Η παγίδα υγρασίας-ξηρασίας στο εσωτερικό ενός λειτουργούντος ορυχείου
Ένα βιομηχανικό μηχάνημα εξόρυξης σε σήραγγα δεν βιώνει ποτέ σταθερό κλίμα. Οι κύκλοι υγραντοποίησης, οι διακυμάνσεις του αερισμού και η εποχιακή εισροή ωθούν τον αέρα από υγρό σε ξηρό και αντίστροφα πολλές φορές την ημέρα. Αυτός ο κύκλος είναι πιο επιζήμιος για τη μηχανή από τη συνεχή υγρασία, επειδή κάθε διακύμανση τονιστεί κάθε σφράγισμα και κάθε άρθρωση. Το περίβλημα, όχι η περιέλιξη, καθορίζει πόσο καιρό θα επιζήσει η μονάδα υπόγεια. Ένα βιομηχανικό μηχάνημα εξόρυξης που κατασκευάστηκε για σταθερό κλίμα δεν θα επιζήσει σε αυτό το περιβάλλον.
Μία κινητήρια μονάδα ταινίας μεταφοράς νικημένη από τη συμπύκνωση
Μία υπόγεια ταινία χρησιμοποιούσε ένα τυποποιημένο κλειστό κινητήρα που λειτούργησε κανονικά για μήνες, αλλά απέτυχε κατά τη διάρκεια ενός υγρού περιβάλλοντος μετά από αλλαγή στην εξαερισμό. Το συμπύκνωμα συσσωρεύτηκε μέσα στο κουτί τερματικών, το λιπαντικό των εδράνων εκπλύθηκε και η μόνωση των περιελίξεων κατέρρευσε. Το εργοτάξιο έχασε μία ολόκληρη βάρδια μεταφοράς ορυκτών. Ένας Βιομηχανικός Κινητήρας Μεταλλείων που είχε προδιαγραφεί ειδικά γι’ αυτόν τον ακριβή κύκλο θα είχε χρησιμοποιήσει διαδρόμους αποστράγγισης και θερμαντικό στοιχείο χαμηλής ισχύος για να διατηρήσει την εσωτερική θερμοκρασία πάνω από το σημείο δρόσου. Ένας Βιομηχανικός Κινητήρας Μεταλλείων που είναι βαθμονομημένος μόνο για ξηρό, σταθερό περιβάλλον δεν είναι κατάλληλος για τον αγωγό, επομένως η προδιαγραφή του περιβλήματος πρέπει να καθοδηγεί το σχεδιασμό. Οι διαδρόμοι αποστράγγισης και το θερμαντικό στοιχείο χαμηλής ισχύος έχουν αμελητέο κόστος σε σύγκριση με την απώλεια μιας βάρδιας.
Γιατί η εναλλασσόμενη υγρασία υπερβαίνει τη σταθερή υγρασία
Η σταθερή υγρασία επιτρέπει σε ένα επίστρωμα να εκτελεί τη λειτουργία του· η εναλλασσόμενη υγρασία διαλύει και ανασχηματίζει συνεχώς φιλμ στην επιφάνεια. Ένας βιομηχανικός μηχανισμός εξόρυξης σε αυτή τη ζώνη αρχίζει να διαβρώνεται στις αρθρώσεις, όπου το σφράγισμα συναντά το περίβλημα. Η θερμική διαστολή δημιουργεί μικρο-διακένωματα κατά τη διάρκεια των ζεστών λειτουργιών και τα κλείνει κατά τη διάρκεια των ψυχρών, εισέλκοντας υγρό αέρα προς τα μέσα. Το αποτέλεσμα είναι αργή, αόρατη ζημιά που εμφανίζεται ως αιφνίδιο σταμάτημα κατά τη διάρκεια μιας εβδομάδας αιχμής παραγωγής. Ένας βιομηχανικός μηχανισμός εξόρυξης που επιτυγχάνει τον ξηρό εργαστηριακό έλεγχο αποτυγχάνει ακόμα και σε περιβάλλοντα όπου ο αγωγός είναι πρώτα υγρός και μετά ξηρός, επειδή ο έλεγχος δεν κυκλοφορεί το σφράγισμα με τον ίδιο τρόπο που το κάνει το κλίμα. Μόνο ένα επαληθευμένο σχέδιο εισόδου αντέχει αυτόν τον ρυθμό.
