Uma estratégia de gerenciamento da cadeia de suprimentos AFC prolonga a vida útil e evita paradas não planejadas.
Cadeia de mineraçãoPode determinar o sucesso ou o fracasso de uma operação. Embora a maioria das minas de lavra longa utilize correntes de 42 mm ou mais em seus transportadores blindados de frente de lavra (AFCs), muitas minas utilizam correntes de 48 mm e algumas chegam a usar correntes de até 65 mm. Os diâmetros maiores podem prolongar a vida útil da corrente. Os operadores de minas de lavra longa geralmente esperam ultrapassar 11 milhões de toneladas com correntes de 48 mm e até 20 milhões de toneladas com correntes de 65 mm antes que a corrente precise ser retirada de operação. Correntes nesses tamanhos maiores são caras, mas valem a pena se um ou dois painéis inteiros puderem ser minerados sem interrupções devido a falhas na corrente. No entanto, se uma quebra de corrente ocorrer devido a má gestão, manuseio incorreto, monitoramento inadequado ou condições ambientais que podem causar fissuração por corrosão sob tensão (SCC), a mina enfrenta grandes problemas. Nessa situação, o preço pago pela corrente se torna irrelevante.
Se uma empresa de lavra de frente longa não estiver utilizando a melhor esteira possível para as condições da mina, uma parada não planejada pode facilmente anular qualquer economia de custos obtida durante o processo de compra. Então, o que uma empresa de lavra de frente longa deve fazer? Deve prestar muita atenção às condições específicas do local e escolher uma esteira com cuidado. Após a compra da esteira, é necessário investir tempo e dinheiro adicionais para gerenciar adequadamente o investimento. Isso pode gerar retornos significativos.
O tratamento térmico pode aumentar a resistência da corrente, reduzir sua fragilidade, aliviar tensões internas, aumentar a resistência ao desgaste ou melhorar sua usinabilidade. O tratamento térmico tornou-se uma arte refinada e varia de fabricante para fabricante. O objetivo é obter um equilíbrio nas propriedades do metal para melhor atender à função do produto. A corrente com têmpera diferencial é uma das técnicas mais sofisticadas utilizadas pela Parsons Chain, onde a coroa do elo da corrente permanece dura para resistir ao desgaste, enquanto as pernas dos elos são mais macias para aumentar a tenacidade e a ductilidade em serviço.
A dureza é a capacidade de resistir ao desgaste e é indicada pelo número de dureza Brinell (HB) ou pelo número de dureza Vickers (HB). A escala de dureza Vickers é verdadeiramente proporcional, portanto, um material com 800 HV é oito vezes mais duro do que um com dureza 100 HV. Assim, ela 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 altos, os resultados Brinell são menores devido à distorção do penetrador esférico.
O teste de impacto Charpy mede a fragilidade de um material e pode ser obtido por meio de um ensaio de impacto. O elo da corrente é entalhado no ponto de solda e colocado no caminho de um pêndulo oscilante. A energia necessária para fraturar o corpo de prova é medida pela redução na amplitude da oscilação do pêndulo.
A maioria dos fabricantes de correntes reserva alguns metros de cada lote para permitir a realização de testes destrutivos completos. Os resultados e certificados dos testes geralmente acompanham a corrente, que normalmente é enviada em pares combinados de 50 metros. O alongamento sob a força de teste e o alongamento total na ruptura também são registrados graficamente durante esse teste destrutivo.
A Cadeia Ótima
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 na roda dentada;
• Maior resistência à fissuração martensítica;
• Maior resistência;
• Aumento da vida útil em termos de fadiga; e
• Resistência ao CEC.
No entanto, não existe uma solução perfeita, apenas vários compromissos. Um limite de escoamento elevado tende a resultar em alta tensão residual; se associado a alta dureza para aumentar a resistência ao desgaste, também tende a diminuir a tenacidade e a resistência à corrosão sob tensão.
