Chiến lược quản lý chuỗi AFC giúp kéo dài tuổi thọ và ngăn ngừa thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch.
Chuỗi khai thácĐộ dày của xích có thể quyết định sự thành bại của một hoạt động khai thác. Trong khi hầu hết các mỏ khai thác theo phương pháp lò chợ sử dụng xích có đường kính 42 mm trở lên trên hệ thống băng tải mặt lò bọc thép (AFC), nhiều mỏ đang sử dụng xích 48 mm và một số mỏ thậm chí sử dụng xích lớn tới 65 mm. Đường kính lớn hơn có thể kéo dài tuổi thọ của xích. Các nhà điều hành mỏ lò chợ thường kỳ vọng có thể khai thác hơn 11 triệu tấn với xích kích thước 48 mm và lên đến 20 triệu tấn với xích kích thước 65 mm trước khi xích bị loại bỏ. Xích có kích thước lớn hơn này rất đắt tiền nhưng đáng giá nếu toàn bộ một hoặc hai khu vực khai thác có thể được khai thác mà không cần ngừng hoạt động do hỏng xích. Tuy nhiên, nếu xích bị đứt do quản lý yếu kém, xử lý sai cách, giám sát không đúng cách hoặc do điều kiện môi trường gây ra hiện tượng nứt ăn mòn do ứng suất (SCC), mỏ sẽ phải đối mặt với những vấn đề lớn. Trong trường hợp này, giá tiền bỏ ra cho loại xích đó trở nên vô nghĩa.
Nếu người vận hành máy khai thác hầm lò không sử dụng loại xích tốt nhất phù hợp với điều kiện tại mỏ, một sự cố ngừng hoạt động ngoài kế hoạch có thể dễ dàng xóa sạch mọi khoản tiết kiệm chi phí đạt được trong quá trình mua sắm. Vậy người vận hành máy khai thác hầm lò nên làm gì? Họ nên chú ý kỹ đến các điều kiện cụ thể tại mỏ và lựa chọn xích một cách cẩn thận. Sau khi mua xích, họ cần dành thêm thời gian và tiền bạc cần thiết để quản lý khoản đầu tư một cách hiệu quả. Điều này có thể mang lại lợi ích đáng kể.
Xử lý nhiệt có thể làm tăng độ bền của xích, giảm độ giòn, giải tỏa ứng suất bên trong, tăng khả năng chống mài mòn hoặc cải thiện khả năng gia công của xích. Xử lý nhiệt đã trở thành một nghệ thuật tinh tế và khác nhau tùy thuộc vào nhà sản xuất. Mục tiêu là đạt được sự cân bằng các đặc tính kim loại để phù hợp nhất với chức năng của sản phẩm. Xích tôi cứng khác biệt là một trong những kỹ thuật tinh vi hơn được Parsons Chain sử dụng, trong đó phần đỉnh của mắt xích vẫn cứng để chống mài mòn, còn các chân mắt xích mềm hơn để tăng độ dẻo dai và khả năng chịu lực trong quá trình sử dụng.
Độ cứng là khả năng chống mài mòn và được ký hiệu bằng chỉ số độ cứng Brinell (ký hiệu HB) hoặc chỉ số độ cứng Vickers (HB). Thang đo độ cứng Vickers thực sự tỷ lệ thuận, vì vậy vật liệu có độ cứng 800 HV cứng gấp tám lần vật liệu có độ cứng 100 HV. Do đó, nó cung cấp một thang đo độ cứng hợp lý từ vật liệu mềm nhất đến cứng nhất. Đối với các giá trị độ cứng thấp, lên đến khoảng 300, kết quả đo độ cứng Vickers và Brinell gần như giống nhau, nhưng đối với các giá trị cao hơn, kết quả Brinell thấp hơn do sự biến dạng của đầu đo hình cầu.
Thử nghiệm va đập Charpy là một phương pháp đo độ giòn của vật liệu, có thể thu được kết quả từ thử nghiệm va đập. Mắt xích được khía tại điểm hàn và đặt trên đường đi của con lắc đang đung đưa. Năng lượng cần thiết để làm gãy mẫu được đo bằng sự giảm biên độ đung đưa của con lắc.
