Stratégia riadenia reťazca AFC predlžuje životnosť a zabraňuje neplánovaným prestojom
Ťažobný reťazecmôže operáciu rozhodnúť alebo pokaziť. Zatiaľ čo väčšina baní s dlhými stenami používa na svojich pancierových dopravníkoch (AFC) reťaze s priemerom 42 mm alebo viac, mnohé bane používajú reťaze s priemerom 48 mm a niektoré používajú reťaze s priemerom až 65 mm. Väčšie priemery môžu predĺžiť životnosť reťazí. Prevádzkovatelia dlhých sten často očakávajú, že s priemerom 48 mm prekročia 11 miliónov ton a s priemerom 65 mm až 20 miliónov ton, kým sa reťaz vyradí z prevádzky. Reťaz v týchto väčších priemeroch je drahá, ale oplatí sa, ak sa dá vyťažiť celý panel alebo dva bez odstávky z dôvodu poruchy reťaze. Ak však dôjde k pretrhnutiu reťaze v dôsledku nesprávneho riadenia, nesprávnej manipulácie, nesprávneho monitorovania alebo v dôsledku environmentálnych podmienok, ktoré môžu spôsobiť praskanie koróziou pod napätím (SCC), baňa čelí vážnym problémom. V tejto situácii sa cena zaplatená za túto reťaz stáva bezvýznamnou.
Ak prevádzkovateľ ťažobných konštrukcií nepoužíva najlepšiu možnú reťaz pre dané podmienky v bani, jedno neplánované odstavenie by mohlo ľahko zmariť akékoľvek úspory nákladov dosiahnuté počas procesu nákupu. Čo by teda mal prevádzkovateľ ťažobných konštrukcií robiť? Mal by venovať veľkú pozornosť podmienkam špecifickým na mieste a starostlivo si vybrať reťaz. Po zakúpení reťaze musí vynaložiť dodatočný čas a peniaze potrebné na správne riadenie investície. To sa môže značne zhodnotiť.
Tepelné spracovanie môže zvýšiť pevnosť reťaze, znížiť jej krehkosť, uvoľniť vnútorné napätie, zvýšiť odolnosť proti opotrebeniu alebo zlepšiť obrobiteľnosť reťaze. Tepelné spracovanie sa stalo umeleckou formou a líši sa v závislosti od výrobcu. Cieľom je dosiahnuť rovnováhu vlastností kovu, ktorá čo najlepšie vyhovuje funkcii výrobku. Rôzne kalená reťaz je jednou z najsofistikovanejších techník používaných spoločnosťou Parsons Chain, kde koruna článku reťaze zostáva tvrdá, aby odolávala opotrebovaniu, a ramená, ak sú články mäkšie, zvyšujú húževnatosť a ťažnosť počas prevádzky.
Tvrdosť je schopnosť odolávať opotrebovaniu a označuje sa buď Brinellovo číslo tvrdosti symbolom HB, alebo Vickersovo číslo tvrdosti (HB). Vickersova stupnica tvrdosti je skutočne proporcionálna, takže materiál s tvrdosťou 800 HV je osemkrát tvrdší ako materiál s tvrdosťou 100 HV. Poskytuje tak racionálnu stupnicu tvrdosti od najmäkšieho po najtvrdší materiál. Pre nízke hodnoty tvrdosti, až do približne 300, sú výsledky tvrdosti podľa Vickersa a Brinella približne rovnaké, ale pre vyššie hodnoty sú Brinellove výsledky nižšie kvôli deformácii guľôčkového vstrekovača.
Charpyho skúška rázom je mierou krehkosti materiálu, ktorú možno získať skúškou rázom. Článok reťaze sa v mieste zvaru nareže a umiestni sa do dráhy kyvadla, pričom energia potrebná na lom vzorky sa meria znížením kyvadla.
