ลักษณะความเสียหายที่พบบ่อยของดอกสว่าน พีดีซี และการวิเคราะห์สาเหตุ
ภาพรวม ดอกสว่านเจาะหิน พีดีซี (ผลึกหลายเหลี่ยม เพชร กะทัดรัด) ประกอบด้วยตัวดอกสว่าน ใบมีดตัด พีดีซี และคาร์ไบด์ป้องกันเกจ ทั้งใบมีดตัด พีดีซี และคาร์ไบด์ป้องกันเกจถูกเชื่อมติดกับตัวดอกสว่านด้วยวิธีบัดกรี ในระหว่างการเจาะ แรงบิดและแรงกดจะถูกส่งจากแท่นเจาะผ่านสายเจาะไปยังดอกสว่าน ใบมีดตัด พีดีซี จะทำการแตกหิน ในขณะที่คาร์ไบด์ป้องกันเกจจะปกป้องตัวดอกสว่านรอบๆ เส้นรอบวงเพื่อชะลอการสึกหรอ เนื่องจากสภาวะความเค้นที่หน้าดอกสว่านมีความซับซ้อนสูง ปัจจัยหลายอย่าง เช่น สภาพของชั้นหิน ขั้นตอนการเจาะและการเลือกอุปกรณ์ ทักษะของผู้ปฏิบัติงาน และการควบคุมคุณภาพของดอกสว่านเอง สามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพและทำให้เกิดความล้มเหลวในรูปแบบต่างๆ ได้ จากการสำรวจภาคสนามและการวิเคราะห์อย่างเป็นระบบของดอกสว่านที่ชำรุด สรุปประเภทความล้มเหลวหลักและสาเหตุของความล้มเหลวได้ดังนี้
I. ความล้มเหลวของหัวตัด พีดีซี หัวตัด พีดีซี เป็นส่วนประกอบหลักในการบดหินของดอกสว่าน และอาจเกิดความเสียหายได้หลายวิธี:
การสึกหรอตามปกติ การสึกหรอตามปกติคือการสูญเสียวัสดุที่คาดว่าจะเกิดขึ้นจากการตัดหินเป็นเวลานาน โดยจะปรากฏเป็นการสึกหรอแบบค่อยเป็นค่อยไปของหน้าตัดเพชรและพื้นผิวคาร์ไบด์ที่เชื่อมติดกัน พื้นผิวที่สึกหรอจะเรียบเนียนโดยไม่มีรอยแตกหรือการหลุดร่อนที่เห็นได้ชัด และถือว่าเป็นการสึกหรอที่ยอมรับได้เมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งาน
การหลุดของใบมีดตัด (การหลุดออกโดยสมบูรณ์) การหลุดของใบมีดตัดหมายถึงการที่ใบมีดตัดแยกออกจากตัวดอกสว่านโดยสมบูรณ์ ทำให้ช่องสำหรับเชื่อมประสานว่างเปล่าและส่งผลให้ดอกสว่านเสียหาย
สาเหตุหลัก
ความเสียหายจากความร้อนที่หน้าดอกสว่าน (การไหม้): การเจาะแห้งหรือท่อน้ำหล่อเย็นของดอกสว่านอุดตันจะป้องกันการระบายความร้อนที่เพียงพอในระหว่างการตัดด้วยความเร็วสูง ทำให้เกิดอุณหภูมิสูงขึ้นอย่างรวดเร็วที่หน้าดอกสว่าน หากอุณหภูมิเกินขีดจำกัดการหลอมละลายหรือการเสื่อมสภาพของสารประสาน การเชื่อมประสานจะล้มเหลวและดอกสว่านจะหลุดออกมา
การควบคุมกระบวนการบัดกรีที่ไม่เหมาะสม: การทำความสะอาดก่อนการบัดกรีที่ไม่ดี รอยบัดกรีที่เย็นหรือมีรูพรุน การไล่แก๊สที่ไม่ถูกต้อง หรือการอบชุบความร้อน/เวลาแช่หลังการบัดกรีที่ไม่เพียงพอ ล้วนสามารถลดความแข็งแรงของรอยบัดกรีและนำไปสู่การหลุดของใบมีดได้
มาตรการรับมือ
ด้านการผลิต: บังคับใช้การควบคุมกระบวนการอย่างเข้มงวดสำหรับการเชื่อมประสาน — ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นผิวสะอาด มีรอยเชื่อมประสานที่เหมาะสม และการอบชุบความร้อนหลังการเชื่อมประสานมีความสม่ำเสมอ เพื่อให้ได้รอยต่อที่แข็งแรง