Hầu hết các nhà sản xuất xích đều giữ lại vài mét của mỗi lô hàng để tiến hành thử nghiệm phá hủy toàn diện. Kết quả thử nghiệm đầy đủ và chứng chỉ thường được cung cấp kèm theo xích, thường được vận chuyển theo cặp 50 mét. Độ giãn dài khi chịu lực thử nghiệm và độ giãn dài tối đa khi đứt cũng được biểu diễn trên đồ thị trong quá trình thử nghiệm phá hủy này.
Chuỗi tối ưu
Mục tiêu là kết hợp tất cả các đặc điểm này để tạo ra chuỗi tối ưu, bao gồm các hiệu suất sau:
• Độ bền kéo cao hơn;
• Khả năng chống mài mòn các mắt xích bên trong cao hơn;
• Khả năng chống hư hại nhông xích cao;
• Khả năng chống nứt mactenxit tốt hơn;
• Độ bền được cải thiện;
• Tăng tuổi thọ chịu mỏi; và
• Khả năng chống lại SCC.
Tuy nhiên, không có giải pháp nào là hoàn hảo, chỉ có các sự thỏa hiệp khác nhau. Điểm chảy cao thường dẫn đến ứng suất dư cao; nếu kết hợp với độ cứng cao để tăng khả năng chống mài mòn, nó cũng sẽ làm giảm độ dẻo dai và khả năng chống ăn mòn do ứng suất.
Các nhà sản xuất liên tục nỗ lực phát triển các loại xích có tuổi thọ cao hơn và chịu được các điều kiện khắc nghiệt. Một số nhà sản xuất mạ kẽm xích để đối phó với môi trường ăn mòn. Một lựa chọn khác là xích COR-X, được làm từ hợp kim vanadi, niken, crom và molypden được cấp bằng sáng chế, có khả năng chống ăn mòn ứng suất (SCC). Điều làm cho giải pháp này trở nên độc đáo là các đặc tính chống ăn mòn ứng suất đồng nhất trong toàn bộ cấu trúc luyện kim của xích và hiệu quả của nó không thay đổi khi xích bị mòn. COR-X đã được chứng minh là làm tăng đáng kể tuổi thọ của xích trong môi trường ăn mòn và hầu như loại bỏ sự hư hỏng do ăn mòn ứng suất. Các thử nghiệm đã chứng minh rằng lực phá vỡ và lực vận hành tăng 10%. Khả năng chịu va đập tăng 40% và khả năng chống SCC tăng 350% so với xích thông thường (DIN 22252).
Có những trường hợp xích COR-X 48 mm đã vận chuyển 11 triệu tấn than mà không gặp sự cố nào liên quan đến xích trước khi ngừng hoạt động. Và hệ thống xích Broadband OEM ban đầu do Joy lắp đặt tại mỏ San Juan của BHP Billiton sử dụng xích Parsons COR-X sản xuất tại Anh, được cho là đã vận chuyển tới 20 triệu tấn than từ khu vực khai thác trong suốt vòng đời của nó.
Đảo chiều xích để kéo dài tuổi thọ xích.
Nguyên nhân chính gây mài mòn xích là do sự chuyển động quay của từng mắt xích dọc quanh mắt xích ngang liền kề khi nó ăn khớp và rời khỏi đĩa xích. Điều này cũng dẫn đến sự mài mòn nhiều hơn ở một mặt phẳng của các mắt xích khi chúng quay qua đĩa xích, do đó một trong những cách hiệu quả nhất để kéo dài tuổi thọ của xích đã qua sử dụng là xoay hoặc đảo chiều xích 180º để xích chạy theo hướng ngược lại. Điều này sẽ giúp các bề mặt "không sử dụng" của các mắt xích hoạt động, dẫn đến diện tích mắt xích bị mài mòn ít hơn và điều đó đồng nghĩa với việc kéo dài tuổi thọ của xích.
Việc tải trọng không đều trên băng tải, do nhiều nguyên nhân khác nhau, có thể dẫn đến mài mòn không đều trên hai dây xích, khiến một dây xích bị mòn nhanh hơn dây xích kia. Sự mài mòn hoặc giãn không đều ở một hoặc cả hai dây xích, như có thể xảy ra với các cụm trục đôi gắn ngoài, có thể khiến các cánh xích bị lệch hoặc không đồng bộ khi chúng quay quanh bánh răng dẫn động. Điều này cũng có thể do một trong hai dây xích bị chùng. Hiệu ứng mất cân bằng này sẽ dẫn đến các vấn đề vận hành, cũng như gây mài mòn quá mức và có thể làm hỏng bánh răng dẫn động.