Väčšina výrobcov reťazí si z každej objednanej šarže odloží niekoľko metrov, aby umožnila vykonanie kompletných deštruktívnych skúšok. Kompletné výsledky skúšok a certifikáty sa zvyčajne dodávajú s reťazou, ktorá sa bežne dodáva v pároch po 50 m. Počas tejto deštruktívnej skúšky sa graficky zobrazuje aj predĺženie pri skúšobnej sile a celkové predĺženie pri pretrhnutí.
Optimálny reťazec
Cieľom je skombinovať všetky tieto vlastnosti a vytvoriť optimálnu reťaz, ktorá zahŕňa nasledujúce vlastnosti:
• Vyššia pevnosť v ťahu;
• Vyššia odolnosť voči opotrebovaniu vnútorného článku;
• Vysoká odolnosť voči poškodeniu ozubeného kolesa;
• Väčšia odolnosť voči martenzitickému praskaniu;
• Zlepšená húževnatosť;
• Zvýšená únavová životnosť; a
• Odolnosť voči podtlaku.
Neexistuje však jedno dokonalé riešenie, iba rôzne kompromisy. Vysoká medza klzu bude mať tendenciu viesť k vysokému zvyškovému napätiu, ak je spojená s vysokou tvrdosťou na zvýšenie odolnosti proti opotrebeniu, bude mať tiež tendenciu znižovať húževnatosť a odolnosť voči korózii pod napätím.
Výrobcovia sa neustále snažia vyvinúť reťaze, ktoré vydržia dlhšie a odolajú náročným podmienkam. Niektorí výrobcovia reťaze pozinkujú, aby sa vyrovnali s korozívnym prostredím. Ďalšou možnosťou je reťaz COR-X, ktorá je vyrobená z patentovanej zliatiny vanádu, niklu, chrómu a molybdénu, ktorá bojuje proti korózii pod napätím (SCC). Toto riešenie je jedinečné v tom, že vlastnosti proti korózii pod napätím sú homogénne v celej metalurgickej štruktúre reťaze a jej účinnosť sa nemení s opotrebovaním reťaze. COR-X preukázateľne podstatne zvyšuje životnosť reťaze v korozívnom prostredí a prakticky eliminuje poruchy spôsobené koróziou pod napätím. Testy preukázali, že sila pri pretrhnutí a prevádzková sila sa zvýšila o 10 %. Vrubová odolnosť sa zvýšila o 40 % a odolnosť voči SCC sa zvýšila o 350 % v porovnaní s bežnou reťazou (DIN 22252).
Existujú prípady, keď reťaz COR-X 48 mm prepravila 11 miliónov ton bez poruchy súvisiacej s reťazou pred vyradením z prevádzky. A prvá inštalácia širokopásmovej reťaze OEM od spoločnosti Joy v bani BHP Billiton San Juan používala reťaz Parsons COR-X vyrobenú vo Veľkej Británii, o ktorej sa hovorí, že počas svojej životnosti prepravila z porubu až 20 miliónov ton.
Otočte reťaz pre predĺženie jej životnosti
Hlavnou príčinou opotrebovania reťaze je pohyb každého vertikálneho článku otáčajúceho sa okolo susedného horizontálneho článku, keď vchádza do a vychádza z hnacieho ozubeného kolesa. To tiež vedie k väčšiemu opotrebovaniu v jednej rovine článkov, keď sa otáčajú cez ozubené koleso, preto jedným z najúčinnejších spôsobov, ako predĺžiť životnosť použitej reťaze, je otočiť ju alebo obrátiť o 180º, aby sa reťaz pohybovala v opačnom smere. Tým sa využijú „nevyužité“ povrchy článkov, čoho výsledkom bude menšia opotrebovaná plocha článkov, čo sa rovná dlhšej životnosti reťaze.
Nerovnomerné zaťaženie dopravníka z rôznych dôvodov môže viesť k nerovnomernému opotrebovaniu oboch reťazí, čo spôsobuje rýchlejšie opotrebovanie jednej reťaze ako druhej. Nerovnomerné opotrebovanie alebo natiahnutie jednej alebo oboch reťazí, ku ktorému môže dôjsť pri dvojitých vonkajších zostavách, môže spôsobiť, že unášače sa pri obiehaní okolo hnacieho ozubeného kolesa stanú nesúladnými alebo nesynchronizovanými. Môže to byť tiež spôsobené uvoľnením jednej z dvoch reťazí. Tento efekt nevyváženosti povedie k prevádzkovým problémom, ako aj k nadmernému opotrebovaniu a možnému poškodeniu hnacích ozubených kolies.
