้ของอุปกรณ์จึงไม่ใช่เพียงประเด็นทางเศรษฐกิจเท่านั้น แต่ยังเป็นองค์ประกอบหลักด้านความปลอดภัยอีกด้วย เครื่องจักรสามประเภทที่สำคัญที่สุด —เครื่องยกเหมือง ยานพาหนะขนส่ง-บรรจุ-เท (LHD) และแท่นเจาะแบบจัมโบ้ —อาศัยระบบไฮดรอลิกและระบบกลไก ซึ่งหากซีลเกิดความล้มเหลวอาจส่งผลร้ายแรงถึงชีวิต: เช่น การล้มเหลวของระบบเบรกเครื่องยกเหมือง การสูญเสียการควบคุมพวงมาลัยของ LHD หรือท่อน้ำมันไฮดรอลิกแตกใกล้ตัวผู้ปฏิบัติงานเครื่องเจาะ

เครื่องยกเหมือง:

เหล่านี้คือลิฟต์สำหรับบุคคล วัสดุ และแร่ธาตุ ซึ่งใช้เคลื่อนย้ายภาระขนาดใหญ่ด้วยความเร็วสูงในแนวตั้งผ่านช่องทางแนวตั้ง (vertical shafts) ระบบเบรกของลิฟต์เหล่านี้มักเป็นแบบไฮดรอลิกหรือไฮโดร-พนีวมาติก ทำงานภายใต้แรงดันสูงและต้องการความน่าเชื่อถืออย่างสมบูรณ์แบบ ซีลที่ใช้ในคาลิเปอร์เบรกและแอคคิวมูเลเตอร์จึงต้องทนต่อ:

· แรงดันสถิตและแรงดันแบบไดนามิกสูง

· ความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนจากฝุ่นละอองในช่องทางแนวตั้งที่ลอยอยู่ในอากาศ

· หน้าที่ที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับความปลอดภัย

  ยางไนไตรล์ไฮโดรเจนเนต (HNBR) เป็นวัสดุที่เหมาะที่สุดสำหรับซีลประเภทนี้ เนื่องจากให้คุณสมบัติในการต้านทานน้ำมันได้ดีเยี่ยมเช่นเดียวกับยางไนไตรล์มาตรฐาน (NBR) แต่มีการปรับปรุงอย่างมากในด้านต่อไปนี้:

· ความต้านทานต่อความร้อน (ใช้งานต่อเนื่องได้สูงสุดที่ 150 °°C) ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อระบบเบรก

· ความแข็งแรงเชิงกลและความต้านทานต่อการสึกกร่อน

· ความต้านทานต่อโอโซนและการเสื่อมสภาพตามอายุการใช้งาน

  คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้มั่นใจได้ว่าซีลจะคงความสมบูรณ์และคุณสมบัติยืดหยุ่นไว้ได้นานหลายปี ซึ่งเป็นข้อกำหนดที่จำเป็นอย่างยิ่งสำหรับระบบที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัย

รถขุด-ขนส่ง-เททิ้ง (LHDs):

ยานพาหนะแบบมีข้อต่อและสามารถเคลื่อนย้ายได้เหล่านี้เป็นเครื่องจักรหลักในการทำเหมืองเพื่อการผลิต กระบอกสูบไฮดรอลิกจำนวนมากของยานพาหนะ (สำหรับระบบพวงมาลัย แขนยก และการเอียงถังบรรทุก) ต้องทำงานภายใต้สภาวะการเคลื่อนไหวแบบไดนามิกอย่างต่อเนื่องและรับแรงสูง ความท้าทายหลักสำหรับซีลของกระบอกสูบคือการเกิดการบีบออก (extrusion) และการสึกหรอ

· โพลีเมอร์ยูรีเทน (PU) เป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับซีลลูกสูบและซีลก้านลูกสูบในกระบอกสูบ LHD เนื่องจากมีความต้านทานต่อการสึกหรอได้ดีเลิศ และมีโมดูลัสสูง (ความแข็ง) ซึ่งช่วยป้องกันไม่ให้ซีลเปลี่ยนรูปร่างหรือถูกบีบออกเข้าไปในช่องว่างแคบที่อยู่ระหว่างลูกสูบกับผนังภายในกระบอกสูบ แม้ภายใต้แรงดันที่สูงกว่า 300 บาร์

· HNBR มักใช้สำหรับซีลรอง ซีลกวาด (wipers หรือ scrapers) และซีลแบบคงที่ภายในชุดประกอบกระบอกสูบ โดยให้สมรรถนะการปิดผนึกเสริมที่ยอดเยี่ยม และทนต่อน้ำมันไฮดรอลิกที่มีอุณหภูมิสูง

รถเจาะแบบจัมโบ้:

เครื่องจักรเหล่านี้ใช้สว่านหินไฮดรอลิกเพื่อเจาะรูสำหรับการระเบิด กระบอกสูบป้อนสว่านและกลไกค้อน/หมุนจะได้รับแรงดันแบบพัลส์ความถี่สูงอย่างรุนแรงและแรงสั่นสะเทือน ซึ่งอาจทำให้ซีลที่มีคุณภาพต่ำกว่าเสียหายได้อย่างรวดเร็ว

· โดยทั่วไปจะใช้วัสดุผสมระหว่าง PU และ HNBR ซึ่ง PU ทำหน้าที่ปิดผนึกภายใต้แรงดันสูงในกระบอกสูบป้อนสว่าน ส่วน HNBR ใช้ในซีลที่มีโครงสร้างซับซ้อนของหัวสว่าน เนื่องจากทนต่อฝุ่นหินที่กัดกร่อนและน้ำมันที่มีอุณหภูมิสูงได้ดี

ความร่วมมือกับผู้ผลิตต้นทาง (OEM) และการบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์:

ผู้ผลิตอุปกรณ์รายใหญ่ เช่น Atlas Copco, Sandvik และ Caterpillar ออกแบบอุปกรณ์ของตนโดยคำนึงถึงรูปร่างของซีลและข้อแนะนำวัสดุเฉพาะ หากใช้ซีลที่ไม่ใช่ของผู้ผลิตต้นทาง (non-OEM) หรือใช้วัสดุที่ไม่ตรงตามข้อกำหนด อาจทำให้การรับประกันเป็นโมฆะและส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงาน

ในเหมืองลึกที่มีอุณหภูมิสูงในรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลียและสหรัฐอเมริกา (เนวาดา) อุณหภูมิหินโดยรอบอาจสูงเกิน 50 °°C ซึ่งยิ่งเพิ่มภาระให้กับระบบไฮดรอลิกมากยิ่งขึ้น ดังนั้นกลยุทธ์การบำรุงรักษาจึงต้องมีความก้าวหน้า:

1. การวิเคราะห์น้ำมัน: การสุ่มตัวอย่างน้ำมันไฮดรอลิกเป็นประจำเพื่อตรวจสอบความหนืด จำนวนอนุภาค และที่สำคัญที่สุดคือ การตรวจหาซิลิคอน (ซึ่งเกิดจากการรั่วซึมของฝุ่นละอองที่มีฤทธิ์กัดกร่อน บ่งชี้ถึงความล้มเหลวของซีลหรือวาล์วระบายอากาศ) หรือทองแดง/เหล็ก (ซึ่งเกิดจากการสึกหรอ)

2. การเปลี่ยนซีลตามสภาพจริง: แทนที่จะเปลี่ยนซีลตามช่วงเวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ซีลในระบบที่มีความสำคัญสูงจะถูกเปลี่ยนตามผลการวิเคราะห์น้ำมันและผลการตรวจสอบขณะถอดประกอบ (teardown inspections) ระหว่างการซ่อมบำรุงตามแผน

3. โครงการปรับปรุงซีล: บริษัทเหมืองแร่มักทำงานร่วมกับผู้ผลิตซีลเพื่อพัฒนาสารผสมเฉพาะสำหรับซีล —ตัวอย่างเช่น โพลีเมอร์ยูรีเทนแบบไฮบริด (hybrid PU) ที่มีความต้านทานต่อการไฮโดรไลซิสที่ดีขึ้นสำหรับสภาพแวดล้อมที่เปียก หรือยาง HNBR ที่เสริมความแข็งแรงเป็นพิเศษสำหรับเครื่องเจาะที่ใช้งานที่อุณหภูมิสูง

หลักเศรษฐศาสตร์ชัดเจน: การขัดข้องแบบไม่ได้วางแผนล่วงหน้าของเครื่องจักรขุดแบบขับเคลื่อนด้านซ้าย (LHD) หรือเครื่องจักรขนาดใหญ่พิเศษ (jumbo) ภายในชั้นถลุงใต้ดินที่ห่างไกล อาจส่งผลให้สูญเสียรายได้จากการผลิตไปหลายหมื่นดอลลาร์ต่อชั่วโมง ดังนั้น การลงทุนในซีลที่ทำจากยาง HNBR และ PU ที่มีคุณภาพสูงและเหมาะสมกับการใช้งาน พร้อมทั้งดำเนินการตามโปรแกรมบำรุงรักษาที่อิงหลักฐานเชิงวิทยาศาสตร์ จึงเป็นหนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการรับประกันความพร้อมใช้งานของอุปกรณ์ และคุ้มครองความปลอดภัยของแรงงานที่ปฏิบัติงานใต้ดิน