En AFC Chain Management-strategi förlänger livslängden och förhindrar oplanerad driftstopp
Gruvkedjakan göra eller bryta en operation. Medan de flesta långväggsminor använder 42 mm kedja eller högre på sina pansartransportörer (AFC), kör många gruvor 48 mm och vissa kör kedja så stora som 65 mm. De större diametrarna kan förlänga kedjans livslängd. Longwall-operatörer räknar ofta med att överstiga 11 miljoner ton med 48 mm-storlekarna och så mycket som 20 miljoner ton med 65-mm-storlekarna innan kedjan tas ur drift. Kedjor i dessa större storlekar är dyrt men värt det om en hel panel eller två kan brytas utan avstängning på grund av kedjefel. Men om ett kedjebrott inträffar på grund av felhantering, felaktig hantering, felaktig övervakning eller på grund av miljöförhållanden som kan orsaka spänningskorrosionssprickor (SCC), står gruvan inför stora problem. I den här situationen blir priset som betalas för den kedjan oklart.
Om en långväggsoperatör inte kör den bästa möjliga kedjan för förhållandena vid gruvan, kan en oplanerad avstängning lätt radera eventuella kostnadsbesparingar under köpprocessen. Så vad ska en långväggsoperatör göra? De bör vara mycket uppmärksamma på de platsspecifika förhållandena och välja en kedja med omsorg. Efter att kedjan har köpts måste de spendera ytterligare tid och pengar som krävs för att korrekt hantera investeringen. Detta kan ge betydande utdelningar.
Värmebehandling kan öka kedjans styrka, minska dess sprödhet, lindra inre spänningar, öka slitstyrkan eller förbättra kedjans bearbetbarhet. Värmebehandling har blivit en fin konstform och varierar från tillverkare till tillverkare. Syftet är att få en balans mellan metallegenskaper som bäst passar produktens funktion. Differentiellt härdad kedja är en av de mer sofistikerade teknikerna som används av Parsons Chain där kronan på kedjelänken förblir svår att motstå slitage och benen om länkarna är mjukare för att öka segheten och duktiliteten under drift.
Hårdhet är förmågan att motstå slitage och betecknas antingen med Brinells hårdhetsnummer med symbolen HB eller Vickers hårdhetsnummer (HB). Vickers hårdhetsskalan är verkligen proportionell, så ett material på 800 HV är åtta gånger så hårt som ett material med en hårdhet på 100 HV. Det ger alltså en rationell hårdhetsskala från det mjukaste till det hårdaste materialet. För låga hårdhetsvärden, upp till cirka 300, är Vickers- och Brinell-hårdhetsresultaten ungefär desamma, men för högre värden är Brinell-resultaten lägre på grund av distorsion av kulans intryckare.
Charpy Impact Test är ett mått på sprödheten hos ett material som kan erhållas från ett slagtest. Kedjelänken är skårad vid svetspunkten på länken och placerad i banan för en svängande pendel, energin som krävs för att bryta provet mäts genom minskningen av pendelns svängning.
De flesta kedjetillverkare sparar några meter av varje batchorder för att tillåta fullständig destruktiv testning. Fullständiga testresultat och certifikat levereras normalt med kedjan som normalt skickas i 50 m matchade par. Förlängning vid testkraft och total förlängning vid brott är också grafiska under detta destruktiva test.
Den optimala kedjan
Målet är att kombinera alla dessa egenskaper för att skapa den optimala kedjan, som inkluderar följande prestanda:
• Högre draghållfasthet;
• Högre motståndskraft mot slitage på inre länkar;
• Hög motståndskraft mot skador på kedjehjulet;
• Större motståndskraft mot martensitisk sprickbildning;
• Förbättrad seghet;
• Ökad utmattningslivslängd; och
• Motstånd mot SCC.
Det finns dock ingen perfekt lösning, bara olika kompromisser. En hög sträckgräns tenderar att resultera i hög kvarvarande spänning, om den associeras med hög hårdhet för att öka slitstyrkan, tenderar den också att minska segheten och motståndskraften mot spänningskorrosion.
