Una estrategia de gestión de la cadena de AFC prolonga la vida útil y evita el tiempo de inactividad no planificado
cadena minerapuede hacer o deshacer una operación. Si bien la mayoría de las minas de tajo largo utilizan cadenas de 42 mm o más en sus transportadores frontales blindados (AFC), muchas minas utilizan cadenas de 48 mm y algunas utilizan cadenas de hasta 65 mm. Los diámetros más grandes pueden prolongar la vida útil de la cadena. Los operadores de tajo largo a menudo esperan superar los 11 millones de toneladas con los tamaños de 48 mm y hasta 20 millones de toneladas con los tamaños de 65 mm antes de que la cadena quede fuera de servicio. La cadena en estos tamaños más grandes es costosa, pero vale la pena si se puede extraer uno o dos paneles completos sin que se apague debido a una falla de la cadena. Pero, si se produce una rotura de la cadena debido a una mala gestión, un mal manejo, un monitoreo inadecuado o debido a condiciones ambientales que pueden causar agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC, por sus siglas en inglés), la mina enfrenta problemas importantes. En esta situación, el precio pagado por esa cadena se vuelve discutible.
Si un operador de tajo largo no está ejecutando la mejor cadena posible para las condiciones de la mina, un cierre no planificado podría fácilmente borrar cualquier ahorro de costos obtenido durante el proceso de compra. Entonces, ¿qué debería hacer un operador de tajo largo? Deben prestar mucha atención a las condiciones específicas del lugar y elegir una cadena con cuidado. Una vez comprada la cadena, deben invertir el tiempo y el dinero adicionales necesarios para gestionar adecuadamente la inversión. Esto puede generar importantes dividendos.
El tratamiento térmico puede aumentar la resistencia de la cadena, reducir su fragilidad, aliviar las tensiones internas, aumentar la resistencia al desgaste o mejorar la maquinabilidad de la cadena. El tratamiento térmico se ha convertido en una forma de arte y varía de un fabricante a otro. El objetivo es obtener un equilibrio de propiedades del metal para adaptarse mejor a la función del producto. La cadena endurecida diferencialmente es una de las técnicas más sofisticadas utilizadas por Parsons Chain donde la corona del eslabón de la cadena permanece dura para resistir el desgaste y las patas, si los eslabones son más blandos, aumentan la tenacidad y la ductilidad en servicio.
La dureza es la capacidad de resistir el desgaste y se indica mediante el número de dureza Brinell con el símbolo HB o el número de dureza Vickers (HB). La escala de dureza Vickers es verdaderamente proporcional, por lo que un material de 800 HV es ocho veces más duro que uno que tiene una dureza de 100 HV. Proporciona así una escala racional de dureza desde el material más blando al más duro. Para valores de dureza bajos, hasta aproximadamente 300, los resultados de dureza Vickers y Brinell son aproximadamente los mismos, pero para valores más altos los resultados Brinell son menores debido a la distorsión del penetrador de bola.
La prueba de impacto Charpy es una medida de la fragilidad de un material que se puede obtener a partir de una prueba de impacto. El eslabón de la cadena se hace una muesca en el punto de soldadura del eslabón y se coloca en la trayectoria de un péndulo oscilante; la energía requerida para fracturar la muestra se mide por la reducción en la oscilación del péndulo.
La mayoría de los fabricantes de cadenas ahorran unos pocos metros de cada pedido de lote para permitir que se realicen pruebas destructivas completas. Los resultados completos de las pruebas y los certificados normalmente se suministran con la cadena, que normalmente se envía en pares combinados de 50 m. Durante esta prueba destructiva también se grafican el alargamiento a la fuerza de prueba y el alargamiento total a la fractura.
La cadena óptima
El objetivo es combinar todas estas características para crear la cadena óptima, que incluye el siguiente rendimiento:
• Mayor resistencia a la tracción;
• Mayor resistencia al desgaste del eslabón interior;
• Alta resistencia al daño de las ruedas dentadas;
• Mayor resistencia al agrietamiento martensítico;
• Dureza mejorada;
• Mayor vida útil ante la fatiga; y
• Resistencia al SCC.
Sin embargo, no existe una única solución perfecta, sólo diversos compromisos. Un límite elástico alto tenderá a dar como resultado una tensión residual alta; si se asocia con una dureza alta para aumentar la resistencia al desgaste, también tenderá a disminuir la tenacidad y la resistencia a la corrosión por tensión.
