ลักษณะความเสียหายของดอกสว่านแบบไขว้ และวิธีการยืดอายุการใช้งานในการเจาะหิน
ดอกสว่านแบบกากบาทยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในเหมืองถ่านหิน การขุดอุโมงค์ การทำเหมืองหิน และการเจาะหินทั่วไป รูปทรงที่เรียบง่าย โครงสร้างการตัดที่แข็งแรง และประสิทธิภาพการใช้งานจริง ทำให้เหมาะสำหรับงานเจาะกำลังต่ำถึงปานกลางหลายประเภท อย่างไรก็ตาม ดอกสว่านแบบกากบาทก็เป็นเครื่องมือสิ้นเปลืองที่ต้องใช้งานภายใต้แรงกระแทก การหมุน การเสียดสี และความร้อนซ้ำๆ
เมื่อดอกสว่านชำรุดก่อนกำหนด ค่าใช้จ่ายไม่ได้จำกัดอยู่แค่การเปลี่ยนดอกสว่านเท่านั้น การชำรุดก่อนกำหนดอาจลดอัตราการเจาะ ขัดจังหวะการเจาะ ทำให้เหล็กดอกสว่านเสียหาย อุดตันรูล้าง ทำให้ได้รูเจาะคุณภาพต่ำ และเพิ่มเวลาในการทำงาน ในกรณีที่ยากลำบาก ชิ้นส่วนที่ชำรุดอาจต้องมีการซ่อมแซม หรืออาจทำให้ต้องทิ้งรูเจาะนั้นไป
ความเสียหายของดอกสว่านส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งในสี่ด้านต่อไปนี้: การออกแบบดอกสว่าน คุณภาพวัสดุ กระบวนการผลิต และการใช้งานภาคสนาม การทำความเข้าใจลักษณะความเสียหายทั่วไปจะช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานและผู้ซื้อเครื่องมือเจาะสามารถเลือกได้ดีขึ้นและยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือได้
1. การขยายตัวและการแตกร้าวของกระโปรงดอกสว่าน
ความเสียหายที่พบได้บ่อยอย่างหนึ่งคือการขยายตัวของส่วนกระโปรงดอกสว่าน ซึ่งมักตามมาด้วยการแตกร้าว ส่วนกระโปรงคือส่วนล่างของตัวดอกสว่านที่เชื่อมต่อดอกสว่านกับเหล็กเจาะ มันต้องคงรูปทรงเดิมในขณะที่ถ่ายทอดพลังงานจากการกระแทกและรักษาการเชื่อมต่อที่แน่นหนา
เมื่อกระโปรงดอกสว่านขยายตัว บริเวณที่เรียวลงด้านในหรือบริเวณเชื่อมต่ออาจหลวมได้ ดอกสว่านอาจค่อยๆ เคลื่อนลึกลงไปในเหล็กเจาะ ในขณะที่ก้านดอกสว่านอาจเกิดเป็นขั้นหรือจุดสึกหรอที่ด้านล่างของกระโปรง ซึ่งอาจนำไปสู่การเชื่อมต่อที่หลวม รูระบายน้ำอุดตัน เศษชิ้นส่วนแตกหัก ก้านดอกสว่านหัก และดอกสว่านชำรุดก่อนกำหนด
การขยายตัวของกระโปรงดอกสว่านอาจเกิดขึ้นได้เมื่อตัวดอกสว่านมีโครงสร้างไม่แข็งแรงพอที่จะรับน้ำหนักที่กระทำ หากผนังกระโปรงบางเกินไป มุมรูเรียวไม่เหมาะสม หรือความลึกของส่วนแทรกไม่เพียงพอ ตัวดอกสว่านอาจไม่สามารถรองรับน้ำหนักได้เพียงพอ
คุณสมบัติของวัสดุก็มีความสำคัญเช่นกัน วัสดุที่แข็งเกินไปอาจเปราะและแตกได้ง่ายเมื่อถูกกระแทก ในขณะที่วัสดุที่อ่อนเกินไปอาจเสียรูปหรือขยายตัวได้ง่ายกว่า สภาวะการอบชุบความร้อนที่เหมาะสมจะต้องสร้างสมดุลระหว่างความเหนียว ความแข็ง และความต้านทานต่อการเสียรูป
