Går det alltid sönder för förlängningsborrstänger i gruvdrift? En artikel för att förstå fellägen och åtgärder
Inom gruvdrift är borrstänger en oumbärlig kritisk komponent vars prestanda direkt påverkar effektivitet och säkerhet. Jämfört med tunnelborrstänger/framdrivna borrstänger upplever gruvborrstänger färre onormala fel, men när problem uppstår kan de fortfarande orsaka betydande produktionsproblem. Den här artikeln undersöker vanliga fellägen hos gruvborrstänger, orsakerna bakom dem och motåtgärder som hjälper dig att undvika produktionsstörningar.
Invändig och utvändig gängslitage: den vanligaste ”boven på slitage” Bland olika fel på borrstänger som används på gruvriggar är slitage på invändiga och utvändiga gängor det vanligaste, där invändig gängslitage dominerar. Det är som en skruv du använder varje dag – dess gängor slits ner med tiden, blir lösa och svåra att dra åt; borrstångsgängor beter sig på samma sätt.
Vad avgör en borrstångs gängas slitstyrka?
Tillverkningsprocessen som grund: stångens värmebehandlingshårdhet, höljets (karburerade) djup, gängans ytfinish och gängpassningens precision är alla viktiga faktorer som påverkar slitstyrkan. Precis som vid tillverkning av ett hållbart verktyg avgör materialvalet och processens kvalitet direkt livslängden.
Hårda driftsförhållanden: bergets hårdhet och geologiska komplexitet spelar en dominerande roll. Under svåra förhållanden uppstår lätt fastklämning och hålavvikelser, vilket fungerar som sandpapper och accelererar gängslitage.
Operatörsfaktorer spelar roll: operatörens skicklighet och de inställningar som används (matnings-/frammatningstryck, spolvattentryck etc.) kan påverka gängans slitagehastighet. Felaktig användning är som att utsätta stången för "tortyr" och orsakar onormalt slitage.
Uppmärksamhet på användning och underhåll: Om borrkronor inte slipas om i tid minskar det inte bara borrinträngningen utan leder det också till hålavvikelser; att blanda slitna och nya stänger eller att använda stänger från olika tillverkare – på grund av skillnader i gängtoleranser och passformsspel – kommer gängslitaget att accelereras.
Utvändig gängrotsbrott: konsekvensen av överanvändning Brott vid roten av utvändiga gängor är ett annat vanligt feltillstånd, som ofta inträffar när en stång redan har nått sin typiska mättnad men fortfarande används. Vanligtvis slits invändiga och utvändiga gängor ut innan rotbrott uppstår; vissa produkter vars gängor inte har slitits ut kan dock fortfarande drabbas av rotbrott om de fortsätter att användas. De främsta orsakerna inkluderar:
Tillverkningsprocessen är avgörande: värmebehandlingsnivån avgör stångens utmattningshållfasthet. Huruvida värmebehandlingens mikrostruktur ger tillräcklig seghet och utmattningsbeständighet är avgörande. Den ideala strukturen är en martensitisk yta med hög kolhalt, en kärna med lägre bainithalt och en bred, jämn övergångsblandad zon mellan dem. Gängans ytfinish påverkar också prestandan.
Driftsförhållandena ökar problemet: komplexa förhållanden med frekvent fastklämning eller hålavvikelse leder till onormala utmattningsbrott vid gängroten.
Användning och underhåll döljer risker: om borret inte slipas om i tid kan det orsaka hålavvikelser och därmed onormala rotbrott i stånggängorna.
Brott vid den inre gängavlastningen (tom skärning) — en strukturell svag punkt Brott vid den inre gängavlastningen (underskärnings-/"tom skärnings"-området) är en annan feltyp, vanligtvis orsakad av två faktorer. För det första kan den utvändiga gängan under borrning applicera krafter på den inre gängavlastningsområdet, vilket är strukturellt svagare och därför benäget att spricka. För det andra minskar kraftigt slitage på utsidan av den inre gängan ytterligare avlastningsområdets hållfasthet och ökar sprickrisken. En praktisk motåtgärd är att välja stänger med en förlängd invändig gängkonstruktion: det längre ingreppet hjälper till att fördela belastningarna och minska spänningskoncentrationen vid den svaga punkten, vilket effektivt förstärker det sårbara området.
Stångkroppsbrott: ett fel i kvalitetskontrollen Stångkroppsbrott är inte vanliga och är vanligtvis relaterade till problem med själva stålet eller felaktiga valsnings-/smidesprocesser, och förekommer vanligtvis som isolerade incidenter. Men om stångkroppsbrott inträffar i batcher indikerar det sannolikt ett betydande problem med värmebehandling eller processkontroll. En detaljerad inspektion av värmebehandlingsprocessen och kvalitetskontrollerna krävs då för att identifiera och korrigera defekter.
Stångbockning: den dolda dödsorsaken i seriedrift Gruvborrstänger används ofta i seriesträngar, vanligtvis 10–20 stänger sammanlänkade. När en stång böjs blir den inte bara oanvändbar i sig utan kan också utlösa onormala fel i andra stänger. Därför är rakhet och koncentricitet kritiska kvalitetskriterier för gruvborrstänger. Att säkerställa dessa geometriska toleranser förbättrar avsevärt tillförlitlighet och hållbarhet under kontinuerlig drift.
För att förhindra att stängerna böjs krävs flera rätningsoperationer under tillverkningen. Inkommande råstångsmaterial kan vara skevt och måste rätas ut före vidare bearbetning; stänger kan deformeras under värmebehandling och behöver exakt rätning efteråt för att uppfylla strikta rakhetsstandarder. Dessutom måste transport och lagring hanteras för att bevara rakheten och undvika böjning.
