En AFC Chain Management-strategi forlænger levetiden og forhindrer uplanlagt nedetid
Minekædekan foretage eller bryde en operation. Mens de fleste longwall-miner bruger 42 mm kæde eller derover på deres pansrede fronttransportører (AFC'er), kører mange miner 48 mm, og nogle kører kæder så store som 65 mm. De større diametre kan forlænge kædens levetid. Longwall-operatører forventer ofte at overstige 11 millioner tons med 48 mm-størrelserne og så meget som 20 millioner tons med 65-mm-størrelserne, før kæden tages ud af drift. Kæde i disse større størrelser er dyrt, men det er det værd, hvis et helt panel eller to kan udvindes uden nedlukning på grund af kædefejl. Men hvis et kædebrud opstår på grund af forkert forvaltning, forkert håndtering, forkert overvågning eller på grund af miljøforhold, der kan forårsage spændingskorrosionsrevner (SCC), står minen over for store problemer. I denne situation bliver den pris, der betales for den pågældende kæde, omstridt.
Hvis en longwall-operatør ikke kører den bedst mulige kæde for forholdene i minen, kan en uplanlagt nedlukning nemt slette eventuelle omkostningsbesparelser, der er opnået under købsprocessen. Så hvad skal en langvægsoperatør gøre? De bør være meget opmærksomme på de stedspecifikke forhold og vælge en kæde med omhu. Efter at kæden er købt, skal de bruge ekstra tid og penge på at administrere investeringen korrekt. Dette kan give betydelige udbytte.
Varmebehandling kan øge kædestyrken, reducere dens skørhed, lindre indre spændinger, øge slidstyrken eller forbedre kædens bearbejdelighed. Varmebehandling er blevet en kunstform og varierer fra producent til producent. Målet er at opnå en balance mellem metalegenskaber, der passer bedst til produkternes funktion. Differentielt hærdet kæde er en af de mere sofistikerede teknikker, der anvendes af Parsons Chain, hvor kronen på kædeleddet forbliver svær at modstå slid, og benene, hvis leddene er blødere, øger sejheden og duktiliteten under brug.
Hårdhed er evnen til at modstå slid og er angivet med enten Brinell-hårdhedstallet med symbolet HB eller Vickers-hårdhedstallet (HB). Vickers hårdhedsskala er virkelig proportional, så et materiale på 800 HV er otte gange så hårdt som et materiale med en hårdhed på 100 HV. Det giver således en rationel skala af hårdhed fra det blødeste til det hårdeste materiale. For lave hårdhedsværdier, op til omkring 300, er Vickers- og Brinell-hårdhedsresultaterne omtrent det samme, men for højere værdier er Brinell-resultaterne lavere på grund af forvrængning af kugleindrykkeren.
Charpy Impact Test er et mål for sprødheden af et materiale, der kan opnås ved en slagtest. Kædeleddet er indhakket ved svejsepunktet på leddet og anbragt i banen for et svingende pendul, hvor energien, der kræves for at knække prøven, måles ved reduktionen i pendulets sving.
De fleste kædeproducenter sparer et par meter af hver batchordre for at tillade fuld destruktiv testning at finde sted. Fuldstændige testresultater og certifikater leveres normalt med kæden, som normalt sendes i 50 m matchede par. Forlængelse ved testkraft og total forlængelse ved brud er også tegnet under denne destruktive test.
Den optimale kæde
Formålet er at kombinere alle disse egenskaber for at skabe den optimale kæde, som inkluderer følgende ydeevne:
• Højere trækstyrke;
• Højere modstandsdygtighed over for slid på indvendige led;
• Høj modstand mod skader på tandhjul;
• Større modstand mod martensitisk revnedannelse;
• Forbedret sejhed;
• Øget træthedslevetid; og
• Modstand mod SCC.
Der er dog ikke én perfekt løsning, kun forskellige kompromiser. Et højt flydegrænse vil have tendens til at resultere i høj restspænding, hvis det er forbundet med høj hårdhed for at øge slidstyrken, vil det også have en tendens til at formindske sejhed og modstand mod spændingskorrosion.
