กลยุทธ์การจัดการห่วงโซ่ AFC ช่วยยืดอายุการใช้งานและป้องกันการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผน
ห่วงโซ่การทำเหมืองอาจเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้การดำเนินงานประสบความสำเร็จหรือล้มเหลวได้ แม้ว่าเหมืองแบบ Longwall ส่วนใหญ่จะใช้โซ่ขนาด 42 มม. ขึ้นไปบนสายพานลำเลียงแบบหุ้มเกราะ (AFC) แต่เหมืองหลายแห่งใช้โซ่ขนาด 48 มม. และบางแห่งใช้โซ่ขนาด 65 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่กว่าสามารถยืดอายุการใช้งานของโซ่ได้ ผู้ประกอบการเหมืองแบบ Longwall มักคาดการณ์ว่าโซ่ขนาด 48 มม. จะสามารถรับน้ำหนักได้มากกว่า 11 ล้านตัน และโซ่ขนาด 65 มม. สามารถรับน้ำหนักได้มากถึง 20 ล้านตัน ก่อนที่จะนำโซ่ออกใช้งาน โซ่ขนาดใหญ่เหล่านี้มีราคาแพง แต่ก็คุ้มค่าหากสามารถขุดได้หนึ่งหรือสองแผงโดยไม่ต้องหยุดการทำงานเนื่องจากโซ่ขัดข้อง แต่หากโซ่ขาดเนื่องจากการจัดการที่ผิดพลาด การจัดการที่ผิดพลาด การตรวจสอบที่ไม่เหมาะสม หรือสภาพแวดล้อมที่อาจทำให้เกิดการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น (SCC) เหมืองจะต้องเผชิญกับปัญหาใหญ่ ในสถานการณ์เช่นนี้ ราคาที่จ่ายไปสำหรับโซ่ดังกล่าวจะไม่คุ้มค่าอีกต่อไป
หากผู้ประกอบการเหมืองแบบ Longwall ไม่สามารถดำเนินการโซ่ให้เหมาะสมกับสภาพของเหมืองได้ดีที่สุด การปิดระบบโดยไม่ได้วางแผนไว้เพียงครั้งเดียวอาจทำให้ต้นทุนที่ประหยัดได้ระหว่างกระบวนการซื้อลดลงได้อย่างง่ายดาย แล้วผู้ประกอบการเหมืองแบบ Longwall ควรทำอย่างไร? พวกเขาควรใส่ใจกับสภาพพื้นที่เฉพาะและเลือกโซ่อย่างรอบคอบ หลังจากซื้อโซ่แล้ว พวกเขาต้องใช้เวลาและเงินเพิ่มเติมเพื่อบริหารจัดการการลงทุนอย่างเหมาะสม ซึ่งอาจให้ผลตอบแทนที่ดีได้
การอบชุบด้วยความร้อนสามารถเพิ่มความแข็งแรงของโซ่ ลดความเปราะบาง ลดแรงเค้นภายใน เพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอ หรือปรับปรุงความสามารถในการตัดเฉือนของโซ่ การอบชุบด้วยความร้อนได้กลายเป็นศิลปะชั้นสูง และแตกต่างกันไปตามแต่ละผู้ผลิต จุดมุ่งหมายคือการทำให้คุณสมบัติของโลหะสมดุลกันเพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งานของผลิตภัณฑ์มากที่สุด โซ่ชุบแข็งแบบต่างชนิดกันเป็นหนึ่งในเทคนิคที่ซับซ้อนกว่าที่ Parsons Chain ใช้ โดยส่วนยอดของข้อต่อโซ่จะยังคงต้านทานการสึกหรอได้ยาก และส่วนขาของข้อต่อโซ่หากอ่อนตัวลง จะช่วยเพิ่มความทนทานและความเหนียวในการใช้งาน