Los fabricantes se esfuerzan continuamente por desarrollar cadenas que duren más y sobrevivan condiciones difíciles. Algunos fabricantes galvanizan la cadena para hacer frente a ambientes corrosivos. Otra opción es la cadena COR-X, que está hecha de una aleación patentada de vanadio, níquel, cromo y molibdeno que combate el SCC. Lo que hace que esta solución sea única es que las propiedades anticorrosión antiestrés son homogéneas en toda la estructura metalúrgica de la cadena y su eficacia no cambia con el desgaste de la cadena. Se ha demostrado que COR-X aumenta sustancialmente la vida útil de la cadena en ambientes corrosivos y prácticamente elimina las fallas debido a la corrosión por tensión. Las pruebas han establecido que la fuerza de frenado y operación aumenta un 10%. El impacto de la muesca aumenta un 40 % y la resistencia al SCC aumenta un 350 % en comparación con la cadena normal (DIN 22252).
Hay casos en los que la cadena COR-X de 48 mm ha recorrido 11 millones de toneladas sin una falla relacionada con la cadena antes de ser desmantelada. Y la instalación inicial de la cadena OEM Broadband por parte de Joy en la mina BHP Billiton San Juan utilizó la cadena Parsons COR-X fabricada en el Reino Unido, que se dice que transportó hasta 20 millones de toneladas desde el frente durante su vida.
Cadena inversa para prolongar la vida útil de la cadena
La principal causa del desgaste de la cadena es el movimiento de cada eslabón vertical que gira alrededor de su eslabón horizontal adyacente cuando entra y sale de la rueda dentada impulsora. Esto también conduce a un mayor desgaste en un plano de los eslabones a medida que giran a través de la rueda dentada, por lo tanto, una de las formas más efectivas de extender la vida útil de una cadena usada es rotarla o invertirla 180º para hacer funcionar la cadena en la dirección opuesta. . Esto pondrá a trabajar las superficies “no utilizadas” de los eslabones y dará como resultado un área de eslabón menos desgastada y eso equivale a una vida útil más larga de la cadena.
La carga desigual del transportador, debido a diversas razones, puede provocar un desgaste desigual de las dos cadenas, lo que hace que una se desgaste más rápido que la otra. El desgaste o estiramiento desigual en una o ambas cadenas, como puede suceder con conjuntos externos gemelos, puede hacer que las paletas no coincidan o pierdan el sincronismo a medida que giran alrededor de la rueda dentada motriz. Esto también puede deberse a que una de las dos cadenas se haya aflojado. Este efecto de desequilibrio provocará problemas operativos, además de provocar un desgaste excesivo y posibles daños en las ruedas dentadas de transmisión.
Tensado del sistema
Se necesita un programa sistemático de tensión y mantenimiento para garantizar que, después de la instalación, la tasa de desgaste de la cadena se controle y ambas cadenas se alarguen debido al desgaste a una tasa controlada y comparable.
Bajo un programa de mantenimiento, el personal de mantenimiento medirá el desgaste y la tensión de la cadena, reemplazando la cadena cuando se haya desgastado más del 3%. Para apreciar lo que significa este grado de desgaste de la cadena en términos reales, se debe recordar que en un frente de 200 m de largo, un desgaste de la cadena del 3% implica un aumento en la longitud de la cadena de 12 m para cada ramal. El personal de mantenimiento también reemplazará las ruedas dentadas y extractores de entrega y retorno a medida que se desgasten o dañen, examinará la caja de cambios y el nivel de aceite y se asegurará, a intervalos regulares, de que los pernos estén apretados.
Existen métodos bien establecidos para calcular el nivel correcto de pretensión y resultan ser una guía muy útil para los valores iniciales. Sin embargo, el método más confiable es observar la cadena cuando sale de la rueda dentada motriz cuando el AFC está funcionando en condiciones de carga completa. Se debe ver que la cadena muestra un mínimo de holgura (dos eslabones) a medida que se desprende de la rueda dentada impulsora. Cuando existe tal nivel, es necesario medir, registrar y establecer para el futuro el nivel operativo para esa cara en particular. Se deben tomar lecturas de pretensión con regularidad y registrar el número de eslabones eliminados. Esto proporcionará una advertencia temprana sobre la aparición de desgaste diferencial o desgaste excesivo.
Los vuelos doblados deben enderezarse o cambiarse sin demora. Reducen el rendimiento del transportador y pueden provocar que la barra se salga de la pista inferior y salte sobre la rueda dentada, causando daños a ambas cadenas, la rueda dentada y las barras de vuelo.
Los operadores de tajo largo deben permanecer alerta ante los extractores de cadena desgastados y dañados, ya que pueden permitir que la cadena floja permanezca en la rueda dentada y esto puede provocar atascos y daños.
