Strategie řízení řetězu AFC prodlužuje životnost a zabraňuje neplánovaným prostojům
Těžební řetězecmůže operaci zvlášť zhatit. Zatímco většina dolů s porubními doly používá na svých pancéřových dopravnících (AFC) řetězy o průměru 42 mm nebo větší, mnoho dolů používá řetězy o průměru 48 mm a některé používají řetězy až 65 mm. Větší průměry mohou prodloužit životnost řetězů. Provozovatelé porubních dolu často očekávají, že u rozměrů 48 mm překročí 11 milionů tun a u rozměrů 65 mm až 20 milionů tun, než bude řetěz vyřazen z provozu. Řetězy v těchto větších rozměrech jsou drahé, ale vyplatí se, pokud lze vytěžit celý panel nebo dva bez odstávky kvůli selhání řetězu. Pokud však dojde k přerušení řetězu v důsledku špatného řízení, nesprávné manipulace, nesprávného monitorování nebo v důsledku podmínek prostředí, které mohou způsobit korozní praskání v důsledku napětí (SCC), důl čelí velkým problémům. V této situaci se cena zaplacená za tento řetěz stává bezvýznamnou.
Pokud provozovatel těžebního dolu nepoužívá nejlepší možný řetěz pro dané podmínky v dole, jedno neplánované odstavení by mohlo snadno smazat veškeré úspory nákladů získané během procesu nákupu. Co by tedy měl provozovatel těžebního dolu dělat? Měl by věnovat velkou pozornost specifickým podmínkám na místě a pečlivě si vybrat řetěz. Po zakoupení řetězu musí vynaložit dodatečný čas a peníze potřebné k řádnému řízení investice. To se může značně vyplatit.
Tepelné zpracování může zvýšit pevnost řetězu, snížit jeho křehkost, uvolnit vnitřní pnutí, zvýšit odolnost proti opotřebení nebo zlepšit obrobitelnost řetězu. Tepelné zpracování se stalo uměleckou formou a liší se od výrobce k výrobci. Cílem je dosáhnout rovnováhy vlastností kovu, která nejlépe vyhovuje funkci výrobku. Různě kalený řetěz je jednou z nejsofistikovanějších technik používaných společností Parsons Chain, kde koruna článku řetězu zůstává tvrdá, aby odolávala opotřebení, a ramena, pokud jsou články měkčí, zvyšují houževnatost a tažnost v provozu.
Tvrdost je schopnost odolávat opotřebení a označuje se buď Brinellova stupnice tvrdosti symbolem HB, nebo Vickersova stupnice tvrdosti (HB). Vickersova stupnice tvrdosti je skutečně proporcionální, takže materiál s tvrdostí 800 HV je osmkrát tvrdší než materiál s tvrdostí 100 HV. Poskytuje tak racionální stupnici tvrdosti od nejměkčího po nejtvrdší materiál. Pro nízké hodnoty tvrdosti, až do přibližně 300, jsou výsledky tvrdosti dle Vickerse a Brinella přibližně stejné, ale pro vyšší hodnoty jsou Brinellovy výsledky nižší kvůli deformaci kuličky vtlačovacího tělíska.
Charpyho rázová zkouška je měřítkem křehkosti materiálu, které lze získat rázovou zkouškou. Článek řetězu je v místě svaru naříznut a umístěn do dráhy kyvadla, přičemž energie potřebná k lomu vzorku se měří snížením kyvu kyvadla.
Většina výrobců řetězů si z každé šarže ušetří několik metrů, aby umožnila provedení kompletních destruktivních zkoušek. Kompletní výsledky zkoušek a certifikáty jsou obvykle dodávány s řetězem, který se obvykle dodává v párech o délce 50 m. Během této destruktivní zkoušky se také graficky zobrazuje prodloužení při zkušební síle a celkové prodloužení při přetržení.
Optimální řetězec
Cílem je zkombinovat všechny tyto vlastnosti a vytvořit tak optimální řetěz, který zahrnuje následující vlastnosti:
• Vyšší pevnost v tahu;
• Vyšší odolnost proti opotřebení vnitřního článku;
• Vysoká odolnost proti poškození řetězového kola;
• Větší odolnost vůči martenzitickému praskání;
• Zvýšená houževnatost;
• Zvýšená únavová životnost; a
• Odolnost vůči podtlaku.
Neexistuje však jedno dokonalé řešení, pouze různé kompromisy. Vysoká mez kluzu bude mít tendenci vést k vysokému zbytkovému napětí, pokud je spojena s vysokou tvrdostí pro zvýšení odolnosti proti opotřebení, bude mít také tendenci snižovat houževnatost a odolnost vůči korozi pod napětím.
