ความล้มเหลวของค้อน ดีทีเอช ในสภาพหินแข็ง — สาเหตุของรอยแตกหลักสี่ประเภท
หัวเจาะแบบลงหลุม (ดีทีเอช) ที่ใช้ในการเจาะหินแข็งมีแนวโน้มที่จะเกิดความผิดพลาดได้หลายประการ เนื่องจากความแข็งของชั้นหินสูง แรงกดในการเจาะสูง และสภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรง ความผิดพลาดเหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่ออัตราการเจาะ คุณภาพของรูเจาะ และอายุการใช้งานของอุปกรณ์ โดยพิจารณาจากสภาพทั่วไปของการเจาะหินแข็ง ความล้มเหลวที่พบบ่อยสามารถแบ่งออกเป็นสี่ประเภท ได้แก่ ประสิทธิภาพการกระแทกลดลง การสึกหรอ/การติดขัดทางกล ปัญหาของระบบกำจัดเศษหิน และความผิดพลาดในการส่งกำลัง ต่อไปนี้จะอธิบายอาการและสาเหตุหลักของแต่ละประเภท
ประสิทธิภาพการกระแทกลดลง นี่เป็นหนึ่งในข้อบกพร่องที่พบบ่อยที่สุด และแสดงออกมาในรูปของการลดลงอย่างกะทันหันของประสิทธิภาพในการเจาะหิน: แรงกระแทกลดลง ความถี่ในการกระแทกต่ำลง และดอกสว่านที่ไม่สามารถเจาะหินแข็งได้อย่างมีประสิทธิภาพอีกต่อไป ทำให้การเจาะช้าลงอย่างมากหรือหยุดลง สาเหตุสำคัญ ได้แก่:
1.1 ปัญหาด้านการจัดหาตัวกลางจ่ายพลังงาน
สำหรับค้อนลม แรงดันคอมเพรสเซอร์ไม่เพียงพอ (ต่ำกว่าช่วง 0.6–1.2 เมกะปาสคาล ซึ่งโดยทั่วไปจำเป็นสำหรับหินแข็ง) การไหลของอากาศไม่คงที่ หรือการรั่วไหล/การอุดตันในท่อส่งอากาศ จะลดแรงดันที่มีอยู่เพื่อขับเคลื่อนลูกสูบ
สำหรับค้อนไฮดรอลิก แรงดันปั๊มต่ำหรือวงจรไฮดรอลิกอุดตันเนื่องจากน้ำมันปนเปื้อน จะทำให้แรงขับของค้อนลดลง
สิ่งปนเปื้อนในตัวกลางส่งกำลัง (ความชื้นหรือฝุ่นละอองในอากาศอัด อนุภาคโลหะในน้ำมันไฮดรอลิก) จะเร่งการสึกหรอของซีลและลดประสิทธิภาพของตัวกลางส่งกำลังลงอีก
1.2 การไหลภายในหรือความล้มเหลวของวาล์ว
ค้อนแบบวาล์วมักประสบปัญหาแผ่นวาล์วสึกหรอ เสียรูป หรือติดขัด ทำให้การสลับวาล์วไม่ทันเวลา และขัดขวางการเคลื่อนที่ของลูกสูบด้วยความถี่สูง
การออกแบบที่ไม่มีวาล์วอาจได้รับผลกระทบจากการสึกหรอหรือการอุดตันของร่องการไหลของลูกสูบ/กระบอกสูบ การสะสมของเศษโลหะจะทำให้การกลับทิศทางการไหลล่าช้า รบกวนวงจรการกระแทก และลดพลังงานการกระแทกลงอย่างมาก
1.3 ปัญหาอินเทอร์เฟซระหว่างลูกสูบกับบิต
แรงกระแทกความถี่สูงทำให้หน้าลูกสูบและส่วนท้ายของดอกสว่านสึกหรอ ส่งผลให้ช่องว่างระหว่างหน้าสัมผัสเพิ่มขึ้นและทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานในการถ่ายโอน
การติดตั้งดอกสว่านที่ไม่ตรงศูนย์หรือหมุดกำหนดตำแหน่งที่หลวมจะทำให้การกระแทกไม่ตรงจุด ลดประสิทธิภาพการกระแทก และเร่งการสึกหรอเฉพาะจุด