Τι κάνει ο κυκλικός κλιματικός κύκλος στη μηχανή
Ο τρόπος αστοχίας δεν είναι εντυπωσιακός στην αρχή, ωστόσο ένας βιομηχανικός μηχανισμός εξόρυξης χάνει μήνες ζωής λόγω αυτού. Αναπτύσσεται μέσω μικρών, επαναλαμβανόμενων γεγονότων που μπορεί να παραλείψει ένας μηνιαίος έλεγχος, και ένας βιομηχανικός μηχανισμός εξόρυξης εξαρτάται τόσο από το περίβλημα όσο και από την τύλιξη για να τον υπερνικήσει.
Σκλήρυνση και ραγίδωμα της σφραγίδας λόγω θερμικών διακυμάνσεων
Οι σφραγίδες και οι επιφανειακές προσαρμογές από καουτσούκ χωρίς χείλος σκληραίνουν όταν οι θερμοκρασιακές διακυμάνσεις μεταβάλλονται κατά τη διάρκεια της ημέρας. Ένας βιομηχανικός κινητήρας μεταλλείου για εξόρυξη, ο οποίος διαθέτει σφραγίδα με σκληρυμένο χείλος, χάνει την πίεση επαφής της, οπότε σταματά να αποκλείει την υγρασία και αρχίζει να την εισάγει. Μόλις το ελαστομερές ραγίσει, η αντικατάσταση είναι η μοναδική λύση, ενώ η ζημιά συχνά εκτείνεται στον άξονα πριν κανείς την προσέξει. Ένας βιομηχανικός κινητήρας μεταλλείου για εξόρυξη, ο οποίος διαθέτει καταγεγραμμένο έλεγχο ελαστικότητας της σφραγίδας, εντοπίζει το ραγίσματα κατά τη διάρκεια προγραμματισμένης διακοπής. Ένα ελαστομερές με ευρύτερη θερμοκρασιακή κλίμακα επίσης επιβραδύνει τη σκλήρυνση, παραμένοντας εντός της εγκεκριμένης θερμοκρασιακής διακύμανσης κατά τον κάθε κύκλο.
Μόλυνση των κουζινέτων και φθορά της μόνωσης
Η υγρασία που φτάνει στο κουζινέτο απομακρύνει το λιπαντικό και προκαλεί σκουριά στο δαχτυλίδι. Ένας βιομηχανικός κινητήρας μεταλλείου σε έναν υγρό-ξηρό σήραγγα κινδυνεύει επίσης από συμπύκνωση στα τυλίγματα, μειώνοντας την αντίσταση μόνωσης μέχρις ότου μια βραχυκύκλωση φάσης-γης ενεργοποιήσει τον κινητήρα. Και οι δύο βλάβες οφείλονται στην ίδια ριζική αιτία: η θήκη επέτρεψε στο κλίμα να εισχωρήσει εσωτερικά, και η βαθμονόμηση στην πινακίδα εταιρείας δεν αντιστοιχούσε στο πραγματικό φορτίο λειτουργίας. Ένας βιομηχανικός κινητήρας μεταλλείου με το κατάλληλο εσωτερικό κλίμα διατηρεί το λιπαντικό στη θέση του και την αντίσταση μόνωσης υψηλή, γι’ αυτό η θήκη — όχι τα τυλίγματα — καθορίζει το διάστημα συντήρησης υπόγεια.
