Unha estratexia de xestión da cadea AFC prolonga a vida útil e evita tempo de inactividade non planificado
Cadea mineirapode facer ou romper unha operación. Aínda que a maioría das minas de parede longa usan cadeas de 42 mm ou máis nos seus transportadores de caras blindadas (AFC), moitas minas están funcionando de 48 mm e algunhas teñen cadeas de ata 65 mm. Os diámetros maiores poden prolongar a vida útil da cadea. Os operadores de Longwall adoitan esperar superar os 11 millóns de toneladas cos tamaños de 48 mm e ata 20 millóns de toneladas cos tamaños de 65 mm antes de que a cadea sexa retirada de servizo. A cadea destes tamaños máis grandes é cara, pero paga a pena se se poden extraer un ou dous paneis enteiros sen parar debido ao fallo da cadea. Pero, se se produce unha rotura da cadea debido a unha mala xestión, un mal manexo, un seguimento inadecuado ou debido a condicións ambientais que poden causar fisuras por corrosión por tensión (SCC), a mina enfróntase a importantes problemas. Nesta situación, o prezo pagado por esa cadea pasa a ser discutible.
Se un operador de longwall non está a executar 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 longwall? Deben prestar moita atención ás condicións específicas do sitio e escoller unha cadea con coidado. Despois de mercar a cadea, necesitan gastar tempo e diñeiro adicional 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 forma de arte e varía dun fabricante a outro. O obxectivo é conseguir un equilibrio das propiedades dos metales para adaptarse mellor á función do produto. A cadea de endurecemento diferencial é unha das técnicas máis sofisticadas utilizadas por Parsons Chain, onde a coroa do elo da cadea segue sendo difícil de resistir o desgaste e as patas se os elos son máis suaves aumentan a dureza e a ductilidade en servizo.
A dureza é a capacidade de resistir o desgaste e denotase polo número de dureza Brinell co símbolo HB ou polo 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 teña unha dureza de 100 HV. Proporciona así unha escala racional de dureza dende 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 penetrador da bola.
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 está entallado no punto de soldadura do elo e colócase na traxectoria dun péndulo oscilante, a enerxía necesaria para fracturar a mostra mídese pola redución do balance do péndulo.
A maioría dos fabricantes de cadeas gardan uns metros de cada pedido de lote para permitir a realización de probas destrutivas completas. Os resultados completos das probas e os certificados normalmente entréganse coa cadea, que normalmente se envía en pares de 50 m. A elongación na forza de proba e a elongación total na fractura tamén se representan gráficamente durante esta proba destrutiva.
A cadea Óptima
O obxectivo é combinar todas estas características para crear a cadea óptima, que inclúe o seguinte rendemento:
• Maior resistencia á tracción;
• Maior resistencia ao desgaste do enlace interno;
• Alta resistencia ao dano da roda dentada;
• Maior resistencia á gretadura martensítica;
• Dureza mellorada;
• Aumento da vida á fatiga; e
• Resistencia a SCC.
Non obstante, non hai unha única solución perfecta, só varios compromisos. Un alto límite de fluencia tenderá a producir un alto estrés residual, se se asocia cunha alta dureza para aumentar a resistencia ao desgaste, tamén tenderá a diminuír a tenacidade e a resistencia á corrosión por tensión.
Os fabricantes esfórzanse continuamente por desenvolver unha cadea que dure máis tempo e sobreviva a condicións difíciles. Algúns fabricantes galvanizan a cadea para tratar con ambientes corrosivos. Outra opción é a cadea COR-X, que está feita dunha aliaxe patentada de vanadio, níquel, cromo e molibdeno que combate SCC. O que fai que esta solución sexa única é que as propiedades anti-corrosión son homoxéneas en toda a estrutura metalúrxica da cadea e a súa eficacia non cambia a medida que a cadea se desgasta. COR-X demostrou aumentar a vida útil da cadea de forma substancial en ambientes corrosivos e practicamente elimina os fallos debidos á corrosión por tensión. As probas demostraron que a forza de rotura e de operación aumenta un 10%. O impacto notch aumenta un 40% e a resistencia a SCC aumenta un 350% en comparación coa cadea normal (DIN 22252).