Tillverkare strävar ständigt efter att utveckla en kedja som kommer att löpa längre och överleva svåra förhållanden. Vissa tillverkare galvaniserar kedjan för att hantera korrosiva miljöer. Ett annat alternativ är COR-X-kedjan, som är gjord av en patenterad vanadin-, nickel-, krom- och molybdenlegering som bekämpar SCC. Det som gör denna lösning unik är att anti-spänningskorrosionsegenskaperna är homogena genom hela kedjans metallurgiska struktur och dess effektivitet förändras inte när kedjan slits. COR-X har visat sig öka kedjans livslängd avsevärt i korrosiva miljöer och praktiskt taget eliminera fel på grund av spänningskorrosion. Tester har fastställt att brott- och manöverkraften ökas med 10 %. Spårpåverkan ökas med 40 % och motståndet mot SCC ökas med 350 % jämfört med vanlig kedja (DIN 22252).
Det finns tillfällen där COR-X 48 mm kedja har kört 11 miljoner ton utan ett kedjerelaterat fel innan den togs ur drift. Och den första OEM Broadband-kedjeinstallationen av Joy vid BHP Billiton San Juan-gruvan drev Parsons COR-X-kedja tillverkad i Storbritannien, som sägs ha transporterat upp till 20 miljoner ton från ansiktet under sin livstid.
Omvänd kedja för att förlänga kedjans livslängd
Den främsta orsaken till kedjeslitage är rörelsen hos varje vertikal länk som roterar runt sin intilliggande horisontella länk när den går in i och lämnar drivhjulet. Detta leder också till mer slitage i ett plan av länkarna när de roterar genom kedjehjulet, därför är ett av de mest effektiva sätten att förlänga livslängden på en begagnad kedja att rotera, eller vända den 180º för att köra kedjan i motsatt riktning . Detta kommer att få "oanvända" ytor på länkarna att fungera och resultera i mindre sliten länkyta och det motsvarar längre kedjelivslängd.
Ojämn belastning av transportören, på grund av olika orsaker, kan leda till ojämnt slitage på de två kedjorna vilket gör att den ena kedjan slits snabbare än den andra. Ojämnt slitage eller sträckning i endera eller båda av de två kedjorna, vilket kan hända med dubbla utombordare, kan göra att vingarna inte matchar varandra, eller i otakt när de går runt drivhjulet. Detta kan också bero på att en av de två kedjorna blir slappa. Denna obalanseffekt kommer att leda till driftsproblem, samt orsaka överdrivet slitage och eventuella skador på drivhjulen.
Systemspänning
Ett systematiskt spänn- och underhållsprogram behövs för att säkerställa att kedjans slitagehastighet efter installationen kontrolleras med båda kedjorna som förlängs på grund av slitage med en kontrollerad och jämförbar hastighet.
Under ett underhållsprogram kommer underhållspersonal att mäta såväl kedjans slitage som spänningen, och ersätta kedjan när den har slitits mer än 3 %. För att förstå vad denna grad av kedjeslitage betyder i verkliga termer, bör man komma ihåg att på en 200 m lång väggyta innebär kedjeslitage på 3 % en ökning av kedjelängden med 12 m för varje sträng. Underhållspersonal kommer också att byta ut leverans- och returkedjehjul och avstrykare när dessa blir slitna eller skadade, undersöka växellådan och oljenivån och se till att med jämna mellanrum se till att bultarna är åtdragna.
Det finns väletablerade metoder för att beräkna den korrekta anspänningsnivån och dessa visar sig vara en mycket användbar guide till initiala värden. Den mest tillförlitliga metoden är dock att observera kedjan när den lämnar drivhjulet när AFC arbetar under full belastning. Kedjan ska ses som att den bara visar ett minimum av slack (två länkar) då den lossnar från drivhjulet. När en sådan nivå finns måste anspänningen mätas, registreras och ställas in för framtiden som driftnivå för det specifika ansiktet. Förspänningsavläsningar bör göras regelbundet och antalet borttagna länkar registreras. Detta kommer att ge tidig varning om uppkomsten av differentiellt slitage eller överdrivet slitage.
Böjda flygningar måste rätas ut eller ändras utan dröjsmål. De minskar transportörens prestanda och kan leda till att svärdet faller ur bottenbanan och hoppar på kedjehjulet, vilket orsakar skador på både kedjorna, kedjehjulet och styrstängerna.
Långväggsoperatörer bör vara uppmärksamma på slitna och skadade kedjeavskiljare eftersom de kan låta slack kedja stanna kvar i kedjehjulet och detta kan leda till att de fastnar och skadas.