ด้านการปฏิบัติงานภาคสนาม: ควรใช้การเจาะแบบเปียกโดยใช้น้ำสะอาดและหลีกเลี่ยงการเจาะแบบแห้ง ก่อนทำการเจาะหลุมยาวหรือเพิ่มท่อเจาะ ให้ตรวจสอบการไหลกลับที่ปากหลุมและตรวจสอบว่าทางเดินน้ำของหัวเจาะไม่มีสิ่งกีดขวางเพื่อป้องกันการสูญเสียความร้อน
การบิ่น/แตกหักของหน้าเพชร การบิ่นเป็นความเสียหายที่เกิดขึ้นบ่อยครั้ง โดยที่หน้าเพชรจะแตกหรือร้าว ในกรณีที่รุนแรง หน้าเพชรและฐานคาร์ไบด์อาจแตกออกพร้อมกัน ทำให้สูญเสียความสามารถในการตัดทันที
สาเหตุหลัก
ความทนทานหรือการยึดเกาะของใบมีดไม่เพียงพอ: ใบมีดที่มีความต้านทานต่อแรงกระแทกต่ำ หรือการยึดเกาะระหว่างหน้าเพชรและพื้นผิวคาร์ไบด์ไม่แข็งแรง มีแนวโน้มที่จะแตกหักง่ายเมื่อได้รับแรงกระแทก
การตั้งค่าพารามิเตอร์การเจาะที่ไม่เหมาะสม: แรงป้อน/แรงกดที่มากเกินไปทำให้หัวตัดรับภาระเกินขีดจำกัดความแข็งแรงของมัน
สภาพแวดล้อมที่รุนแรง: ชั้นหินที่แข็งมากและแตกหักง่าย ทำให้เกิดแรงกระแทกสูงเกินกว่าความทนทานต่อแรงกระแทกของหัวตัด
การออกแบบดอกสว่านที่ไม่เหมาะสม: การไม่ปฏิบัติตามหลักการ “หินแข็ง → มุมตัด/มุมคายเศษที่ใหญ่ขึ้น” อาจทำให้ดอกสว่านมีรูปทรงที่ดุดันเกินไปสำหรับหินแข็ง ส่งผลให้เกิดความเครียดมากขึ้นและทำให้เกิดการบิ่นได้ง่าย
สิ่งกีดขวางภายนอก: การพบเจอกับสมอ สลักหิน หรือวัสดุเสริมแรงในรูเจาะ อาจทำให้เกิดแรงกระแทกฉับพลันที่ส่งผลต่อหัวตัดหินได้
มาตรการรับมือ
ปฏิบัติตามคำแนะนำของผู้ผลิตสำหรับพารามิเตอร์การทำงาน และตั้งค่าการป้อนและการหมุนให้เหมาะสมกับความแข็งของชั้นหิน
เลือกหัวตัดและรูปทรงดอกสว่านให้เหมาะสมกับชั้นหิน: เพิ่มมุมตัด/มุมคายเศษในชั้นหินที่แข็งกว่า เพื่อลดความรุนแรงในการเจาะและลดแรงกระแทก
ใช้หัวตัดที่มีความทนทานต่อแรงกระแทกสูงกว่า หรือปรับเปลี่ยนรูปทรงภายนอกของหน้าตัดเพชร (เช่น หน้าตัดแบบนูน/โค้ง มักมีความทนทานต่อแรงกระแทกได้ดีกว่าหน้าตัดแบบเรียบ ภายใต้สภาวะการผลิตที่เทียบเคียงกันได้)
วางแผนเส้นทางการเจาะรูเพื่อหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางที่ทราบแล้ว เช่น สลักหินหรือสมอเรือ
การแยกตัวระหว่างหน้าตัดเพชรและวัสดุรองรับ การแยกตัวหมายถึงการแยกตัวของหน้าตัดเพชรออกจากวัสดุรองรับคาร์ไบด์ที่เชื่อมติดกัน ซึ่งนำไปสู่การสูญเสียความสมบูรณ์ของหัวตัด
สาเหตุหลัก
ความเค้นตกค้างขนาดใหญ่ที่บริเวณรอยต่อและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่ไม่ตรงกันระหว่างหน้าตัดเพชรและวัสดุรองพื้นคาร์ไบด์ ความร้อนที่เกิดจากการตัดและการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วจากของเหลวที่ใช้ในการชะล้าง ทำให้เกิดความเค้นทางความร้อน เมื่อรวมกับความเค้นตกค้างจากการผลิตและแรงกระแทกที่เกิดขึ้น อาจทำให้หน้าตัดเพชรหลุดลอกได้
