วิธีแก้ไขปัญหาน้ำมันรั่วจากเครื่องเจาะหิน: วิธีซ่อมแซมที่มีประสิทธิภาพที่สุด

การรั่วของน้ำมันในสว่านหินไฮดรอลิกนั้นแทบไม่เคยเป็นเพียงแค่เรื่องรบกวนเท่านั้น รอยรั่วเล็กน้อยที่ซีลกล่องล้าง (flushing box seal) หมายความว่าน้ำกำลังไหลย้อนเข้าสู่วงจรการตี (percussion circuit) ซึ่งจะปนเปื้อนน้ำมันไฮดรอลิก และค่อยๆ กัดกร่อนผิวด้านในของกระบอกสูบ (bore surface) ขณะที่รอยรั่วเล็กน้อยที่ซีลห้องตี (percussion chamber seal) หมายความว่าวงจรแรงดันสูงกำลังสูญเสียความต่างของแรงดันที่มีประสิทธิภาพในแต่ละจังหวะการทำงาน ส่งผลให้พลังงานการตีลดลงก่อนที่จะมีการรั่วภายนอกให้สังเกตเห็นได้ชัดเจน เมื่อช่างเทคนิคสังเกตเห็นน้ำมันหยดสะสมอยู่ใต้เครื่องเจาะ (drifter) แล้ว ความเสียหายมักจะลุกลามไปไกลแล้ว

การตอบสนองที่ถูกต้องต่อการรั่วของน้ำมันขึ้นอยู่ทั้งหมดกับวงจรใดที่รั่ว ไม่ใช่กับปริมาณน้ำมันที่มองเห็นได้ การรั่วภายนอกบริเวณข้อต่อท่อด้วยยาง (hose fittings) และพื้นผิวพอร์ต (port faces) เป็นปัญหาที่แยกต่างหากจากการรั่วภายในที่เกิดขึ้นผ่านผิวหน้าของซีล (seal faces) — และขั้นตอนการซ่อมแซมก็แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง การปฏิบัติกับปัญหาทั้งสองแบบเหมือนกันคือสาเหตุหลักของการซ่อมแซมการรั่วที่ล้มเหลว

การจัดหมวดหมู่ของการรั่วก่อนเริ่มใช้ประแจ

จุดรั่วสามจุดครอบคลุมกรณีการรั่วของน้ำมันในเครื่องเจาะหินส่วนใหญ่ จุดแรกคือการรั่วที่ข้อต่อภายนอก: น้ำมันซึมออกมาจากบริเวณข้อต่อเกลียวระหว่างท่อดูดแรงดันไฮดรอลิกกับตัวเครื่องเจาะ (drifter body) ซึ่งเป็นประเภทของการรั่วที่ตรวจสอบได้ง่ายที่สุด — โดยให้ทำความสะอาดบริเวณนั้น จากนั้นเปิดเครื่องทำงานแบบเคาะ (percussion) สั้นๆ แล้วสังเกตว่าน้ำมันใหม่ปรากฏขึ้นที่ตำแหน่งใด ข้อต่อเกลียวมักสามารถซ่อมแซมได้โดยการขันให้แน่นตามค่าแรงบิดที่ระบุไว้ หากยังคงมีน้ำมันซึมออกหลังจากขันแล้ว แสดงว่าพื้นผิวรองรับเกลียว (thread face seat) เสียหาย และจำเป็นต้องเปลี่ยนชิ้นส่วนข้อต่อนั้น

ประการที่สองคือ การรั่วของกล่องล้าง (flushing box): น้ำมันไหลย้อนจากบริเวณวงจรล้างไปยังด้านหน้าของเครื่องเจาะแบบดริฟเตอร์ (drifter) ซึ่งบ่งชี้ว่าซีลของกล่องล้างเสียหาย—ไม่ว่าจะเนื่องจากการสึกหรอจากการใช้งานตามปกติ หรือเสื่อมสภาพจากน้ำล้างที่มีฤทธิ์กัดกร่อนทางเคมี จุดสำคัญคือ การรั่วของกล่องล้างทำให้น้ำไหลย้อนกลับเข้าสู่ห้องกระทบ (percussion chamber) จนเกิดการผสมตัวเป็นอิมัลชันกับน้ำมันไฮดรอลิก ตัวอย่างน้ำมันไฮดรอลิกที่ขุ่นหรือมีสีขาวขุ่น (คล้ายนม) ซึ่งสุ่มเก็บจากพอร์ตระบายน้ำของดริฟเตอร์หลังเกิดการรั่วของกล่องล้าง จะยืนยันการปนเปื้อนนี้ได้ จำเป็นต้องเปลี่ยนน้ำมันก่อนติดตั้งซีลใหม่ มิฉะนั้น อิมัลชันที่มีฤทธิ์กัดกร่อนจะทำลายซีลใหม่ภายในไม่กี่ชั่วโมง