ความแข็ง คือ ความสามารถในการต้านทานการสึกหรอ ซึ่งแสดงด้วยค่าความแข็ง Brinell สัญลักษณ์ HB หรือค่าความแข็ง Vickers (HB) มาตราส่วนความแข็ง Vickers เป็นสัดส่วนกันอย่างแท้จริง ดังนั้นวัสดุที่มีค่าความแข็ง 800 HV จึงมีความแข็งมากกว่าวัสดุที่มีค่าความแข็ง 100 HV ถึงแปดเท่า ดังนั้นจึงเป็นมาตราส่วนความแข็งที่สมเหตุสมผลจากวัสดุที่อ่อนที่สุดไปจนถึงแข็งที่สุด สำหรับค่าความแข็งต่ำ (ประมาณ 300) ค่าความแข็ง Vickers และ Brinell จะใกล้เคียงกัน แต่สำหรับค่าความแข็งที่สูงกว่า ค่าความแข็ง Brinell จะต่ำกว่าเนื่องจากความบิดเบี้ยวของหัวกดแบบลูกบอล
การทดสอบแรงกระแทกแบบชาร์ปี (Charpy Impact Test) เป็นการวัดความเปราะของวัสดุที่ได้จากการทดสอบแรงกระแทก รอยเชื่อมโซ่จะถูกบากที่จุดเชื่อมบนข้อต่อและวางในเส้นทางของลูกตุ้มที่แกว่ง โดยวัดพลังงานที่ใช้ในการทำให้ชิ้นงานแตกหักจากการลดลงของการแกว่งของลูกตุ้ม
ผู้ผลิตโซ่ส่วนใหญ่จะเก็บโซ่ไว้ประมาณสองสามเมตรจากคำสั่งซื้อแต่ละล็อต เพื่อให้สามารถทดสอบแบบทำลายล้างได้อย่างสมบูรณ์ โดยปกติแล้ว ผลการทดสอบและใบรับรองฉบับเต็มจะมาพร้อมกับโซ่ ซึ่งโดยปกติจะจัดส่งเป็นคู่ขนาด 50 เมตร ค่าการยืดตัวที่แรงทดสอบและค่าการยืดตัวรวมที่จุดแตกหักจะแสดงเป็นกราฟในระหว่างการทดสอบแบบทำลายล้างนี้ด้วย
ห่วงโซ่ที่เหมาะสมที่สุด
วัตถุประสงค์คือการรวมคุณลักษณะทั้งหมดเหล่านี้เข้าด้วยกันเพื่อสร้างโซ่ที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งรวมถึงประสิทธิภาพดังต่อไปนี้:
• มีความแข็งแรงแรงดึงสูงขึ้น
• ทนทานต่อการสึกหรอของข้อต่อด้านในมากขึ้น
• ทนทานต่อความเสียหายของเฟืองโซ่สูง
• ทนทานต่อการแตกร้าวแบบมาร์เทนไซต์มากขึ้น
• ปรับปรุงความทนทาน
• เพิ่มความเหนื่อยล้าในชีวิต; และ
• ต้านทานต่อ SCC
อย่างไรก็ตาม ไม่มีวิธีแก้ปัญหาที่สมบูรณ์แบบเพียงวิธีเดียว มีเพียงการประนีประนอมที่หลากหลาย จุดครากที่สูงมักจะส่งผลให้เกิดความเค้นตกค้างสูง หากความแข็งสูงช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกหรอ ก็มีแนวโน้มที่จะลดความเหนียวและความต้านทานต่อการกัดกร่อนจากความเค้นลงด้วยเช่นกัน
ผู้ผลิตต่างมุ่งมั่นพัฒนาโซ่ให้ใช้งานได้ยาวนานขึ้นและทนต่อสภาวะการทำงานที่ยากลำบากอย่างต่อเนื่อง ผู้ผลิตบางรายชุบสังกะสีโซ่เพื่อรับมือกับสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน อีกทางเลือกหนึ่งคือโซ่ COR-X ซึ่งผลิตจากโลหะผสมวาเนเดียม นิกเกิล โครเมียม และโมลิบดีนัมที่จดสิทธิบัตรแล้ว ซึ่งมีคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนจากความเค้น (SCC) สิ่งที่ทำให้โซลูชันนี้โดดเด่นคือคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนจากความเค้นที่เป็นเนื้อเดียวกันทั่วทั้งโครงสร้างโลหะของโซ่ และประสิทธิภาพจะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อโซ่สึกหรอ COR-X ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าช่วยเพิ่มอายุการใช้งานของโซ่ได้อย่างมากในสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน และขจัดความเสียหายที่เกิดจากการกัดกร่อนจากความเค้นได้เกือบหมด จากการทดสอบพบว่าแรงแตกหักและแรงใช้งานเพิ่มขึ้น 10% แรงกระแทกจากรอยบากเพิ่มขึ้น 40% และความต้านทานต่อ SCC เพิ่มขึ้น 350% เมื่อเทียบกับโซ่ทั่วไป (DIN 22252)
มีบางกรณีที่โซ่ COR-X ขนาด 48 มม. วิ่งไป 11 ล้านตันโดยไม่เกิดปัญหาเกี่ยวกับโซ่ก่อนถูกปลดประจำการ และโซ่บรอดแบนด์ OEM รุ่นแรกที่ติดตั้งโดยจอยที่เหมือง BHP Billiton San Juan ก็ใช้โซ่ Parsons COR-X ที่ผลิตในสหราชอาณาจักร ซึ่งกล่าวกันว่าขนส่งจากหน้าผาได้มากถึง 20 ล้านตันตลอดอายุการใช้งาน
โซ่ย้อนกลับเพื่อยืดอายุการใช้งานของโซ่
สาเหตุหลักของการสึกหรอของโซ่คือการเคลื่อนที่ของข้อต่อแนวตั้งแต่ละข้อที่หมุนรอบข้อต่อแนวนอนที่อยู่ติดกันขณะเข้าและออกจากเฟืองขับ ซึ่งทำให้ข้อต่อสึกหรอมากขึ้นในระนาบหนึ่งของข้อต่อขณะที่หมุนผ่านเฟืองขับ ดังนั้น หนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการยืดอายุการใช้งานของโซ่ที่ใช้งานแล้วคือการหมุนหรือกลับทิศ 180 องศาเพื่อหมุนโซ่ไปในทิศทางตรงกันข้าม การทำเช่นนี้จะทำให้พื้นผิวที่ "ไม่ได้ใช้งาน" ของข้อต่อทำงาน ส่งผลให้บริเวณข้อต่อสึกหรอน้อยลง ซึ่งส่งผลให้โซ่มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น
การโหลดสายพานลำเลียงที่ไม่สม่ำเสมอเนื่องจากหลายสาเหตุ อาจทำให้โซ่ทั้งสองสึกหรอไม่เท่ากัน ทำให้โซ่ข้างหนึ่งสึกหรอเร็วกว่าอีกข้างหนึ่ง การสึกหรอหรือการยืดตัวที่ไม่สม่ำเสมอของโซ่ข้างใดข้างหนึ่งหรือทั้งสองข้าง เช่น อาจเกิดขึ้นกับชุดประกอบนอกเรือคู่ อาจทำให้แผ่นสายพานไม่ตรงกัน หรือเคลื่อนตัวไม่ตรงจังหวะขณะหมุนรอบเฟืองขับ ซึ่งอาจเกิดจากโซ่ข้างใดข้างหนึ่งหย่อน ผลกระทบที่ไม่สมดุลนี้จะนำไปสู่ปัญหาการทำงาน รวมถึงทำให้เกิดการสึกหรอมากเกินไปและอาจเกิดความเสียหายกับเฟืองขับ
การปรับความตึงระบบ
จำเป็นต้องมีโปรแกรมการตึงและการบำรุงรักษาอย่างเป็นระบบเพื่อให้แน่ใจว่าหลังการติดตั้ง อัตราการสึกหรอของโซ่จะได้รับการควบคุม โดยโซ่ทั้งสองจะยืดออกเนื่องจากการสึกหรอในอัตราที่ควบคุมได้และเปรียบเทียบได้
ภายใต้โครงการบำรุงรักษา เจ้าหน้าที่บำรุงรักษาจะวัดการสึกหรอและความตึงของโซ่ และเปลี่ยนโซ่เมื่อสึกหรอมากกว่า 3% เพื่อประเมินระดับการสึกหรอของโซ่ที่แท้จริง ควรจำไว้ว่าบนหน้าผายาว 200 เมตร การสึกหรอของโซ่ 3% หมายความว่าความยาวโซ่เพิ่มขึ้น 12 เมตรต่อเส้น เจ้าหน้าที่บำรุงรักษาจะเปลี่ยนเฟืองส่งและเฟืองส่งกลับ รวมถึงสเตอร์เปอร์เมื่อสึกหรอหรือเสียหาย ตรวจสอบกระปุกเกียร์และระดับน้ำมัน และตรวจสอบให้แน่ใจว่าสลักเกลียวแน่นสนิทเป็นประจำ