Hệ thống căng
Cần có một chương trình bảo dưỡng và căng xích có hệ thống để đảm bảo rằng sau khi lắp đặt, tốc độ mài mòn của xích được kiểm soát, với cả hai xích đều giãn dài do mài mòn ở mức độ được kiểm soát và tương đương nhau.
Theo chương trình bảo trì, nhân viên bảo trì sẽ đo độ mòn và độ căng của xích, thay thế xích khi độ mòn vượt quá 3%. Để hiểu rõ mức độ mòn xích này có ý nghĩa như thế nào trong thực tế, cần nhớ rằng trên một vách than dài 200 m, độ mòn xích 3% tương ứng với việc tăng chiều dài xích thêm 12 m cho mỗi sợi xích. Nhân viên bảo trì cũng sẽ thay thế các bánh răng dẫn và bánh răng gạt than khi chúng bị mòn hoặc hư hỏng, kiểm tra hộp số và mức dầu, và đảm bảo các bu lông được siết chặt định kỳ.
Có những phương pháp đã được thiết lập để tính toán mức độ căng trước chính xác và những phương pháp này chứng tỏ là một hướng dẫn rất hữu ích cho các giá trị ban đầu. Tuy nhiên, phương pháp đáng tin cậy nhất là quan sát xích khi nó rời khỏi đĩa dẫn động khi AFC hoạt động trong điều kiện tải trọng tối đa. Xích phải chỉ có độ chùng tối thiểu (hai mắt xích) khi nó rời khỏi đĩa dẫn động. Khi đạt được mức độ này, cần phải đo, ghi lại và thiết lập mức độ căng trước cho tương lai như mức hoạt động cụ thể cho mặt xích đó. Cần phải đo độ căng trước thường xuyên và ghi lại số lượng mắt xích bị loại bỏ. Điều này sẽ giúp cảnh báo sớm về sự bắt đầu của mài mòn không đồng đều hoặc mài mòn quá mức.
Các thanh dẫn hướng bị cong phải được nắn thẳng hoặc thay thế ngay lập tức. Chúng làm giảm hiệu suất của băng tải và có thể khiến thanh dẫn hướng rơi ra khỏi rãnh dưới và vướng vào bánh răng, gây hư hỏng cho cả xích, bánh răng và các thanh dẫn hướng.
Các công nhân vận hành lò than dài cần phải luôn cảnh giác với các bộ phận gạt xích bị mòn và hư hỏng vì chúng có thể khiến xích chùng mắc kẹt trong bánh răng, dẫn đến kẹt máy và hư hỏng.
Quản lý chuỗi cung ứng bắt đầu ngay từ giai đoạn lắp đặt.
Tầm quan trọng của một đường thẳng chính xác trên mặt khai thác là vô cùng quan trọng. Bất kỳ sự sai lệch nào trong việc căn chỉnh mặt khai thác đều có thể dẫn đến sự chênh lệch lực căng giữa các dây chuyền phía mặt khai thác và phía bãi thải, gây ra hiện tượng mài mòn không đều. Điều này dễ xảy ra hơn trên mặt khai thác mới khi các dây chuyền đang trong giai đoạn "làm quen".
Một khi hiện tượng mòn không đều đã hình thành, việc khắc phục gần như là không thể. Thông thường, sự chênh lệch này sẽ tiếp tục trầm trọng hơn do xích bị chùng, tạo ra độ chùng lớn hơn.
