خرابیهای میله مته معدن: چرا کیفیت سیم شما فقط به اندازه ضعیفترین رزوه آن است؟
یکی از دوستانم یک عملیات حفاری زیرزمینی در استرالیا را اداره میکند. سال گذشته او گزارش مصرف میلههای حفاری خود را به من نشان داد - ۳۲۰ میله در طول شش ماه، تقریباً دو برابر مقداری که معدن کناری میسوزاند. همان سنگ. همان دکلها. تفاوت در یک چیز خلاصه میشد: هیچکس در گروه او آموزش ندیده بود که الگوهای خرابی را بخواند.
گفت: «آآآآآه، هر وقت از کار افتادند، بندازشون سطل آشغال.»
و مشکل همین است. میلههای حفاری معدن - از آن نوع که به صورت رشتههای ده، پانزده یا گاهی بیست تایی روی دکل حفاری نصب میشوند - معمولاً بدون هشدار قبلی خراب نمیشوند. آنها مشکل را به صورت تلگرافی نشان میدهند. فقط باید بدانید که به چه چیزی نگاه میکنید.
برخلاف جامبوهای تونلسازی که در آنها یک میله تمام بار چکش را تحمل میکند، میلههای دکلهای معدن، بار را در یک رشته طولانی تقسیم میکنند. این امر، الگوی شکست را تغییر میدهد. برخی از حالتهای شکست که در جامبوها مشاهده میکنید، به سختی در معدنکاری دیده میشوند. برخی دیگر، مانند سایش و خم شدن داخلی رزوه، غالب میشوند زیرا رشته، نقصهای کوچک را در هر کوپلینگ تقویت میکند.
در اینجا پنج نوع خرابی که در دکلهای استخراج رخ میدهد، بر اساس میزان وقوع آنها در زیر زمین رتبهبندی شدهاند.
۱. فرسودگی رزوه - رزوههای داخلی اولویت دارند
این قاتل شماره یک است، و این جزئیاتی است که مردم را شگفت زده میکند: روی میلههای معدن،داخلیرزوه (انتهای جعبهای) معمولاً قبل از رزوه خارجی (انتهای پین) ساییده میشود.
چهار چیز سرعت ساییدگی نخهای شما را کنترل میکند:
کیفیت عملیات حرارتی.این مهمترین نکته است. عمق پوسته، سختی سطح و شیب بین پوسته سخت و هسته سختتر، تعیین میکند که رزوهها چقدر در طول پروفیل خود باقی میمانند. ریزساختار ایدهآل - مارتنزیت پرکربن در سطح، بینیت پایینتر در هسته، با یک ناحیه انتقالی پهن و تدریجی بین آنها - به راحتی قابل دستیابی نیست. میلههای ارزان از این نکات ظریف صرف نظر میکنند.
پرداخت و تناسب رزوه.زبری سطح در کنارههای رزوه مانند کاغذ سنباده تحت بار عمل میکند. کنترل دقیق تلرانس روی هندسه رزوه به این معنی است که بار به جای تمرکز روی دو یا سه وجه رزوه، در وجوه بیشتری از آن توزیع میشود.
شرایط زمین.سنگهای شکسته میلهها را میگیرند. انحراف سوراخ، بارهای خمشی را از طریق کوپلینگها وارد میکند. هر بار که یک میله گیر میکند، رزوههای نزدیکترین کوپلینگ ضربه میخورند.
عادات نگهداری.این مورد کاملاً قابل حل توسط اپراتور است: استفاده از متههای کند، انحراف سوراخ را افزایش میدهد که باعث تسریع فرسایش رزوه میشود. مخلوط کردن میلههای قدیمی با میلههای جدید در یک رشته - جایی که رزوههای فرسوده در کنار رزوههای تازه قرار میگیرند - بار را روی محکمترین کوپلینگ متمرکز میکند. و استفاده از میلههای تأمینکنندگان مختلف، که ممکن است تلرانس رزوههای آنها با هم مطابقت نداشته باشد، اساساً هزینه فرسایش تسریعشده را پرداخت میکند.
ساییدگی داخلی رزوه در رشتههای معدن اهمیت بیشتری دارد زیرا هر کوپلینگ میله به میله دارای یک انتهای جعبهای است. بیست میله به معنی نوزده رزوه داخلی در مسیر بار است. اگر فقط یکی از آنها شل شود، کل رشته شروع به خوردن خودش میکند.
۲. شکستگی ریشه رزوه خارجی - حد خستگی
بیشتر میلهها قبل از رسیدن به حد خستگی رزوههایشان، در اثر سایش از بین میروند. اما وقتی میلهای بدون سایش قابل مشاهده، از عمر مفید خود عبور میکند، مورد بعدی که دچار خرابی میشود، معمولاً ریشه رزوه خارجی است.
ریشه رزوه یک متمرکزکننده تنش طبیعی است. هر ضربه از چکش، موج تنشی را از طریق سیم ارسال میکند و در هر اتصال، این موج منعکس شده و روی آن قرار میگیرد. ریشه رزوه در انتهای پین، با هر ضربه، شاهد حداکثر تنش کششی است که به صورت چرخهای تغییر میکند.
