Aquellos que permanecen involucrados en los procesos de minería móvil saben que el equipo hidráulico súper grande desempeña un papel importante en la operación discontinua de minería de superficie para minerales sólidos (roca dura) comerciales. Esto incluye una amplia gama de equipo, incluyendo camiones de transporte todo terreno, excavadoras hidráulicas, palas, bulldozers y cargadores frontales.
Las crecientes presiones económicas globales en minería y los horarios 24/7/365 han hecho que la confiabilidad y disponibilidad de este equipo masivo sea aún más esencial. Hay demandas cada vez mayores de mayor productividad a menores costos. Muchas operaciones mineras han detenido órdenes de adquisición de equipo nuevo y están llevando el equipo con el que cuentan actualmente a sus límites.
El papel de los Sellos Hidráulicos en Minería Móvil
Por esta y otras razones, es importante entender el papel de los diseños de sellos hidráulicos confiables y de alto rendimiento, los materiales de sellado y los sistemas de soporte del sello. Seleccionados e instalados correctamente, son esenciales para evitar el mantenimiento no planificado, reducir reparaciones costosas y prolongar la vida del equipo. La mejora correcta de cilindros y la solución de sellado pueden duplicar o incluso triplicar el ciclo de reparación de cilindros.
La combinación del mejor diseño de sellos y tecnología de materiales ahorra dinero y permite entregar un cilindro mejorado y más confiable a la mina.
Usted será capaz de:
- Abordar los problemas ambientales
- Mejorar la confiabilidad del equipo
- Extender la vida útil de servicio libre de fugas
- Reducir el consumo de aceite hidráulico
- Minimizar el tiempo de inactividad y los costos de mantenimiento
Cilindros/Actuadores y su papel en la confiabilidad del equipo
Usando la analogía del cuerpo humano, si la súper estructura del equipo hidráulico grande es el hueso / esqueleto, entonces el sistema hidráulico es el sistema circulatorio (con la bomba hidráulica como el corazón). Los cilindros hidráulicos pueden ser considerados los «músculos» de estos gigantes técnicos. Transforman energía en fuerza y movimiento. Cuando no funcionan eficazmente, todo el sistema sufre.
Desgaste y Corte en el Cilindro
En el exigente entorno minero o de procesamiento de minerales, los cilindros y actuadores están expuestos a algunas de las peores combinaciones de condiciones adversas, incluyendo:
- Corrosión
- Contaminación
- Carga Lateral
- Condiciones de carga de choque
- Alta vibración
- Temperaturas elevadas de operación
Nuevas Tecnologías = Aumento de Esfuerzos de Equipo
El aumento de esfuerzos en los cilindros representa un incremento de las demandas causadas por la nueva tecnología de minería móvil diseñada para incrementar la producción y optimizar los costos. Éstas incluyen:
- Carga útil más alta: Aumento de la presión de funcionamiento del sistema. La presión de operación promedio actual es más de 310 bar (31MPa)
- Espacio y Peso: Mayor presión de trabajo para reducir el tamaño de los cilindros
- Tamaño reducido del tanque: Debido a problemas de espacio y peso, la capacidad del tanque en los equipos hidráulicos móviles es a menudo menor que lo ideal. Significa menos aceite circulando en los sistemas, con un menor tiempo de permanencia en el tanque y la liberación de contaminantes (partículas sólidas, burbujas de aire, agua, etc.)
- Entorno más severo: Los cilindros hidráulicos de minería móvil trabajan en condiciones sucias, polvorientas, abrasivas y temperaturas extremas (altas y bajas)
En conjunto, estas fuerzas aumentan la carga física y térmica sobre los componentes del sello. Debido al menor tiempo de permanencia, los sedimentos no tienen tiempo para asentarse y terminan contaminando el sistema y afectando el rendimiento. Por lo tanto, el fluido proporciona una lubricación menos eficaz a los sellos en combinación con un mayor desgaste y abrasión.
Cilindros Hidráulicos / Actuadores y Fallas Prematuras
El resultado final de estas presiones es que los cilindros y actuadores hidráulicos pueden tener problemas frecuentes de mantenimiento o fallar. Más a menudo, los problemas son causados por sellos hidráulicos y componentes de desgaste / guías.
