ลูกสูบที่ทนต่อการสึกหรอของแอตลาส คอปโก RD22U ในฟินแลนด์

ลูกสูบของ RD22U ที่มีน้ำหนักมากกว่า—มีมวลมากขึ้น จังหวะการเคลื่อนที่ยาวขึ้น และพลังงานแรงกระแทกสูงกว่ารุ่น RD18U—ส่งผลเปลี่ยนแปลงการคำนวณความล้าในปฏิบัติการเจาะหินแข็งแบบฟินแลนด์ ที่เหมืองทองคำคิตติลา (Kittilä) ของบริษัทอักนิโก อีเกิล (Agnico Eagle) ในแลปแลนด์ (Lapland) หินชิสต์ที่มีแร่ทองคำจะเปลี่ยนผ่านระหว่างโซนหินควอตไซต์ซึ่งมีความแข็งสูงถึง 180 MPa กับโซนการเปลี่ยนสภาพแบบฟิลลิก (phyllic alteration) ที่นุ่มกว่าซึ่งมีความแข็งเพียง 90–110 MPa ภายในรอบการพัฒนาแนวหนึ่งรอบเท่านั้น แต่ละโซนเปลี่ยนผ่านนี้ทำให้ลูกสูบต้องผ่านระยะเร่งสูงสั้นๆ เมื่อชั้นหินที่นุ่มกว่าให้แรงต้านทานน้อยลงในจังหวะคืนกลับ ตามด้วยโซนหินแข็งที่มีแรงต้านสูงกว่าซึ่งดูดซับแรงกระแทกครั้งถัดไปอย่างสมบูรณ์ คลื่นสะท้อนกลับแบบบางส่วนและเต็มรูปแบบที่สลับกันนี้สร้างวงจรความเครียดแบบดึง-กดแปรผันขึ้นในตัวลูกสูบ—ซึ่งเป็นรูปแบบการรับโหลดแบบเดียวกับที่ก่อให้เกิดรอยแตกจากความล้าที่จุดไม่เรียบบนผิวของลูกสูบ

ลูกสูบ RD22U ผลิตจากเหล็กกล้าเครื่องมือที่มีธาตุผสมสูง พร้อมผ่านการชุบผิวด้วยกระบวนการคาร์บูไรซ์ (carburizing) จนได้ความแข็งผิวที่บริเวณหน้ากระทบและเส้นผ่านศูนย์กลางของส่วนนำทางอยู่ที่ 58–62 HRC ความลึกของชั้นผิวที่ผ่านการชุบดังกล่าว—โดยทั่วไปอยู่ที่ 0.8–1.2 มม.—ให้ค่าความแข็งแบบค่อยเป็นค่อยไป (hardness gradient) ซึ่งช่วยต้านทานการสึกหรอแบบขัดถู (abrasive wear) ที่ผิวส่วนนำทางของลูกสูบ และป้องกันการล้มเหลวจากการรับแรงสัมผัสซ้ำๆ (contact fatigue) ที่บริเวณหน้ากระทบ ข้อกำหนดเฉพาะของฟินแลนด์สำหรับการเจาะในชั้นหินที่มีลักษณะเปลี่ยนแปลงได้ (variable-formation drilling) คือ ต้องมีความเหนียวเพียงพอในเนื้อเหล็กส่วนแกน (core steel) ที่อยู่ใต้ชั้นผิวที่ผ่านการชุบ: ลูกสูบที่มีผิวแข็งแต่แกนเปราะจะเกิดการแตกหักเมื่อคลื่นแรงดึงที่เกิดขึ้นจากโซนชั้นหินที่นุ่มผิดปกติเดินทางมาถึงด้วยแอมพลิจูดสูงกว่าที่คาดไว้

การตรวจสอบการสึกหรอของลูกสูบตามช่วงเวลาการให้บริการในฟินแลนด์

ทีมบำรุงรักษาของฟินแลนด์ที่เมืองคิตติลา ทำการตรวจสอบการบวมของพื้นผิวกระทบ (mushrooming) ทุกครั้งที่เปลี่ยนซีลกระทบแบบเป็นจังหวะ — ซึ่งใช้เวลาเพียง 3 นาที แต่สามารถตรวจจับการเสื่อมสภาพของลูกสูบได้ก่อนที่รูปร่างที่ผิดเพี้ยนจะส่งผลต่อการแพร่กระจายของคลื่นแรงดันเข้าสู่ชุดแท่งส่งกำลัง (rod string) ที่บวมแล้วจะส่งคลื่นแรงดันอย่างไม่สมมาตร ส่งผลให้เกิดการเบี่ยงเบนของหลุมเจาะ (hole deviation) และการสึกหรอของเกลียวแท่งส่งกำลังอย่างไม่สมมาตร ซึ่งโดยทั่วไปมักไม่ถูกเชื่อมโยงกับลูกสูบจนกว่ารูปแบบการสึกหรอจะชัดเจนขึ้น HOVOO จัดหาลูกสูบที่ทนต่อการสึกหรอรุ่น RD22U สำหรับโครงการเจาะหินแข็งในฟินแลนด์ ข้อมูลอ้างอิงเพิ่มเติมที่ hovooseal.com