شعلهور شدن دامن مته مخروطی: چرا اتفاق میافتد و چگونه میتوان از آن جلوگیری کرد
یک مته مخروطی میتواند بدون از دست دادن کاربید خود، دچار شکست شود.
لبه برش ممکن است هنوز قابل استفاده به نظر برسد. ممکن است تیغه خیلی ساییده نشده باشد. با این حال، لبه پشتی اطراف سوراخ مخروطی منبسط شده، کج شده یا ترک خورده است. مته دیگر به درستی روی فولاد مته قرار نمیگیرد. شروع به شل شدن، خارج شدن از مرکز یا دشوار شدن برداشتن آن میکند.
این نقص اغلب گشاد شدن دامن نامیده میشود.
این یک مشکل آزاردهنده است زیرا میتواند قبل از اینکه سایش معمولی کاربید به پایان عمر مفید خود برسد، کمی غیرقابل استفاده شود. همچنین بر روی مته تأثیر میگذارد. یک سوراخ مخروطی گشاد شده میتواند به ساقه فولادی مته آسیب برساند، انتقال انرژی را کاهش دهد، دقت سوراخ را کاهش دهد و باعث خرابی در طول شیفت شود.
راه حل، یک تغییر ماده یا یک تنظیم عملیاتی نیست. گشاد شدن دامن معمولاً ناشی از ترکیبی از انتخاب مته، هندسه، کیفیت فولاد، کنترل تولید، تناسب مخروطی و عملیات میدانی است.
دامن گشاد در مته مخروطی چیست؟
یک مته مخروطی از طریق یک سوراخ مخروطی به مته فولادی متصل میشود. در حین حفاری، انرژی ضربه از مته سنگی از طریق فولاد به مته منتقل میشود. اتصال مخروطی باید به اندازه کافی محکم باشد تا انرژی را به طور موثر منتقل کند و در عین حال امکان برداشتن مته را در صورت نیاز فراهم کند.
گشاد شدن دامن مته زمانی اتفاق میافتد که بدنه مته در اطراف سوراخ مخروطی تحت تأثیر ضربات مکرر منبسط یا تغییر شکل دهد. دهانه عقب مته میتواند بزرگ شود، گاهی اوقات با ترک خوردگی قابل مشاهده یا از دست دادن شکل اصلی.
وقتی تناسب به هم بخورد، اتصال دیگر پایدار نیست. مته ممکن است روی مخروط تکان بخورد، انرژی را به طور ناکارآمد جذب کند یا بارهای متمرکزی روی فولاد مته و بدنه مته ایجاد کند.
در موارد شدید، مشکل به سرعت تشدید میشود. یک اتصال شل، تمرکز ضربه بیشتری ایجاد میکند که باعث تغییر شکل بیشتر میشود و در نتیجه اتصال را شلتر هم میکند.
علت اول: قطعهای که با کار مطابقت ندارد
یک مته مخروطی باید متناسب با سنگ، مته، قطر سوراخ و شرایط عملیاتی انتخاب شود.
همان طراحی مته ممکن است در گرانیت با سختی متوسط به خوبی کار کند و در سازند بسیار سختتر، چقرمهتر یا سایندهتر به سرعت دچار شکست شود. بدنه مته سبک ممکن است در اطراف سوراخ مخروطی برای شرایط ضربه سنگین استحکام کافی نداشته باشد. مته با طراحی نامناسب سطح ممکن است به طور ناکارآمد حفاری کند و گرما و تنش بیشتری در بدنه ایجاد کند.
به همین دلیل است که یک مته مخروطی جهانی به ندرت بهترین پاسخ است.
یک طیف مناسب از محصولات باید شامل طرحهای مختلف برای شرایط مختلف سنگ و تجهیزات حفاری باشد. متههای قلمی، ضربدری، نعل اسبی و دکمهای میتوانند هر کدام جایگاهی داشته باشند. انتخاب صحیح به سازند و بار کاری بستگی دارد، نه صرفاً به آنچه در انبار موجود است.