Kedjehantering börjar under installationen
Behovet av en bra rak ansiktslinje kan inte överstrykas. Varje avvikelse i ytans inriktning kommer sannolikt att resultera i differentiella förspänningar mellan kedjor på sidorna och kedjorna som leder till ojämnt slitage. Detta är mer sannolikt att inträffa på det nyetablerade ansiktet eftersom kedjorna går igenom en "inbäddningsperiod".
När ett differentiellt slitagemönster väl har bildats är det praktiskt taget omöjligt att åtgärda. Oftare än inte fortsätter differentialen att förvärras med slak kedjas slitage för att skapa mer slak.
De negativa effekterna av att springa med en dålig ansiktslinje som leder till alltför stora variationer i sidan för sidoförspänningar illustreras genom att granska siffrorna. Som ett exempel, en 1 000 fot lång vägg med 42 mm AFC-kedja som har cirka 4 000 länkar på varje sida. Acceptera att mellanlänkens slitage-metallborttagning sker i båda ändarna av länken. Kedjan har 8 000 punkter där metall slits bort av sammanlänkningstryck när den drivs och när den vibrerar nedför ansiktet, utsätts för stötbelastning eller påverkas av korrosiva angrepp. Därför genererar vi 8 tums ökning i längd för varje 1/1 000-tums slitage. Varje liten variation mellan slitagehastigheter på ytan och på sidorna, orsakad av ojämna spänningar, multipliceras snabbt till en stor variation i kedjelängder.
Två smidningar på kedjehjulet samtidigt kan leda till onödigt slitage på kuggprofilen. Detta beror på förlusten av det positiva läget i drivhjulet som gör att länken kan glida på drivtänderna. Denna glidverkan skär in i länken och ökar också slitaget på kedjehjulets tänder. När det väl etablerats som ett slitmönster kan det bara accelerera. Vid första tecknet på att länken skärs av måste kedjehjulen undersökas och bytas ut om de behöver göras, innan skadan förstör kedjan.
Kedjeförspänning som är för hög kommer också att orsaka överdrivet slitage på både kedja och kedjehjul. Kedjeförspänningen måste fastställas till värden som förhindrar att det skapas för mycket slack kedja under full belastning. Sådana förhållanden kommer att tillåta att skrapstänger "snärtas ut" och risken för skador på bakdrevet orsakas av att kedjan hopar sig när det lämnar drevet. Om förspänningen ställs in för högt finns det två uppenbara faror: överdrivet slitage mellan länkarna på kedjan och överdrivet slitage på drivhjulen.
Överdriven kedjespänning kan vara en mördare
Den vanliga tendensen är att köra kedjan för hårt. Målet bör vara att regelbundet kontrollera förspänningen och att ta bort slack kedja i två länksteg. Fler än två länkar skulle indikera att kedjan var för slapp eller att borttagningen av fyra länkar skulle skapa för hög förspänning, vilket skulle orsaka kraftigt slitage på länkarna och avsevärt minska kedjans livslängd.
Förutsatt att inriktningen är bra, bör värdet på förspänningen på ena sidan inte överstiga värdet på den andra sidan med mer än ett ton. Bra ansiktshantering bör säkerställa att varje skillnad kan hållas till högst två ton under hela kedjans livslängd.
Ökningen i längd på grund av slitage på länkarna (ibland felaktigt kallad "kedjesträckning") kan tillåtas nå 2% och fortfarande köras med nya kedjehjul.
Graden av kopplingsslitage är inte ett problem om kedja och kedjehjul slits ihop och därmed bibehåller sin kompatibilitet. Emellertid resulterar förslitningen av länkarna i en minskning av kedjornas brottbelastning och motståndskraft mot stötbelastningar.
En enkel metod för att mäta kopplingsslitage är att använda en bromsok, mäta i fem delningssektioner och applicera på kedjeförlängningsdiagrammet. Kedjor kommer i allmänhet att övervägas för utbyte när förslitningen överstiger 3 %. Vissa konservativa underhållsansvariga gillar inte att se att deras kedja överstiger 2 % förlängning.
Bra kedjehantering börjar vid installationsstadiet. Intensiv övervakning med korrigeringar vid behov under bäddningsperioden kommer att bidra till att säkerställa en lång och problemfri kedjelivslängd.
(Med artighet avEllton Longwall)
Posttid: 2022-09-26