กลยุทธ์การจัดการห่วงโซ่อุปทาน AFC ช่วยยืดอายุการใช้งานและป้องกันการหยุดทำงานโดยไม่คาดคิด
ห่วงโซ่การขุดขนาดโซ่ที่ใหญ่ขึ้นสามารถส่งผลดีหรือร้ายต่อการดำเนินงานได้ แม้ว่าเหมืองถ่านหินแบบ Longwall ส่วนใหญ่จะใช้โซ่ขนาด 42 มม. หรือใหญ่กว่านั้นบนสายพานลำเลียงหน้างาน (AFC) แต่เหมืองหลายแห่งก็ใช้โซ่ขนาด 48 มม. และบางแห่งใช้ขนาดใหญ่ถึง 65 มม. โซ่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้นสามารถยืดอายุการใช้งานได้ ผู้ประกอบการเหมืองถ่านหินแบบ Longwall มักคาดหวังว่าจะสามารถขุดได้เกิน 11 ล้านตันด้วยโซ่ขนาด 48 มม. และมากถึง 20 ล้านตันด้วยโซ่ขนาด 65 มม. ก่อนที่โซ่จะชำรุด โซ่ขนาดใหญ่เหล่านี้มีราคาแพง แต่คุ้มค่าหากสามารถขุดได้ทั้งแผงหรือสองแผงโดยไม่ต้องหยุดการทำงานเนื่องจากโซ่ชำรุด แต่หากโซ่ขาดเนื่องจากการจัดการที่ไม่ดี การขนส่งที่ไม่เหมาะสม การตรวจสอบที่ไม่ถูกต้อง หรือเนื่องจากสภาพแวดล้อมที่อาจทำให้เกิดการแตกร้าวจากการกัดกร่อน (SCC) เหมืองจะประสบปัญหาใหญ่ ในสถานการณ์เช่นนี้ ราคาที่จ่ายไปสำหรับโซ่นั้นก็จะไม่มีความหมายอะไรอีกต่อไป
หากผู้ประกอบการเหมืองถ่านหินแบบ Longwall ไม่ได้ใช้โซ่ที่ดีที่สุดสำหรับสภาพการณ์ในเหมือง การหยุดทำงานโดยไม่คาดคิดเพียงครั้งเดียวก็อาจทำให้เงินที่ประหยัดได้จากการซื้อโซ่หมดไปได้ ดังนั้นผู้ประกอบการเหมืองถ่านหินแบบ Longwall ควรทำอย่างไร? พวกเขาควรให้ความสำคัญกับสภาพการณ์เฉพาะพื้นที่และเลือกโซ่อย่างระมัดระวัง หลังจากซื้อโซ่แล้ว พวกเขาจำเป็นต้องใช้เวลาและเงินเพิ่มเติมในการบริหารจัดการการลงทุนอย่างเหมาะสม ซึ่งจะให้ผลตอบแทนที่คุ้มค่าอย่างมาก
การอบชุบความร้อนสามารถเพิ่มความแข็งแรงของโซ่ ลดความเปราะ ลดความเครียดภายใน เพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอ หรือปรับปรุงความสามารถในการขึ้นรูปของโซ่ การอบชุบความร้อนได้กลายเป็นศิลปะชั้นสูงและแตกต่างกันไปในแต่ละผู้ผลิต จุดมุ่งหมายคือการสร้างสมดุลของคุณสมบัติของโลหะให้เหมาะสมกับฟังก์ชันการใช้งานของผลิตภัณฑ์มากที่สุด โซ่ที่ผ่านการชุบแข็งแบบต่างระดับเป็นหนึ่งในเทคนิคที่ซับซ้อนกว่าที่บริษัท Parsons Chain ใช้ โดยส่วนหัวของข้อต่อโซ่จะยังคงแข็งเพื่อต้านทานการสึกหรอ และส่วนขาของข้อต่อจะอ่อนกว่าเพื่อเพิ่มความเหนียวและความยืดหยุ่นในการใช้งาน
ความแข็งคือความสามารถในการต้านทานการสึกหรอ และแสดงด้วยค่าความแข็งแบบบริเนลล์ (สัญลักษณ์ HB) หรือค่าความแข็งแบบวิคเกอร์ส (HB) มาตราส่วนความแข็งแบบวิคเกอร์สเป็นสัดส่วนที่แท้จริง ดังนั้นวัสดุที่มีความแข็ง 800 HV จะแข็งกว่าวัสดุที่มีความแข็ง 100 HV ถึงแปดเท่า จึงเป็นมาตราส่วนความแข็งที่สมเหตุสมผลจากวัสดุที่อ่อนที่สุดไปจนถึงวัสดุที่แข็งที่สุด สำหรับค่าความแข็งต่ำๆ จนถึงประมาณ 300 ผลลัพธ์ความแข็งแบบวิคเกอร์สและบริเนลล์จะใกล้เคียงกัน แต่สำหรับค่าที่สูงกว่านั้น ผลลัพธ์แบบบริเนลล์จะต่ำกว่าเนื่องจากการบิดเบี้ยวของหัวกดทรงกลม
