Kőzetfúrótorony fúrórúdjának karbonizálási és felületkeményítő kezelései: eljárások, teljesítmény és ion útmutató
A kőzetfúró tornyok fúrórudait elsősorban két típusba sorolják a felületerősítő eljárásaik alapján: karbonizálás és felületedzés. Ez a két megközelítés jelentősen eltér a folyamatmódszereikben és a teljesítményjellemzőikben.
I. A hőkezelési eljárások különbségei
• Karburáló kezelés: Ezt az eljárást jellemzően szénben gazdag atmoszférában, aknakemencében végzik. A fúrórudat meghatározott hőmérsékleti és időtartami paramétereknek teszik ki, lehetővé téve, hogy a felülete – beleértve a külső rúdtestet és a vízlyukak belső falát is – szénatomokat abszorbeáljon, így nagy keménységű, kopásálló keményfém réteget képezve. Ezt követi a léghűtéses edzés és megeresztés. Az így kapott fúrórúd HRC 58-60 felületi keménységet ér el, míg a mag viszonylag alacsonyabb keménységet tart meg (körülbelül HRC 43), így a kivételes felületi kopásállóság és a mag erős szívóssága egyensúlyban van.
• Felületedzés: Ez a módszer főként nagyfrekvenciás indukciós melegítést alkalmaz a fúrórúd felületének gyors és lokális felmelegítésére, majd ezt követően edzést és megeresztést végez. A cél egy edzett réteg közvetlen létrehozása a felületen, hasonlóan a karbonizálásból származóhoz, elérve a HRC 58-60 értéket. Figyelemre méltó, hogy a menetes csatlakozási területek, amelyek hajlamosak a feszültségkoncentrációra és fokozott szilárdságot igényelnek, gyakran további speciális hőkezeléseken esnek át – például másodlagos nagyfrekvenciás edzésen vagy indukciós megeresztésen –, hogy optimalizálják a teljesítményt ezekben a kritikus zónákban.
II. Teljesítményjellemzők közötti különbségek
• Szívósság: A felületedzett fúrórudakat általában jobb szívósságúnak tartják a karbonizáltakhoz képest. Ez az előny abból adódik, hogy a maganyag nem igényel karbonizálási folyamatot, ami megőrzi a nagyobb képlékenységet.
• Fáradási élettartam és kopásállóság: A felületedzett fúrórudak azonban jellemzően rövidebb kifáradási élettartammal rendelkeznek, mint a karbonizált változatok. Ezzel szemben a karbonizált fúrórudak előnye a karbonizált réteg és az alapanyag közötti erős tapadás, valamint a mélyebben edzett réteg, ami jobb kopásállósághoz és kifáradási tartóssághoz vezet. Ennek ellenére a karbonizálási folyamat – különösen a rétegvastagság és a szénkoncentráció szabályozása – és az ezzel járó léghűtéses edzés pontos paraméterkezelést igényel, mivel bármilyen eltérés ronthatja a végtermék minőségét.
III. Alkalmazható forgatókönyvek
• Megnövelt szívósságuknak köszönhetően a felületedzett fúrórudak jobban alkalmasak réteges kőzetképződményekben vagy kiterjedt repedésekkel rendelkező területeken történő fúrásra. Ezekben a nagy ütésű, instabil kőzetkörnyezetekben a kiváló szívósság segít ellenállni a lökésszerű terheléseknek és minimalizálja a rideg törések kockázatát.
• A karbonizált fúrórudak kiemelkedő kopásállóságukkal és kifáradási tulajdonságaikkal kiválóan alkalmasak mélyfúrási alkalmazásokhoz (például 20 méter feletti mélységekben). Karburált MF (üreges acél) rudakkal és nagy vezetésű gombos fúrófejekkel párosítva, amelyek megkönnyítik a visszahúzást, hatékonyan minimalizálják a furat eltérését, meghosszabbítják a fúróegység teljes élettartamát, és csökkentik a mélyfúrási feladatok üzemeltetési költségeit.
