פרויקט עדכון חוגרים עמידים למכונות כרייה באוסטרליה

סקירה של פרוייקט

מפעיל אוסטרלי מוביל של ציוד כרייה נאלץ להתמודד עם כשלים חוזרים במערכות הברגים המניעים שמחברים את הגרינדרים הראשיים מסוג jaw crusher באתר עיבוד ברזל באוסטרליה המערבית. הברגים המקוריים מסוג ASTM A193 B7 – שתוכננו לשימוש תעשייתי כללי – נדדו קדימה באופן מוקדם מדי תחת עומסים מחזוריים קיצוניים, חדירת אבק מחסום וחשיפה לא סדירה למים גשומים מלוחים. עם יותר מ-420 טון של ציוד גריסה ליחידה אחת ודרישות פעילות 24/7, עצירת עבודה בלתי מתוכננת יכלה לעלות כ-86,000 דולר אוסטרלי לשעה. יוזמת ההחלפה הזו כללה שלושה מתקנים זהים של גרינדרים בשני אתרים, והחליפה של 1,842 נקודות חיבור קריטיות באמצעות פתרון חוגרים כבדים מיוחדים שפותח במיוחד לתעשיית הכרייה ולתעשיית המכונות.

ניתוח האתגר

הסיבות העמוקות התרחבו מעבר לבחירת החומר הפשוטה. בדיקות שדה חשפו שלושה סוגי כשלים מתחברים: (1) סדקים המופעלים על ידי מימן (HISC) בבולטים בעלי חוזק מתיחה גבוה, כתוצאה ממאמצים שאריים שנוצרו בעיבוד גלגול השינון ומחיבור גלווני עם מעטפות נירוסטה; (2) קורוזיה מאיצה בצורת פיטינג מתחת לסרטים רטובים עתירי אבק, שהפחיתה את החתך האפקטיבי עד 37% בתוך 14 חודשים; ו-(3) שחיקה תנועתית מיקרוסקופית באזור המגע בין הבולט לפלטת היסוד, שגרמה לאובדן המתח הראשוני ולאי-יציבות המחבר. בולטים נוגדי קורוזיה סטנדרטיים לא הצליחו להתמודד עם המשולש הייחודי של גורמים מכניים–כימיים–סביבתיים, אשר מאפיין את תשתיות כרייה באיזורים פתוחים. בנוסף, אילוצי הקנייה דרשו תאימות מלאה לאחור עם דפוסי הציריות הקיימים, עם מפרט תorque והנחיות התיקון של יצרן המקור – מה שלא השאיר מקום לעיצוב מחדש או להנדסת מחודשת של ממשקים להתקנה.

פתרון

סיפקנו מערכת תחלופה מאושרת ומיידית, שמרכזה בבורגים עמידים מותאמים אישית לפי התקן ASTM A193 B7M, שעברו טיפול حراري לעוצמת משיכה מינימלית של 120–130 ksi והורחקה מלחיצה לאחר חריצת השרירים כדי לשלול את הסיכון להתפרקות עקב מתח-תגובה כימית (HISC). כל בורג כלל מערכת כיסוי כפולה: שכבה תחתונה של סגסוגת אבץ–ניקל (עובי 25 מיקרומטר) להגנה קתודית, ושכבה עליונה של חומר איטום אפוקסי מחוזק בקרמיקה (עובי 40 מיקרומטר) שמתנגד לחשיפה לאור UV, לשחיקה ולתנאי pH 3–11. השרירים הקריטיים נוצרו באמצעות גלגול מדויק לאחר הטיפול الحراري והושמו עם תרכובת אנטי-הדבקה עשירה בסולפיד מוליבדנום, אשר עומדת בתקנים ISO 15184. הרכיבים המלווים כללו סטים של ציריות מקשות עם משטחי מגע מזדלגים, וברגים מדידי מתח ממויינים – מה שמאפשר אימות מדויק של המתח הראשוני ללא צורך במתחנים הידראוליים. כל הבורגים היו ניתנים לעקוב אחריהם באמצעות מספרי партиיה חרוטים בלייזר, וסופקו עם דוחות בדיקת מפעל מלאים (MTRs) אשר עומדים בתקנים AS/NZS 1275 ו-ISO 898-1.

תהליך יישום

ההתקנה החוזרת בוצעה במהלך חלונות תחזוקה מתוכננים של 72 שעות, תוך שימוש בגישה מדורגת שמזערת סיכונים. צוות ההנדסה השטחית שלנו ביצע מיפוי עוביים אולטרסוני מראש של לוחות התחתית ובדיקות אימות של קליברציה של מומנט הפעלה על כל כלי הרכבה. הבולטים הותקנו בסדר מדויק בהתאם לדפוסי הדקירה של היצרן המקורי, עם ניטור דיגיטלי בזמן אמת של מומנט הפעלה וזווית הדקירה כדי להבטיח עקביות של ±5% במאמץ הקדמה. לאחר ההתקנה, ביצענו ניתוח רעידות באיברים המבניים הסמוכים כדי לאשר שחזרה של קשיחות המחבר, ותיעדנו את חתימות האמיסיה האקוסטית הראשוניות לצורך תחזוקה חיזויית בעתיד. ההדרכה ניתנה לצוותי התיקון באתר בנוגע לתקופות הבדיקה, לסימנים חזותיים של פגיעה (למשל, נפיחות בציפוי, היווצרות חלודה לבנה) ולפרוטוקולי הדקירה המחודשים שמתאימים לתקן ISO 16047.

תוצאות הפרויקט

לאחר 28 חודשי פעילות רצופה – כולל חשיפה לגשמים מונסוניים, לטמפרטורות סביבתיות של 45° צלזיוס ולאבק סיליקה מחפר – הבולטים שהותקנו מחדש לא הראו שום כשל, איבוד מינימלי של המתח הראשוני, ובלבד נזק שטחי לקישוט על משטחים שאינם נושאים עומס. ניתוח השוואתי של מחזור החיים אישר הרחבה של 3.2 פעמים באורך תקופת השירות בהשוואה למערכת B7 הישנה (מהזמן הממוצע להחלפה של 8.7 חודשים ל-27.9 חודשים). שעות העבודה השנתיות לתיקונים ירדו ב-63%, הסיבוב המלאי של חלקי החילוף ירד ב-41%, וההשהות הלא מתוכננות של הגרוסרים עקב בעיות במחברים נפלו לאפס. חשוב מאוד, הפתרון הפגין תאימות מלאה עם ספרי ההוראות של היצרן המקורי (OEM) ועם מודלים של טווין דיגיטליים המשמשים לניטור בריאות המבנה.

משוב הלקוח

„זו לא הייתה רק החלפת בולטים — זו הייתה שדרוג אמינות שהוטמע ברמה היסודית,״ הצהיר מהנדס התפעול המוביל של הלקוח. „הבולטים הנגדיים לקורוזיה שמרו על האינטגריות שלהם במקום שבו אחרים כשלו, והאשכוליות נתנה לנו את הביטחון בכל התקנת בולט ובולט. מאז סטנדרטנו את הספציפיקציה הזו בשש נכסים נוספים בתחום הכרייה. הצלחה זו גרמה לאמצה על ידי שלושה יצרנים עולמיים מדרגה ראשונה שמספקים ציוד לריסוק וסינון לתעשיית הכרייה העולמית."