การทดสอบแรงกระแทกแบบชาร์ปี (Charpy Impact Test) เป็นการวัดความเปราะของวัสดุ โดยทำการทดสอบด้วยการบากข้อต่อโซ่ตรงจุดเชื่อม แล้ววางชิ้นงานไว้ในแนวการแกว่งของลูกตุ้ม วัดพลังงานที่จำเป็นในการทำให้ชิ้นงานแตกหักโดยการวัดการลดลงของระยะการแกว่งของลูกตุ้ม
ผู้ผลิตโซ่ส่วนใหญ่จะเก็บโซ่ไว้ไม่กี่เมตรจากแต่ละล็อตการผลิต เพื่อทำการทดสอบแบบทำลายล้างอย่างเต็มรูปแบบ ผลการทดสอบและใบรับรองจะแนบมากับโซ่ซึ่งโดยปกติจะจัดส่งเป็นคู่ๆ ความยาว 50 เมตร การทดสอบแบบทำลายล้างนี้ยังแสดงเป็นกราฟของค่าการยืดตัวที่แรงทดสอบและค่าการยืดตัวทั้งหมดก่อนขาดด้วย
โซ่ที่เหมาะสมที่สุด
เป้าหมายคือการนำคุณลักษณะทั้งหมดเหล่านี้มารวมกันเพื่อสร้างห่วงโซ่ที่ดีที่สุด ซึ่งประกอบด้วยประสิทธิภาพดังต่อไปนี้:
• มีความแข็งแรงต่อแรงดึงสูงกว่า
• ทนทานต่อการสึกหรอของข้อต่อภายในได้ดีกว่า
• ทนทานต่อความเสียหายของเฟืองสูง
• ทนทานต่อการแตกร้าวจากโครงสร้างมาร์เทนไซต์ได้ดีขึ้น
• ความทนทานที่ดีขึ้น
• ยืดระยะเวลาการรับมือกับความเหนื่อยล้าได้นานขึ้น; และ
• ความต้านทานต่อ SCC
อย่างไรก็ตาม ไม่มีวิธีแก้ปัญหาที่สมบูรณ์แบบเพียงวิธีเดียว มีเพียงการประนีประนอมที่หลากหลายเท่านั้น จุดคราคสูงมักจะส่งผลให้เกิดความเค้นตกค้างสูง หากรวมกับความแข็งสูงเพื่อเพิ่มความต้านทานการสึกหรอ ก็จะทำให้ความเหนียวและความต้านทานต่อการกัดกร่อนจากความเค้นลดลงด้วย
ผู้ผลิตต่างพยายามอย่างต่อเนื่องในการพัฒนาโซ่ที่สามารถใช้งานได้นานขึ้นและทนทานต่อสภาวะที่ยากลำบาก ผู้ผลิตบางรายใช้วิธีการชุบสังกะสีโซ่เพื่อรับมือกับสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน อีกทางเลือกหนึ่งคือโซ่ COR-X ซึ่งผลิตจากโลหะผสมวาเนเดียม นิกเกล โครเมียม และโมลิบเดนัมที่ได้รับการจดสิทธิบัตร ซึ่งช่วยต้านทานการกัดกร่อนจากความเค้น (SCC) สิ่งที่ทำให้โซลูชันนี้มีความพิเศษคือ คุณสมบัติการต้านทานการกัดกร่อนจากความเค้นนั้นมีความสม่ำเสมอทั่วทั้งโครงสร้างทางโลหะวิทยาของโซ่ และประสิทธิภาพของมันไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อโซ่สึกหรอ COR-X ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าช่วยยืดอายุการใช้งานของโซ่ได้อย่างมากในสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน และแทบจะกำจัดความเสียหายเนื่องจากการกัดกร่อนจากความเค้น การทดสอบได้แสดงให้เห็นว่าแรงดึงและแรงใช้งานเพิ่มขึ้น 10% แรงกระแทกที่รอยบากเพิ่มขึ้น 40% และความต้านทานต่อ SCC เพิ่มขึ้น 350% เมื่อเทียบกับโซ่ทั่วไป (DIN 22252)