Producenter stræber konstant efter at udvikle kæder, der vil køre længere og overleve vanskelige forhold. Nogle producenter galvaniserer kæden til at håndtere korrosive miljøer. En anden mulighed er COR-X-kæden, som er lavet af en patenteret vanadium-, nikkel-, krom- og molybdænlegering, der bekæmper SCC. Det, der gør denne løsning unik, er, at anti-stress-korrosionsegenskaberne er homogene i hele kædens metallurgiske struktur, og dens effektivitet ændres ikke, efterhånden som kæden slides. COR-X har vist sig at øge kædens levetid væsentligt i korrosive miljøer og praktisk talt eliminere fejl på grund af spændingskorrosion. Test har vist, at brud- og betjeningskraften øges med 10%. Hakpåvirkningen øges med 40 % og modstandsdygtigheden over for SCC øges med 350 % sammenlignet med almindelig kæde (DIN 22252).
Der er tilfælde, hvor COR-X 48 mm kæde har kørt 11 millioner tons uden en kæderelateret fejl, før den blev taget ud af drift. Og den første OEM Broadband-kædeinstallation af Joy ved BHP Billiton San Juan-minen drev Parsons COR-X-kæden fremstillet i Storbritannien, som siges at have transporteret op til 20 millioner tons fra ansigtet i løbet af dens levetid.
Omvendt kæde for at forlænge kædens levetid
Hovedårsagen til kædeslid er bevægelsen af hvert lodret led, der roterer omkring dets tilstødende vandrette led, når det kommer ind og forlader drivhjulet. Dette fører også til mere slid i et plan af leddene, når de roterer gennem kædehjulet, og derfor er en af de mest effektive måder at forlænge en brugt kædes levetid på at rotere eller vende den 180º for at køre kæden i den modsatte retning . Dette vil sætte "ubrugte" overflader på leddene til at arbejde og resultere i mindre slidte ledarealer, og det svarer til længere kædelevetid.
Ujævn belastning af transportøren, på grund af en række årsager, kan føre til ujævnt slid på de to kæder, hvilket får den ene kæde til at slides hurtigere end den anden. Ujævnt slid eller stræk i den ene eller begge af de to kæder, som det kan ske med dobbelte påhængsmotorer, kan forårsage, at vingerne bliver uoverensstemmende eller ude af trit, når de går rundt om drivhjulet. Dette kan også skyldes, at en af de to kæder bliver slap. Denne ude af balance effekt vil føre til driftsproblemer, samt forårsage for stort slid og mulig skade på drivhjulene.
Systemspænding
Et systematisk opspændings- og vedligeholdelsesprogram er nødvendigt for at sikre, at kædens slidhastighed efter installation kontrolleres, idet begge kæder forlænges på grund af slid med en kontrolleret og sammenlignelig hastighed.
Under et vedligeholdelsesprogram vil vedligeholdelsespersonalet måle kædeslid såvel som spænding og erstatte kæden, når den er slidt mere end 3 %. For at forstå, hvad denne grad af kædeslid betyder i reelle termer, skal det huskes, at på en 200 m lang vægflade betyder kædeslid på 3 % en stigning i kædelængden på 12 m for hver streng. Vedligeholdelsespersonale vil også udskifte leverings- og returkædehjul og strippere, når disse bliver slidte eller beskadigede, undersøge gearkassen og oliestanden og sikre sig med jævne mellemrum, at boltene er stramme.
Der er veletablerede metoder til at beregne det korrekte niveau af forspænding, og disse viser sig at være en meget nyttig guide til begyndelsesværdier. Den mest pålidelige metode er dog at observere kæden, når den forlader drivhjulet, når AFC'en arbejder under fuld belastning. Kæden skal ses som om den blot viser et minimum af slaphed (to led), da den løsner sig fra drivhjulet. Når et sådant niveau eksisterer, skal forspændingen måles, registreres og indstilles til fremtiden som driftsniveau for det pågældende ansigt. Forspændingsaflæsninger bør foretages regelmæssigt, og antallet af fjernede links skal registreres. Dette vil give tidlig advarsel om begyndende differentialslid eller overdreven slid.
Bøjede flyvninger skal rettes eller ændres uden forsinkelse. De reducerer transportørens ydeevne og kan resultere i, at sværdet falder ud af bundløbet og hopper på tandhjulet, hvilket forårsager skade på både kæder, tandhjulet og styrestængerne.
Langvægsoperatører bør forblive på vagt for slidte og beskadigede kædefjernere, da de kan tillade slap kæde at blive i kædehjulet, og dette kan resultere i blokering og beskadigelse.
