Una estrategia de gestión de la cadena 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 usan cadenas de 42 mm o más en sus transportadores frontales blindados (AFC), muchas minas funcionan con 48 mm y algunas con 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 los 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 pueden extraer uno o dos paneles completos sin apagarlo debido a una falla de la cadena.Pero, si se produce una rotura de cadena debido a una mala gestión, mal manejo, monitoreo inadecuado o debido a condiciones ambientales que pueden causar agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC), 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, una parada no planificada podría borrar fácilmente cualquier ahorro de costos obtenido durante el proceso de compra.Entonces, ¿qué debe hacer un operador de tajo largo?Deben prestar mucha atención a las condiciones específicas del sitio y elegir una cadena con cuidado.Después de comprar la cadena, deben gastar el tiempo y el dinero adicionales necesarios para administrar adecuadamente la inversión.Esto puede pagar dividendos significativos.
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 las propiedades del metal que mejor se adapte a la función de los productos.La cadena con endurecimiento diferencial es una de las técnicas más sofisticadas que utiliza Parsons Chain, en la que la corona del eslabón de la cadena sigue siendo resistente al desgaste y las patas, si los eslabones son más suaves, aumentan la dureza 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 realmente proporcional, por lo que un material de 800 HV es ocho veces más duro que uno de 100 HV.Proporciona así una escala racional de dureza desde el material más blando hasta el más duro.Para valores bajos de dureza, hasta alrededor de 300, los resultados de dureza Vickers y Brinell son aproximadamente los mismos, pero para valores más altos, los resultados Brinell son más bajos 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 muesca en el punto de soldadura del eslabón y se coloca en la trayectoria de un péndulo oscilante, midiendo la energía requerida para fracturar la muestra 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.El alargamiento a la fuerza de prueba y el alargamiento total a la fractura también se representan gráficamente durante esta prueba destructiva.
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 de los eslabones internos;
• Alta resistencia al daño de la rueda dentada;
• Mayor resistencia al agrietamiento martensítico;
• Dureza mejorada;
• Mayor vida útil a la fatiga;y
• Resistencia a SCC.
Sin embargo, no existe una solución perfecta, solo varios compromisos.Un punto de fluencia 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 bajo tensión.
Los fabricantes se esfuerzan continuamente por desarrollar cadenas que duren más y sobrevivan a condiciones difíciles.Algunos fabricantes galvanizan la cadena para hacer frente a entornos 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 de corrosión antiestrés son homogéneas en toda la estructura metalúrgica de la cadena y su eficacia no cambia con el desgaste de la cadena.COR-X ha demostrado que aumenta sustancialmente la vida útil de la cadena en ambientes corrosivos y elimina virtualmente las fallas debido a la corrosión bajo tensión.Las pruebas han establecido que la fuerza de rotura y operación aumenta un 10%.El impacto de la muesca aumenta un 40 % y la resistencia a 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 fallas relacionadas 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 COR-X de Parsons fabricada en el Reino Unido, que se dice que transportó hasta 20 millones de toneladas desde el frente durante su vida útil.
Cadena inversa para prolongar la vida útil de la cadena
La causa principal 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 de transmisión.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 prolongar la vida útil de una cadena usada es girarla 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 una variedad de razones, puede provocar un desgaste desigual en las dos cadenas, lo que hace que una cadena se desgaste más rápido que la otra.El desgaste desigual o el estiramiento en cualquiera de las dos cadenas o en ambas, como puede ocurrir con los conjuntos externos gemelos, puede hacer que los vuelos no coincidan o queden desfasados a medida que giran alrededor de la rueda dentada de transmisión.Esto también puede deberse a que una de las dos cadenas se afloja.Este efecto de desequilibrio conducirá a problemas operativos, además de causar 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 con ambas cadenas elongándose 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, conviene recordar que en un frente de tajo largo de 200 m, un desgaste de la cadena del 3% implica un aumento de la longitud de la cadena de 12 m por cada ramal.El personal de mantenimiento también reemplazará las ruedas dentadas de entrega y retorno y los extractores a medida que se desgasten o dañen, examinará la caja de engranajes 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 estos demuestran 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 de transmisión cuando el AFC está funcionando en condiciones de carga completa.Se debe ver que la cadena solo muestra un mínimo de holgura (dos eslabones) a medida que se desprende de la rueda dentada de transmisión.Cuando existe tal nivel, la pretensión debe medirse, registrarse y establecerse para el futuro como el nivel operativo para esa cara en particular.Se deben tomar lecturas de pretensión de forma regular y registrar el número de eslabones retirados.Esto proporcionará una advertencia temprana del inicio del desgaste del diferencial o del desgaste excesivo.
