Какви са причините за бързото износване на буровите кофи и как да го предотвратите

Материални и геоложки фактори, ускоряващи износването Бурилно кофище Облекло

Геоложките условия са сред водещите причини за бързото износване на бурените кофи. Абразивните формации и съставът на почвата директно влияят върху продължителността на експлоатация на оборудването — разбирането им позволява превантивни мерки.

Абразивни скални формации и твърди включвания

Гранитните и базалтовите скални формации наистина оказват сериозно въздействие върху оборудването, тъй като тези материали са изключително твърди — често имат твърдост около 6–7 по шкалата на Моос. Такава твърдост надвишава възможностите на повечето стандартни режещи инструменти. При работа в такава трудна теренна среда големите камъни и други твърди частици предизвикват цял спектър от проблеми: те създават зони на напрежение, докато машината ги прониква, което води до образуване на микроскопични пукнатини в зъбите на кофата и други компоненти на машината. С времето това постоянно ударно натоварване износва частите значително по-бързо, отколкото при работа с по-меки скали като слан или варовик. Полеви изпитания всъщност показват, че износването протича приблизително два пъти по-бързо в тези условия. Волфрамкарбидните върхове действително удължават експлоатационния живот на машините при такова тежко натоварване, но операторите все още трябва да следят внимателно за чупене или отделяне на фрагменти след продължителна работа при интензивни ударни натоварвания.

Почвени условия с високо съдържание на кварц или натоварени с чакъл

Почвите, богати на кварц, действат като естествен абразивен материал. Представете си всяка малка частица, която трие повърхността на кофата по начин, подобен на финия пясъчник. Когато в почвата има и чакъл, положението става още по-лошо, тъй като постоянното триене сериозно износва оборудването. Това се наблюдава особено силно в места като речни корита и старите ледникови отлагания, където камъните имат остри ръбове и износват техниката значително по-бързо. Всички тези фактори заедно причиняват износване на зъбите на кофата приблизително с една трета по-бързо в сравнение с работа в лепкави глинести почви. Това, което наблюдаваме на обекта, е...

• Ранно затъпяване на зъбите
• Прогресивно изтъняване на стените на корпуса
• Ускорено разрушаване на уплътненията поради проникване на абразивни частици

Кофите с усилени ръбове — с харденовани устни, стъпковани разположения на зъбите и уплътнени корпуси на лагерите — са задължителни за осигуряване на устойчива производителност в такива среди.

Експлоатационни грешки, които допринасят за Бурилно кофище Бързо износване

Оперативните грешки значително ускоряват износването на буровите кофи, като две критични грешки доминират при полевите повреди.

Прекомерна сила на проникване и претоварване

Когато се прилага твърде голяма натискова сила, това оказва сериозно напрежение върху зъбите на кофата и върху структурните заваръчни шевове, което води до проблеми като ранно пукане, пластична деформация и в крайна сметка уморна повреда. Претоварването на тези машини създава точки на напрежение, които надхвърлят възможностите на материалите. Според проучвания в отрасъла кофите, използвани извън техните граници, трябва да се заменят приблизително 70 % по-бързо в сравнение с тези, които се използват според препоръките на производителя. За предотвратяване на този вид повреди операторите трябва да следят хидравличното налягане в реално време и да спазват строго препоръчителните стойности за сила на проникване. Това става особено важно при преходите между различни типове почви, където силите могат да се променят рязко и без предупреждение.

Неправилна скорост на въртене и ъгъл на наклон на кофата

Когато оборудването се върти твърде бързо в пръстени почви, се образува вредна триене и топлина, която ускорява повърхностната корозия и постепенно отслабва режещия ръб. Неправилният ъгъл на наклон означава, че определени части на резача поемат цялото натоварване, вместо да разпределят работата равномерно по цялата режеща повърхност. Вземете за пример почва, богата на кварц: само отклонение от правилния ъгъл с около 15 градуса може да утрои износването в тези области. Повечето оператори установяват, че най-добри резултати се постигат, когато скоростта на въртене се нагласи според плътността на почвата — при работа със сбит чакъл това е обикновено между 12 и 18 оборота в минута. Поддържането на кофа под ъгъл между 30 и 45 градуса по време на копаене помага да се разпредели налягането равномерно върху всички зъби и намалява страничното напрежение, което предизвиква преждевременни повреди на инструментите.