Kædestyring begynder under installationen
Behovet for en god lige ansigtslinje kan ikke understreges for meget. Enhver afvigelse i fladejusteringen vil sandsynligvis resultere i differentielle forspændinger mellem kæde- og gobsidekæder, hvilket fører til ujævnt slid. Dette er mere tilbøjeligt til at forekomme på det nyetablerede ansigt, da kæderne løber gennem en "indlægningsperiode".
Når først et differentielt slidmønster er dannet, er det praktisk talt umuligt at rette op på det. Oftere end ikke fortsætter differentialet med at forværres med slap kædeslid for at skabe mere slaphed.
De negative virkninger af at løbe med en dårlig ansigtslinje, der fører til for store sidevariationer for sidespændinger, illustreres ved at gennemgå tallene. Som et eksempel, en 1.000 fod lang væg med 42 mm AFC-kæde, der har cirka 4.000 led i hver side. Accepterer, at interlink slid-metal fjernelse finder sted i begge ender af linket. Kæden har 8.000 punkter, hvor metal slides væk af interlink-tryk, når det drives, og når det vibrerer ned ad ansigtet, udsættes for stødbelastning eller påvirkes af korrosivt angreb. Derfor genererer vi 8 tommers længdeforøgelse for hver 1/1.000 tomme slid. Enhver lille variation mellem flade- og gob-sideslidhastigheder, forårsaget af ujævne spændinger, multipliceres hurtigt til en større variation i kædelængder.
To smedninger på tandhjulet på samme tid kan føre til unødigt slid på tandprofilen. Dette skyldes tabet af positiv placering i drivtandhjulet, som tillader forbindelsen at glide på drivtænderne. Denne glidende handling skærer ind i leddet og øger også slidhastigheden på tandhjulets tænder. Når først det er etableret som et slidmønster, kan det kun accelerere. Ved første tegn på afskæring af leddet skal kædehjulene undersøges og udskiftes, hvis de skal, før skaden ødelægger kæden.
For høj kædeforspænding vil også forårsage for stort slid på både kæde og kædehjul. Kædespændinger skal etableres til værdier, der forhindrer skabelsen af for meget slap kæde under fuld belastning. Sådanne forhold vil tillade, at skraberstænger "vippes ud" og risikoen for beskadigelse af halekædehjulet forårsaget af kædeklumpning, når det forlader kædehjulet. Hvis forspændingerne er indstillet for højt, er der to åbenlyse farer: overdrevet slid på kæden og overdrevet slid på kædehjulene.
Overdreven kædespænding kan være en dræber
Den almindelige tendens er at køre kæden for stramt. Målet bør være regelmæssigt at kontrollere forspændingen og at fjerne den slap kæde i to led. Mere end to led ville indikere, at kæden var for slap, eller fjernelse af fire led ville skabe for høj en forspænding, hvilket ville fremkalde kraftigt slid på mellemled og ville reducere kædens levetid alvorligt.
Forudsat at fladejusteringen er god, bør værdien af forspænding i den ene side ikke overstige værdien i den anden side med mere end et ton. God ansigtsstyring skal sikre, at enhver forskel kan holdes på højst to tons i hele kædens levetid.
Længdeforøgelsen på grund af interlinkslid (nogle gange forkert omtalt som "kædestræk") kan tillades at nå 2% og stadig køre med nye kædehjul.
Graden af interlinkslid er ikke et problem, hvis kæde og kædehjul slides sammen og dermed bevarer deres kompatibilitet. Imidlertid resulterer interlinksliddet i en reduktion af kædernes brudbelastning og modstandsdygtighed over for stødbelastninger.
En simpel metode til at måle interlinkslid er at bruge en skydelære, der måles i fem stigningssektioner og påføres kædeforlængelsediagrammet. Kæder vil generelt blive overvejet til udskiftning, når interlinksliddet overstiger 3 %. Nogle konservative vedligeholdelsesledere kan ikke lide at se, at deres kæde overstiger 2 % forlængelse.
God kædestyring starter på installationsstadiet. Intensiv overvågning med korrektioner, hvis det er nødvendigt i løbet af strøelsen i perioden, vil være med til at sikre en lang og problemfri kædelevetid.
(Med høflighed afEllton Longwall)
Indlægstid: 26. september 2022