Strategija upravljanja verige AFC podaljša življenjsko dobo in prepreči nenačrtovane izpade
Rudarska verigalahko odločilno vpliva na uspeh podjetja. Medtem ko večina rudnikov z dolgimi stenami uporablja verige premera 42 mm ali več na svojih oklepnih transporterjih (AFC), mnogi rudniki uporabljajo verige premera 48 mm, nekateri pa tudi do 65 mm. Večji premeri lahko podaljšajo življenjsko dobo verige. Upravljavci dolgih stenov pogosto pričakujejo, da bodo presegli 11 milijonov ton z velikostmi 48 mm in kar 20 milijonov ton z velikostmi 65 mm, preden bo veriga umaknjena iz uporabe. Veriga v teh večjih velikostih je draga, vendar se splača, če je mogoče izkopati celoten panel ali dva brez zaustavitve zaradi okvare verige. Če pa pride do prekinitve verige zaradi slabega upravljanja, nepravilnega ravnanja, nepravilnega spremljanja ali zaradi okoljskih razmer, ki lahko povzročijo napetostno korozijsko razpokanje (SCC), se rudnik sooča z velikimi težavami. V tem primeru cena, plačana za to verigo, postane brezpredmetna.
Če upravljavec dolgega dela ne uporablja najboljše možne verige za razmere v rudniku, lahko ena sama nenačrtovana zaustavitev zlahka izniči vse prihranke stroškov, pridobljene med postopkom nakupa. Kaj naj torej stori upravljavec dolgega dela? Pozorno mora upoštevati specifične razmere na lokaciji in skrbno izbrati verigo. Po nakupu verige mora porabiti dodaten čas in denar, potreben za pravilno upravljanje naložbe. To se lahko znatno obrestuje.
Toplotna obdelava lahko poveča trdnost verige, zmanjša njeno krhkost, ublaži notranje napetosti, poveča odpornost proti obrabi ali izboljša obdelovalnost verige. Toplotna obdelava je postala umetniška oblika in se razlikuje od proizvajalca do proizvajalca. Cilj je doseči ravnovesje lastnosti kovine, ki najbolje ustreza funkciji izdelka. Diferencialno kaljena veriga je ena bolj sofisticiranih tehnik, ki jih uporablja Parsons Chain, kjer krona verižnega člena ostane trda, da se upre obrabi, kraki, če so členi mehkejši, pa povečajo žilavost in duktilnost med uporabo.
Trdota je sposobnost odpornosti proti obrabi in je označena bodisi z Brinellovim trdotnim številom s simbolom HB bodisi z Vickersovim trdotnim številom (HB). Vickersova lestvica trdote je resnično proporcionalna, zato je material s trdoto 800 HV osemkrat trši od materiala s trdoto 100 HV. Tako zagotavlja racionalno lestvico trdote od najmehkejšega do najtršega materiala. Pri nizkih vrednostih trdote, do približno 300, so rezultati trdote po Vickersu in Brinellu približno enaki, pri višjih vrednostih pa so rezultati Brinella nižji zaradi popačenja krogličnega vtiskovalnika.
Charpyjev udarni preskus je merilo krhkosti materiala, ki ga je mogoče dobiti z udarnim preskusom. Verižni člen se zareže na varilni točki in se postavi na pot nihajočega nihala, pri čemer se energija, potrebna za lom vzorca, meri z zmanjšanjem nihanja nihala.
Večina proizvajalcev verig prihrani nekaj metrov vsake serije, da omogočijo izvedbo popolnega destruktivnega testiranja. Celotni rezultati testov in certifikati so običajno priloženi verigi, ki se običajno pošilja v parih po 50 m. Med tem destruktivnim testom se grafično prikažeta tudi raztezek pri preskusni sili in skupni raztezek pri pretrgu.
Optimalna veriga
Cilj je združiti vse te značilnosti, da se ustvari optimalna veriga, ki vključuje naslednje zmogljivosti:
• Višja natezna trdnost;
• Večja odpornost proti obrabi notranjih členov;
• Visoka odpornost proti poškodbam zobnika;
• Večja odpornost proti martenzitnim razpokam;
• Izboljšana žilavost;
• Povečana utrujenostna življenjska doba; in
• Odpornost proti podtalnemu tlenju.
Vendar ni ene same popolne rešitve, obstajajo le različni kompromisi. Visoka meja tečenja bo običajno povzročila visoko preostalo napetost, če pa bo povezana z visoko trdoto za povečanje odpornosti proti obrabi, bo zmanjšala tudi žilavost in odpornost proti napetostni koroziji.