Napínanie systému
Na zabezpečenie toho, aby po inštalácii bola miera opotrebovania reťaze kontrolovaná a obe reťaze sa v dôsledku opotrebovania predlžovali kontrolovaným a porovnateľným tempom, je potrebný systematický program napínania a údržby.
V rámci programu údržby bude personál údržby merať opotrebovanie a napnutie reťaze a vymení ju, keď sa opotrebuje o viac ako 3 %. Aby sme pochopili, čo tento stupeň opotrebenia reťaze v skutočnosti znamená, treba mať na pamäti, že na 200 m dlhej stene znamená opotrebenie reťaze o 3 % zväčšenie dĺžky reťaze o 12 m pre každé vlákno. Personál údržby tiež vymení ozubené kolesá a odstraňovače na prívode a spätnom vedení, keď sa opotrebujú alebo poškodia, skontroluje prevodovku a hladinu oleja a v pravidelných intervaloch sa uistí, že sú skrutky utiahnuté.
Existujú osvedčené metódy výpočtu správnej úrovne predpätia a tie sa ukazujú ako veľmi užitočný návod na počiatočné hodnoty. Najspoľahlivejšou metódou je však pozorovať reťaz pri jej opúšťaní hnacieho ozubeného kolesa, keď AFC pracuje pri plnom zaťažení. Reťaz by mala vykazovať minimálnu vôľu (dva články), keď sa sťahuje z hnacieho ozubeného kolesa. Ak takáto úroveň existuje, je potrebné zmerať, zaznamenať a nastaviť predpätie do budúcnosti ako prevádzkovú úroveň pre danú plochu. Predpätie by sa malo merať pravidelne a zaznamenávať počet odstránených článkov. To poskytne včasné varovanie pred nástupom rozdielneho opotrebenia alebo nadmerného opotrebenia.
Ohnuté unášače musia byť bezodkladne narovnané alebo vymenené. Znižujú výkon dopravníka a môžu viesť k vypadnutiu tyče zo spodnej dráhy a jej naskočeniu na ozubené koleso, čo môže spôsobiť poškodenie reťazí, ozubeného kolesa aj unášačov.
Operátori dlhých stien by si mali dávať pozor na opotrebované a poškodené odstraňovače reťazí, pretože môžu spôsobiť, že uvoľnená reťaz zostane v ozubenom kolese, čo môže viesť k zaseknutiu a poškodeniu.
Správa reťazca začína počas inštalácie
Potreba dobrej rovnej línie čelnej plochy sa nedá dostatočne zdôrazniť. Akákoľvek odchýlka v zarovnaní čelnej plochy pravdepodobne povedie k rozdielnemu predpätiu medzi reťazami na strane čelnej plochy a na strane kapsúl, čo vedie k nerovnomernému opotrebovaniu. Toto sa s väčšou pravdepodobnosťou vyskytuje na novovytvorenej čelnej ploche, pretože reťaze prechádzajú obdobím „zábehu“.
Keď sa už raz vytvorí vzorec opotrebovania diferenciálu, je prakticky nemožné ho napraviť. Diferenciál sa najčastejšie zhoršuje s uvoľneným opotrebovaním reťaze, čo vedie k väčšej vôli.
Nepriaznivé účinky prevádzky so zlou líniou čela, ktorá vedie k nadmerným zmenám v bočných predpätiach, sú ilustrované pohľadom na čísla. Ako príklad možno uviesť 1 000-stopovú dlhú stenu s 42 mm reťazou AFC, ktorá má na každej strane približne 4 000 článkov. Za predpokladu, že opotrebovanie článkov prebieha na oboch koncoch článku, dochádza k odoberaniu kovu. Reťaz má 8 000 bodov, v ktorých sa kov opotrebováva tlakom medzi článkami pri jej pohybe a vibráciách po čelnej strane, pri rázovom zaťažení alebo pri koróznom pôsobení. Preto na každých 1/1 000 palca opotrebenia generujeme 8 palcov nárastu dĺžky. Akákoľvek malá odchýlka medzi mierou opotrebovania na čelnej a kvapalnej strane, spôsobená nerovnomerným napätím, sa rýchlo znásobí do veľkej odchýlky v dĺžkach reťazí.
