สาเหตุของการชำรุดของค้อน ดีทีเอช ในการเจาะหินแข็ง — อธิบายประเภทความผิดพลาดหลักสี่ประเภท
ในการเจาะหินแข็งด้วยค้อนแบบลงลึก (ดีทีเอช) ความแข็งของชั้นหินสูง แรงกดในการเจาะสูง และสภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรง ทำให้เกิดความผิดพลาดได้ง่ายขึ้น ความผิดพลาดเหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่ออัตราการเจาะ คุณภาพรูเจาะ และอายุการใช้งานของอุปกรณ์ โดยพิจารณาจากเงื่อนไขสำคัญของการเจาะหินแข็ง ความผิดพลาดที่พบบ่อยสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 กลุ่ม ได้แก่ การเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพการกระแทก การสึกหรอ/การติดขัดทางกล การทำงานผิดปกติของระบบกำจัดเศษหิน และความผิดพลาดในการส่งกำลัง ต่อไปนี้จะวิเคราะห์อาการและสาเหตุหลักของแต่ละกลุ่ม
อาการและผลกระทบ: ประสิทธิภาพในการเจาะหินลดลงอย่างกะทันหัน สัญญาณทั่วไปคือแรงกระแทกลดลงและความถี่ในการกระแทกลดลง ดอกสว่านไม่สามารถเจาะหินแข็งได้อย่างมีประสิทธิภาพอีกต่อไป และการเจาะช้าลงอย่างมากหรือหยุดลง สาเหตุหลัก ได้แก่:
1.1 ปัญหาด้านการจัดหาตัวกลางจ่ายพลังงาน
สำหรับค้อนลม (ที่ขับเคลื่อนด้วยอากาศ) แรงดันคอมเพรสเซอร์ไม่เพียงพอ (ต่ำกว่าช่วง 0.6–1.2 เมกะปาสคาล ซึ่งโดยทั่วไปจำเป็นสำหรับการเจาะหินแข็ง) การไหลของอากาศไม่คงที่ หรือการรั่วไหล/การอุดตันของท่อส่งอากาศ จะลดแรงดันที่มีอยู่เพื่อขับเคลื่อนลูกสูบ
สำหรับค้อนไฮดรอลิก แรงดันปั๊มไม่เพียงพอ การปนเปื้อนของน้ำมันไฮดรอลิก และการอุดตันของท่อส่ง จะลดแรงขับของค้อนลง
สิ่งปนเปื้อนในตัวกลางส่งกำลัง (ความชื้นหรือฝุ่นละอองในอากาศอัด อนุภาคโลหะในน้ำมันไฮดรอลิก) จะเร่งการสึกหรอของซีลและลดประสิทธิภาพของตัวกลางส่งกำลังลงอีก
1.2 ความล้มเหลวในการกระจายอากาศ/การไหลเวียนภายใน
ค้อนแบบวาล์วมักประสบปัญหาการสึกหรอ การเสียรูป หรือการติดขัดของแผ่นวาล์ว ซึ่งขัดขวางการสลับวาล์วอย่างทันท่วงทีและป้องกันไม่ให้ลูกสูบเคลื่อนที่ไปมาด้วยความถี่สูง
การออกแบบที่ไม่มีวาล์วอาจได้รับผลกระทบจากการสึกหรอหรือการอุดตันของร่องการไหลของลูกสูบ/กระบอกสูบ การสะสมของเศษโลหะจะทำให้การกลับทิศทางการไหลล่าช้า ขัดขวางวงจรการกระแทก และลดกำลังการกระแทกลงอย่างมาก
1.3 ปัญหาอินเทอร์เฟซระหว่างลูกสูบกับบิต
แรงกระแทกความถี่สูงที่เกิดขึ้นกับดอกสว่านทำให้เกิดการสึกหรออย่างรุนแรงที่หน้าลูกสูบและส่วนท้ายของดอกสว่าน ช่องว่างที่เพิ่มขึ้นบริเวณจุดสัมผัสส่งผลให้เกิดการสูญเสียพลังงานระหว่างการถ่ายโอน
การติดตั้งดอกสว่านที่ไม่ตรงศูนย์หรือหมุดกำหนดตำแหน่งที่หลวมอาจทำให้เกิดการกระแทกที่ไม่ตรงศูนย์ ("misstrikes") ซึ่งลดประสิทธิภาพการกระแทกและเร่งการสึกหรอเฉพาะจุด
