Unha estratexia de xestión da cadea AFC prolonga a vida útil e evita tempos de inactividade non planificados
Cadea mineirapode facer que unha operación sexa decisiva ou desastrosa. Aínda que a maioría das minas de taboleiro longo usan cadeas de 42 mm ou máis nos seus transportadores de fronte blindada (AFC), moitas minas usan cadeas de 48 mm e algunhas usan cadeas de ata 65 mm. Os diámetros máis grandes poden prolongar a vida útil da cadea. Os operadores de taboleiro longo adoitan esperar superar os 11 millóns de toneladas cos tamaños de 48 mm e ata os 20 millóns de toneladas cos tamaños de 65 mm antes de que a cadea se poña fóra de servizo. As cadeas nestes tamaños máis grandes son caras, pero pagan a pena se se poden extraer un ou dous paneis enteiros sen unha parada debido a unha falla na cadea. Pero, se se produce unha rotura da cadea debido a unha mala xestión, unha manipulación incorrecta, unha monitorización inadecuada ou debido a condicións ambientais que poden causar fisuras por corrosión baixo tensión (SCC), a mina enfróntase a problemas importantes. Nesta situación, o prezo pagado por esa cadea tornase irrelevante.
Se un operador de taboleiro longo non está a usar a mellor cadea posible para as condicións da mina, unha parada non planificada podería borrar facilmente calquera aforro de custos obtido durante o proceso de compra. Entón, que debería facer un operador de taboleiro longo? Debería prestar moita atención ás condicións específicas do sitio e elixir unha cadea con coidado. Despois de comprar a cadea, necesitará investir o tempo e o diñeiro adicionais necesarios para xestionar correctamente o investimento. Isto pode pagar dividendos significativos.
O tratamento térmico pode aumentar a resistencia da cadea, reducir a súa fraxilidade, aliviar as tensións internas, aumentar a resistencia ao desgaste ou mellorar a maquinabilidade da cadea. O tratamento térmico converteuse nunha arte e varía dun fabricante a outro. O obxectivo é obter un equilibrio das propiedades dos metais para adaptarse mellor á función do produto. A cadea endurecida diferencialmente é unha das técnicas máis sofisticadas utilizadas por Parsons Chain, onde a coroa do elo da cadea permanece dura para resistir o desgaste e as patas, se os elos son máis brandas, aumentan a tenacidade e a ductilidade en servizo.
A dureza é a capacidade de resistir o desgaste e denótase co número de dureza Brinell co símbolo HB ou co número de dureza Vickers (HB). A escala de dureza Vickers é verdadeiramente proporcional, polo que un material de 800 HV é oito veces máis duro que un que ten unha dureza de 100 HV. Deste xeito, proporciona unha escala racional de dureza desde o material máis brando ata o máis duro. Para valores de dureza baixos, ata uns 300, os resultados de dureza Vickers e Brinell son aproximadamente os mesmos, pero para valores máis altos os resultados Brinell son máis baixos debido á distorsión do indentador de bóla.
A proba de impacto Charpy é unha medida da fraxilidade dun material que se pode obter a partir dunha proba de impacto. O elo da cadea faise unha muesca no punto de soldadura do elo e colócase na traxectoria dun péndulo oscilante, medíndose a enerxía necesaria para fracturar a mostra mediante a redución da oscilación do péndulo.
A maioría dos fabricantes de cadeas gardan uns poucos metros de cada lote para permitir que se leven a cabo as probas destrutivas completas. Os resultados completos das probas e os certificados adoitan subministrarse coa cadea, que normalmente se envía en pares de 50 m. O alongamento á forza de proba e o alongamento total na fractura tamén se representan graficamente durante esta proba destrutiva.
A Cadea Óptima
O obxectivo é combinar todas estas características para crear a cadea óptima, que inclúa o seguinte rendemento:
• Maior resistencia á tracción;
• Maior resistencia ao desgaste da ligazón interior;
• Alta resistencia aos danos na roda dentada;
• Maior resistencia á fisuración martensítica;
• Mellora da resistencia;
• Maior vida útil á fatiga; e
• Resistencia á carcinoma escamoso de células escamosas.
Non obstante, non existe unha solución perfecta, só varios compromisos. Un punto de cedencia alto tenderá a resultar nunha tensión residual elevada; se se asocia cunha dureza elevada para aumentar a resistencia ao desgaste, tamén tenderá a diminuír a tenacidade e a resistencia á corrosión baixo tensión.
