Strategi Manajemen Rantai AFC Memperpanjang Umur dan Mencegah Waktu Henti yang Tidak Terencana
Rantai pertambanganUkuran rantai dapat menentukan keberhasilan atau kegagalan suatu operasi. Meskipun sebagian besar tambang longwall menggunakan rantai berdiameter 42 mm atau lebih besar pada konveyor muka lapis baja (AFC), banyak tambang menggunakan rantai berdiameter 48 mm dan beberapa bahkan menggunakan rantai hingga 65 mm. Diameter yang lebih besar dapat memperpanjang umur rantai. Operator longwall sering memperkirakan dapat menghasilkan lebih dari 11 juta ton dengan ukuran 48 mm dan sebanyak 20 juta ton dengan ukuran 65 mm sebelum rantai tersebut rusak. Rantai dengan ukuran yang lebih besar ini mahal, tetapi sepadan jika seluruh panel atau dua panel dapat ditambang tanpa penghentian operasi karena kerusakan rantai. Namun, jika terjadi kerusakan rantai akibat kesalahan manajemen, penanganan yang salah, pemantauan yang tidak tepat, atau karena kondisi lingkungan yang dapat menyebabkan retak korosi tegangan (SCC), tambang akan menghadapi masalah besar. Dalam situasi ini, harga yang dibayarkan untuk rantai tersebut menjadi tidak relevan.
Jika operator longwall tidak menggunakan rantai terbaik yang sesuai dengan kondisi di tambang, satu kali penghentian operasi yang tidak direncanakan dapat dengan mudah menghapus penghematan biaya yang diperoleh selama proses pembelian. Jadi, apa yang harus dilakukan operator longwall? Mereka harus memperhatikan kondisi spesifik lokasi dan memilih rantai dengan cermat. Setelah rantai dibeli, mereka perlu meluangkan waktu dan uang tambahan yang diperlukan untuk mengelola investasi tersebut dengan benar. Hal ini dapat memberikan keuntungan yang signifikan.
Perlakuan panas dapat meningkatkan kekuatan rantai, mengurangi kerapuhannya, menghilangkan tegangan internal, meningkatkan ketahanan aus, atau meningkatkan kemampuan pemesinan rantai. Perlakuan panas telah menjadi bentuk seni yang rumit dan bervariasi dari satu produsen ke produsen lainnya. Tujuannya adalah untuk mendapatkan keseimbangan sifat logam agar paling sesuai dengan fungsi produk. Rantai yang dikeraskan secara diferensial adalah salah satu teknik yang lebih canggih yang digunakan oleh Parsons Chain di mana bagian atas mata rantai tetap keras untuk menahan keausan dan bagian bawah mata rantai lebih lunak untuk meningkatkan ketangguhan dan keuletan dalam penggunaan.
Kekerasan adalah kemampuan untuk menahan keausan dan ditunjukkan oleh angka kekerasan Brinell dengan simbol HB atau angka kekerasan Vickers (HB). Skala kekerasan Vickers benar-benar proporsional, sehingga material dengan kekerasan 800 HV delapan kali lebih keras daripada material dengan kekerasan 100 HV. Dengan demikian, skala ini memberikan skala kekerasan yang rasional dari material terlunak hingga terkeras. Untuk nilai kekerasan rendah, hingga sekitar 300, hasil kekerasan Vickers dan Brinell hampir sama, tetapi untuk nilai yang lebih tinggi, hasil Brinell lebih rendah karena distorsi indentor bola.
Uji Impak Charpy adalah ukuran kerapuhan suatu material yang dapat diperoleh dari uji impak. Mata rantai diberi takik pada titik las dan ditempatkan di jalur ayunan pendulum, energi yang dibutuhkan untuk mematahkan spesimen diukur dengan pengurangan ayunan pendulum.