Os fabricantes estão constantemente empenhados em desenvolver correntes que durem mais e resistam a condições adversas. Alguns fabricantes galvanizam as correntes para lidar com ambientes corrosivos. Outra opção é a corrente COR-X, feita de uma liga patenteada de vanádio, níquel, cromo e molibdênio que combate a corrosão sob tensão (SCC). O que torna essa solução única é que as propriedades anticorrosivas são homogêneas em toda a estrutura metalúrgica da corrente e sua eficácia não se altera com o desgaste. A COR-X comprovou aumentar substancialmente a vida útil da corrente em ambientes corrosivos e praticamente eliminar falhas devido à corrosão sob tensão. Testes demonstraram um aumento de 10% na força de ruptura e na força de operação. A resistência ao impacto em entalhes aumenta 40% e a resistência à SCC aumenta 350% em comparação com correntes comuns (DIN 22252).
Há casos em que a corrente COR-X de 48 mm transportou 11 milhões de toneladas sem falhas relacionadas à corrente antes de ser desativada. E a instalação inicial da corrente Broadband, fornecida pela OEM Joy, na mina San Juan da BHP Billiton, utilizou a corrente Parsons COR-X, fabricada no Reino Unido, que teria transportado até 20 milhões de toneladas da frente de lavra durante sua vida útil.
Inverta a corrente para prolongar sua vida útil.
A principal causa do desgaste da corrente é o movimento de cada elo vertical girando em torno do elo horizontal adjacente ao entrar e sair da roda dentada. Isso também leva a um maior desgaste em um dos planos dos elos à medida que giram pela roda dentada. Portanto, uma das maneiras mais eficazes de prolongar a vida útil de uma corrente usada é girá-la, ou invertê-la, em 180º para que a corrente funcione na direção oposta. Isso fará com que as superfícies "não utilizadas" dos elos entrem em ação, resultando em uma área de desgaste menor e, consequentemente, em uma vida útil mais longa da corrente.
A distribuição irregular da carga na esteira, devido a diversos fatores, pode causar desgaste desigual nas duas correntes, fazendo com que uma delas se desgaste mais rapidamente que a outra. O desgaste ou alongamento desigual em uma ou ambas as correntes, como pode ocorrer em conjuntos externos duplos, pode fazer com que as espiras fiquem desalinhadas ou fora de sincronia ao girarem em torno da roda dentada de acionamento. Isso também pode ser causado pelo afrouxamento de uma das correntes. Esse desequilíbrio levará a problemas operacionais, além de causar desgaste excessivo e possíveis danos às rodas dentadas de acionamento.
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 alongando-se devido ao desgaste a uma taxa controlada e comparável.
Em um programa de manutenção, a equipe medirá o desgaste e a tensão da corrente, substituindo-a quando o desgaste for superior a 3%. Para entender o que esse grau de desgaste significa na prática, é importante lembrar que, em uma frente de lavra de 200 m, um desgaste de 3% implica um aumento de 12 m no comprimento da corrente por cada linha de lavra. A equipe de manutenção também substituirá as rodas dentadas de entrega e retorno e os extratores à medida que se desgastarem ou forem danificados, examinará a caixa de engrenagens e o nível de óleo e garantirá, em intervalos regulares, que os parafusos estejam apertados.
Existem métodos bem estabelecidos para calcular o nível correto de pré-tensão, e estes se mostram um guia muito útil para os valores iniciais. No entanto, o método mais confiável é observar a corrente ao sair da roda dentada motriz quando o AFC está operando sob condições de carga máxima. A corrente deve apresentar uma folga mínima (dois elos) ao se desprender da roda dentada motriz. Quando esse nível for atingido, a pré-tensão precisa ser medida, registrada e definida 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. Isso fornecerá um alerta precoce do início do desgaste diferencial ou desgaste excessivo.
As hastes tortas devem ser endireitadas ou substituídas sem demora. Elas reduzem o desempenho da esteira transportadora e podem fazer com que a barra saia da pista inferior e salte sobre a roda dentada, causando danos às correntes, à roda dentada e às hastes.
Os operadores de frentes de lavra longas devem permanecer atentos a extratores de corrente desgastados ou danificados, pois estes podem permitir que a corrente frouxa permaneça na roda dentada, o que pode resultar em travamento e danos.
O gerenciamento da cadeia começa durante a instalação.
A importância de uma linha de face reta e precisa não pode ser subestimada. Qualquer desvio no alinhamento da face provavelmente resultará em tensões diferenciais entre as correntes do lado da face e do lado da goma, levando a um desgaste irregular. Isso é mais provável de ocorrer na face recém-formada, enquanto as correntes passam por um período de "ajuste".
