Obudowa zmechanizowana to najważniejsze ogniwo w technologii prowadzenia ścian wydobywczych wykorzystywanych we współczesnym górnictwie (nie tylko węglowym). Zapewnia zautomatyzowanie prowadzenia prac, ale przede wszystkim zabezpiecza górników i pozostałe wyposażenie ściany przed opadającymi skałami zawałowymi. Badania wytrzymałościowe i certyfikacja tych maszyn to więc niezwykle istotny etap ich produkcji. Jak się je przeprowadza w Grupie FAMUR?
Zgodnie z wymaganiami Unii Europejskiej określonymi Dyrektywą 2006/42/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 17 maja 2006 r. w sprawie maszyn obudowy zmechanizowane zostały zakwalifikowane do kategorii maszyn, dla których mają zastosowanie odpowiednie procedury oceny zgodności określone w artykule 12. Według tego artykułu producent lub jego upoważniony przedstawiciel mogą zastosować jedną z następujących procedur:
- ocenę zgodności połączoną z kontrolą wewnętrzną w fazie wytwarzania maszyny,
- badania typu WE oraz ocenę zgodności połączoną z kontrolą wewnętrzną w fazie wytwarzania maszyny,
- pełne zapewnienie jakości.
- PN-EN 1804-1+A1:2011 - Maszyny dla górnictwa podziemnego. Wymagania bezpieczeństwa dla obudowy zmechanizowanej. Część 1: Sekcje obudowy i wymagania ogólne.
- PN-EN 1804-2+A1:2012 - Maszyny dla górnictwa podziemnego. Wymagania bezpieczeństwa dla obudowy zmechanizowanej. Część 2: Stojaki i pozostałe siłowniki.
- PN-EN 1804-3+A1:2012 - Maszyny dla górnictwa podziemnego. Wymagania bezpieczeństwa dla obudowy zmechanizowanej. Część 3: Hydrauliczne układy sterowania.
FAMUR konstruuje obudowy zmechanizowane w oparciu o w/w normy, a następnie poddaje procedurze oceny zgodności, stosując badania typu WE oraz ocenę zgodności połączoną z kontrolą w fazie wytwarzania maszyny. Na jej podstawie jednostka notyfikowana potwierdza i zaświadcza, poprzez wydanie certyfikatu badania typu WE, że reprezentatywny wzorzec obudowy zmechanizowanej spełnia przepisy dyrektywy maszynowej.
Programy badań
Zgodnie z normą PN-EN 1804-1+A1:2011 program badań dzieli się na:
- badania geometrii i stateczności zestawu,
- badania wytrzymałości statycznej,
- badania wytrzymałości zmęczeniowej,
- badania wytrzymałościowe elementów hydrauliki siłowej,
- badania własności materiału.
W programie badań wytrzymałości statycznej przewidziano między innymi test przy obciążeniu zginającym, który wykonuje się dla różnych podparć spągnicy i stropnicy. Zadanie to wykonuje się przy użyciu specjalnych belek, zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 1804-1+A1:2011. Wszystkie badania przy obciążeniu zginającym są przeprowadzane przy obciążeniu nominalnym obudowy zmechanizowanej z uwzględnieniem współczynnika 1,2. Pozytywne wyniki testów wytrzymałości statycznej są podstawą do rozpoczęcia badań wytrzymałości zmęczeniowej.
Badania wytrzymałości zmęczeniowej są najistotniejszymi badaniami dla obudowy zmechanizowanej z punktu widzenia bezpieczeństwa i niezawodności. Dla dwustojakowej obudowy zmechanizowanej przewidziana liczba cykli obciążeniowych to 26000, natomiast dla czterostojakowej wynosi ona 30000. Tak jak w przypadku badań wytrzymałości statycznej, badania wytrzymałości zmęczeniowej są wykonywane dla różnych podparć stropnicy i spągnicy w stanowisku badawczym, gdzie są symulowane próby zginania, skręcania i obciążenia asymetrycznego obudowy zmechanizowanej. Badania wytrzymałości zmęczeniowej przeprowadza się w zakresie obciążenia od 0,25 do 1,05 obciążenia nominalnego. Kontroluje się przy tym wizualnie konstrukcję obudowy. Wszelkie pęknięcia i uszkodzenia są niedopuszczalne.
Kolejnym etapem weryfikacji obudowy zmechanizowanej są badania wytrzymałościowe elementów hydrauliki siłowej. Poddaje się badaniu wytrzymałość zmęczeniową siłowników hydraulicznych oraz ich szczelność.
Bardzo istotnym punktem są badania własności materiału. Oprócz pomiarów geometrycznych obudowy, przeprowadza się także badania spoin metodą ultradźwiękową, penetracyjną lub magnetyczną. Ich celem jest wykrycie pęknięć spoin niewidocznych podczas oględzin wizualnych oraz zniekształceń geometrii obudowy zmechanizowanej.
Po pozytywnym wyniku badań i przeprowadzeniu oceny zgodności jednostka certyfikująca wystawia certyfikat badania typu WE.
Rynki poza UE
Obudowy zmechanizowane Famuru są również dostarczane do klientów na rynki poza UE i wówczas przechodzą badania według wymagań krajowych. Na terenie Euroazjatyckiej Unii Celnej (Rosja, Białoruś, Kazachstan) obudowy zmechanizowane są oceniane zgodnie z regulaminem technicznym TP TC 010/2011 oraz 012/2011. Analogicznie do procedur w Unii Europejskiej dokumentem opisującym wymagania konstrukcyjne i procedurę badawczą są normy. W przypadku obudów zmechanizowanych obowiązuje norma GOST 31561-2012, według której liczba cykli obciążenia powinna być nie mniejsza niż 8 000 dla różnych podparć przy amplitudzie ciśnień w zakresie od 0,25 do 1,05 ciśnienia nominalnego. Wymagania normy GOST 31561-2012 zawierają się w wymaganiach europejskiej normy PN-EN 1804-1+A1:2011, a więc spełniając wymagania normy europejskiej, spełnia się tym samych wymagania normy rosyjskiej.
Natomiast w takich krajach jak USA czy Australia obowiązują wymagania według metodyki CONSOL, które znacząco różnią się od standardów UE. W metodzie tej nie przeprowadza się badań wytrzymałości statycznej, natomiast całe badania opiera się o testowanie wytrzymałości zmęczeniowej dla programu minimum 60 tys. cykli obciążeniowych dla różnych podparć w zakresie od 5MPa do 1,12 ciśnienia nominalnego.
W związku ze stale rosnącymi wymaganiami klientów obecnie w standardzie przeprowadzamy badania wytrzymałościowe dla 30 tys. lub 45 tys. cykli obciążeniowych. Z kolei na przełomie roku 2017 i 2018 dostarczono klientowi rosyjskiemu obudowę zmechanizowaną typu FRS-GLINIK-25/55-2x4775, która pozytywnie przeszła badania dla 60 tys. cykli obciążeniowych – co odzwierciedla od 10 do 15 lat pracy obudowy w kopalni w zależności od prędkości postępu ściany.
Badania mogą więc mieć różne wymagania, ale wspólnym mianownikiem jest sprawdzanie wytrzymałości zmęczeniowej, określające bezpieczeństwo i żywotność obudowy zmechanizowanej.
Daniel Mieszaniec, kierownik Działu Patentów i Certyfikacji FAMUR SA
KOMENTARZE (0)
Do artykułu: Certyfikacja i badania obudów zmechanizowanych