Výrobci neustále usilují o vývoj řetězů, které vydrží déle a odolají náročným podmínkám. Někteří výrobci řetězy pozinkují, aby se vyrovnaly s korozivním prostředím. Další možností je řetěz COR-X, který je vyroben z patentované slitiny vanadu, niklu, chromu a molybdenu, která bojuje proti korozi pod napětím (SCC). Toto řešení je jedinečné tím, že vlastnosti proti korozi pod napětím jsou homogenní v celé metalurgické struktuře řetězu a jeho účinnost se s opotřebením řetězu nemění. COR-X prokazatelně podstatně prodlužuje životnost řetězu v korozivním prostředí a prakticky eliminuje poruchy způsobené korozí pod napětím. Testy prokázaly, že síla při přetržení a provozní síla se zvyšují o 10 %. Vrubová pevnost se zvyšuje o 40 % a odolnost proti SCC se zvyšuje o 350 % ve srovnání s běžným řetězem (DIN 22252).
Existují případy, kdy řetěz COR-X 48 mm před vyřazením z provozu přepravil 11 milionů tun bez poruchy související s řetězem. A počáteční instalace OEM Broadband řetězu společností Joy v dole BHP Billiton San Juan používala řetěz Parsons COR-X vyrobený ve Velké Británii, o kterém se říká, že během své životnosti přepravil z porubu až 20 milionů tun.
Obrácení řetězu pro prodloužení jeho životnosti
Hlavní příčinou opotřebení řetězu je pohyb každého svislého článku, který se otáčí kolem sousedního vodorovného článku, když vchází do hnacího řetězového kola a vystupuje z něj. To také vede k většímu opotřebení v jedné rovině článků, když se otáčejí řetězovým kolem, proto jedním z nejúčinnějších způsobů, jak prodloužit životnost použitého řetězu, je otočit jej o 180°, aby se řetěz otáčel v opačném směru. Tím se využijí „nepoužité“ povrchy článků, což má za následek menší opotřebovanou plochu článků, což se rovná delší životnosti řetězu.
Nerovnoměrné zatížení dopravníku z různých důvodů může vést k nerovnoměrnému opotřebení obou řetězů, což způsobuje, že se jeden řetěz opotřebovává rychleji než druhý. Nerovnoměrné opotřebení nebo natažení jednoho nebo obou řetězů, k čemuž může dojít u dvojitých vnějších sestav, může způsobit nesoulad nebo rozchod unášecích lanek při jejich otáčení kolem hnacího ozubeného kola. To může být také způsobeno uvolněním jednoho ze dvou řetězů. Tento efekt nevyváženosti povede k provozním problémům a také způsobí nadměrné opotřebení a možné poškození hnacích ozubených kol.
Napínání systému
Systematický program napínání a údržby je nezbytný k zajištění toho, aby po instalaci byla míra opotřebení řetězu kontrolována a aby se oba řetězy prodlužovaly v důsledku opotřebení kontrolovanou a srovnatelnou rychlostí.
V rámci programu údržby bude personál údržby měřit opotřebení i napnutí řetězu a řetěz vymění, když dosáhne opotřebení většího než 3 %. Abychom pochopili, co tento stupeň opotřebení řetězu v praxi znamená, je třeba si uvědomit, že na porubu o délce 200 m znamená opotřebení řetězu o 3 % prodloužení délky řetězu o 12 m pro každé pramenné vlákno. Personál údržby také vymění ozubená kola a stahovače na přívodu a odvodu, jakmile se opotřebují nebo poškodí, zkontroluje převodovku a hladinu oleje a v pravidelných intervalech se ujistí, že jsou šrouby utažené.
Existují zavedené metody pro výpočet správné úrovně předpětí, které se ukazují jako velmi užitečný vodítko pro počáteční hodnoty. Nejspolehlivější metodou je však pozorovat řetěz při jeho opuštění hnacího řetězového kola, když je automatický převodník v provozu při plném zatížení. Řetěz by měl při odtrhávání z hnacího řetězového kola vykazovat minimální vůli (dva články). Pokud taková úroveň existuje, je třeba předpětí změřit, zaznamenat a nastavit pro budoucnost jako provozní úroveň pro danou plochu. Předpětí by mělo být pravidelně měřeno a počet odstraněných článků by měl být zaznamenán. To poskytne včasné varování před nástupem rozdílného opotřebení nebo nadměrného opotřebení.
Ohnuté unášecí tyče musí být neprodleně narovnány nebo vyměněny. Snižují výkon dopravníku a mohou vést k vypadnutí tyče ze spodní dráhy a jejímu naskočení na řetězové kolo, což může způsobit poškození řetězů, řetězového kola i unášecích tyčí.
Obsluha těžebních strojů by si měla dávat pozor na opotřebované a poškozené odstraňovače řetězů, protože by mohly způsobit, že volný řetěz zůstane v řetězovém kole, což by mohlo vést k jeho zaseknutí a poškození.
