Стратегия управления цепочкой AFC продлевает срок службы и предотвращает незапланированные простои
Горнодобывающая цепочкаможет сделать или разрушить операцию. В то время как на большинстве шахт с длинными забоями на бронированных забойных конвейерах (AFC) используются цепи диаметром 42 мм или выше, на многих шахтах используются цепи диаметром 48 мм, а на некоторых — цепи длиной до 65 мм. Больший диаметр может продлить срок службы цепи. Операторы длинных забоев часто ожидают, что до того, как цепь будет выведена из эксплуатации, объем добычи превысит 11 миллионов тонн при размерах 48 мм и целых 20 миллионов тонн при размерах 65 мм. Цепь таких больших размеров стоит дорого, но оно того стоит, если можно добыть целую или две панели без остановки из-за отказа цепи. Но если разрыв цепи происходит из-за неправильного управления, неправильного обращения, неправильного мониторинга или из-за условий окружающей среды, которые могут вызвать коррозионное растрескивание под напряжением (SCC), рудник сталкивается с серьезными проблемами. В этой ситуации цена, уплаченная за эту цепочку, становится спорной.
Если оператор длинного забоя не использует наилучшую возможную цепочку для условий на руднике, одно незапланированное отключение может легко свести на нет всю экономию средств, полученную в процессе покупки. Так что же должен делать оператор длинных забоев? Им следует обратить пристальное внимание на условия конкретного объекта и тщательно выбирать сеть. После того как сеть куплена, им необходимо потратить дополнительное время и деньги, необходимые для правильного управления инвестициями. Это может принести значительные дивиденды.
Термическая обработка может повысить прочность цепи, уменьшить ее хрупкость, снять внутренние напряжения, повысить износостойкость или улучшить обрабатываемость цепи. Термическая обработка стала формой изобразительного искусства и варьируется от производителя к производителю. Цель состоит в том, чтобы получить баланс свойств металла, который наилучшим образом соответствует функциям продукта. Цепь с дифференциальной закалкой — это одна из наиболее сложных технологий, используемых компанией Parsons Chain, при которой вершина звена цепи остается твердой, чтобы противостоять износу, а ножки, если звенья мягче, повышают прочность и пластичность в эксплуатации.
Твердость – это способность сопротивляться износу и обозначается либо числом твердости по Бринеллю (обозначение HB), либо числом твердости по Виккерсу (HB). Шкала твердости по Виккерсу действительно пропорциональна: материал твердостью 800 HV в восемь раз прочнее материала твердостью 100 HV. Таким образом, он обеспечивает рациональную шкалу твердости от самого мягкого до самого твердого материала. При низких значениях твердости, примерно до 300, результаты твердости по Виккерсу и Бринеллю примерно одинаковы, но при более высоких значениях результаты по Бринеллю ниже из-за искажения шарикового индентора.
Испытание на удар по Шарпи — это мера хрупкости материала, которую можно получить в результате испытания на удар. Звено цепи имеет надрез в точке сварки звена и размещается на пути качающегося маятника, при этом энергия, необходимая для разрушения образца, измеряется по уменьшению качания маятника.
Большинство производителей цепей экономят несколько метров на каждую партию, чтобы можно было провести полное разрушающее тестирование. Полные результаты испытаний и сертификаты обычно поставляются вместе с цепью, которая обычно поставляется парами по 50 м. Во время этого разрушающего испытания также отображаются графики удлинения при испытательной нагрузке и общего удлинения при разрушении.
Оптимальная сеть
Цель состоит в том, чтобы объединить все эти характеристики для создания оптимальной цепи, которая включает в себя следующие характеристики:
• Более высокая прочность на разрыв;
• Повышенная устойчивость к износу внутренних звеньев;
• Высокая устойчивость звездочек к повреждениям;
• Повышенная стойкость к мартенситному растрескиванию;
• Улучшенная прочность;
• Увеличение усталостной долговечности; и
• Устойчивость к SCC.
Однако не существует одного идеального решения, есть только различные компромиссы. Высокий предел текучести будет иметь тенденцию приводить к высокому остаточному напряжению; если он связан с высокой твердостью для повышения износостойкости, он также будет иметь тенденцию к снижению ударной вязкости и устойчивости к коррозии под напряжением.