มีวิธีการคำนวณระดับแรงดึงล่วงหน้าที่ถูกต้องซึ่งเป็นที่ยอมรับกันดีอยู่แล้ว และวิธีนี้พิสูจน์แล้วว่าเป็นแนวทางที่มีประโยชน์อย่างมากสำหรับค่าเริ่มต้น อย่างไรก็ตาม วิธีที่น่าเชื่อถือที่สุดคือการสังเกตโซ่ขณะที่เคลื่อนออกจากเฟืองขับในขณะที่ AFC ทำงานภายใต้สภาวะโหลดเต็มพิกัด ควรสังเกตว่าโซ่มีความหย่อนเพียงเล็กน้อย (สองข้อ) ขณะที่โซ่หลุดออกจากเฟืองขับ เมื่อระดับดังกล่าวเกิดขึ้น จำเป็นต้องวัด บันทึก และตั้งค่าแรงดึงล่วงหน้าสำหรับระดับการใช้งานของหน้าสัมผัสนั้นๆ ในอนาคต ควรอ่านค่าแรงดึงล่วงหน้าเป็นประจำและบันทึกจำนวนข้อที่ถอดออก วิธีนี้จะช่วยเตือนล่วงหน้าถึงการเริ่มต้นของการสึกหรอแบบเฟืองท้ายหรือการสึกหรอมากเกินไป
แผ่นใบเลื่อยที่งอต้องได้รับการยืดให้ตรงหรือเปลี่ยนทันที การกระทำเช่นนี้จะลดประสิทธิภาพของสายพานลำเลียง และอาจทำให้แท่งเลื่อนหลุดออกจากรางล่างและกระดอนไปโดนเฟือง ส่งผลให้โซ่ เฟือง และแผ่นใบเลื่อยเสียหาย
ผู้ปฏิบัติงานโซ่แบบ Longwall ควรระวังโซ่ที่สึกหรอหรือชำรุด เนื่องจากอาจทำให้โซ่หย่อนติดอยู่ในเฟืองและอาจทำให้เกิดการติดขัดและเกิดความเสียหายได้
การจัดการโซ่เริ่มต้นในระหว่างการติดตั้ง
ความจำเป็นของเส้นหน้าตรงที่ดีนั้นเป็นสิ่งที่ไม่ควรมองข้าม ความคลาดเคลื่อนใดๆ ในการจัดวางหน้าโซ่มีแนวโน้มที่จะส่งผลให้เกิดแรงดึงที่แตกต่างกันระหว่างโซ่ด้านหน้าโซ่และด้านกอบโซ่ ซึ่งนำไปสู่การสึกหรอที่ไม่สม่ำเสมอ ปัญหานี้มักเกิดขึ้นกับหน้าโซ่ที่เพิ่งสร้างใหม่ ขณะที่โซ่กำลังผ่านช่วง "เบดดิ้งอิน"
เมื่อเกิดรูปแบบการสึกหรอแบบดิฟเฟอเรนเชียลแล้ว แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะแก้ไข บ่อยครั้งที่ดิฟเฟอเรนเชียลจะยิ่งแย่ลงเรื่อยๆ จนกระทั่งโซ่หย่อนสึกหรอและเกิดความหย่อนมากขึ้น
ผลกระทบเชิงลบของการทำงานด้วยเส้นหน้าตัดที่ไม่ดีซึ่งนำไปสู่ความแปรผันของค่าความตึงด้านข้างต่อค่าความตึงด้านข้างที่มากเกินไปนั้นสามารถอธิบายได้โดยการทบทวนตัวเลข ยกตัวอย่างเช่น กำแพงยาว 1,000 ฟุต ที่มีโซ่ AFC ขนาด 42 มม. ซึ่งมีข้อโซ่ประมาณ 4,000 ข้อในแต่ละด้าน โดยยอมรับว่าการถอดโลหะที่สึกหรอจากข้อต่อจะเกิดขึ้นที่ปลายทั้งสองด้านของข้อต่อ โซ่มี 8,000 จุดที่โลหะสึกหรอไปจากแรงกดของข้อต่อขณะถูกขับเคลื่อน และเมื่อโลหะสั่นสะเทือนลงมาตามหน้าตัด โลหะจะรับแรงกระแทก หรือได้รับผลกระทบจากการกัดกร่อน ดังนั้น ทุกๆ 1/1,000 นิ้วของการสึกหรอ เราจะมีความยาวเพิ่มขึ้น 8 นิ้ว ความแตกต่างเพียงเล็กน้อยระหว่างอัตราการสึกหรอของหน้าตัดและด้านโกบ ซึ่งเกิดจากความตึงที่ไม่สม่ำเสมอ จะทวีคูณอย่างรวดเร็วจนทำให้ความยาวของโซ่แตกต่างกันอย่างมาก
