• hydrauliikka
• Liikkuvat koneet
• paloturvallisuus

Kun puhutaan kaivoksesta, nousee mieleen paikka pimeästä ja syvästä onkalosta. Ilma on täynnä pölyä, ja on vaikea hengittää. Kuuluu kovia ääniä, tai sitten on aivan kuoleman hiljaista. Aivan, eipä juuri tee mieli mennä syvemmälle. Tähän kun lisätään vielä vastaan nouseva musta, myrkyllinen savu, sekä korventava kuumuus, aletaan pääsemään tämän projektin lähtökohtien pariin. Tarkoituksena oli selvittää, voiko erään kaivoksissa käytettävän kauhakuormaajan sisällä tapahtuva hydrauliikkaöljyn vuoto aiheuttaa paloriskin.

Kaivokset ovat karuja paikkoja tehdä töitä, eikä tällä hetkellä niiden tarpeellisuudelle näy loppua. Niinpä riskien pienentäminen myös kaivosteollisuudessa on joka päiväistä työtä. Tällä kertaa tehtävänä oli kaivoskauhakuormaajan paloturvallisuuden parantaminen.

Lähtökohdat

Lähtökohtana oli hypoteettinen tilanne, jossa kauhakuormaajan hydrauliöljyletkuun on syntynyt reikä, josta hydrauliöljyä pääsee vuotamaan ulos hienona sumuna. Kuvassa 1 näkyvät siniset nuolet näyttävät, miten koneen tuulettimet imevät ilmaa koneen rungon sisältä, ja poistavat sen ulos nuolten osoittamista kohdista. Jos hydrauliöljyvuoto syntyy takarungon alueella, eli koneen ohjaamon takapuolella, on koneen rungon sisäinen ilmavirtaus niin suuri, että se voi kuljettaa öljyä aina perän tuulettimille saakka.

Kokeessa oltiin erityisen kiinnostuneita siitä, kulkeutuuko öljysumua koneen vasemmalle, ns. ”kuumalle puolella”, jonka sijainti on merkattu kuvassa vihreällä nuolella numero 3. Täällä sijaitsee moottorin turboahdin, jonka pintalämpötila voi normaali käytön aikana nousta 700°C lämpötilaan, jopa sen yläpuolelle, jos tuulettimet esimerkiksi laitevian seurauksena äkillisesti sammuvat.

Keltaisella nuolella (4) kuvaan on myös merkitty palosuojarakenne, jonka tarkoitus on estää hydrauliöljyn pääsyä kuumalle puolelle, mutta suojarakenne ei ole aukoton. Käytännön testi oli paikallaan tehdä, jotta saadaan selville, pitääkö suojausta parantaa, vai onko tämänhetkinen ratkaisu riittävä.

Käytännön kokeen suunnittelu

Koneen rungon sisäosat olivat erittäin haasteelliset virtaussimulaatiokokeen tekemiselle. Kuten kuvasta 2 käy ilmi, sisäosat ovat suurimmaksi osaksi täynnä putkia, letkuja ja johtoja, jotka tekevät tilasta hyvin ahtaan ja rikkonaisen. Yleensä virtaussimulaatiokokeita tehdään hyvin paljon yksinkertaistetuilla malleilla, sillä todelliset tilanteet voivat olla hyvin monimutkaisia. Koneesta on olemassa tarkka 3D-malli, joka mahdollistaisi tietokonesimulaation tekemisen, mutta käytännön kokeella haluttiin varmempaa tietoa siitä, miten mahdollinen öljysumu käytännössä oikeasti liikkuisi. Tämän kokeen kohdalla ei yksinkertaista mallia voitu tehdä ja päädyttiin empiirisesti tutkimaan virtauksia todellisessa ympäristössä.

Käytännön kokeen suorittamiseen tutkittiin erilaisia vaihtoehtoja, kuten savukoneen, laserin tai lämpökameran hyödyntämistä, mutta lopulta päädyttiin hyvinkin yksinkertaiseen vaihtoehtoon. Ostettiin halpa maaliruisku, jolla ruiskutettiin koneen sisälle UV-maalia. Tämän jälkeen koneen rungon sisäosat valaistiin UV-valolla ja kuvattiin tavallisella valokuvaus kameralla.

Kokeen tulokset

Seuraavissa kuvissa näkyy ruiskutuskokeen tuloksia. Kuva 3 on otettu maaliruiskun kohdalta ruiskutussuuntaan päin, eli kohti koneen peräpäätä. UV-valo näkyy pinnoilla sinisenä, ja UV-väri loistaa oranssina. Kuva 4 on jäähdyttimen ritilästä, jonka tuuletin puhaltaa ilman ulos rungon sisältä. Ritilään on oletetusti jäänyt paljon maalia. Kuva 5 näyttää vielä, miten vähän palosuojalevyn etupuolelle on kulkeutunut UV-väriä. Vain vähän saumakohtaan, jossa on pieni aukkoa levynpalojen välissä. Vähän matkan päässä tämän rakenteen takana on pelätty koneen kuuma puoli, eikä sinne maalia enää kulkeutunut merkittävästi.

Yhteenvetona voidaan sanoa, että tämän päivän salapoliisityö oli onnistunut. Tuloksia saatiin, ja ne oli helppo nähdä ja ymmärtää. Kokeessa on tietysti vielä paljon paranneltavaa ja hienosäädettävää, mutta jo ensimmäinen koe antoi selviä tuloksia. Tämän kokeen perusteella näyttää siltä, ettei hydrauliöljyn syttyminen, ainakaan tällä tavalla, ole kovin todennäköistä.

Tämänkaltaisten pienten ja yksinkertaisien kokeiden avulla luodaan työ- ja vapaa-ajan ympäristöstämme joka päivä turvallisempaa. Lukemattomien kokeiden, muutoksien ja uusien ratkaisujen johdosta, on tämäkin kauhakuormaaja tällä hetkellä se paras versio itsestään. Ja toivotaan, että siellä kaivoksessakin jokainen päivä sujuu, niin kuin mikä tahansa päivä täällä toimistolla!

Lähteet:

Koskinen J. 2022 Hydrauliöljysumun kulkeutuminen kaivoskoneen rungon sisällä ja konetilassa – Theseus, Turun ammattikorkeakoulun opinnäytetyö