Kőzetfúró rúd meghibásodásai: gyakori okok és megoldások, amelyeket tudnia kell

A bányászati műveletek során a fúrórudak elengedhetetlen berendezések, amelyek teljesítménye közvetlenül befolyásolja mind a hatékonyságot, mind a biztonságot. Bár a bányászati rudak meghibásodása ritkább az alagútfúró rudakhoz képest, ha mégis bekövetkeznek, jelentős termelési zavarokat okozhatnak. Ma a bányászati fúrórudak gyakori meghibásodási módjait, azok okait és a működési buktatók elkerülésére szolgáló megoldásokat fogjuk megvizsgálni.

1. Belső és külső menetek kopása: A leggyakoribb bosszúság

A bányászati rudak különféle meghibásodási típusai közül a belső és külső menetek kopása a leggyakoribb, a belső menet kopása a domináns probléma. Ez hasonló ahhoz, ahogy a mindennapi használatban lévő csavarok idővel elkopnak és meglazulnak, így nehezen meghúzhatók. A fúrórudak menetei ugyanezt a jelenséget tapasztalják.

Szóval, milyen tényezők határozzák meg a rúd menetének kopásállóságát?

• Gyártási folyamat: A fúrórúd keménysége, az edzett réteg vastagsága, a menetek felületkezelése és a menetillesztés pontossága mind kulcsfontosságú tényezők. Csakúgy, mint egy tartós szerszám elkészítésekor, az anyagminőség és a megmunkálás pontossága közvetlenül befolyásolja annak élettartamát.

• Üzemeltetési feltételek: A kőzetrétegek keménysége és a geológiai komplexitás jelentős szerepet játszik. Komplex munkakörülmények között olyan problémák léphetnek fel, mint az elakadt rudak vagy a fúrási irány eltérése, ami – a csiszolópapírhoz hasonlóan – felgyorsítja a menetek kopását.

• Működési tényezők: A kezelők képzettségi szintje, valamint a fúrási paraméterek, mint például a nyomóerő és az öblítővíz nyomása, szintén befolyásolhatják a menetek kopásának sebességét. A nem megfelelő üzemeltetés olyan, mintha a fúrórudat szélsőséges körülményeknek tennénk ki, ami rendellenes kopást okoz.

• Karbantartási gyakorlatok: A fúrófej időben történő újraélezésének elmulasztása nem hatékony fúráshoz és fúrási eltéréshez vezethet. Ezenkívül az új és kopott rudak keverése, vagy különböző gyártóktól származó, eltérő menettűrésű rudak használata tovább gyorsíthatja a menet kopását.

2. Törés a külső szálak gyökerénél: A túlzott használat következményei

A külső menetek tövénél fellépő törés egy másik gyakori meghibásodási mód, amely gyakran akkor fordul elő, amikor a fúrórúd túllépte a tipikus élettartamát, és még mindig használatban van. A legtöbb bányászati rúd belső és külső menete általában a tövénél gyorsabban elkopik. Ha azonban a menetek nem koptak el teljesen, a további használat ilyen törésekhez vezethet.

A kudarchoz hozzájáruló fő tényezők a következők:

• Gyártási folyamat: A hőkezelés kulcsfontosságú a rúd kifáradási szilárdságának meghatározásában. A hőkezelt szerkezetnek nagy szívóssággal és kifáradási ellenállással kell rendelkeznie, az ideális szerkezet magas széntartalmú martenzit a felületen és bainit a magban, sima, széles átmenettel a kettő között. A menetek felületkezelése szintén befolyásolja a tartósságukat.

• Üzemeltetési feltételek: A gyakori beszorult rudak és a fúrási eltérések összetett körülmények között rendellenes fáradásos töréshez vezethetnek a külső menetek tövében.

• Karbantartási gyakorlatok: A fúrófej időben történő újraélezésének elmulasztása fúrási eltéréseket okozhat, ami később kifáradásos töréshez vezethet a menet tövénél.

3. Törés a belső menetnél "Void": A szerkezeti gyengeség

A belső menetnél fellépő törés ("void") egy másik meghibásodási mód, amelyet jellemzően két tényező okoz. Először is, a fúrási folyamat során a külső menetek erőt fejtenek ki a belső menetre, ami a szerkezet gyenge pontja, és könnyen eltörhet. Másodszor, ha a rúd külső menetei jelentős kopásnak vannak kitéve, az tovább gyengíti a belső menetet, és növeli a törés kockázatát.

A megoldás? A meghosszabbított belső menettel rendelkező fúrórudak jelentősen növelhetik azok tartósságát. Ez a kialakítás segít egyenletesebben elosztani az erőt, csökkentve a feszültségkoncentrációt a gyenge pontokon, hasonlóan ahhoz, mintha egy védőréteget adnánk a sérülékeny területnek.

4. Rúdtest törése: A minőségellenőrzés felügyelete

A rúdtöredezés viszonylag ritka, de előfordulhat az acél minőségi problémái vagy a nem megfelelő hengerlési eljárások miatt. Az ilyen törések általában elszigetelt esetek. Ha azonban a rúdtöredezés tömegesen történik, az a hőkezelési folyamat jelentős problémáira utalhat. Ilyen esetekben elengedhetetlen a hőkezelési folyamat gondos ellenőrzése a minőségellenőrzési hibák azonosítása és a további problémák megelőzése érdekében.

5. Rúdtest hajlítása: A láthatatlan gyilkos sorozatműveletekben

A bányászati fúrórudakat gyakran sorba kötve használják, jellemzően egyszerre 10-20 rudat. Ha egy rúd meghajlik, az nemcsak használhatatlanná válik, hanem más rudak idő előtti meghibásodását is okozhatja. Így az egyenesség és a koaxialitás fenntartása kritikus minőségi szabvány a bányászati rudak esetében. Ezen geometriai tulajdonságok biztosítása jelentősen növelheti a rudak megbízhatóságát és tartósságát folyamatos működés közben.

A rúdtest görbülésének megakadályozása érdekében a nyersanyagokat és a kész rudakat többszörös egyengetési folyamatokon kell átesniük a gyártás során. Azokat a nyersanyagokat, amelyeknek lehetnek eredendő hajlásaik, a további feldolgozás előtt ki kell egyenesíteni. Hőkezelés után a rudak deformálódhatnak is, és precíz egyengetésre van szükségük a szigorú egyenességi előírásoknak való megfelelés érdekében. Ezenkívül szállítás és tárolás során intézkedéseket kell tenni annak biztosítására, hogy a rudak egyenesek maradjanak és ne görbüljenek meg.

A meghibásodások gyakori okainak megértésével és a megfelelő intézkedések végrehajtásával jelentősen javíthatja a bányászati fúrórudak megbízhatóságát és élettartamát, biztosítva a zökkenőmentes és hatékony működést.