Defecțiuni ale tijelor de foraj: cauze frecvente și soluții pe care trebuie să le cunoașteți

În operațiunile miniere, prăjinile de foraj sunt echipamente esențiale, performanța lor influențând direct atât eficiența, cât și siguranța. Deși defecțiunile prăjinilor de foraj minier sunt mai puțin frecvente în comparație cu prăjinile de tunelare, atunci când apar, pot provoca perturbări semnificative ale producției. Astăzi, vom analiza în detaliu modurile comune de defecțiune ale prăjinilor de foraj minier, motivele care stau la baza acestora și soluțiile pentru a evita aceste capcane operaționale.

1. Uzura filetelor interne și externe: Cele mai frecvente probleme

Printre diferitele tipuri de defecțiuni ale prăjinilor de foraj, uzura filetului intern și extern este cea mai frecventă, uzura filetului intern fiind problema dominantă. Acest fenomen este similar cu modul în care șuruburile din uzul zilnic se uzează în timp și se slăbesc, ceea ce le face dificil de strâns. Filetele prăjinilor de foraj experimentează același fenomen.

Deci, ce factori determină rezistența la uzură a filetului unei tije?

• Procesul de fabricație: Duritatea tijei de foraj, adâncimea stratului călit, finisajul suprafeței filetului și precizia de montare a filetului sunt factori cruciali. La fel ca în cazul fabricării unei scule durabile, calitatea materialului și precizia de prelucrare au un impact direct asupra duratei sale de viață.

• Condiții de funcționare: Duritatea straturilor de rocă și complexitatea geologică joacă roluri semnificative. În condiții complexe de lucru, pot apărea probleme precum blocarea tijelor sau abaterea direcției de foraj, accelerând uzura filetului, la fel ca în cazul șmirghelului.

• Factori operaționali: Nivelul de calificare al operatorilor, precum și parametrii de găurire, cum ar fi presiunea de împingere și presiunea apei de spălare, pot afecta, de asemenea, viteza de uzură a filetului. Funcționarea necorespunzătoare este ca și cum ai supune tija de foraj unor condiții extreme, provocând o uzură anormală.

• Practici de întreținere: Neascuțirea burghiului la timp poate duce la o găurire ineficientă și la abateri de la procesul de găurire. În plus, amestecarea tijelor noi cu cele uzate sau utilizarea tijelor de la diferiți producători cu toleranțe de filetare variabile poate accelera și mai mult uzura filetului.

2. Fractura la rădăcina filetelor externe: Consecințele suprasolicitării

Fractura la rădăcina filetelor externe este un alt mod comun de defectare, care apare adesea atunci când prăjina de foraj și-a depășit durata de viață tipică și este încă în uz. De obicei, filetele interne și externe ale majorității prăjinilor miniere se uzează înainte de fracturarea rădăcinii. Cu toate acestea, dacă filetele nu s-au uzat până la rupere, utilizarea continuă poate duce la astfel de fracturi.

Factorii cheie care contribuie la acest eșec sunt:

• Procesul de fabricație: Tratamentul termic este crucial în determinarea rezistenței la oboseală a tijei. Structura tratată termic trebuie să posede o tenacitate și o rezistență ridicate la oboseală, o structură ideală fiind martensită cu conținut ridicat de carbon la suprafață și bainită în miez, cu o tranziție lină și largă între cele două. Finisajul suprafeței filetelor influențează, de asemenea, durabilitatea acestora.

• Condiții de funcționare: Blocarea frecventă a tijelor și abaterile de găurire în condiții complexe pot duce la fracturi anormale de oboseală la rădăcina filetelor exterioare.

• Practici de întreținere: Neascuțirea la timp a burghiului poate cauza abateri de la găurire, care pot provoca ulterior fisuri prin oboseală la baza filetului.

3. Fractură la nivelul filetului intern "Void": Slăbiciunea structurală

Ruptura la filetul interior "void" este un alt mod de defectare, cauzat de obicei de doi factori. În primul rând, în timpul procesului de găurire, filetele exterioare exercită o forță asupra filetelor interne, un punct slab al structurii care se poate fractura ușor. În al doilea rând, dacă filetele exterioare ale tijei suferă o uzură semnificativă, aceasta slăbește și mai mult filetul interior și crește riscul de fractură.

Soluția? Optarea pentru tije de foraj cu filete interne extinse poate spori semnificativ durabilitatea acestora. Acest design ajută la distribuirea mai uniformă a forței, reducând concentrarea stresului în punctele slabe, la fel ca adăugarea unui strat de protecție într-o zonă vulnerabilă.

4. Ruptura corpului tijei: Supravegherea în controlul calității

Fracturile corpului barei sunt relativ rare, dar pot apărea din cauza problemelor de calitate ale oțelului în sine sau a proceselor de laminare necorespunzătoare. De obicei, astfel de fracturi sunt incidente izolate. Cu toate acestea, dacă fracturile corpului barei apar în bloc, acest lucru poate indica probleme semnificative cu procesul de tratament termic. În astfel de cazuri, este esențial să se inspecteze cu atenție procesul de tratament termic pentru a identifica defectele de control al calității și a preveni probleme ulterioare.

5. Îndoirea corpului tijei: Ucigașul invizibil în operațiunile seriale

Tijele de foraj miniere sunt adesea utilizate în serie, de obicei între 10 și 20 de tije odată. Atunci când o tijă se îndoaie, nu numai că devine inutilizabilă, dar poate provoca și defectarea prematură a altor tije. Prin urmare, menținerea rectilinietății și a coaxialității este un standard de calitate esențial pentru tijele de foraj miniere. Asigurarea acestor proprietăți geometrice poate spori semnificativ fiabilitatea și durabilitatea tijelor în timpul operațiunilor continue.

Pentru a preveni îndoirea corpului tijei, materiile prime și tijele finite trebuie supuse mai multor procese de îndreptare în timpul producției. Materiile prime care pot avea îndoiri inerente trebuie îndreptate înainte de prelucrarea ulterioară. După tratamentul termic, tijele se pot deforma și necesită o îndreptare precisă pentru a îndeplini standarde stricte de rectilinie. În plus, în timpul transportului și depozitării, trebuie luate măsuri pentru a se asigura că tijele rămân drepte și nu se îndoaie.

Prin înțelegerea cauzelor comune ale defecțiunilor și implementarea măsurilor corecte, puteți îmbunătăți semnificativ fiabilitatea și longevitatea prăjinilor de foraj minier, asigurând operațiuni eficiente și fără probleme.