Hai casos nos que a cadea COR-X de 48 mm funcionou con 11 millóns de toneladas sen fallas relacionadas coa cadea antes de ser retirada. E a instalación inicial da cadea OEM de banda ancha realizada por Joy na mina BHP Billiton San Juan dirixía a cadea Parsons COR-X fabricada no Reino Unido, que se di que transportou ata 20 millóns de toneladas da cara 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 ao redor do seu elo horizontal adxacente ao entrar e saír do piñón motriz. Isto tamén leva a un maior desgaste nun plano dos eslabóns a medida que xiran a través da roda dentada, polo que unha das formas máis eficaces de prolongar a vida útil dunha cadea usada é xirala ou invertila 180º para facer que a cadea pase na dirección oposta. . Isto fará que as superficies "non utilizadas" dos elos funcionen e o que resulte nunha área de elo menos desgastada e iso equivale a unha maior vida útil da cadea.
A carga desigual do transportador, debido a unha variedade de razóns, pode provocar un desgaste irregular das dúas cadeas, facendo que unha cadea se desgaste máis rápido que a outra. O desgaste desigual ou o estiramento en calquera das dúas cadeas ou en ambas, como pode ocorrer cos conxuntos exteriores xemelgos, pode provocar que os voos non coincidan ou se desfase ao darlle unha volta ao piñón motriz. Isto tamén pode ser causado por unha das dúas cadeas que se afrouxa. Este efecto de desequilibrio provocará problemas de funcionamento, ademais de provocar un desgaste excesivo e posibles danos nos piñóns de transmisión.
Tensado do sistema
É necesario un programa sistemático de tensado e mantemento para garantir que despois da instalación o índice de desgaste da cadea estea controlado con ambas cadeas alongándose debido ao desgaste a un ritmo controlado e comparable.
Segundo un programa de mantemento, o persoal de mantemento medirá o desgaste da cadea así como a tensión, substituíndo a cadea cando estea desgastada máis do 3%. Para apreciar o que significa este grao de desgaste da cadea en termos reais, cómpre lembrar que nunha cara de parede de 200 m de lonxitude, un desgaste da cadea do 3% implica un aumento da lonxitude da cadea de 12 m por cada febra. O persoal de mantemento tamén substituirá as rodas dentadas de entrega e devolución e desconexión a medida que estes se desgasten ou se danen, examinará a caixa de cambios e o nivel de aceite e asegurarase, a intervalos regulares, de 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 cando o AFC está a funcionar en condicións de carga completa. Débese ver que a cadea só mostra un mínimo de soltura (dous elos) mentres se retira da roda dentada. Cando existe tal nivel, a pretensión debe ser medida, rexistrada e fixada para o futuro como o nivel operativo para esa cara en particular. As lecturas de pretensión deben realizarse regularmente e rexistrarse o número de ligazóns eliminadas. Isto proporcionará unha alerta precoz da aparición de desgaste diferencial ou desgaste excesivo.
Os voos dobrados deben endereitarse ou cambiarse sen demora. Reducen o rendemento do transportador e poden provocar que a barra caia da pista inferior e salte sobre o piñón, causando danos en ambas as cadeas, o piñón e as barras de voo.
Os operadores de Longwall deberían permanecer atentos aos desgastados e danados dos separadores de cadea xa que poden permitir que a cadea folgada quede no piñón e isto pode producir atascos e danos.
A xestión da cadea comeza durante a instalación
Non se pode enfatizar demasiado a necesidade dunha boa liña recta. Calquera desviación no aliñamento da cara é probable que teña como resultado pretensións diferenciais entre as cadeas cara e laterais que provocan un desgaste irregular. É máis probable que isto ocorra na cara recén establecida xa que as cadeas atravesan un período de "cama".