Los vuelos torcidos se deben enderezar o cambiar 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, lo que daña ambas cadenas, la rueda dentada y las barras transportadoras.
Los operadores de tajo largo deben permanecer alertas a los pelacables 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
La necesidad de una buena línea de cara recta no se puede enfatizar lo suficiente.Es probable que cualquier desviación en la alineación de la cara resulte en pretensiones diferenciales entre las cadenas del lado de la cara y del lado de la gota, lo que conduce a 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 repararlo.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 línea frontal deficiente que conduce a variaciones excesivas en las pretensiones de lado a lado se ilustran al revisar los números.Como ejemplo, un tajo largo de 1000 pies con cadena AFC de 42 mm que tiene aproximadamente 4000 eslabones en cada lado.Aceptar que la remoción del metal de desgaste entre eslabones se lleva a cabo en ambos extremos del eslabón.La cadena tiene 8.000 puntos en los que el metal se desgasta por las presiones de los eslabones a medida que se impulsa y vibra hacia abajo, sufre una carga de choque o se ve afectado por un ataque corrosivo.Por lo tanto, por cada 1/1000 pulgadas de desgaste generamos 8 pulgadas de aumento en la longitud.Cualquier ligera variación entre las tasas de desgaste del lado de la cara y del lado de la gota, provocada por tensiones desiguales, se multiplica rápidamente a una variación importante en las longitudes de la cadena.
Dos piezas forjadas en la rueda dentada al mismo tiempo podrían provocar un desgaste indebido 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, solo puede acelerar.A la primera señal de corte del eslabón, las ruedas dentadas deben examinarse y reemplazarse si es necesario, antes de que el daño destruya la cadena.
La pretensión de la cadena demasiado alta también provocará un desgaste excesivo tanto de la cadena como de la rueda dentada.Las pretensiones de la cadena deben establecerse en valores que eviten la creación de una cadena demasiado floja bajo carga completa.Tales condiciones permitirán que las barras rascadoras se “desplacen” y el riesgo de daño a la rueda dentada trasera causado por el amontonamiento de la cadena cuando sale de la rueda dentada.Si las pretensiones se establecen demasiado altas, existen dos peligros evidentes: desgaste excesivo entre eslabones de la cadena y desgaste excesivo de las ruedas dentadas de transmisión.
La tensión excesiva de la cadena puede ser un asesino
La tendencia común es hacer funcionar la cadena demasiado apretada.El objetivo debe ser comprobar regularmente la tensión previa y eliminar la cadena floja en incrementos de dos eslabones.Más de dos eslabones indicarían que la cadena estaba demasiado floja o que la eliminación de cuatro eslabones crearía una pretensión demasiado alta que induciría un fuerte desgaste entre eslabones y reduciría seriamente la vida útil de la cadena.
Suponiendo que la alineación de la cara sea buena, el valor de pretensión en un lado no debe exceder el valor en el otro lado en más de una tonelada.Una buena gestión de la cara debe garantizar que cualquier diferencial pueda mantenerse en no más de dos toneladas a lo largo de la vida útil de la cadena.
Se puede permitir que el aumento de longitud debido al desgaste de los eslabones (a veces denominado erróneamente "estiramiento de la cadena") alcance el 2 % y siga funcionando 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 de los eslabones se traduce en una reducción de la carga de rotura de las cadenas y de la resistencia a las cargas de choque.
Un método simple para medir el desgaste de los eslabones es usar un calibrador, medir en cinco secciones de paso y aplicarlo a la tabla de elongación de la cadena.Por lo general, se consideraría el reemplazo de las cadenas cuando el desgaste de los eslabones supere el 3 %.A algunos gerentes de mantenimiento conservadores no les gusta que su cadena exceda el 2% de elongación.
Una buena gestión de la cadena comienza en la etapa de instalación.El monitoreo intensivo con correcciones si es necesario durante el período de asentamiento ayudará a garantizar una vida útil prolongada y sin problemas de la cadena.
(Con cortesía deMuro Largo de Ellton)
Hora de publicación: 26-sep-2022