Správa řetězce začíná během instalace
Potřeba dobré rovné linie čelní plochy nelze dostatečně zdůraznit. Jakákoli odchylka v zarovnání čelní plochy pravděpodobně povede k rozdílnému předpětí mezi řetězy na straně čelní a kapkové strany, což vede k nerovnoměrnému opotřebení. K tomu dochází s větší pravděpodobností na nově vytvořené čelní ploše, protože řetězy procházejí obdobím „záběhu“.
Jakmile se vytvoří vzorec opotřebení diferenciálu, je prakticky nemožné jej opravit. Diferenciál se s opotřebením uvolněného řetězu stále zhoršuje a vytváří tak ještě větší vůli.
Nepříznivé účinky provozu se špatnou čelní linií, která vede k nadměrným rozdílům v bočním předpětí, jsou ilustrovány pohledem na čísla. Jako příklad lze uvést 1 000 stop dlouhou stěnu s 42mm řetězem AFC, který má na každé straně přibližně 4 000 článků. Za předpokladu, že opotřebení mezičlánků probíhá na obou koncích článku, dochází k úběru kovu. Řetěz má 8 000 bodů, kde se kov opotřebovává tlakem mezičlánků při jeho pohonu a vibracích po čelní straně, rázovém zatížení nebo korozivním působení. Proto na každých 1/1 000 palce opotřebení generujeme 8 palců nárůstu délky. Jakákoli nepatrná odchylka mezi mírou opotřebení na čelní a kapalné straně, způsobená nerovnoměrným napětím, se rychle znásobí a vede k velké změně délky řetězu.
Dvě kování na řetězovém kole současně by mohla vést k nadměrnému opotřebení profilu zubu. To je způsobeno ztrátou pozitivního umístění v hnacím řetězovém kole, což umožňuje klouzání článku po hnacích zubech. Toto kluzné působení se zařezává do článku a také zvyšuje rychlost opotřebení zubů řetězového kola. Jakmile se jednou projeví opotřebení, může se jen zrychlovat. Při prvním náznaku přeříznutí článku je nutné řetězová kola zkontrolovat a v případě potřeby vyměnit, než poškození zničí řetěz.
Příliš vysoké předpětí řetězu způsobí také nadměrné opotřebení řetězu i řetězového kola. Předpětí řetězu musí být nastaveno na hodnoty, které zabraňují vzniku přílišného průvěsu řetězu při plném zatížení. Takové podmínky umožní „vyklouznutí“ shrnovacích lišt a riziko poškození zadního řetězového kola v důsledku shlukování řetězu při jeho opuštění z řetězového kola. Pokud je předpětí nastaveno příliš vysoko, existují dvě zřejmá nebezpečí: nadměrné opotřebení mezi články řetězu a nadměrné opotřebení hnacích řetězových kol.
Nadměrné napnutí řetězu může být smrtící
Běžnou tendencí je používat řetěz příliš napnutý. Cílem by mělo být pravidelně kontrolovat předpětí a odstraňovat prověšení řetězu o dva články. Více než dva články by znamenalo, že řetěz je příliš prověšený, nebo by odstranění čtyř článků vytvořilo příliš vysoké předpětí, které by způsobilo silné opotřebení článků a vážně by zkrátilo životnost řetězu.
Za předpokladu, že je zarovnání čela dobré, by hodnota předpětí na jedné straně neměla překročit hodnotu na druhé straně o více než jednu tunu. Dobré řízení čela by mělo zajistit, aby jakýkoli rozdíl mohl být udržen na maximálně dvou tunách po celou dobu provozní životnosti řetězu.
Zvětšení délky v důsledku opotřebení článků (někdy mylně označované jako „protažení řetězu“) může dosáhnout 2 % a řetěz stále běží s novými ozubenými koly.
Stupeň opotřebení článků řetězu není problém, pokud se řetěz a ozubená kola opotřebovávají společně a zachovávají si tak kompatibilitu. Opotřebení článků však vede ke snížení pevnosti řetězu v tahu a jeho odolnosti vůči rázovému zatížení.
Jednoduchou metodou měření opotřebení článků je použití posuvného měřidla, měření v pěti roztečích a aplikování na tabulku prodloužení řetězu. Řetězy by se obecně měly vyměnit, pokud opotřebení článků přesáhne 3 %. Někteří konzervativní manažeři údržby neradi vidí, když prodloužení jejich řetězu přesáhne 2 %.
Dobrá správa řetězu začíná již ve fázi instalace. Intenzivní monitorování s případnými korekcemi během záběhu pomůže zajistit dlouhou a bezproblémovou životnost řetězu.
(S laskavým svolenímEllton Longwall)
Čas zveřejnění: 26. září 2022