ประการที่สามคือ การรั่วของห้องตี: น้ำมันสะสมอยู่บริเวณด้านหลังของเครื่องเจาะหรือบริเวณมอเตอร์หมุน มักไม่มีการรั่วไหลออกภายนอกที่ชัดเจน ซึ่งโดยทั่วไปบ่งชี้ถึงความล้มเหลวของซีลลูกสูบตี หรือโอ-ริงของบล็อกวาล์ว อาการที่สังเกตได้คือพลังงานการตีลดลงมากกว่าการรั่วไหลที่มองเห็นได้ภายนอก—น้ำมันกำลังไหลผ่านเข้าสู่วงจรคืนกลับภายในแทนที่จะไหลออกทางเปลือกนอก

ตำแหน่งที่รั่วและวิธีการวินิจฉัยตามโซน

เหตุใดจึงต้องตรวจสอบสภาพรูทรงกระบอกก่อนติดตั้งซีลใหม่

ซีลไฮดรอลิกทุกตัวทำงานโดยสัมผัสกับพื้นผิวของรูทรงกระบอกที่ผ่านการกลึงมาแล้ว เมื่อน้ำมันรั่วผ่านซีลของลูกสูบแบบกระทุ้นเป็นเวลานาน อนุภาคที่เกิดจากการเสื่อมสภาพของยางเอลาสโตเมอร์และอนุภาคโลหะที่สึกกร่อนจะไหลเวียนไปกับน้ำมันที่ไหลกลับบางส่วนของอนุภาคเหล่านี้จะตกค้างบนผนังรูทรงกระบอกและสร้างรอยขีดข่วน—ร่องเล็กๆ ที่เรียงตัวตามแนวแกนของรูทรงกระบอก ซีลใหม่ที่เคลื่อนผ่านรอยขีดข่วนเหล่านี้จะเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็ว เนื่องจากขอบของซีลสัมผัสกับจุดสูงสุดของร่อง ฟิล์มน้ำมันจึงแตกตัว และการสึกหรอแบบกัดกร่อนจะเร่งตัวขึ้นบริเวณเส้นสัมผัสดังกล่าว

โปรโตคอลการตรวจสอบนั้นเรียบง่าย หลังจากถอดลูกสูบออกแล้ว ให้ใช้ผ้าสะอาดที่ไม่ทิ้งเศษใยเช็ดทั่วพื้นผิวของรูทรงกระบอก (bore) ภายใต้แสงสว่างที่เพียงพอ ถ้าพบเส้นขีดข่วนหรือรอยบุ๋มที่มองเห็นได้ซึ่งมีความกว้างมากกว่าประมาณ 0.2 มม. จะต้องทำการขัดตกแต่งรูทรงกระบอก (honing) ก่อนติดตั้งซีลชุดใหม่ การข้ามขั้นตอนนี้แล้วติดตั้งชุดซีลใหม่ลงในรูทรงกระบอกที่เสียหาย คือสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของการล้มเหลวของซีลซ้ำๆ ในระยะแรก—and เป็นสาเหตุที่สามารถป้องกันได้ง่ายที่สุด

รอยขีดข่วนที่เกิดจากการรั่วไหลของน้ำล้างที่ปนเปื้อนมักจะกระจุกตัวอยู่บริเวณส่วนหน้าของรูทรงกระบอกใกล้กับบริเวณรอยต่อของกล่องล้าง (flushing box) ส่วนรอยขีดข่วนที่เกิดจากการปนเปื้อนของอนุภาคโลหะจะกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอมากกว่าตลอดความยาวของรูทรงกระบอก รูปแบบของรอยขีดข่วนนี้บ่งชี้แหล่งที่มาของการปนเปื้อน

ปฏิกิริยาลูกโซ่ของการปนเปื้อน: เหตุใดการล้มเหลวของซีลเพียงชิ้นเดียวจึงนำไปสู่การล้มเหลวของซีลอื่นๆ

