Uma estratégia de gerenciamento de cadeia AFC prolonga a vida útil e evita paralisações não planejadas
Cadeia de mineraçãopode fazer ou quebrar uma operação. Embora a maioria das minas longwall usem correntes de 42 mm ou mais em seus transportadores de face blindada (AFCs), muitas minas operam com correntes de 48 mm e algumas operam com correntes de até 65 mm. Os diâmetros maiores podem prolongar a vida útil da corrente. Os operadores de Longwall muitas vezes esperam exceder 11 milhões de toneladas com os tamanhos de 48 mm e até 20 milhões de toneladas com os tamanhos de 65 mm antes que a corrente seja retirada de serviço. A corrente nesses tamanhos maiores é cara, mas vale a pena se um ou dois painéis inteiros puderem ser extraídos sem desligamento devido a falha da corrente. Mas, se ocorrer uma quebra de corrente devido a má gestão, manuseio incorreto, monitoramento inadequado ou devido a condições ambientais que possam causar fissuração por corrosão sob tensão (SCC), a mina enfrentará grandes problemas. Nesta situação, o preço pago por essa cadeia torna-se discutível.
Se um operador de longwall não estiver operando a melhor cadeia possível para as condições da mina, uma parada não planejada poderá facilmente anular qualquer economia de custos obtida durante o processo de compra. Então, o que um operador de longwall deve fazer? Eles devem prestar muita atenção às condições específicas do local e escolher cuidadosamente uma rede. Após a compra da rede, eles precisam gastar tempo e dinheiro adicionais necessários para gerenciar adequadamente o investimento. Isso pode render dividendos significativos.
O tratamento térmico pode aumentar a resistência da corrente, reduzir sua fragilidade, aliviar tensões internas, aumentar a resistência ao desgaste ou melhorar a usinabilidade da corrente. O tratamento térmico tornou-se uma forma de arte e varia de fabricante para fabricante. O objetivo é obter um equilíbrio das propriedades do metal que melhor se adapte à função do produto. A corrente diferencialmente endurecida é uma das técnicas mais sofisticadas usadas pela Corrente Parsons, onde a coroa do elo da corrente permanece dura para resistir ao desgaste e as pernas, se os elos forem mais macios, aumentam a tenacidade e a ductilidade em serviço.
Dureza é a capacidade de resistir ao desgaste e é indicada pelo número de dureza Brinell pelo símbolo HB ou pelo número de dureza Vickers (HB). A escala de dureza Vickers é verdadeiramente proporcional, portanto um material de 800 HV é oito vezes mais duro do que outro com dureza de 100 HV. Assim, fornece uma escala racional de dureza do material mais macio ao mais duro. Para valores de dureza baixos, até cerca de 300, os resultados de dureza Vickers e Brinell são aproximadamente os mesmos, mas para valores mais elevados os resultados Brinell são mais baixos devido à distorção do penetrador esférico.
O Teste de Impacto Charpy é uma medida da fragilidade de um material que pode ser obtida a partir de um teste de impacto. O elo da corrente é entalhado no ponto de solda do elo e colocado no caminho de um pêndulo oscilante, sendo a energia necessária para fraturar a amostra medida pela redução na oscilação do pêndulo.
A maioria dos fabricantes de correntes economiza alguns metros de cada pedido de lote para permitir a realização de testes destrutivos completos. Os resultados completos dos testes e os certificados são normalmente fornecidos com a corrente, que normalmente é enviada em pares combinados de 50 m. O alongamento na força de teste e o alongamento total na fratura também são representados graficamente durante este teste destrutivo.
A Cadeia Ideal
O objetivo é combinar todas essas características para criar a cadeia ideal, que inclui o seguinte desempenho:
• Maior resistência à tração;
• Maior resistência ao desgaste dos elos internos;
• Alta resistência a danos nas rodas dentadas;
• Maior resistência à fissuração martensítica;
• Maior tenacidade;
• Aumento da vida em fadiga; e
• Resistência ao SCC.
No entanto, não existe uma solução perfeita, apenas vários compromissos. Um alto ponto de escoamento tenderá a resultar em alta tensão residual, se associado a alta dureza para aumentar a resistência ao desgaste, também tenderá a diminuir a tenacidade e a resistência à corrosão sob tensão.