การสึกหรอของชิ้นส่วนกล การติดขัด และความเสียหายของโครงสร้าง อาการและผลกระทบ: สาเหตุของการหยุดทำงาน ภายใต้แรงกระแทกและแรงบิดหมุนที่มีความถี่สูง ชิ้นส่วนกลจะสึกหรอมากเกินไป ติดขัด หรือแตกหัก อาการที่พบได้ทั่วไป ได้แก่ ลูกสูบติดขัด ความเสียหายของชุดเจาะ และการสึกหรอของชิ้นส่วนย่อยด้านหน้า/ด้านหลัง โดยมีสาเหตุหลักดังนี้:
2.1 การติดขัดและการสึกหรอของลูกสูบ
ภาระหนักจะเพิ่มแรงเสียดทานระหว่างลูกสูบและผนังกระบอกสูบ การหล่อลื่นที่ไม่เพียงพอ (เช่น การขาดการหล่อลื่นอย่างสม่ำเสมอในค้อนลม หรือความสามารถในการหล่อลื่นที่ลดลงในน้ำมันไฮดรอลิกที่เสื่อมสภาพตามกาลเวลา) และการเข้าไปของเศษหินสามารถลดช่องว่างและทำให้ลูกสูบติดขัดได้ การใช้งานความถี่สูงเป็นเวลานานยังทำให้พื้นผิวลูกสูบสึกหรอและอาจทำให้เกิดรอยแตก ในกรณีที่รุนแรง ลูกสูบอาจแตกหักได้
2.2 ความเสียหายของชุดเจาะ
ชุดท่อเจาะต้องส่งแรงบิดและรับน้ำหนักของหัวเจาะ หากความแข็งแรงของวัสดุชุดท่อเจาะไม่เพียงพอ เกลียวหลวม หรือรูเจาะเบี่ยงเบน ชุดท่อเจาะอาจรับแรงดัดเพิ่มเติม ทำให้เกิดการโก่งงอ การเสียรูป หรือเกลียวเสียหาย การเสียดสีจากเศษหินบนผนังด้านนอกยังเร่งการสึกหรอและลดอายุการใช้งานอีกด้วย
2.3 ความเสียหายของข้อต่อและซีล
ตัวยึดด้านหน้าและด้านหลังเป็นส่วนประกอบเชื่อมต่อที่สำคัญ ภายใต้แรงสั่นสะเทือนและแรงบิดที่รุนแรง เกลียวของตัวยึดอาจสึกหรอหรือเสียรูปได้ ซีล (โอริง แหวนซีล) สัมผัสกับวัสดุขัดถูและอุณหภูมิสูง (ความร้อนที่เกิดขึ้นที่ดอกสว่านสามารถส่งผ่านไปยังค้อนได้) ซีลจะเสื่อมสภาพและแตก ทำให้เกิดการรั่วไหลของวัสดุขัดถูและทำให้เศษวัสดุเข้าไปในส่วนประกอบภายใน ซึ่งเร่งการสึกหรอ
ความผิดปกติของระบบกำจัดเศษหินเจาะ อาการและผลกระทบ: การหยุดชะงักของการเจาะอย่างต่อเนื่อง เศษหินเจาะจากหินแข็งมักจะแข็งและหยาบ เมื่อระบบกำจัดเศษหินเจาะทำงานได้ไม่เต็มประสิทธิภาพ ปัญหาต่างๆ เช่น การอุดตันของรูเจาะและการระบายเศษหินเจาะที่ไม่ดีจะเกิดขึ้น อาการที่พบได้แก่ การสะสมของเศษหินเจาะในรูเจาะ ดอกสว่านฝังอยู่ใต้ดิน ความต้านทานการเจาะเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน และในกรณีที่รุนแรงอาจเกิดท่อติด สาเหตุหลัก:
3.1 ปริมาณวัสดุสำหรับขนส่งกิ่งปักชำไม่เพียงพอ
ค้อนลมอาจมีปริมาณลมสำหรับชะล้างไม่เพียงพอ ค้อนไฮดรอลิกอาจมีปริมาณของเหลวสำหรับชะล้างไม่เพียงพอ ซึ่งทั้งสองกรณีนี้จะขัดขวางการกำจัดเศษวัสดุที่ก้นหลุมอย่างทันท่วงที การสึกหรอหรือการเสียรูปของทางเดิน (เช่น รูตรงกลางดอกสว่าน รูตรงกลางลูกสูบ) จากการขนส่งเศษวัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเป็นเวลานาน อาจทำให้ช่องทางแคบลงและลดประสิทธิภาพการระบายออกไปได้อีก
3.2 ความไม่สอดคล้องกันระหว่างพารามิเตอร์การเจาะและการกำจัดเศษวัสดุจากการเจาะ
หากอัตราการเจาะสูงเกินไป เศษวัสดุที่เกิดขึ้นจะเกินขีดความสามารถของระบบกำจัด การตั้งค่าความเร็วในการหมุนหรือแรงกดของดอกสว่านที่ไม่ถูกต้อง อาจทำให้เกิดเศษวัสดุที่หยาบเกินไป ซึ่งไม่สามารถผ่านทางเดินของไหลได้ ทำให้เกิดการสะสมและอุดตัน