Súčasné kovanie dvoch výkovkov na ozubenom kolese môže viesť k nadmernému opotrebovaniu profilu zubov. Je to spôsobené stratou pozitívneho umiestnenia v hnacom ozubenom kolese, čo umožňuje článkovi kĺzanie po hnacích zuboch. Toto kĺzanie sa zarezáva do článku a tiež zvyšuje rýchlosť opotrebovania zubov ozubeného kolesa. Keď sa raz prejaví opotrebovanie, môže sa len zrýchľovať. Pri prvých príznakoch prerezania článku je potrebné ozubené kolesá skontrolovať a v prípade potreby vymeniť, skôr ako poškodenie zničí reťaz.
Príliš vysoké predpätie reťaze spôsobí aj nadmerné opotrebovanie reťaze aj ozubeného kolesa. Predpätie reťaze musí byť nastavené na hodnoty, ktoré zabraňujú nadmernému uvoľneniu reťaze pri plnom zaťažení. Takéto podmienky umožnia „vykĺznutie“ stieracích lišt a riziko poškodenia zadného ozubeného kolesa v dôsledku zhlukovania reťaze pri jej opúšťaní ozubeného kolesa. Ak je predpätie nastavené príliš vysoko, existujú dve zjavné nebezpečenstvá: nadmerné opotrebovanie článkov reťaze a nadmerné opotrebovanie hnacích ozubených kolies.
Nadmerné napnutie reťaze môže byť smrteľné
Bežnou tendenciou je príliš napnúť reťaz. Cieľom by malo byť pravidelne kontrolovať predpätie a odstraňovať uvoľnenú reťaz o dva články. Viac ako dva články by naznačovali, že reťaz je príliš uvoľnená, alebo odstránenie štyroch článkov by vytvorilo príliš vysoké predpätie, ktoré by spôsobilo silné opotrebovanie článkov a vážne by skrátilo životnosť reťaze.
Za predpokladu, že zarovnanie čela je dobré, hodnota predpätia na jednej strane by nemala prekročiť hodnotu na druhej strane o viac ako jednu tonu. Dobré riadenie čela by malo zabezpečiť, aby akýkoľvek rozdiel nebol vyšší ako dve tony počas celej prevádzkovej životnosti reťaze.
Zväčšenie dĺžky v dôsledku opotrebovania článkov (niekedy nesprávne označované ako „natiahnutie reťaze“) môže dosiahnuť 2 % a stále fungovať s novými ozubenými kolesami.
Stupeň opotrebenia článkov nie je problémom, ak sa reťaz a ozubené kolesá opotrebúvajú spoločne, čím si zachovávajú svoju kompatibilitu. Opotrebenie článkov však vedie k zníženiu medzného zaťaženia reťaze a jej odolnosti voči rázovým zaťaženiam.
Jednoduchá metóda merania opotrebenia článkov je použitie posuvného meradla, meranie v piatich úsekoch s rozstupom a aplikovanie na tabuľku predĺženia reťaze. Reťaze by sa vo všeobecnosti mali vymeniť, keď opotrebenie článkov presiahne 3 %. Niektorí konzervatívni manažéri údržby neradi vidia, keď ich reťaz prekročí 2 % predĺženie.
Dobrá správa reťaze začína už vo fáze inštalácie. Intenzívne monitorovanie s prípadnými korekciami počas obdobia zábehu pomôže zabezpečiť dlhú a bezproblémovú životnosť reťaze.
(S láskavým dovolenímEllton Longwall)
Čas uverejnenia: 26. septembra 2022
