Kuyu Asatır Tel Halatları Neden Kopar: Yorulma, Aşınma, Korozyon ve Yük Yeniden Dağılımı

Bir kuyu vinci tel halatı yekpare bir çelik çubuk değildir. Helisel olarak yerleştirilmiş teller ve demetlerden oluşan hareketli bir montajdır. Her sarım döngüsü sırasında bu elemanlar değişen gerilim taşır, makaralar üzerinden geçer veya tamburlara sarılır, bükülür, bitişik teller üzerine baskı yapar ve küçük göreceli hareketlere maruz kalır. Sonuçta, halat ölçeğinde görünür hale gelmeden önce hasarın bir yüzde, bir iç temas noktasında, bir korozyon çukurunda veya yerel bir kusurda başlayabileceği dağıtık bir mekanik sistem ortaya çıkar.

Bu nedenle, son kırılma her zaman başlangıçtaki nedeni ortaya koymaz. İlerleyen aşınma, yorulma, korozyon veya daha önceki tel kopmaları, etkin yük taşıma kapasitesini azaltabilir. Tam halat deneyleri ayrıca, aşınma ve kopmuş tellerin yükü yeniden dağıttığını ve bu nedenle sağlam kalan tellerin nihayetinde sünek aşırı yük nedeniyle kopabileceğini göstermektedir. Tersine, tek seferlik şiddetli bir aşırı yük, bağlantı arızası veya malzeme uygunsuzluğu farklı bir seyir ortaya çıkarabilir. Bu nedenle, maden vinç tel halatlarının kopmasını anlamak için, bozulmaya yol açan mekanizmayı hasarın yayılması, etkin kesitin kaybı ve nihai kopma şeklinden ayırt etmek gerekir. (Schrems, 1994; Chang ve ark., 2019; Zhang ve ark., 2017; Singh, Mallick ve Verma, 2016)

Kanıtların nasıl incelendiği

Bu makale sistematik bir derleme, meta-analiz veya kapsamlı bir literatür taraması değil, araştırmaya dayalı bir mühendislik anlatı derlemesidir. Kuyu vinci dinamikleri, tel halat frettingi, eğilme yorulması, aşınma, korozyon yorulması, burulma, kopan tel yük yeniden dağılımı, adli arızalar, elektromanyetik muayene ve kalan mukavemet testi için dergi-yayıncı ve DOI kayıtları üzerinden hedefli aramalar gerçekleştirilmiştir. Aramalar ve standart kontrolleri 3 Eylül 2026 tarihinde tamamlanmıştır. Orijinal hakemli çalışmalara, madene özgü kanıtlara, tam halat deneylerine ve hizmet arızalarına öncelik verilmiştir; izole tel ve çoklu tel testleri yalnızca mekanizma düzeyindeki sonuçlar için tutulmuştur. Resmî ISO ve BSI katalog kayıtları, güncel eCFR metni, MSHA materyali, Birleşik Krallık HSE rehberliği ve Nisan 2026 tarihli NSW onaylı kodu ayrıca kontrol edilmiştir.

Temsil arama kombinasyonları “maden vinç halatı”, “maden sarma halatı yorulması”, “tel halat sürtünmeli aşınması (fretting)”, “maden halatı korozyon yorulması”, “tel halat eğilme yorulması”, “Koepe halatı NDT”, “kopan tel yük yeniden dağılımı”, “maden kuyu halatı denetimi” ve “maden vinç halatı arıza analizi” ifadelerini içeriyordu. Maden vinci dinamiklerine, halat veya tel hasar mekanizmalarına, arıza incelemesine, denetime veya kalan mukavemet yorumuna doğrudan katkıda bulunan çalışmalar dahil edilmiştir. Madene özel kanıtların bulunmadığı veya mekanizma açıklamasının gerekli olduğu durumlar hariç, genel tel halat çalışmaları önceliklendirilmemiştir. Ek orijinal çalışmaları bulmak için ilgili birincil makalelerdeki referans listeleri ve atıf zincirleri seçici olarak kontrol edilmiştir.

Kanıt türleri metinde tanımlanmıştır çünkü bir model, tel seviyesinde bir test, hızlandırılmış tam halat deneyi, adli bir vaka ve yasal bir eşik farklı soruları yanıtlamaktadır. Çelişkili sonuçlar, test ölçeği, yükleme, çevre ve bir çalışmanın çatlak başlangıcını mı yoksa ilerlemesini mi ölçtüğü ışığında yorumlanmıştır. Atıfta bulunulan deneysel makalelerin birkaç tanesi, Çin Madencilik ve Teknoloji Üniversitesindeki örtüşen araştırma gruplarından gelmektedir; bunlar birden fazla bağımsız replikasyonu değil, tutarlı bir araştırma programını oluşturmaktadır. Amerika Birleşik Devletleri, Hindistan, Türkiye, Polonya ve Slovakya'dan gelen bağımsız adli, saha izleme ve emekli halat kanıtları bu sınırlamayı genişletmekte, ancak ortadan kaldırmamaktadır.

Bir maden kuyu vinci halatı, tek bir statik yüke değil, bir yük geçmişine maruz kalır.

Nominal askıdaki yük, bir maden kuyu vinci halatına binen yükün tamamını açıklamaz. İvmelenme, yavaşlama, titreşim, değişen askı uzunluğu, bükülme, burulma ve çalışma geçişleri, hem sistem gerilmesini hem de tel temas noktalarındaki yerel koşulları değiştirir.