มีหลายกรณีที่โซ่ COR-X ขนาด 48 มม. สามารถใช้งานได้ถึง 11 ล้านตันโดยไม่มีปัญหาใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับโซ่ก่อนที่จะถูกปลดระวาง และการติดตั้งโซ่ Broadband ครั้งแรกโดย Joy ที่เหมือง San Juan ของ BHP Billiton นั้นใช้โซ่ Parsons COR-X ที่ผลิตในสหราชอาณาจักร ซึ่งกล่าวกันว่าสามารถขนส่งวัสดุได้มากถึง 20 ล้านตันจากหน้างานตลอดอายุการใช้งาน
กลับด้านโซ่เพื่อยืดอายุการใช้งานของโซ่
สาเหตุหลักของการสึกหรอของโซ่คือการเคลื่อนที่ของข้อต่อแนวตั้งแต่ละข้อที่หมุนรอบข้อต่อแนวนอนที่อยู่ติดกันขณะที่เข้าและออกจากเฟืองขับ การหมุนนี้ทำให้เกิดการสึกหรอมากขึ้นในระนาบเดียวของข้อต่อขณะที่หมุนผ่านเฟือง ดังนั้นวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดวิธีหนึ่งในการยืดอายุการใช้งานของโซ่ที่ใช้แล้วคือการหมุนหรือกลับด้าน 180 องศาเพื่อให้โซ่ทำงานในทิศทางตรงกันข้าม วิธีนี้จะทำให้พื้นผิวที่ "ไม่ได้ใช้งาน" ของข้อต่อทำงาน ส่งผลให้พื้นที่สึกหรอของข้อต่อลดลง และนั่นหมายถึงอายุการใช้งานของโซ่ที่ยาวนานขึ้น
การบรรทุกที่ไม่สม่ำเสมอของสายพานลำเลียง ซึ่งอาจเกิดจากหลายสาเหตุ อาจทำให้โซ่ทั้งสองสึกหรอไม่เท่ากัน ส่งผลให้โซ่เส้นหนึ่งสึกหรอเร็วกว่าอีกเส้นหนึ่ง การสึกหรอหรือการยืดตัวที่ไม่สม่ำเสมอของโซ่เส้นใดเส้นหนึ่งหรือทั้งสองเส้น ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้กับชุดประกอบโซ่คู่ด้านนอก อาจทำให้ใบพัดไม่ตรงกัน หรือไม่เป็นจังหวะขณะหมุนรอบเฟืองขับ นอกจากนี้ยังอาจเกิดจากโซ่เส้นใดเส้นหนึ่งหย่อน การเสียสมดุลนี้จะนำไปสู่ปัญหาในการทำงาน รวมถึงทำให้เกิดการสึกหรอมากเกินไปและอาจทำให้เฟืองขับเสียหายได้
ระบบปรับความตึง
จำเป็นต้องมีโปรแกรมการปรับความตึงและการบำรุงรักษาอย่างเป็นระบบ เพื่อให้แน่ใจว่าหลังการติดตั้ง อัตราการสึกหรอของโซ่จะถูกควบคุม โดยโซ่ทั้งสองจะยืดตัวเนื่องจากการสึกหรอในอัตราที่ควบคุมได้และเทียบเคียงกันได้
ภายใต้โปรแกรมการบำรุงรักษา เจ้าหน้าที่บำรุงรักษาจะทำการวัดการสึกหรอและความตึงของโซ่ และเปลี่ยนโซ่เมื่อสึกหรอเกิน 3% เพื่อให้เข้าใจถึงความหมายของการสึกหรอของโซ่ในระดับนี้ในทางปฏิบัติ ควรจำไว้ว่า ในหน้าเหมืองถ่านหินยาว 200 เมตร การสึกหรอของโซ่ 3% หมายถึงความยาวของโซ่เพิ่มขึ้น 12 เมตรต่อเส้น เจ้าหน้าที่บำรุงรักษายังจะเปลี่ยนเฟืองส่งและเฟืองรับ รวมถึงตัวดึงแร่ เมื่อชิ้นส่วนเหล่านี้สึกหรอหรือเสียหาย ตรวจสอบเกียร์และระดับน้ำมัน และตรวจสอบความแน่นของน็อตเป็นระยะๆ