วิธีการใช้งานที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้ปัญหาแย่ลงได้ การประกอบที่ไม่พอดีระหว่างก้านดอกสว่านกับรูเรียว การติดตั้งหรือถอดดอกสว่านที่ไม่ถูกต้อง การตอกมากเกินไป และการลับคมที่ไม่เหมาะสม ล้วนสามารถทำให้บริเวณจุดเชื่อมต่อเสียหายได้ ผู้ใช้งานควรตรวจสอบพื้นผิวที่ประกบกันอย่างสม่ำเสมอ และหลีกเลี่ยงการใช้เหล็กดอกสว่านที่เสียหายกับดอกสว่านใหม่
2. การแตกหักเนื่องจากความล้าของตัวดอกสว่าน
การแตกหักจากความล้าเป็นอีกหนึ่งรูปแบบความเสียหายที่สำคัญ มักพบในบริเวณ "เอว" ของตัวดอกสว่าน ใกล้กับรอยต่อระหว่างส่วนก้านและส่วนล่างของกระโปรงดอกสว่าน
บริเวณนี้อาจมีหน้าตัดค่อนข้างเล็ก และอาจเกิดการกระจุกตัวของความเค้นระหว่างรอบการกระแทกซ้ำๆ ทุกครั้งที่สว่านเจาะหินกระแทก จะสร้างวัฏจักรของแรงกระทำ เมื่อผ่านไปหลายพันรอบ แม้แต่ข้อบกพร่องทางเรขาคณิตเล็กๆ หรือตำหนิบนพื้นผิวก็อาจกลายเป็นจุดเริ่มต้นของรอยแตกร้าวจากความล้าได้
บทความต้นฉบับระบุว่า การแตกหักของตัวดอกสว่านส่วนใหญ่เกิดขึ้นในบริเวณรอยต่อนี้ ซึ่งเน้นย้ำถึงความสำคัญของการออกแบบโครงสร้างที่เรียบเนียนและการผลิตที่พิถีพิถัน
ปัจจัยหลายประการสามารถเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดกระดูกหักจากความล้าได้:
ความหนาของผนังฐานไม่เพียงพอ
การเปลี่ยนผ่านที่คมชัดระหว่างพื้นผิวด้านในและด้านนอก
รัศมีโค้งเล็กหรือมุมแหลม
ความแข็งแรงหรือความเหนียวของวัสดุไม่เพียงพอ
การอบด้วยความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอ
ร่องรอยจากการกลึงหยาบและตำหนิบนพื้นผิว
ขาดการเสริมความแข็งแรงของพื้นผิวหรือการป้องกันการกัดกร่อน
การสัมผัสระหว่างก้านและหัวเจาะไม่ดี
แรงกระแทกผิดปกติระหว่างการเจาะ
วิธีการถอดที่ไม่ถูกต้อง เช่น การใช้ค้อนตอกดอกสว่าน
การออกแบบดอกสว่านที่ดีควรหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงความหนาของหน้าตัดอย่างฉับพลัน รัศมีที่เรียบและรูปทรงที่สมดุลจะช่วยลดการกระจายความเค้น ในระหว่างการผลิต ควรควบคุมร่องรอยจากการกลึง และการอบชุบด้วยความร้อนควรทำให้ได้คุณสมบัติที่สม่ำเสมอทั่วทั้งบริเวณที่สำคัญ
ในการใช้งานจริง ผู้ปฏิบัติงานควรหลีกเลี่ยงการฝืนเจาะต่อหากดอกสว่านที่สึกหรอแล้วเกิดการสั่นสะเทือนมากเกินไปหรือเกิดแรงกระแทกผิดปกติ เพราะรอยแตกเล็กๆ อาจขยายตัวอย่างรวดเร็วภายใต้แรงกระทำซ้ำๆ
