AFC 체인 관리 전략은 수명을 연장하고 계획되지 않은 가동 중지를 방지합니다.
채굴 체인작업을 성공시키거나 실패시킬 수 있습니다.대부분의 롱월 광산은 장갑면 컨베이어(AFC)에 42mm 이상의 체인을 사용하지만, 많은 광산은 48mm를 사용하고 있으며, 일부는 65mm만큼 큰 체인을 사용합니다.더 큰 직경은 체인 수명을 연장할 수 있습니다.롱월 운영자는 체인이 사용 중지되기 전에 48mm 크기로 1,100만 톤을 초과하고 65mm 크기로는 최대 2,000만 톤을 초과할 것으로 예상하는 경우가 많습니다.이러한 대형 크기의 체인은 비싸지만 체인 고장으로 인해 가동이 중단되지 않고 전체 패널 한두 개를 채굴할 수 있다면 그만한 가치가 있습니다.그러나 잘못된 관리, 잘못된 취급, 부적절한 모니터링 또는 응력 부식 균열(SCC)을 일으킬 수 있는 환경 조건으로 인해 체인이 파손되면 광산은 심각한 문제에 직면하게 됩니다.이런 상황에서는 해당 체인에 지불한 대가가 무의미해집니다.
롱월 운영자가 광산 환경에 가장 적합한 체인을 운영하지 않는다면, 예상치 못한 가동 중단으로 구매 과정에서 얻은 비용 절감 효과가 사라질 수 있습니다. 그렇다면 롱월 운영자는 어떻게 해야 할까요? 현장의 특정 조건을 면밀히 검토하고 체인을 신중하게 선택해야 합니다. 체인을 구매한 후에는 투자를 적절히 관리하는 데 필요한 추가적인 시간과 비용을 투자해야 합니다. 이는 상당한 이익을 가져다줄 수 있습니다.
열처리는 체인 강도를 높이고, 취성을 줄이며, 내부 응력을 완화하고, 내마모성을 높이거나 체인의 가공성을 개선할 수 있습니다. 열처리는 정교한 예술의 한 형태로 자리 잡았으며 제조업체마다 다릅니다. 열처리의 목적은 제품 기능에 가장 적합한 금속 특성의 균형을 얻는 것입니다. 차등 경화 체인은 파슨스 체인에서 사용하는 더욱 정교한 기술 중 하나로, 체인 링크의 크라운은 마모에 강하고, 링크가 부드러울수록 체인의 다리는 인성과 연성을 높입니다.
경도는 마모에 저항하는 능력으로, 브리넬 경도(기호 HB) 또는 비커스 경도(HB)로 표시됩니다. 비커스 경도 척도는 실질적으로 비례하므로, 800HV의 재료는 100HV의 재료보다 8배 더 단단합니다. 따라서 가장 부드러운 재료부터 가장 단단한 재료까지 합리적인 경도 척도를 제공합니다. 경도가 약 300까지 낮은 경우 비커스 경도와 브리넬 경도 결과는 거의 같지만, 경도가 높은 경우 볼 압입자의 변형으로 인해 브리넬 경도 결과가 낮아집니다.
샤르피 충격 시험은 충격 시험을 통해 재료의 취성을 측정하는 방법입니다. 체인 링크의 용접 지점에 노치를 만들고 진동하는 진자의 경로에 놓아, 진자의 진동 감소로 시편을 파단시키는 데 필요한 에너지를 측정합니다.
대부분의 체인 제조업체는 전체 파괴 시험을 위해 각 배치 주문량에서 몇 미터를 비축합니다. 전체 시험 결과와 인증서는 일반적으로 체인과 함께 제공되며, 일반적으로 50m 쌍으로 배송됩니다. 이 파괴 시험에서는 시험 하중에서의 신율과 파단 시 총 신율도 그래프로 표시됩니다.
최적의 체인
목표는 이러한 모든 특성을 결합하여 다음과 같은 성능을 포함하는 최적의 체인을 만드는 것입니다.
• 더 높은 인장 강도
• 내부 링크 마모에 대한 더 높은 저항성
• 스프라켓 손상에 대한 높은 저항성
• 마르텐사이트 균열에 대한 더 큰 저항성
• 향상된 인성
• 피로 수명 증가
• SCC에 대한 저항성.
그러나 완벽한 해결책은 없으며, 다양한 절충안이 있을 뿐입니다. 높은 항복점은 높은 잔류 응력을 초래하는 경향이 있으며, 내마모성을 높이기 위해 높은 경도와 결합하는 경우 인성과 응력 부식 저항성이 감소하는 경향이 있습니다.