Unha vez que se forma un patrón de desgaste diferencial, é practicamente imposible reparalo. Na maioría das veces, o diferencial segue empeorando co desgaste da cadea folgada para crear máis folga.
Os efectos adversos de correr cunha mala liña da cara que leva a variacións excesivas de lado para pretensións laterales ilustráronse revisando os números. Como exemplo, un muro de 1.000 pés de lonxitude cunha cadea AFC de 42 mm que ten aproximadamente 4.000 elos a cada lado. Aceptando que a eliminación de metal desgastado da interconexión ten lugar en ambos os extremos da ligazón. A cadea ten 8.000 puntos nos que o metal é desgastado polas presións de interconexión mentres se acciona e cando vibra pola cara, sofre cargas de choque ou é afectado por ataques corrosivos. 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 da cara, provocada por tensións desiguais, multiplícase rapidamente a unha gran variación na lonxitude das cadeas.
Dous forxados no piñón ao mesmo tempo poden provocar un desgaste indebido do perfil do dente. Isto débese á perda de posición positiva na roda dentada que permite que o enlace se deslice sobre os dentes condutores. Esta acción de deslizamento corta o enlace e tamén aumenta a taxa de desgaste dos dentes da roda dentada. Unha vez establecido como patrón de desgaste, só pode acelerarse. No primeiro sinal de corte da ligazón, os piñóns deben ser examinados e substituídos se é necesario, antes de que o dano destrúa a cadea.
A pretensión da cadea demasiado alta tamén provocará un desgaste excesivo tanto na cadea como na roda dentada. As pretensións de cadea deben establecerse en valores que impidan a creación dunha cadea demasiada folgada a plena carga. Tales condicións permitirán que as barras raspadoras sexan "sacadas" e o risco de danos no piñón de cola causado polo amontoamento da cadea cando sae do piñón. Se as pretensións son demasiado altas, hai dous perigos obvios: un desgaste esaxerado entre os enlaces da cadea e un desgaste esaxerado das rodas dentadas.
A tensión excesiva da cadea pode ser un asasino
A tendencia común é executar a cadea demasiado tensa. O obxectivo debería ser comprobar regularmente a pretensión e eliminar a cadea folgada en dous incrementos de elo. Máis de dous elos indicarían que a cadea estaba demasiado frouxa ou a eliminación de catro elos crearía unha pretensión demasiado alta que induciría un gran desgaste do enlace e reduciría seriamente a vida útil da cadea.
Asumindo que o aliñamento da cara é bo, o valor da pretensión nun lado non debe exceder o valor do outro lado en máis dunha tonelada. Unha boa xestión da cara debe garantir que calquera diferencial se poida manter a non máis de dúas toneladas ao longo da vida útil da cadea.
O aumento da lonxitude debido ao desgaste da interconexión (ás veces denominado erróneamente como "estiramento da cadea") pódese permitir que alcance o 2% e aínda funcione con novos piñóns.
O grao de desgaste da interconexión non é un problema se a cadea e os piñóns se desgastan xuntos mantendo así a súa compatibilidade. Non obstante, o desgaste da interconexión produce unha redución da carga de rotura das cadeas e da resistencia ás cargas de choque.
Un método sinxelo para medir o desgaste entre enlaces é usar un calibre, medindo en cinco seccións de paso e aplicando ao gráfico de alongamento da cadea. As cadeas consideraranse xeralmente para a súa substitución cando o desgaste entre enlaces supere o 3%. A algúns xestores de mantemento conservadores non lles gusta que a súa cadea supere o 2% de elongación.
A boa xestión da cadea comeza na fase de instalación. Un seguimento intensivo con correccións se é necesario durante o período de roupa de cama axudará a garantir unha vida útil longa e sen problemas.
(Con cortesía deEllton Longwall)
Hora de publicación: 26-09-2022