การสึกหรอของชิ้นส่วนกลไก การติดขัด และความเสียหายของโครงสร้าง ปัญหาเหล่านี้เป็นสาเหตุหลักของการหยุดทำงาน ภายใต้แรงกระแทกและแรงบิดจากการหมุนซ้ำๆ ชิ้นส่วนกลไกอาจสึกหรอมากเกินไป ติดขัด หรือแตกหักได้ อาการและสาเหตุทั่วไป ได้แก่:
2.1 การติดขัดและการสึกหรอของลูกสูบ
ภาระหนักจะเพิ่มแรงเสียดทานระหว่างลูกสูบและกระบอกสูบ การหล่อลื่นที่ไม่เพียงพอ (เช่น การไม่หล่อลื่นตามระยะเวลาที่กำหนดสำหรับค้อนลม หรือน้ำมันไฮดรอลิกเสื่อมสภาพ) และเศษหินที่เข้าไปภายในจะลดช่องว่างและนำไปสู่การติดขัดของลูกสูบ การใช้งานความถี่สูงเป็นเวลานานยังทำให้พื้นผิวลูกสูบสึกหรอและอาจทำให้เกิดรอยแตกได้ ในกรณีที่รุนแรง ลูกสูบอาจแตกหักได้
2.2 ความเสียหายของชุดเจาะ
ชุดท่อเจาะทำหน้าที่ส่งแรงบิดและรองรับหัวเจาะ หากความแข็งแรงของวัสดุชุดท่อไม่เพียงพอ เกลียวหลวม หรือการเบี่ยงเบนของรูเจาะ ชุดท่ออาจเกิดแรงดัดเพิ่มเติมซึ่งทำให้เกิดการโก่งงอ การเสียรูป หรือเกลียวเสียหาย การเสียดสีจากเศษหินบนผนังด้านนอกจะยิ่งเร่งการสึกหรอและลดอายุการใช้งานลง
2.3 ความเสียหายของข้อต่อและซีล
ข้อต่อด้านหน้าและด้านหลังเป็นส่วนประกอบที่สำคัญมาก การสั่นสะเทือนและแรงบิดที่รุนแรงอาจทำให้เกลียวเสียหายหรือเสียรูปได้ ซีล (โอริง แหวนซีล) ที่สัมผัสกับสารกัดกร่อนและอุณหภูมิสูงจะเสื่อมสภาพและแตก ทำให้เกิดการรั่วไหลของสารหล่อเย็นและทำให้เศษชิ้นส่วนเข้าไปในส่วนประกอบภายใน ซึ่งจะเร่งการสึกหรอ
ความผิดปกติของระบบกำจัดเศษหิน เศษหินแข็งและหยาบที่เกิดขึ้นจากการเจาะหินแข็งจำเป็นต้องมีการกำจัดอย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อระบบกำจัดเศษหินทำงานได้ไม่ดี ผลที่ตามมาคือการอุดตันของรู การระบายที่ไม่ดี และความต้านทานการเจาะที่เพิ่มขึ้น ซึ่งบางครั้งอาจนำไปสู่ท่อติด สาเหตุหลัก ได้แก่:
3.1 ปริมาณสารชะล้างหรืออัตราการไหลไม่เพียงพอ
ค้อนลมที่มีปริมาณลมล้างน้อยเกินไป หรือค้อนไฮดรอลิกที่มีปริมาณของเหลวล้างไม่เพียงพอ จะไม่สามารถกำจัดเศษวัสดุที่ก้นหลุมได้อย่างรวดเร็ว การไหลของสารกัดกร่อนเป็นเวลานานยังทำให้ทางเดินของวัสดุสึกหรอและเสียรูป (เช่น รูตรงกลางดอกสว่านหรือรูตรงกลางลูกสูบ) ทำให้ช่องทางแคบลงและลดประสิทธิภาพการระบายออก
3.2 ความไม่สอดคล้องกันของพารามิเตอร์การเจาะและการกำจัดเศษวัสดุจากการเจาะ
อัตราการเจาะที่สูงเกินไปอาจทำให้เกิดเศษวัสดุมากกว่าที่ระบบกำจัดจะรับมือได้ ความเร็วในการหมุนหรือการตั้งค่าแรงผลักของดอกสว่านที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้เกิดเศษวัสดุที่หยาบเกินไปซึ่งไม่สามารถผ่านทางเดินของไหลได้ ทำให้เกิดการสะสมและอุดตัน