Proizvajalci si nenehno prizadevajo razviti verige, ki bodo delovale dlje in preživele težke pogoje. Nekateri proizvajalci verige pocinkajo, da se spopadejo s korozivnimi okolji. Druga možnost je veriga COR-X, ki je izdelana iz patentirane zlitine vanadija, niklja, kroma in molibdena, ki se bori proti napetostni koroziji (SCC). To rešitev naredi edinstveno v tem, da so lastnosti proti napetostni koroziji homogene po celotni metalurški strukturi verige in se njena učinkovitost ne spreminja z obrabo verige. Dokazano je, da COR-X znatno podaljša življenjsko dobo verige v korozivnih okoljih in praktično odpravi okvare zaradi napetostne korozije. Testi so pokazali, da se lomna in obratovalna sila povečata za 10 %. Udarni učinek se poveča za 40 %, odpornost proti napetostni koroziji pa za 350 % v primerjavi z običajno verigo (DIN 22252).
Obstajajo primeri, ko je veriga COR-X 48 mm pred razgradnjo prepeljala 11 milijonov ton brez okvare, povezane z verigo. Začetna namestitev širokopasovne verige OEM, ki jo je Joy namestil v rudniku BHP Billiton San Juan, je uporabljala verigo Parsons COR-X, izdelano v Združenem kraljestvu, ki naj bi v svoji življenjski dobi prepeljala do 20 milijonov ton iz fronte.
Obrnite verigo za podaljšanje življenjske dobe verige
Glavni vzrok obrabe verige je gibanje vsakega navpičnega člena, ki se vrti okoli sosednjega vodoravnega člena, ko vstopa v pogonski zobnik in izstopa iz njega. To vodi tudi do večje obrabe v eni ravnini členov, ko se vrtijo skozi zobnik, zato je eden najučinkovitejših načinov za podaljšanje življenjske dobe rabljene verige vrtenje ali obračanje za 180°, da se veriga vrti v nasprotni smeri. To bo aktiviralo "neuporabljene" površine členov, kar bo povzročilo manjšo obrabo členov, kar pomeni daljšo življenjsko dobo verige.
Neenakomerna obremenitev transporterja zaradi različnih razlogov lahko povzroči neenakomerno obrabo obeh verig, zaradi česar se ena veriga obrabi hitreje kot druga. Neenakomerna obraba ali raztezanje ene ali obeh verig, kot se lahko zgodi pri dvojnih izvenkrmnih sklopih, lahko povzroči, da se zobje ne ujemajo ali ne gredo v pravilen položaj, ko se vrtijo okoli pogonskega zobnika. To lahko povzroči tudi ohlapnost ene od obeh verig. Ta učinek neuravnoteženosti bo povzročil težave v delovanju, pa tudi prekomerno obrabo in morebitne poškodbe pogonskih zobnikov.
Napenjanje sistema
Potreben je sistematičen program napenjanja in vzdrževanja, ki zagotavlja, da se po namestitvi stopnja obrabe verige nadzoruje, pri čemer se obe verigi zaradi obrabe podaljšujeta z nadzorovano in primerljivo hitrostjo.
V okviru vzdrževalnega programa bo vzdrževalno osebje merilo obrabo in napetost verige ter jo zamenjalo, ko bo obrabljena za več kot 3 %. Da bi razumeli, kaj ta stopnja obrabe verige dejansko pomeni, je treba vedeti, da na 200-metrskem čelnem frontu 3-odstotna obraba verige pomeni povečanje dolžine verige za 12 m za vsako nit. Vzdrževalno osebje bo zamenjalo tudi dovodne in povratne zobnike ter odstranjevalce, ko se ti obrabijo ali poškodujejo, pregledalo menjalnik in nivo olja ter redno preverjalo, ali so vijaki trdno priviti.
Obstajajo uveljavljene metode za izračun pravilne stopnje prednapetosti, ki se izkažejo za zelo uporaben vodnik za začetne vrednosti. Vendar pa je najbolj zanesljiva metoda opazovanje verige, ko zapusti pogonski zobnik, ko AFC deluje pod polno obremenitvijo. Veriga mora imeti minimalno ohlapnost (dva člena), ko se sname z pogonskega zobnika. Ko takšna raven obstaja, je treba prednapetost izmeriti, zabeležiti in za prihodnost nastaviti kot delovno raven za to določeno površino. Odčitke prednapetosti je treba redno meriti in zabeležiti število odstranjenih členov. To bo zagotovilo zgodnje opozorilo o začetku diferencialne obrabe ali prekomerne obrabe.
Ukrivljene letve je treba nemudoma poravnati ali zamenjati. Zmanjšujejo učinkovitost transporterja in lahko povzročijo, da palica pade iz spodnjega kanala in skoči na zobnik, kar povzroči poškodbe verig, zobnika in letev.