اگر مته یکسانی به طور مکرر در یک معدن یا تونل دچار پدیدهی شعلهور شدن دامن (skirt flare) شود، اولین سوال باید این باشد که آیا مته به درستی با آن کاربرد مطابقت دارد یا خیر.
هندسه اطراف سوراخ مخروطی اهمیت دارد
ناحیه سوراخ مخروطی یک اتصال ساختاری است، نه یک فضای خالی که در بدنه مته ایجاد شده باشد.
ضخامت دیواره، زاویه مخروطی، عمق فرورفتگی، هندسه کف، شعاعهای انتقال و سطح تماس، همگی بر نحوه جذب ضربه توسط مته تأثیر میگذارند. انتقالهای داخلی تیز یا ضخامت ناهموار دیواره میتواند تنش را متمرکز کند. تماس ناکافی بین مخروطی فولادی مته و سوراخ مته میتواند بارگذاری موضعی ایجاد کند. یک اتصال ضعیف میتواند اتصال را به جای یک نقطه انتقال انرژی، به یک نقطه چکشخواری تبدیل کند.
یک اتصال مخروطی خوب طراحی شده باید چندین هدف را پشتیبانی کند:
نشیمنگاه پایدار و متمرکز روی فولاد مته
سطح تماس کافی برای انتقال ضربه
ضخامت کافی بدنه مته در اطراف سوراخ مخروطی
انتقالهای نرم که تمرکز استرس را کاهش میدهند
قفل خودکار قابل اعتماد بدون اعمال نیروی بیش از حد در حین نصب
حذف عملی پس از حفاری
اتصال باید قوی باشد، اما نباید به نیروی زیاد وابسته باشد. وارد کردن ضربهی شدید به یک مخروط میتواند حتی قبل از شروع سوراخکاری به اتصال آسیب برساند.
فولاد بدنه بیت و عملیات حرارتی بسیار مهم هستند
یک دامن مخروطی شکل تحت بارگذاری ضربهای مکرر کار میکند. به استحکام کافی برای مقاومت در برابر تغییر شکل پلاستیک و چقرمگی کافی برای جلوگیری از ترک خوردگی شکننده نیاز دارد.
اگر فولاد بدنه مته خیلی نرم باشد، سوراخ مخروطی ممکن است تحت ضربه منبسط شود. اگر خیلی سخت باشد یا عملیات حرارتی ضعیفی روی آن انجام شده باشد، ممکن است آن ناحیه ترک بخورد. نتیجه صحیح، تعادل است: هندسه پایدار با مقاومت کافی در برابر خستگی و ضربه.
این تعادل به درجه فولاد، کیفیت آهنگری، دقت ماشینکاری، چرخه عملیات حرارتی و کنترل خنککاری بستگی دارد. کیفیت مواد را نمیتوان تنها از ظاهر قضاوت کرد.
ممکن است مته با محصول دیگری یکسان به نظر برسد در حالی که عملکرد بسیار متفاوتی داشته باشد که دلیل آن تفاوت در تمیزی فولاد، ساختار دانهبندی، توزیع سختی یا ثبات عملیات حرارتی است.
برای کاربردهای دشوار، تأمینکنندگان باید بتوانند توضیح دهند که چگونه جنس بدنه مته را کنترل میکنند و چگونه محصول با شرایط سنگ مورد نظر مطابقت دارد.
تناسب مخروطی و وضعیت فولاد مته را نمیتوان نادیده گرفت
یک مته خوب روی فولاد مته فرسوده هنوز هم میتواند زود خراب شود.
ساق مخروطی باید زاویه، وضعیت سطح و ابعاد صحیحی داشته باشد. یک مخروط آسیبدیده، کوچک، بزرگ یا با پرداخت ضعیف میتواند از قرارگیری کامل آن جلوگیری کند. نتیجه، تماس ناهموار و ضربه متمرکز بر ناحیه کوچکی از دامن است.