Недостатъци в конструкцията и поддръжката на оборудването

Недостатъчна твърдост и некачествен състав на режещия ръб

Проблемите с износването обикновено започват поради лоши решения относно избора на метал. Режещите инструменти, изработени с твърдост по скалата HRC под 55 или съдържащи по-малко от 15 % волфрамов карбид, просто не издържат добре при работа с абразивни материали. Обаче проучване, публикувано в International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, показало нещо интересно – режещите ръбове, правилно легирани за твърдост над 60 HRC, издръжват приблизително 2,3 пъти по-дълго при работа в скалиста почва, пълна с чакъл, в сравнение с обикновените стоманени алтернативи. Какво се случва, когато тези стандарти за твърдост се пренебрегнат? При нормална употреба бързо се образуват микроскопични пукнатини, които се разпространяват бързо и предизвикват ускорено износване не само по устата на кофата, но и в областта на адаптерните съединения, както и там, където всички компоненти се монтират един в друг.

Недостатъчна инспекция, подновяване и затегнатост на болтовете

Според данните, събрани от Института за дълбоки фундаменти относно надеждността на оборудването за изкопни работи, приблизително 38 % от ранните повреди на бурените кофи се дължат на напълно пропуснати проверки за поддръжка. Когато в тези важни заварени зони се образуват трескави пукнатини и те останат незабелязани, те обикновено се усилват, докато не настъпи реална повреда след около 150 часа работа без надлежно обслужване. Същото важи и за монтажните болтове, които с времето се разхлабват — на пръв поглед изглежда като дребен проблем, но по-късно води до сериозни усложнения. Тези разхлабени връзки предизвикват вибрации в цялата система, които износват съседните заварки и в крайна сметка водят до пълно изпадане на зъбите. Екипите на терена, които проверяват затягането на болтовете си всяка седмица, съобщават, че им е необходима нова кофа само една трета от честотата, с която екипите, които чакат да се случи повреда, преди да предприемат каквито и да било действия. Някои основни стъпки за поддръжка, които си заслужава да се следват, са:

• Ултразвукова проверка за подповърхностни дефекти на всеки 75 часа работа
• Пост-смяна проверка на въртящия момент на всички винтови съединители с използване на калибрирани инструменти
• Замяна на износващи се плочи преди ерозията да надвиши 25 % от първоначалната дълбочина

Доказани мерки за предотвратяване и намаляване на рисковете за удължаване на живота на кофата

Когато става въпрос за намаляване на износването на буровите кофи, съществуват няколко умни подхода, които значително увеличават техния срок на служба. Замяната на обикновените кофи с такива, подсилени с волфрамов карбид, е показала реални резултати на практика. Тези подобрени кофи имат твърдост на основата над 400 HB и всъщност издържат около два пъти по-дълго при работа в силно абразивни почви в сравнение със стандартните сплавени варианти. От оперативна гледна точка, контролът на ограниченията за товар е от решаващо значение, за да се избегне прекомерно натоварване на оборудването. Регулирането на скоростта на въртене в диапазона между 15 и 25 об/мин дава най-добри резултати в райони с плътни почви, съдържащи голямо количество кварц. Това помага да се минимизира износването, причинено от излишно триене. Екипите за поддръжка трябва да внедрят предиктивни програми, които анализират моделите на вибрации, за да се засекат развиващи се пукнатини още преди те да станат сериозни проблеми. Месечната проверка на режещите ръбове и осигуряването, че всички крепежни елементи са затегнати, гарантират безпроблемна работа без неочаквани прекъсвания. Правилното обучение на операторите по коригиране на ъглите на наклон в рамките на около 5 градуса при работа в плътни почвени условия също допринася за по-равномерно разпределение на износването по повърхността на кофата. Всички тези комбинирани практики могат да намалят разходите за замяна с около 30 %, което има огромно значение за компании, които работят в среди, богати на чакъл и кварц, където се случват повечето повреди.

ЧЗВ

В: Какви геоложки условия допринасят за износването на бурените кофи?
О: Абразивни формации като гранит и базалт, както и почви с високо съдържание на кварц или съдържащи чакъл, значително допринасят за бързото износване на бурените кофи.

В: Как влияят оперативните грешки върху продължителността на експлоатацията на бурените кофи?
О: Прекомерната сила на проникване, претоварването, неподходящата скорост на въртене и неправилните ъгли на наклон на кофата могат значително да намалят срока на експлоатация на бурените кофи.

В: Защо поддръжката е от решаващо значение за продължителността на експлоатацията на бурените кофи?
О: Правилната поддръжка, включваща редовни инспекции и проверки на затегнатостта на болтовете, предотвратява ранни повреди и удължава живота на кофата.

В: Какви мерки могат да намалят бързото износване на бурените кофи?
О: Използването на кофи, усилени с волфрамов карбид, регулирането на скоростта на въртене, спазването на ограниченията за товар и внедряването на програми за предиктивна поддръжка са ефективни мерки за намаляване на износването.