3. การสูญเสียไส้ในและการแยกตัวของใบมีด
ดอกสว่านแบบกากบาทมักใช้เม็ดมีดโลหะผสมแข็งหรือชิ้นส่วนตัดคาร์ไบด์ หากเม็ดมีดเหล่านี้หลวม แตก หรือหลุดออก ประสิทธิภาพการเจาะอาจลดลงอย่างรวดเร็ว
การสูญเสียชิ้นส่วนแทรกมักเกี่ยวข้องกับคุณภาพการเชื่อมประสานหรือการยึดติดที่ไม่ดี ตัวเรือนเหล็ก ชิ้นส่วนแทรกคาร์ไบด์ วัสดุเติม และการออกแบบรอยต่อต้องทำงานร่วมกัน หากกระบวนการเชื่อมประสานไม่ได้รับการควบคุมอย่างเหมาะสม รอยต่ออาจขาดความแข็งแรงเพียงพอที่จะทนต่อแรงกระแทกและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิซ้ำๆ ได้
รูปทรงของช่องใส่เม็ดมีดก็มีความสำคัญเช่นกัน ช่องใส่เม็ดมีดต้องรองรับคาร์ไบด์ได้อย่างเหมาะสม ในขณะเดียวกันก็ต้องคำนึงถึงความหนาของการเชื่อมประสานและการไหลของวัสดุด้วย หากเม็ดมีดไม่ได้ติดตั้งอย่างถูกต้อง การสัมผัสอาจไม่สม่ำเสมอ และแรงกดอาจกระจุกตัวอยู่ในพื้นที่เล็กๆ
สาเหตุที่เป็นไปได้ของการหลุดของชิ้นส่วนแทรก ได้แก่:
อุณหภูมิหรือเวลาในการบัดกรีไม่ถูกต้อง
โลหะประสานที่ไม่เข้ากัน
การปนเปื้อนของพื้นผิวก่อนการเชื่อมประสาน
รูปทรงช่องใส่แผ่นซีดีไม่ถูกต้อง
การวางตำแหน่งแทรกที่ไม่เหมาะสม
การรับแรงกระแทกมากเกินไป
การเจาะแห้งและการเกิดความร้อนสูงเกินไป
การสั่นสะเทือนอย่างรุนแรงเนื่องจากการจัดแนวการเจาะที่ไม่ถูกต้อง
ผู้ผลิตควรใช้กระบวนการบัดกรีที่ควบคุมได้และตรวจสอบคุณภาพของการติดตั้งชิ้นส่วนแทรก ผู้ปฏิบัติงานควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าการล้างมีประสิทธิภาพและหยุดการเจาะหากชิ้นส่วนแทรกหลวมหรือเสียหาย
4. การแตกหักของคาร์ไบด์ในระยะเริ่มต้น
เม็ดมีดคาร์ไบด์มีความแข็งและทนทานต่อการสึกหรอสูงมาก แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าจะไม่เกิดความเสียหายเลย ความเสียหายก่อนกำหนดของคาร์ไบด์อาจปรากฏในรูปแบบของการบิ่นของขอบ การแตกหักของมุม การแตกร้าว เม็ดมีดหัก หรือการหลุดหายไปทั้งหมด
สาเหตุอาจเกี่ยวข้องกับการออกแบบดอกสว่าน เกรดคาร์ไบด์ คุณภาพการผลิต สภาพการเจาะ หรือพฤติกรรมของผู้ปฏิบัติงาน เม็ดมีดคาร์ไบด์ต้องได้รับการรองรับอย่างเพียงพอจากตัวเหล็ก และต้องเหมาะสมกับสภาพหิน เกรดคาร์ไบด์ที่เหมาะสมสำหรับหินแข็งที่มีฤทธิ์กัดกร่อน อาจมีพฤติกรรมแตกต่างจากเกรดที่ใช้ในหินที่อ่อนกว่าหรือมีรอยแตกมาก
