ดอกสว่าน พีดีซี สำหรับการทำเหมือง: โหมดความล้มเหลวทั่วไปและการวิเคราะห์สาเหตุหลัก
ปัจจุบันหัวเจาะ พีดีซี สำหรับการทำเหมืองประกอบด้วยตัวหัวเจาะ เม็ดมีดตัด พีดีซี และโลหะผสมป้องกันเกจ โดยเม็ดมีดตัด พีดีซี และโลหะผสมป้องกันเกจจะถูกเชื่อมติดกับตัวหัวเจาะ ในระหว่างการขุดเจาะตามปกติ แท่นขุดเจาะจะส่งแรงบิดและแรงดันป้อนไปยังหัวเจาะผ่านชุดสว่าน เม็ดมีดตัด พีดีซี จะตัดหินที่ก้นหลุม ขณะที่โลหะผสมป้องกันเกจจะป้องกันตัวหัวเจาะโดยรอบเพื่อป้องกันการสึกหรออย่างรวดเร็ว ในระหว่างการขุดเจาะหิน แรงกดบนหัวเจาะ พีดีซี ที่หน้าหัวเจาะมีความซับซ้อนสูง ความแตกต่างในด้านโครงสร้าง วิธีการก่อสร้าง การเลือกอุปกรณ์ การปฏิบัติงานของผู้ปฏิบัติงาน และการควบคุมคุณภาพหัวเจาะ ล้วนส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานและนำไปสู่รูปแบบความล้มเหลวที่แตกต่างกัน จากการสำรวจภาคสนามในพื้นที่ขุดเจาะเหมืองถ่านหิน ได้มีการสรุปและวิเคราะห์ปัญหาหัวเจาะ พีดีซี สำหรับการทำเหมืองที่ล้มเหลว โดยระบุรูปแบบความล้มเหลวทั่วไปและสาเหตุหลักดังต่อไปนี้
1.1 ความล้มเหลวของเม็ดมีดตัด พีดีซี พีดีซี ถูกเผาผนึกภายใต้อุณหภูมิสูงและแรงดันสูง โดยทั่วไปแล้ว คอมโพสิต พีดีซี ประกอบด้วยชั้นเพชรและแผ่นรองรับทังสเตนคาร์ไบด์ (ห้องน้ำ)
โหมดความล้มเหลวหลักของเม็ดมีดตัด พีดีซี คือ การสึกหรอตามปกติ การสูญเสียของเม็ดมีด (ดึงออก) การแตก และการแยกชั้น
(1) การสึกหรอตามปกติ การสึกหรอตามปกติคือความเสื่อมสภาพที่คาดว่าจะเกิดขึ้นกับหัวกัด พีดีซี ระหว่างการตัดหิน ปรากฏเป็นการสูญเสียการขัดสีในระดับมหภาคของชั้นเพชรและพื้นผิว ห้องน้ำ พื้นผิวที่สึกหรอไม่มีรอยแตกหรือรอยบิ่นที่ชัดเจน
(2) การสูญเสียของเม็ดมีด (แบบดึงออก) การสูญเสียของเม็ดมีดเกิดขึ้นเมื่อเม็ดมีด พีดีซี หลุดออกจากตัวดอกสว่านทั้งหมด ส่งผลให้ดอกสว่านเสียหาย ลักษณะเด่นคือเม็ดมีดแยกออกจากดอกสว่านอย่างสมบูรณ์ โดยที่ช่องบัดกรีในตัวดอกสว่านไม่มีโลหะผสมเหลืออยู่
สาเหตุหลักของการสูญเสียการแทรก:
อุณหภูมิก้นหลุมสูงเกินไป: เมื่อเจาะแบบแห้งหรืออุดตันทางน้ำของหัวเจาะ การหมุนและการตัดด้วยความเร็วสูงจะสร้างความร้อนที่ไม่สามารถขจัดออกได้ ทำให้อุณหภูมิก้นหลุมสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว หากอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิวิกฤตของโลหะเชื่อมประสาน การเชื่อมประสานจะละลายและเม็ดมีดจะหลุดออกมา