Tác động tiêu cực của việc vận hành với đường kính mặt cắt kém dẫn đến sự biến đổi quá mức về lực căng giữa hai bên được minh họa bằng cách xem xét các con số. Ví dụ, một lò than dài 1.000 feet với xích AFC 42 mm có khoảng 4.000 mắt xích ở mỗi bên. Giả sử rằng sự mài mòn giữa các mắt xích - sự loại bỏ kim loại - diễn ra ở cả hai đầu của mắt xích. Xích có 8.000 điểm bị mài mòn do áp lực giữa các mắt xích khi nó được đóng xuống và khi nó rung động xuống mặt cắt, chịu tải trọng va đập hoặc bị ăn mòn. Do đó, cứ mỗi 1/1.000 inch mài mòn, chiều dài xích tăng thêm 8 inch. Bất kỳ sự biến đổi nhỏ nào giữa tốc độ mài mòn ở phía mặt cắt và phía bãi thải, do lực căng không đều gây ra, sẽ nhanh chóng nhân lên thành sự biến đổi lớn về chiều dài xích.
Hai mắt xích bị mài mòn cùng lúc trên đĩa xích có thể dẫn đến mài mòn quá mức bề mặt răng. Điều này là do mất đi sự định vị chắc chắn ở đĩa xích dẫn động, khiến mắt xích không thể trượt trên các răng dẫn động. Chuyển động trượt này làm mài mòn mắt xích và cũng làm tăng tốc độ mài mòn trên các răng đĩa xích. Một khi hiện tượng mài mòn này hình thành, nó chỉ có thể tăng tốc. Ngay khi phát hiện dấu hiệu mài mòn mắt xích, cần phải kiểm tra đĩa xích và thay thế nếu cần thiết, trước khi hư hỏng làm hỏng toàn bộ xích.
Lực căng xích quá cao cũng sẽ gây mài mòn quá mức cả xích và đĩa xích. Lực căng xích cần được thiết lập ở mức sao cho tránh tạo ra quá nhiều độ chùng xích khi tải trọng tối đa. Tình trạng này sẽ khiến các thanh gạt bị "bật ra" và làm tăng nguy cơ hư hỏng đĩa xích phía sau do xích bị bó lại khi rời khỏi đĩa xích. Nếu lực căng được đặt quá cao, sẽ có hai mối nguy hiểm rõ ràng: mài mòn quá mức giữa các mắt xích và mài mòn quá mức trên đĩa xích dẫn động.
Lực căng xích quá mức có thể gây chết người.
Thường thì người ta hay căng xích quá mức. Mục tiêu nên là kiểm tra độ căng xích định kỳ và loại bỏ độ chùng của xích bằng cách cắt bớt hai mắt xích mỗi lần. Cắt bỏ nhiều hơn hai mắt xích cho thấy xích quá chùng, hoặc việc cắt bỏ bốn mắt xích sẽ tạo ra độ căng quá lớn, gây mài mòn mắt xích nghiêm trọng và làm giảm đáng kể tuổi thọ của xích.
Giả sử mặt cắt thẳng hàng tốt, giá trị lực căng trước ở một phía không được vượt quá giá trị ở phía còn lại quá một tấn. Quản lý mặt cắt tốt sẽ đảm bảo rằng bất kỳ sự chênh lệch nào cũng được giữ ở mức không quá hai tấn trong suốt vòng đời hoạt động của xích.
Sự gia tăng chiều dài do mài mòn các mắt xích (đôi khi bị gọi sai là "giãn xích") có thể được chấp nhận ở mức 2% mà vẫn có thể sử dụng nhông xích mới.
Mức độ mài mòn của các mắt xích không phải là vấn đề nếu xích và đĩa xích mài mòn cùng nhau, do đó vẫn duy trì được sự tương thích. Tuy nhiên, sự mài mòn của các mắt xích dẫn đến giảm tải trọng phá vỡ và khả năng chịu tải trọng va đập của xích.
Một phương pháp đơn giản để đo độ mòn mắt xích là sử dụng thước kẹp, đo ở năm đoạn bước xích và đối chiếu với biểu đồ độ giãn của xích. Thông thường, xích sẽ được xem xét thay thế khi độ mòn mắt xích vượt quá 3%. Một số nhà quản lý bảo trì thận trọng không muốn thấy độ giãn của xích vượt quá 2%.
Quản lý xích tốt bắt đầu từ giai đoạn lắp đặt. Việc giám sát chặt chẽ và điều chỉnh nếu cần thiết trong suốt thời gian chạy rà sẽ giúp đảm bảo tuổi thọ lâu dài và hoạt động không gặp sự cố của xích.
(Với sự cho phép của...)Ellton Longwall)
Thời gian đăng bài: 26/09/2022