มีวิธีการคำนวณระดับความตึงเริ่มต้นที่ถูกต้องซึ่งเป็นที่ยอมรับกันดี และวิธีการเหล่านี้ก็พิสูจน์แล้วว่าเป็นแนวทางที่มีประโยชน์มากสำหรับค่าเริ่มต้น อย่างไรก็ตาม วิธีที่น่าเชื่อถือที่สุดคือการสังเกตโซ่ขณะที่มันออกจากเฟืองขับเมื่อ AFC ทำงานภายใต้สภาวะโหลดเต็มที่ โซ่ควรจะหย่อนเพียงเล็กน้อย (สองข้อ) ขณะที่มันหลุดออกจากเฟืองขับ เมื่อระดับความตึงเริ่มต้นเป็นเช่นนี้แล้ว จะต้องวัด บันทึก และตั้งค่าสำหรับระดับการทำงานในอนาคตสำหรับด้านนั้นๆ ควรทำการวัดความตึงเริ่มต้นเป็นประจำและบันทึกจำนวนข้อที่ถอดออก การทำเช่นนี้จะช่วยเตือนล่วงหน้าถึงการสึกหรอที่ไม่เท่ากันหรือการสึกหรอมากเกินไป
ครีบลำเลียงที่งอจะต้องได้รับการดัดให้ตรงหรือเปลี่ยนใหม่โดยทันที เพราะจะลดประสิทธิภาพการทำงานของสายพานลำเลียง และอาจทำให้แท่งลำเลียงหลุดออกจากรางด้านล่างและกระโดดไปกระแทกกับเฟือง ทำให้เกิดความเสียหายต่อทั้งโซ่ เฟือง และครีบลำเลียง
ผู้ปฏิบัติงานในเหมืองถ่านหินแบบ Longwall ควรระมัดระวังตัวถอดโซ่ที่สึกหรอและชำรุด เนื่องจากอาจทำให้โซ่หย่อนค้างอยู่ในเฟือง ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการติดขัดและเสียหายได้
การจัดการห่วงโซ่อุปทานเริ่มต้นระหว่างการติดตั้ง
ความสำคัญของการจัดแนวหน้าตัดให้ตรงและได้รูปทรงที่ดีนั้นไม่อาจมองข้ามได้ การเบี่ยงเบนใดๆ ในการจัดแนวหน้าตัดมีแนวโน้มที่จะส่งผลให้แรงดึงล่วงหน้าไม่เท่ากันระหว่างโซ่ด้านหน้าตัดและด้านช่องว่าง ทำให้เกิดการสึกหรอไม่สม่ำเสมอ ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นได้มากกว่าในหน้าตัดที่เพิ่งสร้างใหม่ เนื่องจากโซ่กำลังอยู่ในช่วง "การปรับตัว"
เมื่อเกิดรูปแบบการสึกหรอที่ไม่เท่ากันขึ้นแล้ว แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะแก้ไข ส่วนใหญ่แล้ว การสึกหรอที่ไม่เท่ากันนี้จะยิ่งแย่ลงเรื่อยๆ เนื่องจากการสึกหรอของโซ่ที่หย่อนยานทำให้เกิดการหย่อนยานมากขึ้น
ผลเสียของการทำงานโดยมีแนวหน้าเหมืองที่ไม่ดี ซึ่งนำไปสู่ความแปรผันมากเกินไปของแรงดึงด้านข้าง สามารถแสดงให้เห็นได้จากการพิจารณาตัวเลข ตัวอย่างเช่น เหมืองถ่านหินแบบยาว 1,000 ฟุต ที่ใช้โซ่ AFC ขนาด 42 มม. ซึ่งมีข้อต่อประมาณ 4,000 ข้อในแต่ละด้าน สมมติว่าการสึกหรอของโลหะเกิดขึ้นที่ปลายทั้งสองด้านของข้อต่อ โซ่จะมีจุดที่โลหะสึกหรอ 8,000 จุด จากแรงกดระหว่างข้อต่อขณะที่ถูกดันและสั่นสะเทือนลงไปตามหน้าเหมือง รับแรงกระแทก หรือได้รับผลกระทบจากการกัดกร่อน ดังนั้น ทุกๆ การสึกหรอ 1/1,000 นิ้ว จะทำให้ความยาวเพิ่มขึ้น 8 นิ้ว ความแปรผันเล็กน้อยระหว่างอัตราการสึกหรอของหน้าเหมืองและด้านที่ไม่มีถ่านหิน ซึ่งเกิดจากแรงดึงที่ไม่สม่ำเสมอ จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจนกลายเป็นความแปรผันที่สำคัญในความยาวของโซ่