Πώς η σωστή σφράγιση και η ελεγχόμενη αναπνοή προστατεύουν τον κινητήρα
Μια καλή προστασία είναι ένα σύστημα, όχι απλώς μια μόνο παρεμβύσματος. Συνδυάζει την κατάλληλη βαθμονόμηση προστασίας από εισχώρηση με ελεγχόμενη αναπνοή και σταθερό εσωτερικό περιβάλλον, ώστε ένας βιομηχανικός κινητήρας μεταλλείου να επιτυγχάνει τη βαθμονόμησή του μόνο όταν η κατασκευή του αντιστοιχεί ακριβώς στη διακηρυσσόμενη προδιαγραφή.
Προσαρμογή της βαθμονόμησης προστασίας από εισχώρηση στη ζώνη
Ένας βιομηχανικός κινητήρας για εξόρυξη σε ζώνη ψεκασμού και ξήρανσης απαιτεί τουλάχιστον προστασία IP55, ενώ πολλοί σήραγγες απαιτούν IP56 ή IP65, όπου η πλύση είναι συνηθισμένη. Η τιμή προστασίας πρέπει να αντιστοιχεί στην πραγματική έκθεση, όχι σε μια προεπιλεγμένη τιμή καταλόγου. Υψηλότερες τιμές προστασίας αυξάνουν το κόστος, επομένως οι προδιαγραφές πρέπει να βασίζονται στο πραγματικό φορτίο λειτουργίας του κινητήρα, όχι στον «ασφαλέστερο» αριθμό που εμφανίζεται στο φύλλο προδιαγραφών. Ένας βιομηχανικός κινητήρας για εξόρυξη που επιλέγεται με αυτόν τον τρόπο προστατεύει τον προϋπολογισμό και τη διάρκεια λειτουργίας, διότι η τιμή προστασίας ταιριάζει με τη συγκεκριμένη ζώνη, αντί να βασίζεται σε μια γενική προεπιλογή καταλόγου που δεν αντιπροσωπεύει πραγματικά καμία σήραγγα.
Αποστράγγιση, Θέρμανση και Επικάλυψη Που Διατηρούν
Τα οπές αποστράγγισης με βαλβίδες ελέγχου επιτρέπουν στο παγιδευμένο νερό να εξέρχεται χωρίς να εισέρχεται αέρας. Ένας χαμηλής κατανάλωσης θερμαντήρας χώρου διατηρεί την εσωτερική θερμοκρασία λίγους βαθμούς πάνω από την περιβάλλουσα, αποτρέποντας έτσι τον σχηματισμό συμπύκνωσης. Ένας Mining Industrial Motor ωφελείται επίσης από μια επίστρωση ανθεκτική στη διάβρωση στο πλαίσιο και από ανοξείδωτα εξαρτήματα, ώστε ο κύκλος υγρασίας-ξηρασίας να μην προκαλέσει σκουριά στα συνδετικά στοιχεία ή στα βολτς της βάσης. Ένας Mining Industrial Motor θεωρείται έτοιμος για εγκατάσταση μόνο όταν το καλωδιακό σφράγισμα είναι τύπου σφραγισμένου και κατάλληλου για την αντίστοιχη ζώνη, διότι το σημείο εισόδου αποτυγχάνει με τον ίδιο αθόρυβο τρόπο όπως και το περίβλημα, εάν αφεθεί ανοιχτό.
Τι απαιτούν τα πρότυπα και πώς να το καθορίσετε
Η επιλογή της κατάλληλης μονάδας σημαίνει την αναφορά των κανόνων που ορίζουν την προστασία εναντίον ακραίων συνθηκών και την απόδειξη ότι η κατασκευή της πληροί αυτούς τους κανόνες. Ένας Mining Industrial Motor που κατασκευάζεται σύμφωνα με αυτούς τους κανόνες μετατρέπει μια ασαφή δέσμευση για αντοχή σε μια μετρήσιμη και ελέγξιμη προδιαγραφή.