قبل از نصب مته جدید، مخروط فولادی مته را از نظر موارد زیر بررسی کنید:
ساییدگی یا صاف شدن قابل مشاهده
ترک یا آسیب سطحی
خوردگی و رسوبات انباشته شده
زاویه مخروطی نادرست
تمرکز ضعیف
شواهدی از گرمای بیش از حد یا علائم تماس غیرطبیعی
سوراخ مخروطی داخل مته نیز باید تمیز باشد. کثیفی، تراشه، پوسته یا باقیمانده مواد میتواند از قرارگیری صحیح آن جلوگیری کرده و تناسب نادرستی ایجاد کند.
یک اتصال مخروطی فقط به اندازه هر دو نیمه اتصال خوب است.
نحوه نصب و جداسازی ابزار بر عمر آن تأثیر میگذارد
مدیریت میدانی تفاوت قابل اندازهگیری ایجاد میکند.
مته باید به طور ایمن نصب شود اما در حین نصب نباید به طور نادرست استفاده شود. چکش کاری بیش از حد میتواند باعث تغییر شکل دامن یا آسیب به سطوح مخروطی شود. در حین کار، خدمه باید مراقب لرزش غیرمعمول، کاهش نفوذ، نشت آب یا علائمی باشند که نشان میدهد مته به درستی کار نمیکند.
برداشتن [چیزی] سزاوار همان مراقبت است.
روشهای بداهه مانند ضربه زدن کنترل نشده میتواند به سوراخ مخروطی، بدنه مته یا فولاد مته آسیب برساند. یک پاککننده مته مخصوص و گیج بازرسی منظم به محافظت از اجزا کمک میکند و تکرارپذیری فرآیند را افزایش میدهد.
سنگزنی مجدد نیز مهم است. اگر مته تا زمانی که لبه کاربیدی بیش از حد کند شود، کار کند، بارهای حفاری افزایش مییابد. مته ممکن است گرمای بیشتری تولید کند و تنش مخرب بیشتری را به بدنه منتقل کند. سنگزنی مجدد به موقع به حفظ عملکرد نفوذ و عمر سازه کمک میکند.
چک لیست پیشگیری عملی
اگر متههای مخروطی شکل، لبههایشان مکرراً باز میشود، به جای تعویض تک تک متهها، کل سیستم را بررسی کنید.
تأیید کنید که طراحی مته با سختی سنگ و تجهیزات حفاری مطابقت دارد.
وضعیت مخروطی مته فولادی و دقت ابعادی آن را بررسی کنید.
سوراخهای مخروطی را از نظر قرارگیری صحیح و علائم تماس بررسی کنید.
جنس بدنه مته و سازگاری عملیات حرارتی آن را با تامینکننده بررسی کنید.
از نصب اجباری و روشهای حذف کنترل نشده خودداری کنید.
ابزارهای حذف مته و گیجهای بازرسی مخروطی را مرتب نگه دارید.
لبههای کاربید را قبل از اینکه سایش بیش از حد، تنش سوراخکاری را افزایش دهد، دوباره سنگزنی کنید.
مکان و زمان وقوع شکستها را ثبت کنید تا الگوهای خاص سازند را شناسایی کنید.
این اطلاعات، یک شکست تکراری را به یک مسئله مهندسی قابل حل تبدیل میکند.
هدف، سایش طبیعی است، نه تغییر شکل زودرس
یک مته مخروطی خوب باید به این دلیل کنار گذاشته شود که لبه برنده آن کار مفیدی را انجام داده است، نه به این دلیل که سوراخ مخروطی آن زودتر از موعد کج شده است.
وقتی طراحی مته، جنس، تناسب و نحوه استفاده با هم کنترل شوند، احتمال ترک خوردن لبه مته بسیار کمتر میشود. رشته حفاری محکمتر میماند، انرژی ضربه با کارایی بیشتری منتقل میشود و خدمه عمر قابل پیشبینیتری از مته و فولاد مته به دست میآورند.
هدف واقعی همین است: یک اتصال پایدار که به کاربید اجازه برش بدهد و اجازه دهد مته به طور عادی ساییده شود.