3.3 การเบี่ยงเบนของรูเจาะและการสะสมของเศษวัสดุจากการเจาะ
การเบี่ยงเบนของรูเจาะทำให้เกิดจุดต่ำซึ่งเป็นที่สะสมของเศษหินและไม่ถูกชะล้างออกไปอย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อเวลาผ่านไป เศษหินเหล่านี้จะก่อตัวเป็นชั้นหนาแน่นซึ่งขัดขวางการเคลื่อนที่ของค้อนและดอกสว่าน
ความผิดพลาดในการส่งกำลัง ความผิดพลาดเหล่านี้ทำให้การเจาะหยุดชะงักเมื่อการส่งแรงบิดหายไปหรือพลังงานกระแทกไปไม่ถึงดอกสว่าน มักเกิดขึ้นที่บริเวณรอยต่อระหว่างชุดเจาะกับค้อน และค้อนกับดอกสว่าน สาเหตุได้แก่:
4.1 การเชื่อมต่อหลวมหรือชำรุด
เกลียวหลวมหรือสึกหรอระหว่างชุดสว่านและส่วนท้ายของค้อน หรือการสึกหรอของหมุดกำหนดตำแหน่งหรือร่องฟัน จะทำให้การส่งแรงบิดไม่น่าเชื่อถือและทำให้ค้อนไม่สามารถหมุนไปพร้อมกับชุดสว่านได้
ชิ้นส่วนเชื่อมต่อด้านหน้า/หัวเจาะที่สึกหรอหรือเสียรูป (น็อตล็อค แหวนสแนป ฯลฯ) อาจทำให้หัวเจาะหลวม ส่งผลให้เกิดการเจาะแบบแห้ง ซึ่งพลังงานไม่สามารถส่งไปถึงหินได้ และการหมุนแบบซิงโครนัสก็หายไป ทำให้ใบมีดสึกหรอไม่สม่ำเสมอ
4.2 ความเสียหายของบิตที่ทำให้การส่งข้อมูลล้มเหลว
การสึกหรอ การบิ่น หรือการสูญหายของใบมีด (ปุ่มทังสเตนคาร์ไบด์ ใบมีด พีดีซี/เพชร) ทำให้การเจาะหินไม่เกิดประสิทธิภาพ ส่งผลให้พลังงานจากการกระแทกไม่สามารถส่งผ่านใบมีดไปยังหินได้ แต่กลับสะท้อนกลับเข้าไปในส่วนภายในของค้อน ทำให้แรงกระแทกภายในเพิ่มขึ้นและเกิดความเสียหายรองตามมา
สรุปและปัจจัยหลักที่ส่งผลกระทบ โดยสรุปแล้ว ความล้มเหลวของค้อน ดีทีเอช ทั่วไปในการเจาะหินแข็งนั้นเกิดจากลักษณะเฉพาะของงาน ได้แก่ แรงกดสูงและสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ปัจจัยหลักที่ส่งผลกระทบสามารถแบ่งออกได้เป็นสามกลุ่ม:
อุปกรณ์ไม่เหมาะสม: รุ่นค้อน ชนิดดอกสว่าน หรือวัสดุของชิ้นส่วนไม่ตรงกับสภาพหินแข็ง
การใช้งานและการบำรุงรักษาที่ไม่เหมาะสม: การกำหนดพารามิเตอร์การเจาะที่ไม่เหมาะสม การไม่ทำความสะอาดหรือหล่อลื่นอย่างสม่ำเสมอ และการเปลี่ยนชิ้นส่วนที่สึกหรอช้าเกินไป
การประสานงานของระบบเสริมไม่ดี: การจ่ายพลังงานและตัวกลางในการส่งผ่านพลังงานไม่เสถียร และความไม่สอดคล้องกันระหว่างความสามารถในการกำจัดเศษหินกับรอบการเจาะ
การทำความเข้าใจสาเหตุที่แท้จริงเหล่านี้เป็นพื้นฐานสำหรับการแก้ไขปัญหาอย่างตรงจุดและมาตรการป้องกันเพื่อให้การเจาะหินแข็งดำเนินต่อไปได้อย่างต่อเนื่องและมีประสิทธิภาพ