IEEE 841 και IEC 60034-5 στην πράξη
Το πρότυπο IEEE 841 καθορίζει τα κριτήρια για κινητήρες υψηλής φόρτισης σε απαιτητικές βιομηχανικές εγκαταστάσεις, καλύπτοντας την προστασία των εδράνων, την αποστράγγιση και την τροπικοποίηση που απαιτεί ένας βιομηχανικός κινητήρας μεταλλείου σε σήραγγα. Το πρότυπο IEC 60034-5 ορίζει τον κωδικό IP, ώστε ο ισχυρισμός για αντοχή σε εισχώρηση να είναι δοκιμάσιμος και όχι απλώς διακοσμητικός. Μαζί, μετατρέπουν μια ασαφή διαβεβαίωση ότι ο κινητήρας είναι «ανθεκτικός» σε μια μετρήσιμη προδιαγραφή που ο αγοραστής μπορεί να ελέγξει πριν από την αποστολή της μονάδας.
Κατάλογος Προδιαγραφών, Ελέγχου και Συντήρησης
Πριν από την υποβολή προσφοράς, αναφέρετε το εύρος υγρασίας, τη συχνότητα των πλύσεων και τα σημεία εισόδου των καλωδίων. Ένας βιομηχανικός κινητήρας μεταλλείου πρέπει να παραδίδεται με επισήμως πιστοποιημένη βαθμίδα IP, διατάξεις αποστράγγισης και θερμαντικό στοιχείο στο φύλλο προδιαγραφών. Κατά τη λειτουργία, ελέγχετε κάθε τρίμηνο την ελαστικότητα των σφραγίδων, τη ροή της αποστράγγισης και την αντίσταση μόνωσης· καταγράφετε τις τάσεις της αντίστασης, ώστε μια σταδιακή μείωση να προειδοποιεί για εισχώρηση πριν από την απρόβλεπτη διακοπή λειτουργίας του κινητήρα στη γραμμή.
Συχνές Ερωτήσεις
Γιατί η υγρασία στις σήραγγες των μεταλλείων μεταβάλλεται τόσο πολύ;
Οι ορυχείες συνδυάζουν τον αερισμό, την εισροή νερού και το ψεκασμό για τον έλεγχο της σκόνης, οπότε το κλίμα μεταβάλλεται από υγρό σε ξηρό πολλές φορές την ημέρα. Ένας βιομηχανικός κινητήρας ορυχείων βρίσκεται σε αυτήν την περιοχή, και κάθε μεταβολή της θερμοκρασίας μετακινεί το σημείο δρόσου κατά μήκος των επιφανειών του περιβλήματος. Η συνεχής υγρασία επιτρέπει σε μια επίστρωση να λειτουργεί αποτελεσματικά, αλλά ο εναλλασσόμενος κύκλος προκαλεί επανειλημμένη δημιουργία υμενίων και ανοίγματα μικρο-ρωγμών στα μανταλωτά, γι’ αυτό και επιταχύνει την γήρανση της μηχανής περισσότερο από τη σταθερή υγρασία.
Ποια τιμή προστασίας εισόδου (ingress rating) είναι κατάλληλη για έναν υγρό-ξηρό αγωγό;
Τα περισσότερα ζώνη με ψεκασμό και ξήρανση απαιτούν τουλάχιστον IP55, ενώ οι συνηθισμένες εφαρμογές πλύσης απαιτούν IP56 ή IP65. Ένας βιομηχανικός κινητήρας ορυχείων πρέπει να φέρει την τιμή προστασίας που αντιστοιχεί στην πραγματική έκθεσή του, όχι μια προκαθορισμένη τιμή. Αυτός ο αριθμός πρέπει να προέρχεται από δοκιμές σύμφωνα με το πρότυπο IEC 60034-5, ώστε η δήλωση να είναι επαληθεύσιμη. Η υπερπροδιαγραφή αυξάνει το κόστος, επομένως η τιμή προστασίας πρέπει να αντιστοιχεί στο πραγματικό φορτίο λειτουργίας του κινητήρα.