Os fabricantes esfórzanse continuamente por desenvolver cadeas que duren máis e resistan condicións difíciles. Algúns fabricantes galvanizan as cadeas para facer fronte a ambientes corrosivos. Outra opción é a cadea COR-X, que está feita dunha aliaxe patentada de vanadio, níquel, cromo e molibdeno que combate a corrosión por tensión (SCC). O que fai que esta solución sexa única é que as propiedades anti-corrosión por tensión son homoxéneas en toda a estrutura metalúrxica da cadea e a súa eficacia non cambia co desgaste da cadea. Demostrouse que COR-X aumenta substancialmente a vida útil da cadea en ambientes corrosivos e elimina practicamente as fallas debido á corrosión por tensión. As probas estableceron que a forza de rotura e de funcionamento aumenta un 10 %. O impacto da entalla aumenta un 40 % e a resistencia á SCC aumenta un 350 % en comparación coa cadea normal (DIN 22252).
Hai casos nos que a cadea COR-X de 48 mm utilizou 11 millóns de toneladas sen un fallo relacionado coa cadea antes de ser desmantelada. E a instalación inicial da cadea Broadband OEM por parte de Joy na mina BHP Billiton San Juan utilizou a cadea Parsons COR-X fabricada no Reino Unido, que se di que transportou ata 20 millóns de toneladas desde a fronte durante a súa vida útil.
Cadea inversa para prolongar a vida útil da cadea
A principal causa do desgaste da cadea é o movemento de cada elo vertical que xira arredor do seu elo horizontal adxacente ao entrar e saír da roda dentada de accionamento. Isto tamén leva a un maior desgaste nun plano dos elos ao xirar a través da roda dentada, polo que unha das formas máis eficaces de prolongar a vida útil dunha cadea usada é xirala ou invertela 180º para que a cadea funcione na dirección oposta. Isto porá a traballar as superficies "non utilizadas" dos elos e dará lugar a unha menor área de elo desgastada, o que se traduce nunha maior vida útil da cadea.
Unha carga desigual da cinta transportadora, debido a diversas razóns, pode provocar un desgaste desigual nas dúas cadeas, o que fai que unha cadea se desgaste máis rápido que a outra. O desgaste ou estiramento desigual en calquera das dúas cadeas ou en ambas, como pode ocorrer cos conxuntos externos xemelgos, pode provocar que as aletas non coincidan ou queden desfasadas ao xirar arredor da roda dentada de accionamento. Isto tamén pode ser causado por que unha das dúas cadeas se afrouxe. Este efecto de desequilibrio provocará problemas operativos, así como un desgaste excesivo e posibles danos nas rodas dentadas de accionamento.
Tensado do sistema
É necesario un programa sistemático de tensado e mantemento para garantir que, despois da instalación, a taxa de desgaste da cadea estea controlada, con ambas as cadeas alongándose debido ao desgaste a unha velocidade controlada e comparable.
Nun programa de mantemento, o persoal de mantemento medirá o desgaste da cadea, así como a tensión, e substituirá a cadea cando se desgaste máis do 3 %. Para apreciar o que significa este grao de desgaste da cadea en termos reais, débese lembrar que nunha fronte de parede longa de 200 m, un desgaste da cadea do 3 % implica un aumento da lonxitude da cadea de 12 m por cada fío. O persoal de mantemento tamén substituirá os piñóns de entrega e retorno e os desmoldantes a medida que se desgasten ou se danen, examinará a caixa de cambios e o nivel de aceite e asegurará, a intervalos regulares, que os parafusos estean axustados.
Existen métodos ben establecidos para calcular o nivel correcto de pretensión e estes resultan ser unha guía moi útil para os valores iniciais. Non obstante, o método máis fiable é observar a cadea mentres sae da roda dentada de accionamento cando o AFC funciona a plena carga. Deberíase ver que a cadea mostra só unha folgura mínima (dous elos) mentres se separa da roda dentada de accionamento. Cando existe tal nivel, a pretensión debe medirse, rexistrarse e axustarse para o futuro como o nivel de funcionamento para esa cara en particular. As lecturas de pretensión deben tomarse regularmente e rexistrarse o número de elos retirados. Isto proporcionará un aviso temperán da aparición de desgaste diferencial ou desgaste excesivo.
As guías curvadas deben endereitarse ou cambiarse sen demora. Reducen o rendemento da cinta transportadora e poden provocar que a barra se saia da canle inferior e salte sobre o piñón, causando danos tanto ás cadeas como ao piñón e ás guías.
Os operadores de máquinas de parede longa deben estar atentos aos descascarilladores de cadea desgastados ou danados, xa que poden permitir que a cadea solta permaneza no piñón e isto pode provocar atascos e danos.