Wang, Zhang ve Ge tarafından yapılan sistem modellemesi, küresel ve yerel ölçekler arasındaki farkı ortaya koymaktadır. Yazarlar, belirli bir kömür madeni vinç modeli için 0 ile 30,9 kN arasında değişen dinamik halat gerilimini hesaplamışlardır. Ardından, belirli temas noktalarında 38,3, 60,5, 102,7 ve 378 N değerlerinde tel arası temas yükleri ile 62,5 ve 113,2 μm değerlerinde göreceli yer değiştirmeler elde etmişlerdir. Bunlar, sonraki tel testleri için simülasyondan elde edilen girdilerdi; saha ölçümleri, tasarım yükleri veya başka bir şaft için aktarılabilir sınırlar değildi. Bunların değeri kavramsaldır: Büyük ölçekli vinç hareketi, sürtünme hasarına yol açabilecek küçük genlikli iç hareketler oluşturabilir. (Wang, Zhang ve Ge, 2013; Wang ve ark., 2012)

Kuyu derinliği önemlidir çünkü daha uzun bir asılı halat, kendi ağırlığını artırır ve sistemin dinamik tepkisini değiştirir. Yalnızca derinlik arızaya neden olmaz; halat kütlesi, yük, hız profili, sarma makinesi tipi, geometri ve çalışma koşulu ile birlikte etki eder. Madencilik yönetmeliklerinde uzunluğa bağlı minimum mukavemet formüllerinin kullanılması bu değişen tasarım problemini yansıtır, ancak yasal bir güvenlik faktörü formülü, belirli bir halat için arıza olasılığının bir tahmini değildir.

Nominal bir yük sınırının altında kalmak bu nedenle yörüngesel hasarı ortadan kaldırmaz. Durum, yalnızca en büyük statik yüke değil, yük spektrumuna ve halat-sarıcı sistemine bağlıdır.

Bğlanma ve iç temas, tekrarlayan yerel hasara neden olur

Bir halat, bir makara üzerinden geçerken veya bir tambura girerken bükülmek zorundadır. Bu tekrarlanan eğrilik, halatta birincil bükülmeye ve tel seviyesinde ikincil bükülme ile temas gerilmelerine neden olur. Bitişik teller ve kollar ayrıca birbirine baskı yapar ve birbirine sürtünerek hareket eder. Bu mekanizmalar bir arada bulunabilir, bu nedenle “yorulma” tek tip bir süreç olarak ele alınmamalıdır.

Zhang ve meslektaşları tarafından gerçekleştirilen tam halatlı hızlandırılmış deneyde, 6×19 lif çekirdekli halatlar çelik ve modifiye naylon kasnaklar üzerinde tekrar tekrar büküldü. Bu test düzeninde, modifiye naylon kasnakla kullanılan halat, çelik kasnakla kullanılan halatın bildirilen eğilme yorulma ömrünün iki katından fazlasını elde etti. Çalışma, kasnak malzemesi ve temas davranışının hasar gelişimini değiştirebileceğini göstermektedir. Ancak bu çalışma, evrensel bir ömür çarpanı belirlememektedir: halat yapısı, kasnak çapı ve oluğu, yük, hız, ortam koşulları ve deneyin sınırlı test popülasyonu, sonuçların genellenebilirliğini kısıtlamaktadır. (Zhang ve ark., 2013)

Bu sonuç, sentetik kasnakların doğası gereği daha güvenli olduğunu da kanıtlamamaktadır. Varsayılan maden kuyusu halatı standardı olarak değil, vinç, vinç ve kaldırma halatlarını kapsayan ISO 4309:2017 standardı, yalnızca sentetik kasnaklar veya tek katmanlı tambur sarımına sahip sentetik astarlar kullanan sistemlerde, yeterli dış kanıt ortaya çıkmadan önce iç tel kopmalarının birikebileceği konusunda uyarıda bulunmaktadır. Buradan çıkarılabilecek mantıklı ders, halat ve kasnağın birbiriyle etkileşim halinde olan bir temas sistemi oluşturduğudur: malzeme veya geometride yapılan değişiklikler, hem hasar oranını hem de hasarın tespit edilebilir hale geldiği noktayı değiştirebilir. (ISO 4309:2017)

Sürtünmeli korozyon: Daha düşük sürtünme veya kayma, mutlaka daha az hasar anlamına gelmez

Sürtünmeli aşınma, temas yükü altında küçük, tekrarlanan göreceli hareketin neden olduğu yüzey hasarıdır. Bir halatta bu durum, bireysel teller arasında veya kollar arasında meydana gelebilir. Sürtünmeli aşınma malzeme eksiltir; sürtünmeli yorulma ise bu döngüsel temasın teşvik ettiği çatlak başlangıcını ve büyümesini tanımlar. Sürtünmeli korozyon ayrıca kimyasal veya elektrokimyasal yüzey reaksiyonlarını içerir. Bu terimler birbiriyle ilişkilidir ancak birbiri yerine kullanılamaz.