มาตรการรับมือ
ในกระบวนการผลิต ควรเลือกวัสดุเชื่อม/บัดกรีที่เหมาะสมและพารามิเตอร์กระบวนการที่เข้ากันได้ เพื่อลดความเค้นตกค้างให้เหลือน้อยที่สุด ปรับกระบวนการเผาผนึก/บัดกรีให้เหมาะสมเพื่อลดหรือชดเชยความเค้นที่บริเวณรอยต่อ
ปรับปรุงการยึดติดเชิงกลโดยการออกแบบรูปทรงเรขาคณิตของพื้นผิวสัมผัสใหม่ (เช่น พื้นผิวสัมผัสแบบขั้นบันไดหรือแบบมีร่อง) เพื่อเพิ่มความแข็งแรงในการยึดติดและความเสถียรของโครงสร้าง
2.. ความเสียหายของตัวดอกสว่าน ความเสียหายของตัวดอกสว่านโดยทั่วไปมักแสดงออกมาในรูปของการแตกหักของใบมีด (ปีกวัด) ความเสียหายเหล่านี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในตัวดอกสว่านแบบเมทริกซ์ (เผาผนึก) ดอกสว่านที่ทำจากเหล็กนั้นมีโอกาสแตกหักของใบมีดน้อยกว่า เนื่องจากมีความเหนียวของวัสดุสูงกว่า
สาเหตุหลัก
การประกอบ/ถอดชิ้นส่วนที่ไม่เหมาะสม: หัวเจาะแบบเมทริกซ์มักขึ้นรูปด้วยโลหะผงในขั้นตอนการเผาผนึกเพียงครั้งเดียว แม้ว่าวัสดุเมทริกซ์จะทนต่อการสึกหรอ แต่ก็มีความยืดหยุ่นน้อย การกระแทกใบมีดในระหว่างการประกอบหรือถอดชิ้นส่วน (เช่น การตอกใบมีด) อาจทำให้ปีกของหัวเจาะแตกหักได้ง่าย
การควบคุมการเผาผนึกที่ไม่ดี: การเผาผนึกที่ไม่สมบูรณ์หรือจุด "เย็น" ที่ผงโลหะไม่รวมตัวกันอย่างเต็มที่ ทำให้เกิดโซนที่อ่อนแอหรือสิ่งเจือปนในเนื้อวัสดุ ลดความแข็งแรงของโครงสร้างและทำให้ใบมีดแตกหักได้ง่ายระหว่างการใช้งาน
มาตรการรับมือ
ด้านการปฏิบัติงาน: กำหนดมาตรฐานขั้นตอนการแต่งหน้าและการถอดเครื่องสำอาง ใช้เครื่องมือที่เหมาะสม (ประแจ คีมยก หรืออุปกรณ์ถอด) ในการจัดการกับหัวแปรง และหลีกเลี่ยงการกระแทกใบมีดโดยตรง
คุณภาพการผลิต: บังคับใช้การควบคุมกระบวนการเผาผนึกอย่างเข้มงวดและทำการทดสอบวัตถุดิบผงโลหะอย่างสม่ำเสมอ เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของผงและการรวมตัวกันอย่างสมบูรณ์ ป้องกันการเกิดสิ่งเจือปนที่ไม่ผ่านการเผาผนึกและบริเวณที่อ่อนแอ
ข้อสรุป การป้องกันและลดความเสียหายของดอกสว่าน พีดีซี อย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องมีการควบคุมที่ประสานงานกันในทุกขั้นตอน ตั้งแต่การออกแบบ การผลิต พารามิเตอร์การเจาะ และการปฏิบัติงานในสถานที่ การเลือกการออกแบบดอกสว่านและใบมีดให้เหมาะสมกับสภาพของชั้นหิน การควบคุมคุณภาพการเชื่อมประสานและการเผาผนึกอย่างเข้มงวด การตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการระบายความร้อนและการล้างที่เหมาะสมระหว่างการเจาะ และการปฏิบัติตามขั้นตอนการจัดการที่เป็นมาตรฐาน จะช่วยลดอัตราความเสียหายและยืดอายุการใช้งานของดอกสว่านได้อย่างมีนัยสำคัญ