การตีขึ้นรูปสองครั้งพร้อมกันบนเฟืองขับอาจทำให้เกิดการสึกหรอของฟันเฟืองมากเกินไป เนื่องจากการสูญเสียตำแหน่งที่มั่นคงในเฟืองขับ ซึ่งทำให้ข้อต่อสามารถเลื่อนไปมาบนฟันเฟืองขับได้ การเลื่อนไปมานี้จะกัดกร่อนข้อต่อและยังเพิ่มอัตราการสึกหรอของฟันเฟืองขับอีกด้วย เมื่อเกิดรูปแบบการสึกหรอขึ้นแล้ว มันก็จะยิ่งเร่งตัวขึ้นเรื่อยๆ เมื่อพบสัญญาณแรกของการกัดกร่อนของข้อต่อ ควรตรวจสอบเฟืองขับและเปลี่ยนใหม่หากจำเป็น ก่อนที่ความเสียหายจะทำลายโซ่
การตั้งความตึงของโซ่ที่สูงเกินไปจะทำให้เกิดการสึกหรอมากเกินไปทั้งกับโซ่และเฟือง ควรตั้งค่าความตึงของโซ่ให้อยู่ในระดับที่ป้องกันไม่ให้โซ่หย่อนมากเกินไปขณะรับน้ำหนักเต็มที่ สภาวะเช่นนั้นจะทำให้แท่งกวาดเศษหินกระเด็นออกมา และเสี่ยงต่อความเสียหายของเฟืองท้ายเนื่องจากการรวมตัวกันของโซ่ขณะที่ออกจากเฟือง หากตั้งค่าความตึงสูงเกินไป จะมีอันตรายที่เห็นได้ชัดสองประการ คือ การสึกหรอระหว่างข้อต่อของโซ่ที่มากเกินไป และการสึกหรอของเฟืองขับที่มากเกินไป
ความตึงของโซ่ที่มากเกินไปอาจเป็นอันตรายถึงชีวิตได้
โดยทั่วไปแล้วมักจะตั้งความตึงของโซ่มากเกินไป เป้าหมายที่ควรจะเป็นคือการตรวจสอบความตึงของโซ่เป็นประจำ และคลายโซ่ที่หย่อนออกทีละสองข้อ หากคลายออกมากกว่าสองข้อ แสดงว่าโซ่หย่อนเกินไป หรือหากคลายออกสี่ข้อ ความตึงของโซ่จะสูงเกินไป ซึ่งจะทำให้ข้อต่อสึกหรอมาก และลดอายุการใช้งานของโซ่ลงอย่างมาก
หากสมมติว่าการจัดแนวหน้าตัดดี ค่าแรงดึงล่วงหน้าด้านหนึ่งไม่ควรเกินค่าแรงดึงล่วงหน้าอีกด้านหนึ่งเกินกว่าหนึ่งตัน การจัดการหน้าตัดที่ดีควรทำให้มั่นใจได้ว่าความแตกต่างของแรงดึงล่วงหน้าจะไม่เกินสองตันตลอดอายุการใช้งานของโซ่
ความยาวที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการสึกหรอของข้อต่อ (บางครั้งเรียกผิดๆ ว่า "การยืดตัวของโซ่") สามารถยอมรับได้ถึง 2% และยังคงใช้งานได้กับเฟืองใหม่
ระดับการสึกหรอระหว่างข้อต่อจะไม่เป็นปัญหาหากโซ่และเฟืองสึกหรอไปพร้อมกันและยังคงใช้งานร่วมกันได้ อย่างไรก็ตาม การสึกหรอระหว่างข้อต่อจะส่งผลให้ความสามารถในการรับน้ำหนักสูงสุดและความต้านทานต่อแรงกระแทกของโซ่ลดลง
วิธีง่ายๆ ในการวัดการสึกหรอของข้อต่อโซ่คือการใช้เวอร์เนียร์คาลิเปอร์ วัดเป็นช่วงๆ ละ 5 ระยะ แล้วนำไปเทียบกับแผนภูมิการยืดตัวของโซ่ โดยทั่วไปแล้วควรพิจารณาเปลี่ยนโซ่เมื่อการสึกหรอของข้อต่อโซ่เกิน 3% ผู้จัดการฝ่ายบำรุงรักษาบางคนที่ค่อนข้างอนุรักษ์นิยมไม่ชอบให้โซ่ยืดตัวเกิน 2%
การจัดการโซ่ที่ดีเริ่มต้นตั้งแต่ขั้นตอนการติดตั้ง การตรวจสอบอย่างเข้มข้นและแก้ไขหากจำเป็นในช่วงระยะเวลาการใช้งานเริ่มต้น จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าโซ่จะมีอายุการใช้งานยาวนานและปราศจากปัญหา
(ได้รับความอนุเคราะห์จาก)เอลตัน ลองวอลล์)
วันที่โพสต์: 26 กันยายน 2022
