Durante a perfuração de rochas, as hastes de perfuração são submetidas a tensões alternadas complexas causadas por impacto, torção, flexão e outras cargas. A superfície do corpo da haste sofre abrasão severa pelas rochas, enquanto o furo central sofre impacto e corrosão pela água da mina, levando a comportamentos de falha complexos. Como consumível para perfuração de rochas, a qualidade das hastes de perfuração R32 tem um impacto substancial nos custos de produção da mina. Conseqüentemente, estabilizar e melhorar a qualidade de fabricação das hastes de perfuração é de grande importância.
I. Principais modos de falha da haste de perfuração R32
Os principais modos de falha das hastes de perfuração R32 se enquadram em três categorias: falha por desgaste da rosca (veja a Figura 1), falha por fratura na zona de transição entre as roscas e o corpo da haste (veja a Figura 2) e falha do corpo da haste (veja a Figura 3, um caso menos comum).
II. Análise de problemas de qualidade da haste de perfuração R32
1. Defeitos materiais de aço oco usado para hastes de perfuração R32.
2. Defeitos incluindo baixa retilinidade e baixa precisão dimensional do corpo da haste.
3. Projeto estrutural irracional das faces das extremidades da haste de perfuração e processamento fora do padrão , resultando em encaixe inadequado entre as faces das extremidades da haste de perfuração adjacentes.
4. Deficiências no projeto ou processamento das zonas de transição, que levam à baixa precisão das roscas, raízes das roscas e zonas de transição, arranhões superficiais e alta concentração de tensão nas zonas de transição.
5. Mau ajuste de transição entre fios em forma de onda e arcos de transição, levando à concentração de tensão.
6. Após o tratamento térmico, a microestrutura e a dureza da camada superficial e do núcleo da haste de perfuração não atendem às especificações, resultando em propriedades mecânicas abrangentes inferiores.
7. Restringidos pelas limitações do equipamento, os tratamentos de superfície, como jateamento e tratamento anticorrosivo, não podem ser implementados, o que compromete o desempenho mecânico geral das hastes de perfuração.
III. Medidas para melhorar a qualidade das hastes de perfuração R32
1. Estrutura do corpo da haste
A forma estrutural das faces finais e das ranhuras de transição é um fator vital que influencia a qualidade e a vida útil das hastes de perfuração. Projetar e usinar rigorosamente as faces finais e as ranhuras de transição em conformidade com os padrões é uma maneira eficaz de evitar a fratura prematura das hastes de perfuração R32.
2. Processo de usinagem
Controlar a retilineidade do corpo da haste e padronizar a usinagem das estruturas da face final da rosca, bem como dos chanfros internos e externos da face final são medidas primárias para garantir a vida útil da haste de perfuração. A profundidade das ranhuras de transição e o raio de curvatura no fundo da ranhura exercem o maior impacto no fator de concentração de tensão e devem ser rigorosamente regulados. Além disso, a plenitude dos fios ondulados também é um determinante importante da vida útil; fios ondulados com volume insuficiente têm pequeno volume e desgastam-se rapidamente .
3. Processo de Tratamento Térmico
O processo comum de tratamento térmico para hastes de perfuração R32 é cementação + resfriamento a ar + revenido. Como técnica de tratamento químico térmico, a cementação permite que elementos específicos da atmosfera se infiltrem na superfície do aço por meio de aquecimento e isolamento térmico, modificando a composição química da camada superficial e criando microestruturas e propriedades mecânicas distintas entre o núcleo e a camada superficial. Durante a cementação, temperaturas mais altas, potencial de carbono e velocidade de cementação aceleram o processo de cementação, enquanto parâmetros mais baixos o retardam. O teor excessivamente alto de carbono na camada carburizada produz carbonetos de rede, aumentando a fragilidade e a sensibilidade ao entalhe. Após a têmpera, formam-se martensita grosseira e austenita excessiva; a austenita superficial na camada carburizada prejudica a dureza superficial e a resistência ao desgaste das hastes de perfuração. Conseqüentemente, a seleção adequada dos parâmetros de cementação e tratamento térmico é o fator mais crítico que afeta a qualidade da haste de perfuração.
4. Jateamento e tratamento anticorrosivo
O jateamento e o tratamento anticorrosivo estão entre as principais medidas para melhorar a qualidade da haste de perfuração de rocha, pois prolongam significativamente a vida útil em fadiga e são procedimentos indispensáveis. Atualmente, poucos fabricantes nacionais realizam tratamento de superfície para hastes de perfuração, o que é uma das principais razões para a lacuna substancial de qualidade entre as hastes de perfuração nacionais e estrangeiras.
4. Conclusão
As ferramentas de perfuração de rocha XTC impõem um controle rigoroso sobre os principais elos de produção, incluindo usinagem, tratamento térmico e tratamento de superfície para garantir a qualidade da fabricação. Nosso objetivo é fornecer aos clientes ferramentas de perfuração de rocha altamente resistentes ao desgaste , ao impacto e de longa vida útil , contribuindo para o desenvolvimento eficiente da indústria de mineração global.