La lógica sugiere que seleccionar el mejor sello para la aplicación de minería específica, el material óptimo y el elemento de soporte / banda de desgaste contribuirá en gran medida a aumentar el rendimiento general del equipo hidráulico y reducir los problemas de falla.
Causas principales de las fallas de sellos en minería móvil
¿Qué causa la mayoría de las fallas de sellos en aplicaciones de minería móvil? En línea con la regla de Pareto «80/20», la mayoría de las fallas de sellos son típicamente causadas por una lista corta de posibilidades:
- Viscosidad y compatibilidad del fluido
- Exposición a altas o bajas temperaturas
- Carga de choque
- Velocidad de operación
- Carga lateral
- Claros excesivos
- Cuestiones ambientales
NOTA: En muchos (o la mayoría) de los casos, las fallas son causadas por el impacto acumulado de varias de las posibilidades mencionadas anteriormente en distintos grados.
Consecuencias directas e indirectas de las fallas en los sellos
Las fugas graves representan una pérdida que causa problemas de rendimiento operacional o afecta a los medios hidráulicos. Ambos dan como resultado pérdidas que encuentran su camino en la línea de fondo. Además de la reducción en el rendimiento del cilindro y la pérdida directa de fluidos, hay otros costos relacionados que deben tenerse en cuenta, tales como:
- Limpieza y disposición de fluidos
- Peligro
- Mano de Obra Extra
- Costo administrativo (mantenimiento de registros para agencias ambientales, documentación del uso y disposición de los fluidos)
- Posibles multas
Todos los factores anteriores abordan los efectos de falla directa de los sellos. Sin embargo, el principal costo de las fugas es la pérdida de producción consecuencial, debido al tiempo de inactividad para la reparación de los cilindros más críticos del equipo móvil de minería. Esto se conoce como efecto de falla indirecto: Los elementos de sellado fallan, pero la falla no se observa hasta que los componentes metálicos o el cilindro completo lo demuestran. En este caso se incurre en un tiempo de inactividad y un costo considerablemente mayor.
Criterios para la selección óptima del sello
Se puede lograr un servicio extendido, sin fugas y sin problemas instalando componentes de sellado de alto rendimiento y duraderos en el cilindro diseñado apropiadamente.
Concentrarse en:
- El perfil de sello correcto para la aplicación específica y las condiciones de funcionamiento
- El material óptimo del sello para el tipo de esfuerzos / abrasión que impacta el equipo y su propio estado.
- Los limpiadores / rascadores positivos para limpiar y desalojar más eficazmente los contaminantes externos en el proceso de retracción de los vástagos, para evitar escoriaciones y contaminación del sistema.
- Los elementos de soporte de alta capacidad de carga para componentes móviles, el manejo de las fuerzas radiales y evitar el contacto de los metales dentro de los cilindros.
Se deben considerar los siguientes factores de aplicación:
- Rango de presión de fluido: presión de trabajo máxima y/o picos de presión (frecuencia y severidad) causados por cargas de choque dinámicas en los cilindros
- Rango de temperatura: El rango de la temperatura de aplicación del fluido y del sello, tanto en funcionamiento como en posición de parada.
- Velocidad de funcionamiento: La velocidad de accionamiento del movimiento alternativo (y posible vibración)
- Medios hidráulicos: Tipo y viscosidad del fluido utilizado en el sistema
- Dimensiones: Diámetros de vástago y camisa, dimensiones y claros en los alojamientos de sellos.
- Aplicación y funcionamiento del cilindro
Selección del Sello
Selección de Sello Hidráulico para Aplicaciones Mineras Los criterios anteriores determinarán la selección de los materiales óptimos de sellado, perfiles y – en combinación – el sistema de sellado completo. Las características más importantes de los componentes adecuados de sellado y desgaste para un rendimiento superior son:
- Alta resistencia al desgaste y abrasión
- Alta resistencia a la presión
- Resistencia a altas temperaturas
- Memoria elástica de largo plazo
- Excelente resistencia a la extrusión
- Alta capacidad de carga
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