3.3 การเบี่ยงเบนของรูเจาะและการสะสมของเศษวัสดุจากการเจาะ
การเบี่ยงเบนของรูเจาะระหว่างการเจาะทำให้เกิดจุดต่ำบนผนังรูเจาะ ซึ่งเป็นบริเวณที่เศษหินเจาะสะสมและไม่ถูกชะล้างออกไปอย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อเวลาผ่านไป เศษหินเจาะเหล่านี้จะก่อตัวเป็นชั้นหนาแน่นที่ขัดขวางการเคลื่อนที่ของหัวเจาะและดอกเจาะ
ความผิดพลาดในการส่งกำลัง อาการและผลกระทบ: การหยุดชะงักของการเจาะเนื่องจากการส่งแรงบิดที่ผิดพลาดหรือความล้มเหลวในการส่งพลังงานกระแทกไปยังดอกสว่าน ความผิดพลาดเหล่านี้มักเกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสานระหว่างชุดเจาะ/ค้อน และค้อน/ดอกสว่าน สาเหตุหลัก:
4.1 การเชื่อมต่อหลวมหรือชำรุด
เกลียวหลวมหรือสึกหรอระหว่างชุดสว่านและส่วนท้ายของค้อน หรือการสึกหรอของหมุดกำหนดตำแหน่ง/ร่อง จะทำให้การส่งแรงบิดไม่น่าเชื่อถือและทำให้ค้อนไม่สามารถหมุนไปพร้อมกับชุดสว่านได้
การสึกหรอหรือการเสียรูปของส่วนประกอบเชื่อมต่อระหว่างหัวค้อนกับดอกสว่าน (น็อตล็อค แหวนสแนป ฯลฯ) อาจทำให้ตัวยึดดอกสว่านหลวม ส่งผลให้เกิดการกระแทกแบบแห้ง ซึ่งพลังงานจากการกระแทกจะไม่ถูกส่งไปยังหิน และการหมุนแบบซิงโครนัสจะหายไป ทำให้ดอกสว่านสึกหรอไม่สม่ำเสมอ
4.2 ความเสียหายของบิตที่ทำให้การส่งข้อมูลล้มเหลว
หัวตัดดอกสว่าน (แบบปุ่มทังสเตนคาร์ไบด์ หรือแบบหัวตัดเพชรผลึกหลายเหลี่ยม) ในการเจาะหินแข็งมีแนวโน้มที่จะสึกหรอ บิ่น หรือหลุดออก ดอกสว่านที่เสียหายจะไม่สามารถเจาะเข้าไปในชั้นหินได้อย่างมีประสิทธิภาพ พลังงานจากการกระแทกจึงไม่สามารถส่งผ่านหัวตัดไปยังหินได้ แต่กลับส่งผ่านกลับไปยังโครงสร้างภายในของค้อน ทำให้ภาระการกระแทกภายในเพิ่มขึ้นและก่อให้เกิดความเสียหายรองตามมา
สรุปและปัจจัยหลักที่มีอิทธิพล โดยรวมแล้ว ความล้มเหลวของค้อน ดีทีเอช ในการเจาะหินแข็งส่วนใหญ่เกิดจากลักษณะเฉพาะของสภาพการทำงาน ได้แก่ แรงกดสูงและสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ปัจจัยหลักที่มีอิทธิพลสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท:
อุปกรณ์ไม่เข้ากันอย่างเหมาะสม: รุ่นค้อน ชนิดดอกสว่าน หรือวัสดุของชิ้นส่วนไม่ตรงกับสภาพหินแข็ง
การใช้งานและการบำรุงรักษาที่ไม่เหมาะสม: การตั้งค่าพารามิเตอร์การเจาะที่ไม่สมจริง การไม่ทำความสะอาดและหล่อลื่นอย่างสม่ำเสมอ และการเปลี่ยนชิ้นส่วนที่สึกหรอช้าเกินไป
การประสานงานของระบบเสริมไม่ดี: การจ่ายพลังงานและตัวกลางไม่เสถียร และความไม่สอดคล้องกันระหว่างความสามารถในการกำจัดเศษหินกับรอบการเจาะ
การระบุสาเหตุหลักของความล้มเหลวประเภทต่างๆ เหล่านี้ จะเป็นพื้นฐานสำหรับการแก้ไขปัญหาและมาตรการป้องกัน เพื่อให้มั่นใจได้ว่าการเจาะหินแข็งจะดำเนินไปอย่างต่อเนื่องและมีประสิทธิภาพ