Schrems, bir yeraltı madeninden alınan, dönmeyen bir skip vinç halatının adli incelemesinde, ip telleri arası aşınma ve yorgunlukla ilişkili arızalar tespit etti. Fraktografi incelemesi ayrıca, en belirgin aşınma izinin neden çatlağın tam başlangıç noktasıyla örtüşmek zorunda olmadığını da ortaya koydu: çatlaklar, görsel olarak daha az dikkat çeken bir konum da dahil olmak üzere, yerel çok eksenli gerilme durumunun en fazla hasara yol açtığı yerde başlayabilir. Bu, tek bir hizmet arızasıdır ve genel popülasyonda yaygın bir durumun kanıtı değildir; ancak görünür metal kaybının tek başına kök nedenin tam bir göstergesi olamayacağına dair doğrudan bir maden halatı kanıtıdır. (Schrems, 1994)

Peng ve meslektaşları tarafından yürütülen kontrollü çok telli deneylerde, kuru laboratuvar koşulları altında yedi telli sarmal bir düzenek —1,1 mm’lik bir çekirdeğin etrafında altı adet 1 mm’lik dış tel— kullanıldı. Yanal yük 80 N’dan 320 N’a çıktıkça, bildirilen sabit sürtünme katsayısı yaklaşık 0,73'ten 0,66'ya düşerken, maksimum aşınma derinliği 10,9'dan 23,1 μm'ye, ortalama aşınma genişliği ise 111,5'ten 135,8 μm'ye yükseldi. Bunlar, çalışmadaki tel geometrisi, gerilim, sürtünme genliği ve ortam koşulları için bildirilen sonuçlardır; maden halatları için hizmet sınırları değildir. Deney, daha dar kapsamlı bir sonucu desteklemektedir: Ölçülen sürtünmenin daha düşük olması, normal yük, temas gerilimi ve harcanan enerjinin de değişmesi nedeniyle daha fazla aşınma ile bir arada görülebilir. (Peng ve ark., 2023)

Aynı geniş araştırma geleneği kapsamındaki diğer çok telli testler, frekans, tel gerilimi ve sarmal temas geometrisinin sürtünme ve aşınmayı etkileyebileceğini göstermektedir. Bu çalışmalar, mekanizmanın anlaşılmasını geliştirir ancak bağımsız saha tekrarı olarak değerlendirilmemelidir; ayrıca test düzenekleri, tam bir halattaki her teması tam olarak yeniden üretmemektedir. (Huang ve ark., 2025)

Doğru sonuç, daha düşük sürtünmenin daha fazla hasara yol açtığı değildir. Sonuç, tek başına sürtünme katsayısının veya göreceli kaymanın halat sağlığını temsil edemeyeceğidir. Temas basıncı, gerilme dağılımı, kalıntılar, yağlama, gelişen aşınma izi geometrisi ve yapışma, kısmi kaynama ile tam kayma rejimleri arasındaki geçiş de önemlidir.

Dış aşınma metal eksiltir ve daha sonraki yorulma ömrünü kısaltabilir

Bir makara, yiv veya çok katmanlı tambur geçiş noktasındaki dış aşınma, yalnızca kozmetik bir durum değildir. Metalik alanı azaltır, yerel geometride değişiklik yapar, gerilmeyi yoğunlaştırır ve yük paylaşımını bozar. Çap azalması, metalik alan kaybı ve kalibre kopma kuvveti birbiriyle ilişkili durum göstergeleridir, ancak bunlar eşdeğer ölçümler değildir.

Chang ve meslektaşları, başlangıçta ölçülen kopma kuvveti 52,5 kN olan 9,3 mm çapında, 6×19 lif çekirdekli bir iletim halatı üzerinde hızlandırılmış tam halat çalışması yürüttüler. Bildirilen en şiddetli halat-kasnak aşınma dizisi altında, kopma kuvveti yaklaşık 48 kN'den 23 kN'ye, ardından eğilme yorgunluğu dayanımı ise yaklaşık 6.200 döngüden 200 döngüye düşmüştür. Bu değerler, Q235 kasnak kullanılan tek bir küçük halat düzenekindeki test son noktalarını ifade etmektedir. Bunlar, maden kuyusunda beklenen hizmet ömürleri, belirsizlik sınırları veya kullanımdan çıkarma kriterleri değildir; makale, tam boy bir maden sarma halatında aynı oranda kayıp meydana geldiğini kanıtlamamaktadır. (Chang ve ark., 2025)

Aynı araştırma programında, bir halat-halat aşınma dizisi kopma kuvvetini yaklaşık 50 kN'den 46 kN'ye düşürmüştür; bu, söz konusu çalışmanın halat-makara dizisindekinden daha küçük bir değişimdir. Halat-makara aşınmasının her zaman daha şiddetli olduğunu genellemek mantıksız olur: deney düzenekleri farklı temasları temsil etmiş ve farklı yükler, hızlar ile temas uzunlukları kullanmıştır. Karşılaştırma, deneysel düzeneklere bağlıdır.

Kontrollü aşınma ve sonlu elemanlar çalışmaları, oluk şeklindeki veya düzensiz yara izlerinin düzensiz gerilme ve yük dağılımına yol açabileceğini de ortaya koymuştur. Bununla birlikte, Schrems hizmet arızası, görülebilen en derin aşınmanın her zaman yorgunluk kaynağının yeri olmadığını göstermiştir. Bu nedenle ortalama çap, derin bir yerel izi, elverişsiz bir iz yönelimini, kümelenmiş kırıkları veya iç hasarı gözden kaçırabilir. (Chang ve ark., 2019; Schrems, 1994)

Yağlama temas rejimini değiştirir; yorulmayı ortadan kaldırmaz

Uygun yağlama, sürtünmeyi ve aşınmayı azaltabilir ve uygun koşullar altında korozyon korumasına katkıda bulunabilir. Peng ve meslektaşlarının yedi telli test sisteminde, test edilen yağ ile sabit sürtünme katsayısı yaklaşık 0,16–0,22 iken, kuru koşullarda bu değer kabaca 0,58–0,75 idi. Bildirilen kuru aşınma genişlikleri yaklaşık 160–240 μm iken, yağlanmış testlerde bu değer yaklaşık 40–120 μm idi. Gözlemlenen mekanizmalar da değişti: kuru temaslarda aşındırıcı, yapışkan ve yorulma aşınması görülürken, yağlanmış temaslarda daha çok aşındırıcı ve yorulma süreçleri hakimdi. (Peng ve ark., 2023)

Bu sonuç, evrensel bir yağlayıcı spesifikasyonu veya yeniden yağlama aralığını değil, test edilen koşullar altında koruyucu bir etkiyi göstermektedir. Çalışmada, işletmedeki bir maden halatı değil, tek bir laboratuvar yağlayıcısı ve küçük bir çok telli demet kullanılmıştır. Yağlayıcı kimyası, viskozitesi, uygulama yöntemi, kontaminasyon ve halat özü ile yüzey bitişi uyumluluğunun tümü performansı etkiler.