Производители постоянно стремятся разрабатывать цепи, которые будут работать дольше и выдерживать сложные условия. Некоторые производители гальванизируют цепь для защиты от агрессивной среды. Другой вариант — цепь COR-X, изготовленная из запатентованного сплава ванадия, никеля, хрома и молибдена, противодействующего SCC. Уникальность этого решения заключается в том, что антистрессовые коррозионные свойства однородны по всей металлургической структуре цепи, и его эффективность не меняется по мере износа цепи. Доказано, что COR-X существенно увеличивает срок службы цепи в агрессивных средах и практически исключает отказы из-за коррозии под напряжением. Испытания показали, что разрывное и рабочее усилие увеличивается на 10%. Удар по надрезам увеличен на 40 %, а устойчивость к SCC — на 350 % по сравнению с обычной цепью (DIN 22252).
Есть случаи, когда цепь COR-X диаметром 48 мм проработала 11 миллионов тонн без каких-либо сбоев, связанных с цепью, прежде чем была выведена из эксплуатации. А первоначальная установка широкополосной цепи OEM компании Joy на руднике BHP Billiton в Сан-Хуане использовала цепь Parsons COR-X, изготовленную в Великобритании, которая, как сообщается, за время своего существования перекачала с забоя до 20 миллионов тонн.
Обратная цепь для продления срока службы цепи
Основной причиной износа цепи является движение каждого вертикального звена, вращающегося вокруг соседнего горизонтального звена при входе и выходе из ведущей звездочки. Это также приводит к большему износу в одной плоскости звеньев, когда они вращаются через звездочку, поэтому один из наиболее эффективных способов продлить срок службы использованной цепи — повернуть или развернуть ее на 180°, чтобы запустить цепь в противоположном направлении. . Это заставит работать «неиспользуемые» поверхности звеньев, что приведет к уменьшению изнашиваемой площади звеньев, что соответствует увеличению срока службы цепи.
Неравномерная загрузка конвейера по ряду причин может привести к неравномерному износу двух цепей, в результате чего одна цепь изнашивается быстрее, чем другая. Неравномерный износ или растяжение одной или обеих цепей, что может случиться с двойными подвесными узлами, может привести к тому, что скребки станут несогласованными или несогласованными при движении вокруг ведущей звездочки. Это также может быть вызвано провисанием одной из двух цепей. Этот эффект дисбаланса приведет к проблемам в работе, а также к чрезмерному износу и возможному повреждению ведущих звездочек.
Натяжение системы
Необходима систематическая программа натяжения и технического обслуживания, чтобы гарантировать, что после установки скорость износа цепи контролируется, при этом обе цепи удлиняются из-за износа с контролируемой и сопоставимой скоростью.
В рамках программы технического обслуживания обслуживающий персонал будет измерять износ цепи, а также натяжение, заменяя цепь, если ее износ превышает 3%. Чтобы оценить, что означает такая степень износа цепи в реальном выражении, следует помнить, что на 200-метровой лаве износ цепи на 3% предполагает увеличение длины цепи на 12 м для каждой пряди. Персонал по техническому обслуживанию также заменит подающие и возвратные звездочки и съемники по мере их износа или повреждения, проверит коробку передач и уровень масла и через регулярные промежутки времени проверит затяжку болтов.
Существуют хорошо зарекомендовавшие себя методы расчета правильного уровня давления, и они оказываются очень полезным ориентиром для определения начальных значений. Однако наиболее надежный метод — наблюдать за цепью, когда она сходит с ведущей звездочки, когда AFC работает в условиях полной нагрузки. Должно быть видно, что цепь имеет минимальное провисание (два звена) при снятии с ведущей звездочки. Когда такой уровень существует, претензию необходимо измерить, записать и установить на будущее в качестве рабочего уровня для этого конкретного лица. Необходимо регулярно снимать показания предварительного натяжения и фиксировать количество снятых звеньев. Это обеспечит раннее предупреждение о начале дифференциального или чрезмерного износа.
Погнутые звенья необходимо незамедлительно выпрямить или заменить. Они снижают производительность конвейера и могут привести к выпадению стержня из нижней обоймы и прыжку на звездочку, что приведет к повреждению обеих цепей, звездочки и скребков.