Sebagian besar produsen rantai menyimpan beberapa meter dari setiap pesanan batch untuk memungkinkan pengujian destruktif penuh dilakukan. Hasil pengujian lengkap dan sertifikat biasanya disertakan bersama rantai yang biasanya dikirim dalam pasangan sepanjang 50 meter. Perpanjangan pada gaya uji dan perpanjangan total pada saat patah juga digrafikkan selama pengujian destruktif ini.
Rantai Optimal
Tujuannya adalah untuk menggabungkan semua karakteristik ini untuk menciptakan rantai yang optimal, yang mencakup kinerja sebagai berikut:
• Kekuatan tarik yang lebih tinggi;
• Ketahanan yang lebih tinggi terhadap keausan sambungan bagian dalam;
• Ketahanan tinggi terhadap kerusakan sproket;
• Ketahanan yang lebih besar terhadap keretakan martensitik;
• Ketahanan yang lebih baik;
• Meningkatkan daya tahan terhadap kelelahan; dan
• Ketahanan terhadap SCC.
Namun, tidak ada satu solusi sempurna, hanya berbagai kompromi. Titik leleh yang tinggi cenderung menghasilkan tegangan sisa yang tinggi, jika dikaitkan dengan kekerasan tinggi untuk meningkatkan ketahanan aus, hal itu juga cenderung menurunkan ketangguhan dan ketahanan terhadap korosi tegangan.
Para produsen terus berupaya mengembangkan rantai yang dapat bertahan lebih lama dan tahan terhadap kondisi sulit. Beberapa produsen melakukan galvanisasi rantai untuk mengatasi lingkungan korosif. Pilihan lain adalah rantai COR-X, yang terbuat dari paduan vanadium, nikel, kromium, dan molibdenum yang dipatenkan dan mampu melawan korosi tegangan (SCC). Yang membuat solusi ini unik adalah sifat anti-korosi tegangannya homogen di seluruh struktur metalurgi rantai dan efektivitasnya tidak berubah seiring dengan keausan rantai. COR-X telah terbukti secara substansial meningkatkan masa pakai rantai di lingkungan korosif dan hampir menghilangkan kegagalan akibat korosi tegangan. Pengujian telah menunjukkan bahwa gaya putus dan gaya operasi meningkat 10%. Dampak takik meningkat 40% dan ketahanan terhadap SCC meningkat 350% dibandingkan dengan rantai biasa (DIN 22252).
Terdapat beberapa kasus di mana rantai COR-X 48 mm telah mengangkut 11 juta ton tanpa mengalami kegagalan terkait rantai sebelum dinonaktifkan. Dan instalasi rantai OEM Broadband awal oleh Joy di tambang BHP Billiton San Juan menggunakan rantai Parsons COR-X yang diproduksi di Inggris, yang konon telah mengangkut hingga 20 juta ton dari lokasi penambangan selama masa pakainya.
Rantai Terbalik untuk Memperpanjang Umur Rantai
Penyebab utama keausan rantai adalah pergerakan setiap mata rantai vertikal yang berputar di sekitar mata rantai horizontal yang berdekatan saat masuk dan keluar dari sproket penggerak. Hal ini juga menyebabkan keausan yang lebih besar pada satu bidang mata rantai saat berputar melalui sproket, oleh karena itu salah satu cara paling efektif untuk memperpanjang umur rantai bekas adalah dengan memutarnya, atau membalikkannya 180º untuk menjalankan rantai ke arah yang berlawanan. Ini akan membuat permukaan mata rantai yang "tidak terpakai" bekerja dan menghasilkan area mata rantai yang lebih sedikit aus dan itu berarti umur rantai yang lebih panjang.
Beban yang tidak merata pada konveyor, karena berbagai alasan, dapat menyebabkan keausan yang tidak merata pada kedua rantai, sehingga satu rantai aus lebih cepat daripada yang lain. Keausan atau peregangan yang tidak merata pada salah satu atau kedua rantai, seperti yang dapat terjadi pada rakitan ganda di bagian luar, dapat menyebabkan bilah-bilah konveyor menjadi tidak sejajar, atau tidak sinkron saat berputar di sekitar sproket penggerak. Hal ini juga dapat disebabkan oleh salah satu dari kedua rantai yang kendur. Efek ketidakseimbangan ini akan menyebabkan masalah operasional, serta menyebabkan keausan berlebihan dan kemungkinan kerusakan pada sproket penggerak.