Os fabricantes estão continuamente se esforçando para desenvolver correntes que funcionem por mais tempo e sobrevivam a condições difíceis. Alguns fabricantes galvanizam correntes para lidar com ambientes corrosivos. Outra opção é a corrente COR-X, que é feita de uma liga patenteada de vanádio, níquel, cromo e molibdênio que combate o SCC. O que torna esta solução única é que as propriedades anticorrosivas são homogêneas em toda a estrutura metalúrgica da corrente e sua eficácia não muda à medida que a corrente se desgasta. O COR-X provou aumentar substancialmente a vida útil da corrente em ambientes corrosivos e praticamente eliminar falhas devido à corrosão sob tensão. Os testes estabeleceram que a força de ruptura e operação aumentou 10%. O impacto do entalhe aumentou 40% e a resistência ao SCC aumentou 350% em comparação com a corrente normal (DIN 22252).
Há casos em que a corrente COR-X de 48 mm percorreu 11 milhões de toneladas sem uma falha relacionada à corrente antes de ser desativada. E a instalação inicial da corrente de banda larga OEM pela Joy na mina BHP Billiton San Juan utilizou a corrente Parsons COR-X fabricada no Reino Unido, que teria transportado até 20 milhões de toneladas da face durante sua vida.
Corrente reversa para prolongar a vida útil da corrente
A principal causa do desgaste da corrente é o movimento de cada elo vertical girando em torno do elo horizontal adjacente à medida que entra e sai da roda dentada. Isto também leva a um maior desgaste num plano dos elos à medida que rodam através da roda dentada, portanto, uma das formas mais eficazes de prolongar a vida útil de uma corrente usada é rodar ou inverter 180º para passar a corrente na direção oposta. . Isso colocará as superfícies “não utilizadas” dos elos em funcionamento, resultando em uma área de elos menos desgastada, o que equivale a uma vida útil mais longa da corrente.
O carregamento desigual do transportador, devido a vários motivos, pode levar a um desgaste desigual nas duas correntes, fazendo com que uma corrente se desgaste mais rapidamente que a outra. O desgaste ou estiramento desigual em uma ou em ambas as correntes, como pode acontecer com conjuntos externos duplos, pode fazer com que as talas fiquem incompatíveis ou descompassos à medida que giram em torno da roda dentada. Isso também pode ser causado pela folga de uma das duas correntes. Este efeito de desbalanceamento causará problemas operacionais, além de causar desgaste excessivo e possíveis danos nas rodas dentadas.
Tensionamento do Sistema
É necessário um programa sistemático de tensionamento e manutenção para garantir que, após a instalação, a taxa de desgaste da corrente seja controlada, com ambas as correntes se alongando devido ao desgaste a uma taxa controlada e comparável.
No âmbito de um programa de manutenção, a equipe de manutenção medirá o desgaste e a tensão da corrente, substituindo a corrente quando ela apresentar desgaste superior a 3%. Para avaliar o que este grau de desgaste da corrente significa em termos reais, deve ser lembrado que numa face longwall de 200 m, um desgaste da corrente de 3% implica um aumento no comprimento da corrente de 12 m para cada fio. A equipe de manutenção também substituirá as rodas dentadas e decapantes de entrega e devolução à medida que estes ficarem desgastados ou danificados, examinará a caixa de engrenagens e o nível de óleo e certificar-se-á, em intervalos regulares, de que os parafusos estão apertados.
Existem métodos bem estabelecidos para calcular o nível correto de pré-tensão e estes revelam-se um guia muito útil para os valores iniciais. Entretanto, o método mais confiável é observar a corrente saindo da roda dentada quando o AFC está operando em condições de carga total. A corrente deve apresentar apenas uma folga mínima (dois elos) à medida que se desprende da roda dentada. Quando tal nível existe, a pretensão precisa ser medida, registrada e definida para o futuro como o nível operacional para aquela face específica. As leituras de pré-tensão devem ser feitas regularmente e o número de elos removidos deve ser registrado. Isto fornecerá um aviso antecipado sobre o início de desgaste diferencial ou desgaste excessivo.
Os voos tortos devem ser endireitados ou alterados sem demora. Eles reduzem o desempenho do transportador e podem fazer com que a barra caia da pista inferior e salte sobre a roda dentada, causando danos a ambas as correntes, à roda dentada e às barras de transporte.
Os operadores de Longwall devem permanecer alertas para desmontadores de corrente desgastados e danificados, pois podem permitir que a corrente frouxa permaneça na roda dentada e isso pode resultar em emperramento e danos.
