De ce unele scule de foraj rămân ascuțite și rezistente: Etapa de tratament termic pe care nu o puteți vedea
Două tije de foraj pot fi fabricate din oțel similar și totuși să se comporte foarte diferit în subteran.
Unul rezistă la sute de găuri. Celălalt se uzează rapid, dezvoltă fisuri sau se rupe la impact. Diferența nu este întotdeauna vizibilă în catalog și nu se explică doar prin gradul de oțel.
Adesea, factorul decisiv este tratamentul termic.
Pentru tijele de foraj, adaptoarele de coadă, corpurile burghielor și alte scule de percuție, tratamentul termic determină modul în care oțelul echilibrează duritatea suprafeței cu tenacitatea internă. Acest echilibru este ceea ce permite unei scule să reziste la uzură fără a deveni periculos de fragilă.
Duritatea singură nu este suficientă
O unealtă de foraj pentru rocă lucrează într-un mediu dificil. Aceasta este supusă la impacturi repetate, vibrații, frecare, îndoire și contact cu roca abrazivă.
O suprafață moale se uzează rapid. O unealtă cu o duritate insuficientă își poate pierde geometria, poate reduce eficiența găuririi și poate deteriora conexiunea dintre tijă și burghiu.
Însă durirea extremă a întregii unelte creează o altă problemă. Oțelul care este prea dur în interior poate deveni fragil. Sub impact repetat, se poate ciobi sau fractura în loc să absoarbă sarcina.
Ținta nu este duritatea maximă peste tot.
Ținta este o suprafață de lucru dură, rezistentă la uzură, susținută de un miez mai rezistent.
Călirea creează structura dură
Călirea este etapa utilizată pentru creșterea durității oțelului.
Oțelul este încălzit la o temperatură controlată și apoi răcit rapid în cadrul unui proces definit. Acest lucru modifică structura internă a materialului și creează o suprafață mai dură, capabilă să reziste uzurii abrazive.
Pentru un adaptor de tijă sau coadă de burghiu, o călire adecvată poate ajuta sculei să reziste la:
Impact repetat al pistonului
Abraziunea din praful de rocă
Uzură de contact la con sau filet
Deformare locală
Cicluri de găurire de înaltă frecvență
Procesul trebuie controlat cu atenție. Răcirea prea rapidă, prea lentă sau neuniformă poate crea distorsiuni, tensiuni reziduale sau duritate inconsistentă pe componentă.
De aceea, o unealtă finită nu poate fi evaluată doar după aspectul suprafeței.
Revenirea împiedică fragilizarea miezului
Călirea îmbunătățește duritatea, dar poate lăsa și tensiuni interne în oțel. Dacă scula este utilizată imediat în această stare, structura călită poate fi prea fragilă pentru găurirea prin percuție.
Revenirea urmează călirii pentru a reduce tensiunea internă și a îmbunătăți tenacitatea.
Aici se dezvoltă scula echilibrul adesea descris ca fiind „dur la exterior, dur la interior”. Suprafața rezistă la uzură, în timp ce miezul poate absorbi impactul fără a crăpa ușor.
O sculă bine călită nu trebuie să fie moale. Are nevoie de suficientă tenacitate pentru a supraviețui undei de șoc care traversează oțelul în timpul fiecărui ciclu de găurire.
Acest lucru este deosebit de important pentru:
Tije de foraj de extensie
Tije de foraj integrale
Adaptoare de tijă
Componente de cuplare
Piese ciocan DTH
Corpuri de burghie cu percuție
Cementarea și gradientul de duritate
Unele componente de găurire utilizează carburare sau procese similare de călire a suprafeței. În timpul carburării, carbonul este introdus în stratul exterior al oțelului. Suprafața poate fi apoi călită, în timp ce miezul cu conținut mai scăzut de carbon își păstrează o tenacitate mai mare.
Rezultatul nu este pur și simplu o valoare a durității. Este un gradient de duritate de la suprafață spre centru.
Pentru cumpărători, acest lucru ridică câteva întrebări utile:
Cât de adânc este stratul întărit?
Duritatea este constantă în jurul componentei?
Miezul păstrează suficientă rezistență?