Pengencangan Sistem
Diperlukan program pengencangan dan perawatan yang sistematis untuk memastikan bahwa setelah pemasangan, laju keausan rantai terkontrol, dengan kedua rantai memanjang akibat keausan pada tingkat yang terkontrol dan sebanding.
Dalam program perawatan, staf perawatan akan mengukur keausan rantai serta ketegangannya, dan mengganti rantai jika keausannya lebih dari 3%. Untuk memahami arti sebenarnya dari tingkat keausan rantai ini, perlu diingat bahwa pada area penambangan batubara bawah tanah sepanjang 200 m, keausan rantai sebesar 3% berarti peningkatan panjang rantai sebesar 12 m untuk setiap untai. Staf perawatan juga akan mengganti sprocket pengiriman dan pengembalian serta stripper jika aus atau rusak, memeriksa gearbox dan level oli, serta memastikan, secara berkala, bahwa baut-bautnya kencang.
Terdapat metode yang sudah mapan untuk menghitung tingkat prategangan yang tepat dan metode ini terbukti sangat berguna sebagai panduan untuk nilai awal. Namun, metode yang paling andal adalah dengan mengamati rantai saat meninggalkan sprocket penggerak ketika AFC beroperasi dalam kondisi beban penuh. Rantai seharusnya terlihat hanya menunjukkan sedikit kelonggaran (dua mata rantai) saat terlepas dari sprocket penggerak. Ketika tingkat kelonggaran tersebut ada, prategangan perlu diukur, dicatat, dan ditetapkan untuk masa mendatang sebagai tingkat operasi untuk permukaan tertentu tersebut. Pembacaan prategangan harus dilakukan secara teratur dan jumlah mata rantai yang dilepas harus dicatat. Ini akan memberikan peringatan dini tentang timbulnya keausan diferensial atau keausan berlebihan.
Bilah penggerak yang bengkok harus diluruskan atau diganti tanpa penundaan. Hal ini mengurangi kinerja konveyor dan dapat menyebabkan bilah terlepas dari jalur bawah dan melompat ke sproket, sehingga merusak rantai, sproket, dan bilah penggerak.
Operator longwall harus tetap waspada terhadap alat pelepas rantai yang aus dan rusak karena dapat menyebabkan rantai kendur tetap berada di sproket dan hal ini dapat mengakibatkan kemacetan dan kerusakan.
Manajemen Rantai Dimulai Selama Pemasangan
Pentingnya garis muka yang lurus dan baik tidak bisa terlalu ditekankan. Setiap penyimpangan dalam keselarasan muka kemungkinan akan mengakibatkan tegangan yang berbeda antara rantai sisi muka dan sisi gob, yang menyebabkan keausan yang tidak merata. Hal ini lebih mungkin terjadi pada permukaan yang baru terbentuk karena rantai tersebut melewati periode "penyesuaian".
Begitu pola keausan diferensial terbentuk, hampir tidak mungkin untuk memperbaikinya. Seringkali, perbedaan tersebut terus memburuk dengan rantai yang kendur sehingga menciptakan lebih banyak kekenduran.
Dampak buruk dari penggunaan rantai tambang dengan garis muka yang buruk yang menyebabkan variasi tegangan antar sisi yang berlebihan diilustrasikan dengan meninjau angka-angka tersebut. Sebagai contoh, tambang batubara bawah tanah sepanjang 1.000 kaki dengan rantai AFC 42 mm yang memiliki sekitar 4.000 mata rantai di setiap sisinya. Dengan asumsi bahwa keausan logam antar mata rantai terjadi di kedua ujung mata rantai, rantai tersebut memiliki 8.000 titik di mana logam terkikis oleh tekanan antar mata rantai saat didorong dan bergetar di sepanjang permukaan tambang, mengalami beban kejut, atau terkena serangan korosi. Oleh karena itu, untuk setiap 1/1.000 inci keausan, kita menghasilkan peningkatan panjang sebesar 8 inci. Setiap sedikit variasi antara tingkat keausan sisi muka dan sisi gob, yang disebabkan oleh tegangan yang tidak merata, dengan cepat berlipat ganda menjadi variasi besar pada panjang rantai.