Sürtünmeli sarma veya Koepe sistemleri ek bir kısıtlama getirir: Halat ile tahrik kasnağı veya tamburu arasındaki çekiş, sistem tasarımının bir parçasıdır. İngiltere HSE kılavuzunda, sürtünmeli sarma halatlarına dışarıdan uygulanan yağlayıcıların veya kaplamaların, halat ile tahrik tamburu arasındaki sürtünme katsayısını önemli ölçüde azaltmaması gerektiği belirtilmekte ve aşırı yağlamanın halatın kaymasına veya düzensiz hareket etmesine neden olabileceği için bu konuda uyarıda bulunulmaktadır. Bu nedenle, daha fazla yağlayıcı kullanmak otomatik olarak daha güvenli anlamına gelmez ve uygun olmayan bir kaplama, çekiş gereksinimleriyle çelişebilir. (HSE) Birleşik Krallık HSE şaft halatı kılavuzunda ayrıca, harici yağlayıcının, aksi takdirde aşınmayı artıracak kir ve kumun nüfuz etmesini engelleyebileceği, ancak yapışkan bir yağlayıcının aşırı kullanımının kum çekebileceği ve halat ömrünü kısaltabileceği belirtilmektedir. Bu, Peng deneyinin bir sonucu değil, genel şaft halatı kılavuzudur. Halat ve sarma makinesi üreticilerinin talimatları, onaylanmış sarma sistemi tasarımı ve geçerli maden kuralları, teknik özellikleri ve uygulama pratiklerini belirlemelidir. (HSE)

Yeraltı kömür madenlerinde kullanılan iki halatın adli analizinde, aşınma ve korozyonun yanı sıra yetersiz yağlama da tespit edildi. Bu bulgu, söz konusu vakalarda yetersiz yağlamanın katkıda bulunan bir faktör olduğunu desteklemektedir; ancak bu durumun madenler genelinde tek neden ya da başlıca neden olduğu anlamına gelmez. (Singh, Mallick ve Verma, 2016)

ISO 3156:1976, bükümlü maden kuyu vinci halatlarında kullanılan emprenye bileşikleri, yağlayıcılar ve bakım kaplamalarının özelliklerini ve testlerini ele alır. Bu bir malzeme ve test standardıdır; her kuyu için tek bir arazi tipi yeniden yağlama aralığı sağlamaz.

Korozyon ve yorulma etkileşir; yalnız başına pH, halat ömrünü tahmin etmez

Korozyon metali eksiltebilir, çukurcuklar oluşturabilir ve koruyucu yüzey koşullarını bozabilir. Çevrimsel yükleme altında, çukurcuklar ve diğer yüzey kusurları gerilmeyi yoğunlaştırabilir ve çatlak başlangıç noktaları haline gelebilir. Dolayısıyla korozyon yorulması, birleştirilmiş bir süreçtir: ortam, mekanik çatlamanın başlayabileceği yüzeyi değiştirirken, çevrimsel deformasyon ve temas bu yüzeyi sürekli olarak bozar.

Wang ve meslektaşları, 6×19 maden halatından alınan 1 mm çapındaki pürüzsüz telleri test ettiler. Telin bildirilen nihai çekme mukavemeti 1.750 MPa idi ve pH değerleri 2,97, 6,97 ve 9,97 olan laboratuvar çözeltilerinde test edildi. İncelenen koşullar arasında asidik çözelti en kısa yorulma ömrüyle sonuçlandı. Bu tel düzeyindeki sonuç, söz konusu çözelti kimyasının çatlak oluşumuna etkisini desteklemektedir; ancak bu, asitli maden suyunun tek başına halatın tamamen kopmasına neden olduğunu veya pH değerinin yeterli bir çevresel gösterge olduğunu göstermez. (Wang ve ark., 2016)

Aynı çalışma, yorulma-çevrim verilerinin neden ihtiyatla yaklaşılması gerektiğini göstermektedir. Nötr solüsyonda 800 MPa maksimum gerilmede çalışma; 2 Hz ve R = 0,5 gerilme oranında yaklaşık 72.000 çevrim bildirirken, 5 Hz ve R = 0,05'te yaklaşık 5.700 çevrim bildirmiştir. Bunlar, maden halatları için bir hizmet ömrü aralığı değil, belirtilen solüsyonlardaki pürüzsüz 1 mm teller için test sonuçlarıdır. Yorulma dayanımı da genellikle saçılım gösterir ve makale bu iki değeri evrensel kitle ortalamaları olarak bildirmemiştir.

Diğer korozyon yorulması çalışmalarından elde edilen sonuçlar, farklı aşamaları ölçtüklerinde çelişkili görünebilir. Düz tel testleri çatlak başlangıcını içerir; önceden çatlatılmış numuneler ilerlemeye vurgu yapar. Frekans, devir başına maruz kalma süresini değiştirir; gerilme oranı, ortalama gerilmeyi ve çatlak kapanmasını değiştirir; çözelti kimliği ise pH'tan fazlasını içerir. Başlangıç için gözlenen bir eğilim, tam bir halattaki çatlak büyümesine otomatik olarak uygulanamaz.