Piesa a fost deformată în timpul tratamentului?
Este procesul adecvat pentru condițiile reale de impact și uzură?
Un strat întărit superficial sau neuniform se poate uza rapid. O suprafață excesiv de dură sau slab susținută se poate crăpa. Procesul trebuie să corespundă designului componentei și modului în care va fi utilizată unealta.
Tratamentul termic nu poate repara designul defectuos al sculei
Tratamentul termic este important, dar nu înlocuiește o inginerie corectă.
O tijă de foraj se poate defecta în continuare dacă:
Filetul nu se potrivește cu forajul de rocă
Tija este îndoită în timpul funcționării
Bucșa de ghidare este foarte uzată
Burghiul este utilizat dincolo de limita de uzură
Clătirea este inadecvată
Unghiul de găurire creează o îndoire excesivă
Unealta este asamblată cu forță excesivă
Calitatea oțelului nu este potrivită pentru aplicație
Cea mai puternică unealtă tratată termic nu va rezista dacă sistemul de găurire este aliniat greșit sau funcționează în afara condițiilor prevăzute.
De aceea, durata de viață a sculei depinde de combinația completă de calitate a oțelului, geometrie, tratament termic, precizie de prelucrare, echipament de găurire și practică a operatorului.
Cum să recunoști o problemă la tratamentul termic
Simptomele de teren nu pot identifica fiecare problemă metalurgică, dar anumite modele merită investigate.
Dacă suprafața se uzează neobișnuit de repede, carcasa poate fi prea moale, prea superficială sau inconsistentă.
Dacă scula se ciobește sau se rupe brusc sub sarcină normală, poate fi implicată o duritate excesivă, o tensiune reziduală, o revenire slabă sau o supraîncărcare operațională.
Dacă doar o zonă prezintă uzură anormală, verificați alinierea, răcirea, calitatea prelucrării și consistența tratamentului termic local.
Când defecțiunile se repetă, nu comandați pur și simplu mai multe piese din aceeași piesă. Înregistrați unde s-a produs defecțiunea, cât timp a funcționat scula, ce rocă a fost forată și dacă defecțiunea a implicat uzură, îndoire, fisurare sau deteriorarea filetului.
Aceste informații ajută la separarea unei probleme materiale de o problemă a echipamentului sau de funcționare.
Ce ar trebui să le ceară cumpărătorii unui furnizor?
Când cumpărați unelte de foraj pentru roci, întrebați mai mult decât „Din ce oțel sunt fabricate?”
O listă de verificare practică pentru furnizori include:
Ce calitate de oțel este utilizată pentru componentă?
Ce proces de tratament termic se aplică?
Este testată duritatea suprafeței?
Se verifică tenacitatea sau duritatea miezului?
Este controlată adâncimea stratului întărit?
Cum se măsoară distorsiunea dimensională?
Sunt testate probe din fiecare lot de producție?
Produsul este compatibil cu roca și echipamentul de foraj prevăzute?
Producătorii de încredere ar trebui să își poată explica procesul de control al calității fără a se ascunde în spatele unui singur număr de duritate.
Rezultatul vizibil este o durată de viață mai lungă a sculei
Un tratament termic bun este invizibil după ce scula părăsește fabrica, dar efectele sale sunt evidente la locul de muncă.
Tija își păstrează forma. Adaptorul tijei își menține filetul. Corpul burghiului rezistă deformării. Instrumentul rezistă impacturilor repetate fără fisuri premature, iar echipa de foraj petrece mai puțin timp înlocuind piesele.
Gaea Rock furnizează tije de foraj pentru rocă, adaptoare de coadă, burghie, ciocane DTH, burghie DTH și unelte de foraj aferente. Tratamentul termic corect, prelucrarea precisă și potrivirea corespunzătoare cu sistemul de foraj sunt esențiale pentru o performanță stabilă în minerit, cariere, săpare de tuneluri și construcții.
Întrebarea corectă nu este pur și simplu dacă o unealtă este dificilă.
Contează dacă scula este dură acolo unde trebuie să reziste la uzură, tenace acolo unde trebuie să absoarbă impactul și consistentă pe tot lotul de producție.