제조업체들은 더 오래 사용하고 열악한 환경에서도 견딜 수 있는 체인을 개발하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 일부 제조업체는 부식성 환경에 대응하기 위해 체인을 아연 도금합니다. 또 다른 옵션은 특허받은 바나듐, 니켈, 크롬, 몰리브덴 합금으로 제작된 COR-X 체인으로, 응력 부식(SCC)을 방지합니다. 이 솔루션의 독보적인 특징은 체인의 금속 구조 전반에 걸쳐 균질한 응력 부식 방지 특성을 유지하며, 체인 마모에 따라 그 효과가 변하지 않는다는 것입니다. COR-X는 부식성 환경에서 체인 수명을 크게 증가시키고 응력 부식으로 인한 파손을 사실상 제거하는 것으로 입증되었습니다. 테스트 결과, 파단력과 작동력이 일반 체인(DIN 22252) 대비 10% 향상되었고, 노치 충격 강도는 40%, 응력 부식 저항성은 350% 향상되었습니다.
COR-X 48mm 체인은 폐기되기 전까지 체인 관련 고장 없이 1,100만 톤을 운행한 사례도 있습니다. 또한, BHP 빌리턴 산후안 광산에 Joy가 설치한 최초 OEM 광대역 체인은 영국에서 제조된 Parsons COR-X 체인을 사용했는데, 이 체인은 수명 기간 동안 최대 2천만 톤의 광산 표면을 운송한 것으로 알려져 있습니다.
체인 수명 연장을 위한 역방향 체인
체인 마모의 주요 원인은 각 수직 링크가 구동 스프로킷에 들어가고 나올 때 인접한 수평 링크를 중심으로 회전하는 움직임입니다. 또한, 스프로킷을 통해 회전할 때 링크의 한 평면에서 마모가 더 심해집니다. 따라서 사용된 체인의 수명을 연장하는 가장 효과적인 방법 중 하나는 체인을 180도 회전시키거나 반대로 돌려 반대 방향으로 돌리는 것입니다. 이렇게 하면 링크의 "사용되지 않은" 표면이 활용되어 마모된 링크 영역이 줄어들고 체인 수명이 연장됩니다.
여러 가지 이유로 컨베이어에 하중이 고르지 않게 걸리면 두 체인의 마모가 고르지 않아 한쪽 체인이 다른 쪽보다 더 빨리 마모될 수 있습니다. 트윈 아웃보드 어셈블리처럼 두 체인 중 하나 또는 둘 다 고르지 않게 마모되거나 늘어지면 플라이트가 구동 스프로킷을 돌 때 서로 맞지 않거나 균형을 잃을 수 있습니다. 두 체인 중 하나가 느슨해져서도 이러한 현상이 발생할 수 있습니다. 이러한 불균형은 작동 문제를 야기할 뿐만 아니라 구동 스프로킷의 과도한 마모 및 손상을 초래할 수 있습니다.
시스템 텐셔닝
설치 후 체인의 마모율을 제어하고 두 체인 모두 제어되고 비슷한 속도로 마모로 인해 늘어나도록 하려면 체계적인 장력 조절 및 유지 관리 프로그램이 필요합니다.
유지 관리 프로그램에 따라 유지 관리 직원은 체인 마모도와 장력을 측정하여 3% 이상 마모된 체인을 교체합니다. 이 정도의 체인 마모가 실제로 어떤 의미를 갖는지 이해하려면 200m 롱월 페이스에서 체인 마모가 3%일 때 체인 가닥 하나당 체인 길이가 12m 증가한다는 점을 기억해야 합니다. 유지 관리 직원은 또한 납품 및 반환 스프라켓과 스트리퍼가 마모되거나 손상되면 교체하고, 기어박스와 오일 레벨을 점검하고, 볼트가 단단히 조여져 있는지 정기적으로 확인합니다.
정확한 프리텐션 수준을 계산하는 잘 확립된 방법들이 있으며, 이는 초기값을 결정하는 데 매우 유용한 지침이 됩니다. 그러나 가장 신뢰할 수 있는 방법은 AFC가 최대 부하 조건에서 작동할 때 체인이 구동 스프로킷에서 분리되는 모습을 관찰하는 것입니다. 체인이 구동 스프로킷에서 분리될 때 최소한의 느슨함(두 링크)이 나타나는지 확인해야 합니다. 이러한 수준이 되면 프리텐션을 측정하고 기록한 후, 향후 해당 면의 작동 수준으로 설정해야 합니다. 프리텐션 측정값은 정기적으로 측정하고 분리된 링크 수를 기록해야 합니다. 이를 통해 차동 장치 마모 또는 과도한 마모 발생을 조기에 감지할 수 있습니다.
휘어진 플라이트는 지체 없이 바로 펴거나 교체해야 합니다. 플라이트는 컨베이어의 성능을 저하시키고, 바가 하단 레이스에서 빠져 스프로킷 위로 올라가 체인, 스프로킷, 플라이트 바 모두에 손상을 줄 수 있습니다.
롱월 운전자는 마모되거나 손상된 체인 스트리퍼에 주의해야 합니다. 체인 스트리퍼가 마모되거나 손상된 체인 스트리퍼로 인해 스프로킷에 느슨한 체인이 남아 걸림이나 손상이 발생할 수 있습니다.