เครื่องเจาะหินที่ทำงานในสภาพแวดล้อมใต้ดินมีความเสี่ยงสูงเป็นพิเศษต่อการปนเปื้อนแบบลูกโซ่ ซีลในวงจรการตี (percussion circuit) อาจสัมผัสกับอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนจากหน้าหิน สารปนเปื้อนจากวงจรการล้าง (flushing circuit) และน้ำมันไฮดรอลิกที่ปนเปื้อนจากตัวกรองด้านต้นทางซึ่งใช้งานเกินช่วงเวลาที่กำหนดไว้ ปัจจัยใดปัจจัยหนึ่งเหล่านี้จะเร่งอัตราการสึกหรอของซีล เมื่อการสึกหรอที่เร่งขึ้นนี้ก่อให้เกิดการรั่วไหล น้ำมันที่รั่วไหลออกมาก็จะก่อให้เกิดการปนเปื้อนระดับที่สอง ซึ่งจะเดินทางไปถึงซีลตัวถัดไปในวงจร

การถอดและต่อเครื่องเจาะเข้ากับแหล่งจ่ายแรงดันซ้ำๆ ซึ่งเป็นกระบวนการปกติในการทำเหมืองใต้ดินขณะที่หน้าตัดค่อยๆ เคลื่อนตัวไปข้างหน้า เป็นที่ทราบกันดีว่าเป็นสาเหตุหนึ่งของการรั่วซึมของสารปนเปื้อนเข้าสู่ระบบ แต่ละรอบของการถอดออกซึ่งทำให้พอร์ตไฮดรอลิกเปิดออก จะทำให้อนุภาคจากบรรยากาศเข้าสู่ระบบได้บางส่วน เมื่อเกิดขึ้นซ้ำๆ หลายร้อยครั้ง ปริมาณสารปนเปื้อนนี้จะหลุดผ่านตัวกรองไปโดยตรง และเข้าถึงซีลการตีในวงจร

การป้องกันที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือการกำหนดเป้าหมายความสะอาดของน้ำมันไฮดรอลิก: รหัสความสะอาดตามมาตรฐาน ISO 16/14/11 หรือดีกว่านั้นในวงจรการตี (percussion circuit) ส่วนใหญ่สถานที่ปฏิบัติงานมีระดับความสกปรกของน้ำมันสูงกว่าค่าเป้าหมายนี้ การส่งตัวอย่างน้ำมันไปวิเคราะห์ที่ห้องปฏิบัติการที่ได้รับการรับรองเมื่อเครื่องทำงานครบ 200 และ 500 ชั่วโมง จะให้สัญญาณเตือนล่วงหน้าก่อนที่จะเห็นอาการเสื่อมสภาพของซีลอย่างชัดเจน ซึ่งเป็นการลงทุนเพียง 50 ดอลลาร์สหรัฐต่อตัวอย่าง แต่สามารถป้องกันค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนชุดซีลซึ่งมีราคา 400–600 ดอลลาร์สหรัฐ รวมทั้งเวลาหยุดทำงานที่เกี่ยวข้องได้

ชุดซีล HOVOO: เลือกวัสดุที่เหมาะสมกับสาเหตุหลักของรอยรั่ว

ไม่ทุกกรณีของการรั่วซึมของน้ำมันจำเป็นต้องใช้ชุดซีล PU มาตรฐาน หากการรั่วซึมเกิดจากอุณหภูมิน้ำมันสูงเกินไป—เช่น น้ำมันที่ไหลกลับมามีอุณหภูมิสูงกว่า 80°C ซึ่งเร่งให้เกิดการยุบตัวแบบถาวร (compression set) ของ PU แล้ว สารประกอบ HNBR จะช่วยยืดอายุการใช้งานของซีลที่เชื่อถือได้เพิ่มขึ้น 20–30% หากรายงานระบุว่าน้ำล้างที่ปนเปื้อนเป็นแหล่งมลพิษหลัก ชุดซีลที่มีซีลคงที่แบบ PTFE-backed สำหรับวงจรกล่องล้างจะช่วยลดความเสี่ยงในการรั่วซึมของน้ำเข้ามาในอนาคตได้ HOVOO จัดจำหน่ายชุดซีลสำหรับเครื่องเจาะหิน (rock drill seal kits) ทั้งสองชนิดของสารประกอบดังกล่าวสำหรับแบรนด์เครื่องเจาะหิน (drifter) ทุกยี่ห้อหลัก โดยมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางรูเจาะและรูปทรงของขอบซีล (lip geometry) ที่ออกแบบเฉพาะตามรุ่นและสอดคล้องกับข้อกำหนดของผู้ผลิตต้นฉบับ (OEM) ดูข้อมูลอ้างอิงเพิ่มเติมได้ที่ hovooseal.com