วิธีการเจาะที่ไม่เหมาะสมมักเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้ดอกสว่านคาร์ไบด์เสียหายก่อนกำหนด ตัวอย่างที่พบได้ทั่วไป ได้แก่ การเจาะแห้ง การให้ความร้อนสูงเกินไป การเจาะลงไปถึงก้นรูโดยไม่ทะลุทะลวง การลับคมดอกสว่านมากเกินไป และการใช้ดอกสว่านในรูที่ชำรุดหรือไม่เรียบ
การเจาะแบบแห้งเป็นอันตรายอย่างยิ่ง เพราะจะลดการระบายความร้อนและการกำจัดเศษวัสดุ ความร้อนสามารถสะสมได้อย่างรวดเร็ว ทำให้รอยเชื่อมอ่อนตัวลงและเพิ่มความเครียดจากความร้อนในคาร์ไบด์ การล้างที่ไม่ดีจะทำให้เศษวัสดุถูกบดซ้ำอีกครั้ง เพิ่มการสึกหรอและการสั่นสะเทือน
การลับคมใหม่เป็นอีกปัจจัยสำคัญ ดอกกัดที่สึกหรอควรลับคมก่อนที่คาร์ไบด์จะเสียหายอย่างรุนแรง อย่างไรก็ตาม การลับคมมากเกินไปอาจทำให้คมเกินไปและอ่อนแอ ทำให้บิ่นได้ง่าย การลับคมใหม่ควรคืนรูปทรงการตัดที่ต้องการมากกว่าที่จะเอาวัสดุออกไปเฉยๆ
มาตรการป้องกันเพื่อยืดอายุการใช้งานของดอกกัดแบบไขว้
การเลือกดอกเจาะขวางที่ใช้งานได้ยาวนานขึ้นเริ่มต้นจากการเลือกที่ถูกต้อง การออกแบบดอกเจาะ เกรดคาร์ไบด์ ตัวดอกเจาะทำจากเหล็ก ระบบเรียว และระบบล้างทำความสะอาด ควรเหมาะสมกับความแข็งของหิน ความสึกหรอ อุปกรณ์เจาะ และขนาดรูเจาะ
ผู้ปฏิบัติงานควรปฏิบัติตามขั้นตอนการบำรุงรักษาเชิงป้องกันด้วยเช่นกัน:
ตรวจสอบความพอดีของดอกสว่านและก้านก่อนทำการเจาะ
ตรวจสอบเม็ดมีดคาร์ไบด์ว่ามีรอยแตก หลวม หรือสึกหรอมากเกินไปหรือไม่
รักษาประสิทธิภาพการระบายอากาศหรือการไหลของน้ำให้คงที่
หลีกเลี่ยงการเจาะแห้งในกรณีที่จำเป็นต้องมีการล้าง
ใช้การตั้งค่าแรงกระแทก การหมุน และการป้อนที่ถูกต้อง
ควรลับคมตัดที่สึกหรอใหม่ก่อนที่จะเกิดความเสียหายร้ายแรงกับคาร์ไบด์
ห้ามกระแทกดอกสว่านขณะติดตั้งหรือถอดออก
ควรเปลี่ยนเหล็กเจาะที่ชำรุด ก้านเจาะที่สึกหรอ และแกนเจาะที่บิดเบี้ยวโดยทันที
บันทึกรูปแบบความล้มเหลวที่ผิดปกติและตรวจสอบสภาพการเจาะ
บทสรุป
ความเสียหายของดอกสว่านแบบไขว้มักไม่ได้เกิดจากปัจจัยเดียว การขยายตัวของกระโปรงดอกสว่าน การแตกหักจากความล้าของตัวดอกสว่าน การหลุดของเม็ดมีด และการแตกหักของคาร์ไบด์ อาจเกิดจากข้อจำกัดด้านการออกแบบ คุณสมบัติของวัสดุ ความแปรปรวนในการผลิต และการใช้งานที่ไม่ถูกต้องร่วมกัน
สำหรับผู้รับเหมาเจาะบ่อ กลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพที่สุดคือการเลือกดอกเจาะที่ดี เลือกให้เหมาะสมกับสภาพการเจาะ และใช้งานด้วยวิธีการล้างและบำรุงรักษาที่ถูกต้อง วิธีนี้จะช่วยปรับปรุงความสม่ำเสมอในการเจาะ ลดเวลาหยุดทำงานโดยไม่คาดคิด และลดต้นทุนรวมต่อเมตรที่เจาะได้