O gerenciamento da cadeia começa durante a instalação
A necessidade de uma boa linha de rosto sério não pode ser enfatizada demais. Qualquer desvio no alinhamento da face provavelmente resultará em pré-tensões diferenciais entre as correntes do lado da face e do lado da face, levando a um desgaste irregular. É mais provável que isso ocorra na face recém-estabelecida, à medida que as cadeias passam por um período de “acomodação”.
Uma vez formado um padrão de desgaste diferencial, é praticamente impossível corrigi-lo. Na maioria das vezes, o diferencial continua a piorar com o desgaste da corrente frouxa para criar mais folga.
Os efeitos adversos de correr com uma linha facial deficiente, levando a variações excessivas nas pretensões laterais, são ilustrados pela revisão dos números. Por exemplo, um longwall de 1.000 pés com corrente AFC de 42 mm que possui aproximadamente 4.000 elos em cada lado. Aceitar que a remoção do metal desgastado da interligação ocorre em ambas as extremidades da ligação. A corrente tem 8.000 pontos nos quais o metal é desgastado pelas pressões interligadas à medida que é acionado e vibra pela face, sofre carga de choque ou é afetado por ataque corrosivo. Portanto, para cada 1/1.000 polegada de desgaste, geramos 8 polegadas de aumento no comprimento. Qualquer ligeira variação entre as taxas de desgaste da face e do lado da cabeça, provocada por tensões desiguais, rapidamente se multiplica por uma grande variação nos comprimentos da corrente.
Duas peças forjadas na roda dentada ao mesmo tempo podem causar desgaste indevido do perfil do dente. Isto se deve à perda da localização positiva na roda dentada, que permite que o elo deslize sobre os dentes motrizes. Esta ação deslizante corta o elo e também aumenta a taxa de desgaste nos dentes da roda dentada. Uma vez estabelecido como padrão de desgaste, ele só poderá acelerar. Ao primeiro sinal de corte do elo, as rodas dentadas devem ser examinadas e substituídas se necessário, antes que o dano destrua a corrente.
A pré-tensão da corrente muito alta também causará desgaste excessivo na corrente e na roda dentada. As pré-tensões da corrente precisam ser estabelecidas em valores que evitem a criação de muita folga na corrente sob plena carga. Tais condições permitirão que as barras raspadoras sejam “saídas” e o risco de danos à roda dentada traseira causados pelo enrolamento da corrente ao sair da roda dentada. Se as pré-tensões forem ajustadas muito altas, há dois perigos óbvios: desgaste exagerado dos elos da corrente e desgaste exagerado das rodas dentadas.
A tensão excessiva da corrente pode ser um assassino
A tendência comum é apertar demais a corrente. O objetivo deve ser verificar regularmente a pré-tensão e eliminar a folga da corrente em incrementos de dois elos. Mais de dois elos indicariam que a corrente estava muito frouxa ou a remoção de quatro elos criaria uma pré-tensão muito alta que induziria grande desgaste entre os elos e reduziria seriamente a vida útil da corrente.
Supondo que o alinhamento da face seja bom, o valor da pré-tensão de um lado não deve exceder o valor do outro lado em mais de uma tonelada. Uma boa gestão facial deve garantir que qualquer diferencial não possa ser superior a duas toneladas durante a vida operacional da cadeia.
O aumento no comprimento devido ao desgaste da interligação (às vezes chamado erroneamente de “estiramento da corrente”) pode atingir 2% e ainda funcionar com rodas dentadas novas.
O grau de desgaste da interligação não é um problema se a corrente e as rodas dentadas se desgastarem juntas, mantendo assim a sua compatibilidade. No entanto, o desgaste da interligação resulta numa redução da carga de ruptura das correntes e da resistência a cargas de choque.
Um método simples de medir o desgaste das interligações é usar um paquímetro, medindo em cinco seções de passo e aplicando ao gráfico de alongamento da corrente. As correntes geralmente seriam consideradas para substituição quando o desgaste das interligações excedesse 3%. Alguns gestores de manutenção conservadores não gostam de ver a sua corrente exceder 2% de alongamento.
Uma boa gestão da cadeia começa na fase de instalação. O monitoramento intensivo com correções, se necessário, durante o período de assentamento ajudará a garantir uma vida útil longa e sem problemas da corrente.
(Com cortesia deEllton Longwall)
Horário da postagem: 26 de setembro de 2022