Πώς εισέρχεται η συμπύκνωση μέσα στο περίβλημα;
Όταν η εσωτερική θερμοκρασία πέσει κάτω από το σημείο δρόσου, συμπυκνώνεται νερό στις περιελίξεις και στο κουτί των ακροδεκτών. Ένας βιομηχανικός κινητήρας για εξόρυξη χωρίς θερμαντικό στοιχείο χώρου ή με φραγμένες αποστραγγίσεις επιτρέπει σε αυτή την υγρασία να παραμείνει και να συσσωρευτεί. Οι θερμικές κύκλους στη συνέχεια εισάγουν υγρό αέρα μέσω οποιασδήποτε ελαστικοποιημένης σφράγισης. Οι βαλβίδες αποστράγγισης και ένα χαμηλής ισχύος θερμαντικό στοιχείο διατηρούν την εσωτερική θερμοκρασία πάνω από το σημείο δρόσου, αποτρέποντας τη συμπύκνωση πριν σχηματιστεί στη μόνωση.
Τι αποτυγχάνει πρώτο σε ένα κλίμα με εναλλασσόμενες θερμοκρασίες;
Οι σφραγίσεις και οι επιφανειακές προσαρμογές σκληραίνουν και ραγίζουν λόγω των καθημερινών διακυμάνσεων θερμοκρασίας, χάνοντας την πίεση επαφής. Ένας βιομηχανικός κινητήρας για εξόρυξη αρχίζει τότε να «αναπνέει» υγρό αέρα, ο οποίος πλένει τη λιπαντική γράσα των κιβωτίων και προκαλεί σκουριά στους δακτυλίους. Η υγρασία στις περιελίξεις μειώνει την αντίσταση μόνωσης μέχρις ότου μια βλάβη ενεργοποιήσει τον μετατροπέα. Οι περισσότερες διακοπές οφείλονται στο περίβλημα, το οποίο επιτρέπει στο κλίμα του σήραγγα να εισέλθει στο εσωτερικό μέσω μιας αποτυχημένης σφράγισης.
Ποιο πρότυπο καλύπτει τους κινητήρες για απαιτητικές εφαρμογές;
Το πρότυπο IEEE 841 καθορίζει το πρότυπο αυστηρής χρήσης για εγκαταστάσεις με δύσκολες συνθήκες, καλύπτοντας την προστασία των κουζινέτων, την αποστράγγιση και την τροπικοποίηση, που είναι κατάλληλη για ένα βιομηχανικό μηχάνημα εξόρυξης σε σήραγγα. Το πρότυπο IEC 60034-5 ορίζει τον κωδικό IP, ώστε οι δηλώσεις σχετικά με την προστασία από εισχώρηση να επαληθεύονται μέσω δοκιμών, όχι με υπόθεση. Η αναφορά και των δύο προτύπων μετατρέπει μια αόριστη διατύπωση όπως «ανθεκτικό» σε μια μετρήσιμη προδιαγραφή που ο αγοραστής μπορεί να επαληθεύσει κατά τη διάρκεια ενός ελέγχου.
Πόσο συχνά πρέπει να ελέγχονται τα σφραγισμένα μηχανήματα εξόρυξης;
Οι ελέγχους κάθε τρίμηνο εντοπίζουν προβλήματα πριν από μια διακοπή λειτουργίας. Ένα βιομηχανικό μηχάνημα εξόρυξης απαιτεί την καταγραφή της ελαστικότητας των σφραγίσεων, της ροής αποστράγγισης και της αντίστασης μόνωσης κάθε φορά, διότι μια σταδιακή μείωση της αντίστασης είναι πρώιμο σημάδι εισχώρησης. Ελέγξτε τις εισόδους των καλωδίων για φαινόμενο «κατανάλωσης» (wicking) και βεβαιωθείτε ότι η θερμαντική συσκευή λειτουργεί κατά τις δροσερές και υγρές περιόδους. Οι τάσεις έχουν μεγαλύτερη σημασία από τις μεμονωμένες μετρήσεις, επομένως διατηρήστε συνεχή καταγραφή κατά τη διάρκεια όλων των εποχών.
EN