Delavci na dolgih stenah morajo biti pozorni na obrabljene in poškodovane odstranjevalce verige, saj lahko ohlapna veriga ostane v zobniku, kar lahko povzroči zatikanje in poškodbe.
Upravljanje verige se začne med namestitvijo
Potrebe po dobri ravni liniji čelne ploskve ni mogoče dovolj poudariti. Vsako odstopanje v poravnavi čelne ploskve verjetno povzroči različne prednapetosti med verigami na čelni in stranski strani, kar vodi do neenakomerne obrabe. To se pogosteje pojavi na novo vzpostavljeni čelni ploskvi, ko verige tečejo skozi obdobje "uvajanja".
Ko se enkrat oblikuje vzorec obrabe diferenciala, ga je praktično nemogoče odpraviti. Najpogosteje se diferencial še naprej slabša z obrabo ohlapne verige, kar povzroča še večjo ohlapnost.
Negativni učinki delovanja s slabo čelno linijo, ki vodi do prevelikih sprememb v stranskih prednapetostih, so ponazorjeni s pregledom številk. Kot primer je 1000-metrski dolgi zid z 42-milimetrsko verigo AFC, ki ima na vsaki strani približno 4000 členov. Ob predpostavki, da se obraba med členi odvija na obeh koncih člena, ima veriga 8000 točk, kjer se kovina obrablja zaradi pritiskov med členi med pogonom in vibriranjem po čelu, udarnih obremenitev ali korozije. Zato za vsakih 1/1000 palca obrabe ustvarimo 8 palcev povečanja dolžine. Vsaka majhna razlika med stopnjo obrabe na čelu in strani kaplje, ki jo povzročijo neenakomerne napetosti, se hitro pomnoži do velike razlike v dolžini verige.
Dva kovanja na verižniku hkrati lahko povzročita prekomerno obrabo profila zob. To je posledica izgube pozitivne lege v pogonskem verižniku, kar omogoča, da člen drsi po pogonskih zobeh. To drsenje se zareže v člen in tudi poveča stopnjo obrabe zob verižnika. Ko se enkrat pojavi kot vzorec obrabe, se lahko ta le še pospeši. Ob prvih znakih prereza člena je treba verižnike pregledati in po potrebi zamenjati, preden poškodba uniči verigo.
Previsoka prednapetost verige bo povzročila tudi prekomerno obrabo verige in zobnika. Prednapetost verige je treba nastaviti na vrednosti, ki preprečujejo nastanek prevelike ohlapnosti verige pri polni obremenitvi. Takšni pogoji bodo omogočili, da se strgalne letve "iztrgajo" in obstaja nevarnost poškodbe zadnjega zobnika zaradi zgostitve verige, ko zapusti zobnik. Če so prednapetosti nastavljene previsoko, obstajata dve očitni nevarnosti: pretirana obraba med členi verige in pretirana obraba pogonskih zobnikov.
Prekomerna napetost verige je lahko usodna
Pogosta težnja je, da veriga deluje prenapeto. Cilj je redno preverjati prednapetost in odpravljati ohlapno verigo za dva člena. Več kot dva člena bi pomenila, da je veriga preveč ohlapna, ali pa bi odstranitev štirih členov ustvarila preveliko prednapetost, ki bi povzročila močno obrabo členov in resno skrajšala življenjsko dobo verige.
Ob predpostavki, da je poravnava čelne ploskve dobra, vrednost prednapetosti na eni strani ne sme presegati vrednosti na drugi strani za več kot eno tono. Dobro upravljanje čelne ploskve mora zagotoviti, da se morebitna razlika v celotni obratovalni dobi verige ne sme preseči dveh ton.
Povečanje dolžine zaradi obrabe medčlenov (včasih napačno imenovano "raztezanje verige") lahko doseže 2 % in veriga še vedno deluje z novimi zobniki.
Stopnja obrabe členov ni problem, če se veriga in zobniki obrabljajo skupaj in tako ohranijo svojo združljivost. Vendar pa obraba členov povzroči zmanjšanje pretržne obremenitve verige in odpornosti na udarne obremenitve.
Preprosta metoda za merjenje obrabe členov je uporaba pomično merilo, merjenje v petih odsekih razdalje in uporaba tabele raztezka verige. Verige se običajno zamenjajo, ko obraba členov preseže 3 %. Nekateri konzervativni vzdrževalci ne marajo, da njihova veriga preseže 2 % raztezka.
Dobro upravljanje verige se začne že v fazi namestitve. Intenzivno spremljanje s popravki, če so potrebni med obdobjem uvajanja, bo pomagalo zagotoviti dolgo in brezhibno življenjsko dobo verige.
(Z dovoljenjemEllton Longwall)
Čas objave: 26. september 2022