La gestión de la cadena comienza durante la instalación
No se puede dejar de enfatizar la necesidad de una buena línea facial seria. Cualquier desviación en la alineación de la cara probablemente dé lugar a pretensiones diferenciales entre las cadenas del lado de la cara y de la cabeza, lo que provocará un desgaste desigual. Es más probable que esto ocurra en la cara recién establecida a medida que las cadenas pasan por un período de "asentamiento".
Una vez que se forma un patrón de desgaste diferencial, es prácticamente imposible corregirlo. La mayoría de las veces, el diferencial continúa empeorando con el desgaste de la cadena floja para crear más holgura.
Los efectos adversos de correr con una mala línea facial que conduce a variaciones excesivas en las pretensiones de lado a lado se ilustran al revisar los números. Como ejemplo, un frente largo de 1000 pies con una cadena AFC de 42 mm que tiene aproximadamente 4000 eslabones en cada lado. Aceptar que la eliminación del desgaste del metal del entrelazo se realice en ambos extremos del eslabón. La cadena tiene 8.000 puntos en los que el metal se desgasta por las presiones entre eslabones a medida que es impulsado y cuando vibra por la cara, sufre cargas de choque o es afectado por un ataque corrosivo. Por lo tanto, por cada 1/1000 de pulgada de desgaste generamos 8 pulgadas de aumento en longitud. Cualquier ligera variación entre las tasas de desgaste de la cara y del lado superior, provocada por tensiones desiguales, se multiplica rápidamente y genera una variación importante en las longitudes de la cadena.
Dos forjados en la rueda dentada al mismo tiempo podrían provocar un desgaste excesivo del perfil del diente. Esto se debe a la pérdida de ubicación positiva en la rueda dentada impulsora que permite que el eslabón se deslice sobre los dientes impulsores. Esta acción deslizante corta el eslabón y también aumenta la tasa de desgaste de los dientes de la rueda dentada. Una vez establecido como patrón de desgaste, sólo puede acelerar. A la primera señal de corte del eslabón, se deben examinar las ruedas dentadas y reemplazarlas si es necesario, antes de que el daño destruya la cadena.
Una pretensión de la cadena demasiado alta también provocará un desgaste excesivo tanto en la cadena como en la rueda dentada. Las pretensiones de la cadena deben establecerse en valores que impidan que la cadena quede demasiado floja bajo carga completa. Tales condiciones permitirán que las barras raspadoras se “saquen” y el riesgo de daño a la rueda dentada de cola causado por el amontonamiento de la cadena cuando sale de la rueda dentada. Si las pretensiones se establecen demasiado altas, existen dos peligros obvios: desgaste exagerado entre los eslabones de la cadena y desgaste exagerado de las ruedas dentadas de transmisión.
La tensión excesiva de la cadena puede ser mortal
La tendencia común es tensar demasiado la cadena. El objetivo debe ser comprobar periódicamente la pretensión y eliminar la cadena floja en incrementos de dos eslabones. Más de dos eslabones indicarían que la cadena estaba demasiado floja o la eliminación de cuatro eslabones crearía una pretensión demasiado alta que induciría un gran desgaste entre eslabones y reduciría seriamente la vida útil de la cadena.
Suponiendo que la alineación de la cara sea buena, el valor de la pretensión en un lado no debe exceder el valor en el otro lado en más de una tonelada. Una buena gestión del frente debe garantizar que cualquier diferencial pueda mantenerse en no más de dos toneladas durante toda la vida operativa de la cadena.
Se puede permitir que el aumento de longitud debido al desgaste de las eslabones (a veces denominado erróneamente "estiramiento de la cadena") alcance el 2% y aún así funcione con ruedas dentadas nuevas.
El grado de desgaste de los eslabones no es un problema si la cadena y las ruedas dentadas se desgastan juntas, conservando así su compatibilidad. Sin embargo, el desgaste entre eslabones da como resultado una reducción de la carga de rotura de la cadena y de la resistencia a las cargas de impacto.
Un método sencillo para medir el desgaste entre eslabones es utilizar un calibrador, medir en cinco secciones de paso y aplicarlo a la tabla de alargamiento de la cadena. Por lo general, se consideraría el reemplazo de cadenas cuando el desgaste entre eslabones exceda el 3%. A algunos gerentes de mantenimiento conservadores no les gusta que su cadena exceda el 2% de alargamiento.
Una buena gestión de la cadena comienza en la etapa de instalación. Un monitoreo intensivo con correcciones si es necesario durante el período de asentamiento ayudará a garantizar una vida útil larga y sin problemas de la cadena.
(Con cortesía deEllton pared larga)
Hora de publicación: 26 de septiembre de 2022