체인 관리는 설치 중에 시작됩니다.
직선적인 페이스 라인의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 페이스 정렬에 조금이라도 어긋나면 페이스와 고브 사이드 체인 사이에 불균형이 발생하여 고르지 않은 마모가 발생할 수 있습니다. 특히 체인이 "베딩 인" 기간을 거치면서 새롭게 형성된 페이스에서 이러한 현상이 발생할 가능성이 높습니다.
일단 차동 마모 패턴이 형성되면 사실상 복구가 불가능합니다. 체인이 늘어져 마모가 심해지면 차동 마모가 더욱 심해지는 경우가 많습니다.
불량한 페이스 라인으로 인해 사이드 프리텐션(측면 장력)에 대한 과도한 편차가 발생하는 경우의 악영향은 수치를 통해 확인할 수 있습니다. 예를 들어, 각 측면에 약 4,000개의 링크가 있는 42mm AFC 체인을 장착한 1,000피트(300m) 롱월을 예로 들어 보겠습니다. 링크 간 마모 금속 제거는 링크의 양쪽 끝에서 발생한다고 가정합니다. 체인은 구동 중, 페이스를 따라 진동하거나, 충격 하중을 받거나, 부식의 영향을 받을 때 링크 간 압력에 의해 금속이 마모되는 지점이 8,000개입니다. 따라서 마모가 1/1,000인치 증가할 때마다 길이는 8인치(23cm) 증가합니다. 장력의 불균형으로 인해 페이스와 고브 사이드 마모율에 약간의 차이가 발생하더라도 체인 길이의 큰 편차로 빠르게 확대됩니다.
스프로킷에 동시에 두 개의 단조가 발생하면 톱니 모양이 과도하게 마모될 수 있습니다. 이는 구동 스프로킷의 포지티브 위치가 손상되어 링크가 구동 톱니 위에서 미끄러져 움직이기 때문입니다. 이러한 미끄러짐은 링크에 손상을 입히고 스프로킷 톱니의 마모율을 증가시킵니다. 마모 패턴이 형성되면 마모 속도가 빨라질 뿐입니다. 링크가 끊어지는 첫 징후가 나타나면 체인이 손상되기 전에 스프로킷을 검사하고 필요한 경우 교체해야 합니다.
체인 프리텐션이 너무 높으면 체인과 스프라켓 모두 과도한 마모를 유발합니다. 체인 프리텐션은 최대 부하 상태에서 체인이 너무 많이 늘어지는 것을 방지하는 값으로 설정해야 합니다. 이러한 조건에서는 스크레이퍼 바가 "튕겨져 나가" 체인이 스프라켓에서 분리될 때 체인이 뭉쳐 테일 스프라켓이 손상될 위험이 있습니다. 프리텐션을 너무 높게 설정하면 체인 링크 간 마모가 심해지고 구동 스프라켓도 마모되는 두 가지 위험이 있습니다.
과도한 체인 장력은 치명적일 수 있습니다
체인을 너무 팽팽하게 감는 것이 일반적인 경향입니다. 체인 장력을 정기적으로 점검하고, 느슨한 체인은 두 링크씩 제거하는 것이 중요합니다. 링크가 두 개 이상인 경우 체인이 너무 느슨하다는 것을 의미하며, 네 링크를 제거하면 장력이 너무 높아져 링크 간 마모가 심해지고 체인 수명이 심각하게 단축됩니다.
페이스 정렬이 양호하다고 가정할 때, 한쪽 면의 프리텐션 값은 반대쪽 면의 프리텐션 값보다 1톤 이상 높아서는 안 됩니다. 페이스 관리를 잘하면 체인의 작동 수명 동안 모든 차압이 2톤을 넘지 않도록 할 수 있습니다.
인터링크 마모로 인한 길이 증가(때때로 잘못해서 "체인 스트레치"라고 함)는 2%까지 허용해도 새 스프라켓을 계속 사용할 수 있습니다.
체인과 스프라켓이 함께 마모되어 호환성을 유지한다면 인터링크 마모 정도는 문제가 되지 않습니다. 그러나 인터링크 마모는 체인의 파단 하중과 충격 하중에 대한 저항력을 감소시킵니다.
인터링크 마모를 측정하는 간단한 방법은 캘리퍼를 사용하여 5개 피치 구간을 측정하고 체인 신장률 차트에 적용하는 것입니다. 일반적으로 인터링크 마모가 3%를 초과하면 체인 교체를 고려합니다. 일부 보수적인 정비 관리자는 체인 신장률이 2%를 초과하는 것을 좋아하지 않습니다.
효과적인 체인 관리는 설치 단계부터 시작됩니다. 설치 기간 동안 집중적인 모니터링과 필요한 경우 수정을 통해 체인을 오랫동안 문제 없이 사용할 수 있도록 보장합니다.
(의 호의로엘튼 롱월)
게시 시간: 2022년 9월 26일