عملیات حرارتی آستانه خستگی را تعیین میکند. میلهای با گذار بینیت/مارتنزیت مناسب میتواند میلیونها چرخه را تحمل کند. میلهای با گرادیان سختی شدید یا دکربوریزاسیون سطحی، زود ترک میخورد.
عوامل عملیاتی آن را به لبه پرتگاه میبرند: گیر کردن مکرر میله، انحراف سوراخ و کند شدن متهها، همگی علاوه بر ضربه محوری، تنش خمشی ایجاد میکنند. چیزی که میتوانست یک ترک خستگی خالص باشد، به یک شکست تنش ترکیبی تبدیل میشود و میله زودتر از آنچه که متراژ پیشبینی میکرد، میشکند.
۳. شکستگی زیر برش داخلی رزوه
هر رزوه داخلی یک بریدگی زیرین دارد - شیار برجسته در پایه بخش رزوه شده. این شیار از نظر طراحی وجود دارد، اما همچنین نازکترین سطح مقطع در کوپلینگ است.
دو چیز باعث میشود که برش زیرین (زیر تراشی) از بین برود. اول: رزوه خارجی میله جفت شونده با هر ضربه به آن ناحیه فشار وارد میکند و چون نازک است، تنش بیشتری را متحمل میشود. دوم: اگر سطح خارجی انتهای جعبه در اثر سایش بیرونی نازک شود، برش زیرین حتی ضعیفتر میشود.
راه حل عملی، جستجوی میلههایی با طراحی رزوه داخلی بلندتر است. یک بخش رزوه بلندتر، بار را روی ناحیه رزوه بیشتری پخش میکند و تنش اوج را در زیربرش کاهش میدهد. این یک تغییر هندسی ساده است که تفاوت قابل اندازهگیری در طول عمر زه ایجاد میکند.
۴. شکستگی بدنه میله - پرچم قرمز کنترل کیفیت
شکستگی بدنه در میلههای معدن نادر است. وقتی یکی از آنها به صورت جداگانه اتفاق میافتد، معمولاً یک نقص در مواد است - یک ناخالصی در فولاد، یک نقص در نورد، یا یک شیار ناشی از جابجایی که به آغازگر ترک تبدیل شده است.
اما اگر دیدید کهدستهایدر مورد شکستگیهای بدنه، این متفاوت است. این یک مشکل عملیات حرارتی است. یا کوئنچ ناهموار بوده، یا عملیات تمپرینگ به درستی انجام نشده، یا یک مشکل سیستماتیک در گرید فولاد وجود دارد. فقط میلههای شکسته را تعویض نکنید - از دسته نمونه بگیرید و برای متالوگرافی ارسال کنید. دستهای از شکستگیهای بدنه، اطلاعاتی در مورد تأمینکننده شما میدهد، نه عملکرد شما.
۵. خم کردن میله - تقویتکنندهی سیم
در یک دستگاه تونلزنی بزرگ، یک میله کمی خمیده آزاردهنده است. در یک دکل استخراج که از رشتههای ۱۵ میلهای استفاده میکند، فاجعهبار است.
خمیدگیای که به سختی روی یک میله متوجه آن میشوید، در هر کوپلینگ چند برابر میشود. زمانی که ده میله در عمق فرو میکنید، نخ داخل سوراخ میپیچد، تمام سطوح رزوه را ساییده میکند، هر کوپلینگ را به طور ناهموار بارگذاری میکند و سوراخی ایجاد میکند که صاف نیست. آن سوراخ کج، نخ بعدی را حتی بدتر خم میکند.
به همین دلیل است که صافی و هممرکزی، معیارهای کیفی غیرقابل مذاکره برای میلههای معدن هستند. یک تولیدکننده خوب، قبل از ماشینکاری، و دوباره پس از عملیات حرارتی (که همیشه باعث کمی اعوجاج میشود)، میلههای خام را صاف میکند و قبل از ارسال، هر میله را بررسی میکند. ذخیرهسازی و حمل و نقل نیز مهم است - میلههایی که روی قفسههای ناهموار نگهداری میشوند یا بدون پشتیبانی مناسب ارسال میشوند، میتوانند قبل از اینکه سوراخی ببینند، با یک مجموعه دائمی به مقصد برسند.
الگویی که باعث صرفهجویی در هزینه میشود
این چیزی است که من در عملیات معدنی که در واقع خرابی میلههای حفاری خود را پیگیری میکنند، متوجه شدهام: آنهایی که کمترین هزینه به ازای هر متر حفاری را دارند، آنهایی نیستند که گرانترین میلهها را میخرند. آنها کسانی هستند که به هر میلهی خراب نگاه میکنند و میپرسند، دددد این چه چیزی میخواست به من بگوید؟ دددد
بعضی وقتها جواب اینه: دددش میلههای بهتری بخر. دددش بیشتر اوقات، جواب اینه ددش بیشتر متههاتو تیز کن، ددش ددش دیگه تامینکنندههای یه رشته رو با هم قاطی نکن، ددش یا ددش دستگاه عملیات حرارتی شما با ثبات بچ مشکل داره. ددش
میله میشکند. میله دروغ نمیگوید.