การควบคุมกระบวนการบัดกรีที่ไม่ดี: การทำความสะอาดก่อนการเชื่อมที่ไม่เพียงพอ การบัดกรีที่ไม่สมบูรณ์หรือมีรูพรุน การกำจัดก๊าซที่ไม่ดี หรืออุณหภูมิ/เวลาในการรักษาหลังการเชื่อมที่ไม่เหมาะสม ล้วนเป็นสาเหตุที่ทำให้อินเสิร์ตหลุดออกได้
มาตรการรับมือ:
ผู้ผลิตจะต้องควบคุมกระบวนการผลิตอย่างเคร่งครัด โดยเฉพาะการบัดกรี เพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมจะสมบูรณ์และสมบูรณ์
ในสถานที่ ให้ใช้การเจาะแบบเปียก (การล้างอย่างเพียงพอ) แทนการเจาะแบบแห้งหากเป็นไปได้ ในระหว่างการเจาะลึก รอจนกว่าจะเกิดการไหลกลับก่อนที่จะเพิ่มท่อเจาะ ตรวจสอบช่องทางน้ำของดอกสว่านว่ามีการอุดตันหรือไม่ ก่อนที่จะใส่ดอกสว่านลงในรู เพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปในบริเวณนั้น
(3) การแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย (ขอบแตก) การแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยหมายถึงการแตกและสูญเสียของชั้นเพชร พีดีซี มักเกิดขึ้นเฉพาะที่ ในกรณีที่รุนแรง ชั้นเพชรอาจแตกออกมาพร้อมกับส่วนหนึ่งของพื้นผิว ห้องน้ำ
สาเหตุหลักของการแตก:
คุณสมบัติของวัสดุคัตเตอร์: คัตเตอร์ที่เลือกอาจมีความต้านทานแรงกระแทกต่ำหรือมีแรงยึดเกาะไม่เพียงพอระหว่างพื้นผิว ห้องน้ำ และเม็ดเพชร ทำให้มีแนวโน้มที่จะแตกเมื่อได้รับแรงกระแทก
พารามิเตอร์การทำงาน: แรงป้อนที่มากเกินไป/น้ำหนักบนบิต (วอบ) ที่หน้าอาจทำให้เครื่องตัดรับน้ำหนักเกินขีดจำกัดความแข็งแกร่ง ส่งผลให้ชั้นเพชรหลุดลอกและแตกเป็นเสี่ยง
การก่อตัวที่ซับซ้อน: ในการก่อตัวที่มีการแตกหักอย่างแข็ง แรงกระแทกอาจเกินความเหนียวของเครื่องตัดและทำให้เกิดการแตกได้
การออกแบบดอกสว่าน: การใช้มุมคาย/มุมตัดที่ไม่เหมาะสม (เช่น มุมตัดที่แคบเกินไปสำหรับหินแข็ง) จะเพิ่มภาระของดอกสว่านและส่งเสริมการแตก หลักการทั่วไปคือหินแข็งโดยทั่วไปต้องใช้มุมตัดที่กว้างกว่า
อุปสรรคภายนอก: การเผชิญกับองค์ประกอบเสริมหิน เช่น สลักหลังคาหรือสลักสายเคเบิลในการทำงานใต้ดิน อาจทำให้ใบมีดแตกได้ง่าย
มาตรการรับมือ:
ปฏิบัติตามพารามิเตอร์การทำงานที่แนะนำโดยผู้ผลิตบิต
เลือกและออกแบบบิตที่กำหนดเป้าหมายไปที่เงื่อนไขการก่อตัว: สำหรับการก่อตัวแบบแข็ง ให้เพิ่มมุมตัด/มุมตัดเพื่อลดความก้าวร้าวและปกป้องหัวกัด สำหรับการก่อตัวแบบแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยแบบแข็ง ให้เลือกหัวกัด พีดีซี ที่มีความเหนียวต่อแรงกระแทกสูงกว่าหรือเปลี่ยนรูปทรงเรขาคณิตภายนอกของหัวกัดเพื่อปรับปรุงความต้านทานแรงกระแทก (เช่น หน้าโค้งนูนมีประสิทธิภาพในการรับแรงกระแทกดีกว่าหน้าแบนภายใต้กระบวนการผลิตที่เปรียบเทียบได้)