Çapraz telli gerilim-burulma sürtünme korozyonu deneyleri, durumu daha da karmaşık hale getirir. Bir çalışmada, harcanan enerji, aşınma derinliği ve çatlak yayılımı ölçümleri gibi mekanik göstergeler belirli yükleme değişiklikleri altında artarken, elektrokimyasal korozyon tepkisi ters yönde seyretmiştir. Mekanik aşınma ve elektrokimyasal reaksiyon birbirinden farklı hasar mekanizmalarıdır; birinin yoğunlaşması diğerini artırmak zorunda değildir. Bu, çapraz telli bir laboratuvar çalışmasıydı, sahadaki bir halatla ilgili bir çalışma değildi. (Wang, Zhu ve Song, 2020)

Savunulabilir mühendislik sonucu koşulludur: korozyon-yorulma tepkisi çözelti kimyasına, maruz kalma süresine, gerilme genliğine ve oranına, frekansa, halat yapısına, yağlamaya ve önceden mevcut hasara bağlıdır.

Burulma, montaj ve malzeme uygunluğu farklı riskler ekler

Artık veya dayatılan burulma

Burulma, sarmal şeklinde düzenlenmiş tellerin ve liflerin birbirlerine karşı nasıl baskı uyguladığını, kaydığını ve büküldüğünü değiştirir. Hızlandırılmış tam halat bükülme testlerinde Hu ve meslektaşları, bükme ve bükülmenin çözülmesini uyguladılar ve test ettikleri açı aralığı boyunca bükülme yorgunluğu dayanıklılığında yaklaşık olarak doğrusal bir azalma olduğunu bildirdiler. Her iki yönde de uzama artarken, bu konfigürasyonda bükme, bükülmenin çözülmesinden daha fazla hasara yol açtı. (Hu ve ark., 2023)

Bu sıralama evrensel değildir. Laboratuvar ortamında uygulanan burulma, her bir montaj hatası veya hizmet içi dönme kaynağı ile aynı değildir ve tepki halat konstrüksiyonuna, sarım yönüne, yüke ve donanım geometrisine bağlıdır. Desteklenen sonuç, artık veya uygulanan burulmanın iç teması, aşınma izi gelişimini ve eğilme-yorulma dayanımını değiştirebileceğidir. Bu nedenle montaj ve halat değişimi, halat ve sarıcı dokümantasyonuna uygun olarak bükülmeyi kontrol etmelidir.

Malzeme ve imalat uygunluğu

Tedarik edilen halatın beyan edilen malzeme veya yapısıyla uyuşmaması durumunda da erken hasar meydana gelebilir. Peterka ve meslektaşları, erken hasar görmüş bir sondaj kaldırma halatını ve kullanılmamış bir yedek numuneyi inceledi. Adli ve metalurjik analizleri sonucunda, halatın beyan edilen 1.770 MPa sınıfından farklı bir sınıfta üretildiği tespit edildi. Dış tel katmanındaki farklı mukavemetli teller farklı şekilde deforme oldu; daha düşük mukavemetli teller, kısa bir kullanım süresinin ardından gevşedi, yuvarlandı ve kırıldı. (Peterka ve ark., 2014)

Bu, imalat uygunsuzluğunun yaygın bir maden kuyusu arıza nedeni olduğuna dair bir kanıt değil, tek bir delme-vinç vakasıdır. Ancak tedarik sürecinin nominal bir kopma kuvveti girdisinden daha fazlasına ihtiyaç duyduğunu göstermektedir: halat yapısı, kalitesi, bükümü, kaplaması, özü, yağlaması, test sertifikaları ve kabul kanıtları onaylanan göreve uygun olmalıdır.

ISO 3154:1988, kapsamı dahilindeki kollar halinde örülmüş maden kuyu vinci halatları için teknik teslimat gerekliliklerini belirtir; ISO 5614:1988 ise kilitli sargılı maden kuyu vinci halatları için benzer bir rol üstlenir. EN 12385-6, EN 12385 çerçevesi içinde kollar halinde örülmüş maden kuyusu halatları için özel gereklilikler sağlarken, EN 12385-7 maden kuyuları için tam kilitli sargılı vinç halatları ile yarım veya tam kilitli sargılı kılavuz halatları için ek gereklilikler belirler. Teslimat sırasında uygunluk şarttır, ancak bu, montaj sonrası hizmet içi durumu belirlemez.

Kopmuş teller, nihai kopmadan önce yük yolunu değiştirir

Kopmuş bir tel sadece bir sayı değildir. Taşımakla yükümlü olduğu yükü taşımayı bıraktığı anda, kuvvetler ve gerilmeler kalan yapı boyunca yeniden dağılır. Dolayısıyla hasarın yeri ve kümelenmesi, toplam kopuk sayısı kadar önemli olabilir.