Dua tempaan pada sproket secara bersamaan dapat menyebabkan keausan yang berlebihan pada profil gigi. Hal ini disebabkan oleh hilangnya posisi yang tepat pada sproket penggerak yang memungkinkan mata rantai bergeser pada gigi penggerak. Aksi geser ini mengikis mata rantai dan juga meningkatkan laju keausan pada gigi sproket. Setelah terbentuk sebagai pola keausan, hal itu hanya akan semakin cepat. Pada tanda pertama pengikisan mata rantai, sproket harus diperiksa dan diganti jika perlu, sebelum kerusakan menghancurkan rantai.
Ketegangan rantai yang terlalu tinggi juga akan menyebabkan keausan berlebihan pada rantai dan sproket. Ketegangan rantai perlu diatur pada nilai yang mencegah terbentuknya rantai kendur yang berlebihan di bawah beban penuh. Kondisi seperti itu akan memungkinkan bilah pengikis "terlempar keluar" dan risiko kerusakan pada sproket belakang yang disebabkan oleh rantai yang menggumpal saat keluar dari sproket. Jika ketegangan diatur terlalu tinggi, ada dua bahaya yang jelas: keausan antar mata rantai yang berlebihan, dan keausan yang berlebihan pada sproket penggerak.
Ketegangan Rantai yang Berlebihan Bisa Berbahaya
Kecenderungan umum adalah mengencangkan rantai terlalu kencang. Tujuannya adalah untuk secara teratur memeriksa tegangan awal dan mengurangi kekenduran rantai dengan menambah dua mata rantai. Lebih dari dua mata rantai akan menunjukkan bahwa rantai terlalu kendur, atau pengurangan empat mata rantai akan menciptakan tegangan awal yang terlalu tinggi yang akan menyebabkan keausan antar mata rantai yang parah dan akan sangat mengurangi masa pakai rantai.
Dengan asumsi bahwa penyelarasan permukaan rantai sudah baik, nilai tegangan awal di satu sisi tidak boleh melebihi nilai di sisi lainnya lebih dari satu ton. Manajemen permukaan rantai yang baik harus memastikan bahwa perbedaan tegangan dapat dijaga agar tidak lebih dari dua ton sepanjang masa pakai rantai.
Peningkatan panjang akibat keausan antar mata rantai (kadang-kadang salah disebut sebagai "peregangan rantai") dapat dibiarkan mencapai 2% dan tetap dapat digunakan dengan sprocket baru.
Tingkat keausan antar mata rantai bukanlah masalah jika rantai dan gir aus bersamaan sehingga tetap kompatibel. Namun, keausan antar mata rantai mengakibatkan penurunan beban putus rantai dan ketahanan terhadap beban kejut.
Metode sederhana untuk mengukur keausan antar mata rantai adalah dengan menggunakan jangka sorong, mengukur dalam lima bagian jarak antar mata rantai dan menerapkannya pada grafik pemanjangan rantai. Rantai umumnya akan dipertimbangkan untuk diganti ketika keausan antar mata rantai melebihi 3%. Beberapa manajer perawatan yang konservatif tidak suka melihat rantai mereka melebihi pemanjangan 2%.
Manajemen rantai yang baik dimulai dari tahap pemasangan. Pemantauan intensif dengan koreksi jika diperlukan selama periode penyesuaian akan membantu memastikan masa pakai rantai yang panjang dan bebas masalah.
(Dengan izin dari)Ellton Longwall)
Waktu posting: 26 September 2022
