ลูกสูบคุณภาพสูงของสว่านเจาะหิน Sandvik HLX5T ในประเทศสวีเดน

Sandvik HLX5T ไม่ใช่เครื่องเจาะแบบพัฒนา (development drifter) แต่เป็นเครื่องเจาะรูลึก (longhole rock drill) แบบหนักพิเศษที่ติดตั้งบนแท่นเจาะสำหรับการผลิต เพื่อใช้ในกระบวนการขุดแบบชั้นย่อย (sublevel stoping), การถล่มแบบชั้นย่อย (sublevel caving) และโครงการเจาะวงแหวนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ (large-diameter ring drilling) ที่เหมืองแร่เหล็ก Kiruna ของ LKAB ซึ่ง HLX5T ใช้เจาะรูผลิตความลึก 38 เมตรในชั้นแมกนีไทต์ที่มีค่า UCS อยู่ระหว่าง 180–220 MPa เพื่อป้อนวัตถุดิบให้กับการดำเนินงานแบบถล่มแบบชั้นย่อยที่ใหญ่ที่สุดในโลก บทบาทของลูกสูบจึงแตกต่างโดยสิ้นเชิงเมื่อเทียบกับการเจาะเพื่อการพัฒนา (development drilling) แต่ละรูใช้เวลาในการเจาะเสร็จสมบูรณ์ 25–35 นาที โดยลูกสูบทำงานอย่างต่อเนื่องตลอดช่วงเวลานั้นในหนึ่งในชั้นหินที่แข็งที่สุดของโลก โดยไม่มีการหยุดพักเพื่อปรับตำแหน่งซึ่งมักเกิดขึ้นบ่อยครั้งในการเจาะเพื่อการพัฒนา ดังนั้น สภาพแวดล้อมของการทำงานภายใต้ภาระหนักอย่างต่อเนื่องนี้ คือ สภาพแวดล้อมที่ลูกสูบของ HLX5T ได้รับการออกแบบและสร้างขึ้นมาโดยเฉพาะ

ลูกสูบ HLX5T เป็นชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่กว่าและมีระยะการเคลื่อนที่ (stroke) ยาวกว่าลูกสูบที่ใช้ในการพัฒนาเครื่องเจาะ—มวลที่มากขึ้นและระยะการเคลื่อนที่ที่ยาวขึ้นนี้ทำให้สามารถสร้างพลังงานกระแทกในระดับ 300 จูลขึ้นไป ซึ่งจำเป็นสำหรับการขยายรอยแตกในหินควอตไซต์แมกนีไทต์ที่ความลึกของการผลิตของ LKAB รูปทรงของผิวหน้าที่สัมผัสแรงกระแทก (strike face) ถูกออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อให้สอดคล้องกับข้อกำหนดด้านความต้านทานคลื่น (wave impedance) ของระบบแท่งเจาะ T51 และ GT60 สำหรับรูเจาะที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 115 มม. และลึกสูงสุด 54 เมตร ความลึกของชั้นคาร์บูไรซ์ (carburized case depth) อยู่ที่ 1.0–1.4 มม. ซึ่งลึกกว่าลูกสูบที่ใช้ในการพัฒนาแบบมาตรฐาน เพื่อต้านทานการสะท้อนกลับของคลื่นแรงดึง (tensile wave) ที่มีแอมพลิจูดสูงซ้ำๆ ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการเจาะรูลึก (longhole drilling) ในชั้นหินแข็งที่ความลึก

ประสิทธิภาพของลูกสูบในการผลิตแบบ Sublevel Caving ที่ Kiruna ของ LKAB

ทีมบำรุงรักษาเครื่องเจาะการผลิตของ LKAB Kiruna ตรวจสอบลูกสูบ HLX5T ทุกๆ 400 ชั่วโมง โดยใช้วิธีตรวจสอบพื้นผิวที่ผ่านการคาร์บูไรซ์แบบเดียวกัน ได้แก่ การขูดทดสอบ (file test) ที่ส่วนปลายด้านที่กระทบ การวัดเส้นผ่านศูนย์กลางที่พื้นผิวไกด์ และการตรวจสอบด้วยอนุภาคแม่เหล็ก (magnetic particle test) ที่จุดกึ่งกลางตัวลูกสูบ ซึ่งเป็นบริเวณที่ความเค้นจากแรงดัดสะสมอยู่มากที่สุดเนื่องจากการสัมผัสที่ไม่อยู่ศูนย์กลาง การตรวจพบรอยร้าวจากความเหนื่อยล้าที่มีขนาด 0.8 มม. ก่อนที่จะขยายตัวถึง 3 มม. จะช่วยป้องกันความเสียหายต่อชุดแท่งเชื่อม (rod string) ซึ่งอาจเกิดขึ้นหากลูกสูบหักขาดทั้งหมด HOVOO เป็นผู้จัดจำหน่ายลูกสูบ HLX5T ให้กับโครงการผลิตแบบ sublevel caving ของ LKAB ที่ Kiruna ข้อมูลอ้างอิงที่ hovooseal.com