Zhang ve meslektaşları, tam halatlara kontrollü yüzey teli kopma desenleri eklediler ve bunları tekrarlı bükülme işlemlerine tabi tuttular. Testler ve ilgili analizler, yüzey kopmalarının ardından iç tel gerilimlerinde ve temas kuvvetlerinde artış olduğunu gösterdi. Test edilen konfigürasyonlar arasında, yoğunlaşmış 1×4 deseni en şiddetli tepkiyi ortaya çıkardı. Bu durum, dört adet bitişik kopmanın evrensel bir eleme eşiği olduğu anlamına gelmez: kusurlar tek bir halat yapısında üretilmiştir ve yasal kriterler halat türüne, referans uzunluğuna ve yargı yetkisi alanına bağlıdır. Çalışma, yoğunlaşmış hasarın, aynı sayıda birbirinden ayrı kopmadan daha ciddi sonuçlar doğurabileceği şeklindeki mekanizma düzeyindeki sonucu desteklemektedir. (Zhang ve ark., 2017)

Aynı çalışma, nihai kırılmaya kadar dayanabilen tellerde aşınma/yorulma kırıklarını sünek aşırı yüklenmeden ayırt etmiştir. Kontrollü aşınma testleri, benzer bir süreç ortaya koymuştur; bu süreçte, ciddi şekilde aşınmış dış teller ilk olarak kırılmakta ve ardından iç teller değişen yükleri taşımaktadır. Bu nedenle, en son kalan tellerdeki sünek aşırı yüklenme, olayın aşırı yük tarafından tetiklendiğini otomatik olarak kanıtlamamaktadır. Bu, ilerleyen hasarın etkili kesiti azalttığı durumlarda ortaya çıkan nihai kırılma şekli olabilir. (Chang ve ark., 2019)

Bu ardışıklık kaçınılmaz değildir. Tek seferlik aşırı yüklenme, bağlantı arızası, şok olayı veya malzeme kusuru farklı bir zincir oluşturabilir. Kanıtlar, arıza incelemesi sırasında başlangıçtaki bozunma mekanizmasını nihai kırılma modundan ayırt etmeyi güçlü bir şekilde desteklemektedir.

Kuyu vinci halat muayenesi: görünüm, yaş ve nominal kapasite tam durumu belirleyemez

Görsel inceleme vazgeçilmezdir, ancak yüzey her iç kusuru ortaya çıkaramaz. Çap ölçümü belirli aşınma veya deformasyon biçimlerini gösterebilirken, elektromanyetik veya kaçak akı yöntemleri yerel kusurları ve metalik alan kaybını gösterebilir. Ne çap azalması ne de bir NDT (tahribatsız muayene) izi, otomatik olarak kalan kopma mukavemetinin doğrudan bir ölçüsü değildir.

Tytko ve meslektaşları tarafından gerçekleştirilen kullanım ömrü dolmuş halatların tahribatlı testleri, takvim yaşının da neden yetersiz bir gösterge olduğunu ortaya koymaktadır. 50 ay sonra sökülen 60 mm’lik plastik emdirilmiş bir halatın tellerinin toplam kopma kuvvetinde 7,9%"lik bir azalma kaydedilmiştir. 48 ay sonra sökülen 61 mm'lik başka bir halat ise, tellerin toplamında yaklaşık 20%'lik bir bozulma ve halatın toplam kopma kuvvetinde 23,25%'lik bir azalma sergilemiştir. Bunlar, iki farklı halattan elde edilen gözlemler olup, istatistiksel olarak temsil edici bir karşılaştırma veya dört yıllık bir değiştirme kuralı değildir. Çalışmanın stokastik analizi de, tel mukavemeti sonuçlarının tek bir deterministik değerden ziyade dağılımlar oluşturduğunu teyit etmektedir. (Tytko ve ark., 2025)

Onur, Türkiye’deki Kozlu No. I kuyusunda bulunan dört adet 38 mm, 6×37 üçgen telli Koepe baş halatında gerçekleştirilen üç adet yerinde elektromanyetik inceleme çalışmasını rapor etmiştir. Çalışmada, metalik alan kaybı ve lokalize kusur göstergeleri izlenmiş ve bunların güvenlik faktörü üzerindeki etkisi hesaplanmıştır. Çalışmada, her gösterge tahribatlı yöntemlerle doğrulanmamış ve sinyal genliği ile kalıntı mukavemet arasında evrensel bir ilişki kurulmamıştır. Ekipman, manyetizasyon, kalibrasyon, halat yapısı, hız ve kusur geometrisi, yorumlamayı etkileyen faktörlerdir. (Onur, 2012)

MSHA’nın P09-10 numaralı bülteninde, nokta çapı ölçümleri ve kesme testleriyle ciddi iç çukurlaşma ve korozyonun yeterince ortaya çıkarılamadığı bir servis şaftı halatı anlatılmaktadır. Bülten, aksi takdirde iç bozulmanın tespit edilemeyebileceği için uygun durumlarda elektromanyetik test yapılmasını önermektedir. Bülten, elektromanyetik incelemenin görsel incelemenin yerini aldığını belirtmemektedir. Görünür tel kopmaları, korozyon, şekil bozukluğu, ısı hasarı, yerel aşınma ve bağlantı durumlarını tespit etmek için görsel inceleme hâlâ gereklidir. (MSHA PIB P09-10)

Bu nedenle durum değerlendirmesi, gerçek kurulum için gerektiği gibi birbirini tamamlayan göstergeleri ve eğilimleri birleştirmelidir. Geçerli rejime bağlı olarak bu; konuma göre kodlanmış görsel bulguları, temel ve sonraki çap ölçümlerini, kopmuş tel dağılımını, metalik alan kaybı ve lokalize kusur belirtilerini, yıkıcı veya kesme testlerini, çalışma geçmişini ve zaman içindeki değişiklikleri içerebilir. Yaş, nominal kopma mukavemeti, ortalama çap veya tek bir NDT (tahribatsız muayene) çıktısı eksiksiz bir değerlendirme olarak ele alınmamalıdır.

Madencilik Asansör Sistemleri

Maden sahası dikey erişimi için SEKLIFT maden asansörü montajı.