Uma vez formado um padrão de desgaste diferencial, é praticamente impossível corrigi-lo. Na maioria das vezes, o desgaste diferencial continua a piorar com o desgaste da corrente, criando ainda mais folga.
Os efeitos adversos da operação com uma linha de frente inadequada, que leva a variações excessivas nas pré-tensões laterais, são ilustrados pela análise dos números. Por exemplo, considere uma frente longa de 305 metros (1.000 pés) com corrente AFC de 42 mm, que possui aproximadamente 4.000 elos em cada lado. Supondo que a remoção do metal de desgaste entre os elos ocorra em ambas as extremidades, a corrente apresenta 8.000 pontos onde o metal é desgastado pela pressão entre os elos durante o transporte, vibração ao longo da frente de lavra, impactos ou corrosão. Portanto, para cada 0,25 mm (1/1.000 de polegada) de desgaste, geramos um aumento de 20 cm (8 polegadas) no comprimento. Qualquer pequena variação entre as taxas de desgaste do lado da frente e do lado do êmbolo, causada por tensões desiguais, se multiplica rapidamente, resultando em uma grande variação no comprimento da corrente.
A utilização simultânea de duas peças forjadas na roda dentada pode levar a um desgaste excessivo do perfil do dente. Isso ocorre devido à perda de um encaixe preciso na roda dentada motora, o que permite que o elo deslize sobre os dentes da roda dentada. Esse deslizamento danifica o elo e também aumenta a taxa de desgaste dos dentes da roda dentada. Uma vez estabelecido como um padrão de desgaste, ele só tende a se acelerar. Ao primeiro sinal de desgaste do elo, as rodas dentadas devem ser examinadas e substituídas, se necessário, antes que o dano comprometa a corrente.
Uma pré-tensão da corrente muito alta também causa desgaste excessivo tanto na corrente quanto na roda dentada. As pré-tensões da corrente precisam ser ajustadas para valores que impeçam a formação de folga excessiva na corrente sob carga máxima. Nessas condições, as barras raspadoras podem se soltar repentinamente, aumentando o risco de danos à roda dentada traseira devido ao acúmulo de corrente ao sair da roda dentada. Se as pré-tensões forem ajustadas para valores muito altos, há dois perigos óbvios: desgaste excessivo entre os elos da corrente e desgaste excessivo nas rodas dentadas de acionamento.
Tensão excessiva na corrente pode ser fatal.
A tendência comum é tensionar demais a corrente. O ideal é verificar regularmente a pré-tensão e remover a folga da corrente em incrementos de dois elos. Mais de dois elos indicam que a corrente está muito frouxa, ou a remoção de quatro elos criaria uma pré-tensão excessiva, o que causaria desgaste acentuado entre os elos e reduziria significativamente a vida útil da corrente.
Partindo do pressuposto de que o alinhamento da face esteja correto, o valor da pré-tensão em um lado não deve exceder o valor no outro lado em mais de uma tonelada. Um bom gerenciamento da face deve garantir que qualquer diferencial seja mantido em no máximo duas toneladas durante toda a vida útil da corrente.
O aumento no comprimento devido ao desgaste entre os elos da corrente (às vezes erroneamente chamado de "alongamento da corrente") pode chegar a 2% e ainda funcionar com engrenagens novas.
O grau de desgaste entre os elos não é um problema se a corrente e as engrenagens se desgastarem juntas, mantendo assim a sua compatibilidade. No entanto, o desgaste entre os elos resulta numa redução da carga de ruptura da corrente e da sua resistência a impactos.
Um método simples para medir o desgaste entre elos é usar um paquímetro, medindo em cinco seções de passo e aplicando o resultado à tabela de alongamento da corrente. Geralmente, considera-se a substituição da corrente quando o desgaste entre elos ultrapassa 3%. Alguns gerentes de manutenção conservadores preferem não ver o alongamento da corrente ultrapassar 2%.
Uma boa gestão da corrente começa na fase de instalação. O monitoramento intensivo, com correções quando necessárias durante o período de assentamento, ajudará a garantir uma vida útil longa e sem problemas da corrente.
(Com a cortesia deEllton Longwall)
Data da publicação: 26/09/2022