การตีขึ้นรูปสองครั้งบนเฟืองพร้อมกันอาจทำให้ฟันเฟืองสึกหรอโดยไม่เหมาะสม สาเหตุนี้เกิดจากการสูญเสียตำแหน่งเชิงบวกในเฟืองขับ ซึ่งทำให้ข้อต่อเลื่อนบนฟันเฟืองได้ การเลื่อนนี้กัดกร่อนข้อต่อและเพิ่มอัตราการสึกหรอของฟันเฟือง เมื่อเกิดการสึกหรอแล้ว การสึกหรอจะยิ่งเพิ่มขึ้นเท่านั้น เมื่อมีสัญญาณแรกของการฉีกขาดของข้อต่อ จำเป็นต้องตรวจสอบและเปลี่ยนเฟืองเฟืองหากจำเป็น ก่อนที่ความเสียหายจะทำลายโซ่
การตั้งความตึงโซ่ที่สูงเกินไปจะทำให้ทั้งโซ่และเฟืองสึกหรอมากเกินไป จำเป็นต้องตั้งความตึงโซ่ให้อยู่ในระดับที่ป้องกันไม่ให้โซ่หย่อนเกินไปเมื่อรับน้ำหนักเต็มที่ สภาวะเช่นนี้จะทำให้สแครปเปอร์บาร์หลุดออก และเสี่ยงต่อความเสียหายของเฟืองท้ายที่เกิดจากโซ่พันกันขณะเคลื่อนออกจากเฟือง หากตั้งความตึงโซ่สูงเกินไป จะเกิดอันตรายที่เห็นได้ชัดสองประการ คือ การสึกหรอของโซ่ระหว่างข้อต่อมากเกินไป และการสึกหรอของเฟืองขับมากเกินไป
แรงตึงโซ่ที่มากเกินไปอาจเป็นอันตรายถึงชีวิตได้
แนวโน้มที่พบบ่อยคือการใช้โซ่ตึงเกินไป จุดประสงค์คือการตรวจสอบความตึงโซ่ล่วงหน้าเป็นประจำ และคลายโซ่ที่หย่อนออกทีละสองข้อ การคลายโซ่มากกว่าสองข้อบ่งชี้ว่าโซ่หย่อนเกินไป หรือการคลายโซ่ออกสี่ข้อจะทำให้เกิดความตึงโซ่ล่วงหน้าสูงเกินไป ซึ่งจะทำให้เกิดการสึกหรอของข้อต่อระหว่างโซ่อย่างรุนแรง และจะทำให้อายุการใช้งานของโซ่ลดลงอย่างมาก
สมมติว่าการจัดแนวหน้าโซ่ดี ค่าแรงดึงล่วงหน้าด้านหนึ่งไม่ควรเกินค่าอีกด้านหนึ่งเกินหนึ่งตัน การจัดการหน้าโซ่ที่ดีควรทำให้มั่นใจว่าเฟืองท้ายใดๆ สามารถรับน้ำหนักได้ไม่เกินสองตันตลอดอายุการใช้งานของโซ่
การเพิ่มความยาวอันเนื่องมาจากการสึกหรอของข้อต่อ (บางครั้งเรียกผิดๆ ว่า "การยืดของโซ่") สามารถให้ได้ถึง 2% และยังคงทำงานได้โดยใช้สเตอร์ใหม่
ระดับการสึกหรอของโซ่และเฟืองโซ่จะไม่เป็นปัญหาหากโซ่และเฟืองโซ่สึกหรอพร้อมกัน จึงยังคงความเข้ากันได้ อย่างไรก็ตาม การสึกหรอของโซ่โซ่จะส่งผลให้ภาระการแตกหักของโซ่และความต้านทานต่อแรงกระแทกลดลง
วิธีง่ายๆ ในการวัดการสึกหรอของอินเตอร์ลิงก์คือการใช้คาลิปเปอร์วัดเป็นห้าส่วนพิทช์ แล้วนำมาเทียบกับตารางการยืดตัวของโซ่ โดยทั่วไปแล้ว โซ่จะถูกพิจารณาเปลี่ยนเมื่อการสึกหรอของอินเตอร์ลิงก์เกิน 3% ผู้จัดการฝ่ายบำรุงรักษาแบบอนุรักษ์นิยมบางคนไม่ชอบที่โซ่ของตนมีการยืดตัวเกิน 2%
การจัดการโซ่ที่ดีเริ่มต้นตั้งแต่ขั้นตอนการติดตั้ง การตรวจสอบอย่างเข้มงวดพร้อมการแก้ไขหากจำเป็นในช่วงการปรับสภาพ จะช่วยให้โซ่มีอายุการใช้งานยาวนานและปราศจากปัญหา
(ด้วยความอนุเคราะห์จากเอลตัน ลองวอลล์)
เวลาโพสต์: 26 ก.ย. 2565