Kuyu vinci halatı standartları ve yönetmelikleri, karar çerçevesinin farklı bölümlerini tanımlar

Ürün standartları, test yöntemleri, düzenleyici kurum rehberliği ve bağlayıcı madencilik yönetmelikleri farklı işler yapar. Ürün standartları, belirtilen halat yapıları için teslimat gerekliliklerini tanımlar. Test standartları, bir özelliğin nasıl ölçüleceğini tanımlar. Madencilik kanunu, onaylanmış kurallar ve saha yetkilendirmeleri; montaj, inceleme, test etme ve sökme işlemlerini düzenler. Bir standardın yayımlanması, onu her ülkede yasal olarak geçerli kıl While ve bir ürün sertifikası halatın mevcut durumunu göstermez.

Uluslararası ve Avrupa standartları

ISO kataloğu, kontrol edildiğinde ISO 3154:1988, ISO 3155:1976, ISO 3156:1976 ve ISO 5614:1988 standartlarını yayınlanmış/güncel belgeler olarak listelemiş; aynı zamanda bu eski sürümler için gözden geçirme veya revizyon faaliyetlerini de göstermiştir. ISO 3108:2017, ölçülen kopma kuvvetini belirlemek için geçerli test yöntemi olmaya devam etmiştir. ISO 4309:2017 standardı yayınlanmış olarak kalmış, ancak revizyon için işaretlenmiş ve yerine geçecek yeni bir çalışma geliştirme aşamasındadır. Bu nedenle kullanıcılar, uygulama sırasında sözleşme veya mevzuatın gerektirdiği sürümü doğrulamalıdır. Standartların durumu 3 Eylül 2026 tarihinde kontrol edilmiştir.

• ISO 3154:1988 — belirtilen kapsam dahilinde, bükümlü maden kaldırma halatlarına ilişkin teknik teslimat gereklilikleri.
• ISO 5614:1988 — Kilitli sarmallı maden kaldırma halatları için teknik teslim şartları.
• ISO 3155:1976 — Maden kaldırma amaçlı örgülü halatlarda kullanılan lif bileşenlerinin özellikleri ve testleri.
• ISO 3156:1976 — Emdirme bileşikleri, yağlayıcılar ve bakım maddelerinin özellikleri ve testleri.
• ISO 3108:2017 — Ölçülen kopma kuvvetinin belirlenmesi için çekme testi yöntemi.
• ISO 4309:2017 — vinçler, palangalar ve kaldırma tertibatlarındaki halatlara ilişkin bakım, onarım, muayene ve imha kılavuzu; madencilik uygulamaları için yalnızca ilgili çerçeve tarafından atıfta bulunulduğunda ek niteliğindedir.

BSI tarafından listelenen BS EN 12385-1:2002+A1:2008, BS EN 12385-2:2002+A1:2008, BS EN 12385-6:2004 ve BS EN 12385-7:2002 standartlarını, kontrol edildiği tarihte geçerli ve gözden geçirme aşamasında olarak listelemiştir. Bölüm 1, genel üretim ve test gerekliliklerini belirtir; Bölüm 2 ise terminoloji, tanımlama ve sınıflandırmayı tanımlar. Bölüm 6, maden şaftları için bükümlü ve yassı halatlara yönelik özel gereklilikleri belirtir ve Bölüm 1 ve 2 ile birlikte kullanılır. Bölüm 7, daha geniş EN 12385 serisi çerçevesi içinde, Bölüm 1'de belirtilenlere ek olarak, maden şaftları için tam kilitli sarmal kaldırma halatları ve yarı veya tam kilitli sarmal kılavuz halatlarına ilişkin ek malzeme, imalat ve test gerekliliklerini belirtir. Bunlar ürün standartlarıdır, evrensel hizmet dışı bırakma kuralları değildir. (BSI: Bölüm 1; Bölüm 2; Bölüm 6; Bölüm 7)

Amerika Birleşik Devletleri: Maden kategorisi ve ekipman kapsamı önem taşıyor

Daha önceki “ABD metal/metal olmayan hükümleri” kısaltması yetersizdir. Güncel federal kurallar, paralel ancak kategoriye özel bölümler kullanmaktadır:

• 30 CFR Bölüm 56, yüzey metal ve metal olmayan madenleri kapsar.
• 30 CFR Bölüm 57, yeraltı metal ve metal dışı madenleri kapsar.
• 30 CFR Bölüm 75, yeraltı kömür madenleri için geçerlidir.
• 30 CFR Bölüm 77, yüzey kömür madenleri ile yeraltı kömür madenlerinin yüzey çalışma alanları için geçerlidir.

Bahsedilen halat hükümleri kapsamında, §§56.19023, 57.19023, 75.1433 ve 77.1433, aktif halat uzunluğunun en az her 14 takvim gününde bir görsel muayene edilmesini ve en az altı ayda bir, aktif uzunluğun tahribatsız muayenesinin ya da aşınmaya maruz kalan yerlerde öngörülen çap ölçümlerinin yapılmasını gerektirmektedir. Görünür bir durum mukavemeti azaltabilecekse, günlük inceleme etkilenen kısım için geçerlidir. İlgili kaldırma bölümleri—§§56.19024, 57.19024, 75.1434 ve 77.1434—kopmuş teller, korozyon, bozulma ve ısı hasarı kriterlerinin yanı sıra, temel çap ölçümünden 6%"yi aşan aşınmaya bağlı çap azalması ve NDT ile belirlenen 10%"den fazla halat mukavemet kaybını içerir. Temel değer, §§56.19022, 57.19022, 75.1432 ve 77.1432 uyarınca, ilk gerilmeden sonra ancak gözle görülür aşınma başlamadan önce belirlenir. (30 CFR Bölüm 56 ve 57; Bölüm 75 ve 77)

Bu yüzdeler, küresel malzeme kopma eşikleri değil; belirtilen kapsam dahilindeki halatlar için ABD düzenleyici çıkarma kriterleridir. Bölüm 57 uygulama hükmü ve alıntılanan Bölüm 57 ve Bölüm 77 kapsam hükümleri asansörler için kullanılan çelik halatları açıkça hariç tutmaktadır; bu nedenle ayrıntılı kurulum, herhangi bir bölüm uygulanmadan önce doğru şekilde sınıflandırılmalıdır. Bunlar otomatik olarak bir maden asansörüne, Türk projelerine veya başka bir yargı bölgesine aktarılamaz.