Операторы длинных забоев должны быть внимательны к изношенным и поврежденным съемникам цепи, поскольку они могут привести к тому, что провисшая цепь останется на звездочке, что может привести к заклиниванию и повреждению.
Управление цепочкой начинается во время установки
Необходимость хорошей прямой линии лица невозможно переоценить. Любое отклонение в выравнивании торца может привести к разным предварительным натяжениям между цепями с лицевой и боковой стороны, что приведет к неравномерному износу. Это более вероятно произойдет на вновь установленном забое, поскольку цепи проходят период «приработки».
Если сформировался дифференциальный износ, исправить его практически невозможно. Чаще всего дифференциал продолжает ухудшаться по мере износа цепи, что приводит к еще большему провисанию.
Неблагоприятные последствия бега с плохой линией лица, приводящие к чрезмерным изменениям сторон для боковых притязаний, проиллюстрированы путем рассмотрения цифр. Например, лава длиной 1000 футов с цепью AFC диаметром 42 мм, имеющей примерно 4000 звеньев на каждой стороне. Принимая во внимание, что удаление изношенного металла между звеньями происходит на обоих концах звена. Цепь имеет 8000 точек, в которых металл изнашивается под давлением между звеньями во время движения и вибрации по забою, подвергается ударным нагрузкам или подвергается коррозионному воздействию. Таким образом, на каждую 1/1000 дюйма износа мы получаем увеличение длины на 8 дюймов. Любое незначительное изменение между скоростью износа лицевой и боковой сторон, вызванное неравномерным натяжением, быстро приводит к значительному изменению длины цепи.
Две поковки на звездочке одновременно могли привести к чрезмерному износу профиля зуба. Это связано с потерей положительного положения ведущей звездочки, что позволяет звену скользить по ведущим зубьям. Это скользящее действие врезается в звено, а также увеличивает скорость износа зубьев звездочки. Однажды установившись в качестве модели износа, он может только ускориться. При первых признаках пореза звена звездочки необходимо осмотреть и при необходимости заменить, прежде чем повреждение разрушит цепь.
Слишком высокое предварительное натяжение цепи также приведет к чрезмерному износу цепи и звездочки. Предварительное натяжение цепи должно быть установлено на значениях, которые предотвращают слишком сильное провисание цепи при полной нагрузке. В таких условиях скребки могут «выскочить» и возникает риск повреждения хвостовой звездочки из-за сдавливания цепи при выходе из звездочки. Если предварительное натяжение установлено слишком высоко, есть две очевидные опасности: чрезмерный износ звеньев цепи и чрезмерный износ ведущих звездочек.
Чрезмерное натяжение цепи может оказаться убийственным
Общей тенденцией является слишком сильное натяжение цепи. Целью должна быть регулярная проверка натяжения и устранение провисания цепи с шагом в два звена. Наличие более двух звеньев будет указывать на то, что цепь слишком провисает, а снятие четырех звеньев создаст слишком высокое предварительное натяжение, что приведет к сильному износу звеньев и серьезно сократит срок службы цепи.
При условии, что выравнивание торца хорошее, значение предварительного натяжения на одной стороне не должно превышать значение на другой стороне более чем на одну тонну. Хорошее управление забоем должно гарантировать, что любой дифференциал может выдерживать нагрузку не более двух тонн в течение всего срока службы цепи.
Увеличение длины из-за износа звеньев (иногда ошибочно называемое «растяжением цепи») можно допустить до 2% и продолжать использовать новые звездочки.
Степень износа звеньев не является проблемой, если цепь и звездочки изнашиваются вместе, сохраняя при этом свою совместимость. Однако износ межзвеньев приводит к снижению разрывной нагрузки и устойчивости цепей к ударным нагрузкам.
Простой метод измерения износа межзвеньев — использовать штангенциркуль, измеряя пять участков шага и применяя его к диаграмме удлинения цепи. Цепи обычно подлежат замене, когда износ межзвеньев превышает 3%. Некоторым консервативным менеджерам по техническому обслуживанию не нравится, когда удлинение их цепи превышает 2%.
Хорошее управление цепочкой начинается на этапе установки. Интенсивный мониторинг с корректировкой при необходимости во время приработки поможет обеспечить долгий и безотказный срок службы цепи.
(С любезного разрешенияЭлтон Лонгволл)
Время публикации: 26 сентября 2022 г.