วางแผนเส้นทางของหลุมเพื่อหลีกเลี่ยงการยึดหรือสลักเกลียวที่ทราบหากเป็นไปได้
(4) การแยกชั้น การแยกชั้นหมายถึงการแยกจากกันระหว่างชั้นเพชรและพื้นผิว ห้องน้ำ ของคอมโพสิต พีดีซี
สาเหตุหลักของการแยกชั้น: ความเค้นตกค้างที่สำคัญระหว่างชั้นเพชรและพื้นผิว ห้องน้ำ ประกอบกับความแตกต่างของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน ทำให้เกิดการหดตัวที่ไม่สมดุลภายใต้ความร้อนสลับกันระหว่างแรงเสียดทานและความเย็นของของเหลวเจาะ ผลกระทบร่วมกันของแรงกระแทกและความเค้นตกค้างอาจทำให้ชั้นเพชรหลุดลอกออกจากพื้นผิว
มาตรการรับมือ:
ในระหว่างการผลิต ให้เลือกวัสดุยึดติดและพารามิเตอร์การประมวลผลที่เหมาะสมเพื่อลดความเค้นตกค้างระหว่างชั้นเพชรและพื้นผิว ห้องน้ำ
เพิ่มประสิทธิภาพของรูปทรงเรขาคณิตระหว่างพื้นผิวกับอินเทอร์เฟซ (เช่น รูปร่างอินเทอร์เฟซใหม่) เพื่อปรับปรุงการประสานกันทางกลและความแข็งแรงในการยึดติดระหว่างชั้นเพชรและพื้นผิว
1.2 ความล้มเหลวของตัวบิต ความล้มเหลวของตัวบิตส่วนใหญ่เกิดจากการแตกหักของปีกบิต (ใบมีดบิต)
รอยแตกของปีกมักเกิดขึ้นกับชิ้นส่วนแบบเผาผนึก/เมทริกซ์ และเกิดขึ้นได้ยากกับชิ้นส่วนที่มีโครงเป็นเหล็ก
สาเหตุของการแตกหักของปีกในบิตเมทริกซ์:
ผลกระทบต่อปีกบิตระหว่างการขึ้นรูปหรือการแยกตัว: ครอบบิตแบบเมทริกซ์มักผลิตโดยกระบวนการผงโลหะและถูกเผาเป็นชิ้นเดียว เมื่อเทียบกับบิตโครงเหล็กมาตรฐาน บิตเมทริกซ์แบบเผามีความทนทานต่อการสึกหรอสูงกว่าแต่มีความเหนียวต่ำกว่า การกระทบกับปีกบิตระหว่างการถอดออกอาจทำให้ปีกหักได้ง่าย
การควบคุมกระบวนการเผาที่ไม่ดี: การเผาที่ไม่สมบูรณ์หรือการรวมตัว (เกาะผงที่ยังไม่เผา) หมายความว่าผงไม่ได้รวมตัวกันอย่างสมบูรณ์ในเมทริกซ์ที่เป็นเนื้อเดียวกัน
มาตรการรับมือ:
ในระหว่างการแต่งหน้าและการแยกออก ผู้ปฏิบัติงานควรใช้เครื่องมือที่เหมาะสม (เช่น คีมคีบท่อหรือประแจ) เพื่อช่วยเหลือและหลีกเลี่ยงการตอกที่ปีกบิต
ผู้ผลิตจะต้องควบคุมคุณภาพการเผาอย่างเคร่งครัด: ควบคุมกระบวนการเผาอย่างเข้มงวดและตรวจสอบวัตถุดิบผงโลหะเป็นระยะๆ เพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามข้อกำหนดของกระบวนการ