Birleşik Krallık, Yeni Güney Galler ve Türkiye

Birleşik Krallık HSE’nin "Dikey Maden Şaftlarındaki Çelik Halatlar" başlıklı kılavuzu, sarma, dengeleme, kılavuzlama ve sürtünme halatlarını üreten, seçen, kuran, denetleyen, inceleyen veya bakımını yapan kişiler için hazırlanmıştır. Kılavuzun teknik ekleri, bakım, aşınma ve imha konularını ele almaktadır. Bu kılavuz, bağlayıcı bir rehber niteliğinde olup, evrensel bir yasa değildir ve Birleşik Krallık’taki mevcut yasal yükümlülüklerin yerine geçmez. (HSE)

NSW Uygulama Kılavuzu: Maden Şaftları ve Kaldırma Sistemleri, Sürüm 2, Nisan 2026, NSW 2011 İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu’nun 274. maddesi uyarınca onaylanmış bir uygulama kılavuzudur. Bu kılavuz, yaşam döngüsü kontrolleri ve halatlar da dahil olmak üzere, yeraltı maden şaftları ve kaldırma sistemlerine yönelik başlıca tehlike yönetimine rehberlik eder. Bu kılavuz, yargılama süreçlerinde delil olarak kabul edilebilir ve bir tehlike veya kontrol önlemi hakkında bilinenleri kanıtlayabilir; kılavuzun kendisi yasanın kapsamlı bir açıklaması değildir ve İş Sağlığı ve Güvenliği (WHS) çerçevesi izin verdiği durumlarda, eşdeğer veya daha yüksek standartlı yöntemler kullanılabilir. (NSW Kaynaklar Düzenleme Kurumu, 2026)

Bu inceleme, erişilebilir yetkili bir kaynaktan, maden türü ve ekipman kategorisi genelinde güvenli bir şekilde özetlenebilecek tek bir Türk maden kuyu kaldırma halatı rejimini ortaya koymamıştır. Yukarıda atıfta bulunulan Türk Koepe halatı saha çalışması araştırma kanıtıdır, mevzuat değildir. Türkiye'deki projeler, ABD, İngiltere veya New South Wales (NSW) eşiklerini ithal etmek yerine; güncel Türk madencilik ve iş güvenliği mevzuatını, geçerli kabul edilmiş TS EN standartlarını, maden onaylarını ve ekipman sınıflandırmasını yetkili makam ve sorumlu mühendis ile teyit etmelidir.

Gerçek bir projede kontrol hiyerarşisi normalde şuradan başlar:

1. Geçerli madencilik ve iş sağlığı ve güvenliği kanunu ve düzenleyici kurum gereklilikleri.
2. Maden onayları, sarma sistemi güvenlik vakası veya ana tehlike planı ve geçerli onaylanmış kodlar.
3. Onaylanan konfigürasyon için halat ve sarıcı üreticilerinin talimatları.
4. Uygulanabilir maden halatı ürün ve test standartları.
5. Genel tel halat kılavuzu, yalnızca düzenleyici çerçevenin bunu öngördüğü veya buna izin verdiği durumlarda kullanılır.

Halatı izlenen bir mekanik sistem olarak ele alın

Maden kuyu vinci tel halat arızası, bir etiket olarak değil, bir dizi olay olarak en iyi şekilde anlaşılır. Dinamik yükleme, bükülme, burulma, temas geometrisi, yağlama ve ortam; aşındırıcı veya yapışkan aşınmayı, sürtünme korozyonunu, yorulma çatlaklarını, korozyon çukurlarını, iç kırılmaları veya lokalize metalik alan kaybını tetikleyebilir. Hasar geliştikçe yük paylaşımı değişir. Kademeli bozulma kapasite kaybını başlatmış olsa bile, kalan teller nihayetinde sünek aşırı yük altında kırılabilir.

Bu model, her arızayı kademeli veya aynı yapmaz; kök nedenin neden tek bir nihai kırılma yüzeyinden, tek bir çap değerinden, tek bir NDT izinden, takvim yaşından veya nominal kopma kuvvetinden okunamayacağını açıklar. Her gösterge, durum sorusunun yalnızca bir kısmına yanıt verir.

Madencilik mühendisleri ve tedarik ekipleri için pratik anlamı, sistem tabanlı spesifikasyon ve kanıttır: halat konstrüksiyonunu ve kalınığını tınaz ve çalışma koşuluna uydurun; ürün uygunluğunu doğrulayın; montaj bükülmesini ve yağlamasını kontrol edin; başlangıç ölçümlerini muhafaza edin; lokasyona özel görsel ve NDT (tahribatsız muayene) bulgularını eğilim analiziyle takip edin; ve ilgili yetki alanının muayene ve hizmetten çıkarma kurallarını uygulayın. Değiştirme kararları projeye özel kalmalı ve yürürlükteki yasal ve onaylanmış teknik çerçeve altında yetkin maden veya tınaz sistemi mühendisi tarafından alınmalıdır.