A xestión da cadea comeza durante a instalación
Non se pode subliñar demasiado a necesidade dunha boa liña frontal recta. Calquera desviación na aliñación da cara probablemente dará lugar a pretensións diferenciais entre as cadeas laterais da cara e as da gota de lixa, o que levará a un desgaste desigual. É máis probable que isto ocorra na cara recentemente establecida, xa que as cadeas pasan por un período de "aclimatación".
Unha vez que se forma un patrón de desgaste diferencial, é practicamente imposible corrixilo. A miúdo, o diferencial continúa empeorando co desgaste da cadea solta para crear máis folgura.
Os efectos adversos de funcionar cunha liña frontal deficiente que leva a variacións excesivas nas pretensións laterais ilústranse revisando as cifras. Como exemplo, unha parede longa de 1.000 pés cunha cadea AFC de 42 mm que ten aproximadamente 4.000 elos en cada lado. Aceptando que o desgaste entre elos: a eliminación do metal ten lugar en ambos os extremos do elo. A cadea ten 8.000 puntos nos que o metal se desgasta polas presións entre elos mentres se impulsa e mentres vibra pola cara, sofre cargas de choque ou se ve afectado por un ataque corrosivo. Polo tanto, por cada 1/1.000 de polgada de desgaste xeramos 8 polgadas de aumento de lonxitude. Calquera lixeira variación entre as taxas de desgaste da cara e do lado da gota, provocada por tensións desiguais, multiplícase rapidamente a unha variación importante nas lonxitudes da cadea.
Dúas pezas forxadas no piñón ao mesmo tempo poderían provocar un desgaste indebido do perfil do dente. Isto débese á perda de posición positiva no piñón de accionamento, o que permite que o elo se deslice sobre os dentes de accionamento. Esta acción deslizante corta o elo e tamén aumenta a taxa de desgaste dos dentes do piñón. Unha vez establecido como patrón de desgaste, só pode acelerarse. Ao primeiro sinal de corte do elo, os piñóns deben examinarse e substituírse se é necesario, antes de que o dano destrúa a cadea.
Unha pretensión da cadea demasiado alta tamén provocará un desgaste excesivo tanto na cadea como no piñón. As pretensións da cadea deben establecerse en valores que eviten a creación de demasiada folgura na cadea baixo plena carga. Tales condicións permitirán que as barras raspadoras se "saian disparadas" e exista o risco de danos no piñón de cola causados polo agrupamento da cadea ao saír do piñón. Se as pretensións se establecen demasiado altas, existen dous perigos evidentes: un desgaste esaxerado entre elos na cadea e un desgaste esaxerado nos piñóns de accionamento.
Unha tensión excesiva na cadea pode ser mortal
A tendencia común é a axustar demasiado a cadea. O obxectivo debería ser comprobar regularmente a pretensión e eliminar a folgura da cadea en incrementos de dous elos. Máis de dous elos indicarían que a cadea estaba demasiado frouxa ou a eliminación de catro elos crearía unha pretensión demasiado alta, o que induciría un desgaste importante entre os elos e reduciría seriamente a vida útil da cadea.
Partindo da boa aliñación da cara, o valor da pretensión nun lado non debería superar o valor do outro lado en máis dunha tonelada. Unha boa xestión da cara debería garantir que calquera diferencial se poida manter en non máis de dúas toneladas durante toda a vida útil da cadea.
O aumento de lonxitude debido ao desgaste dos eslabóns (ás veces denominado erroneamente "estiramento da cadea") pode permitirse que alcance o 2 % e aínda así funcionar con piñóns novos.
O grao de desgaste das entrelaces non é un problema se a cadea e os piñóns se desgastan xuntos, mantendo así a súa compatibilidade. Non obstante, o desgaste das entrelaces resulta nunha redución da carga de rotura das cadeas e da resistencia ás cargas de choque.
Un método sinxelo para medir o desgaste das entrecruzamentos é usar un calibre, medir en cinco seccións de paso e aplicar á táboa de alongamento da cadea. Xeralmente, considérase a substitución das cadeas cando o desgaste das entrecruzamentos supera o 3 %. Algúns xestores de mantemento conservadores non queren que a súa cadea supere un 2 % de alongamento.
Unha boa xestión da cadea comeza na fase de instalación. Unha monitorización intensiva con correccións se é necesario durante o período de asentamento axudará a garantir unha vida útil longa e sen problemas da cadea.
(Con cortesía deEllton Longwall)
Data de publicación: 26 de setembro de 2022
