Τι Προκαλεί Γρήγορη Φθορά στα Κουβάδια Διάτρησης και Πώς να την Αποτρέψετε

Υλικά και γεωλογικοί παράγοντες που επιταχύνουν τη φθορά Κουβάς Διάτρησης Χρέωση

Οι γεωλογικές συνθήκες κατατάσσονται μεταξύ των κυριότερων αιτιών της ταχείας φθοράς των κουβαδιών διάτρησης. Οι απαιτητικές βραχώδεις μορφές και η σύσταση του εδάφους επηρεάζουν άμεσα τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού — η κατανόησή τους επιτρέπει την προληπτική αντιμετώπιση των προβλημάτων.

Απαιτητικές βραχώδεις μορφές και σκληρές εγκλείσεις

Οι πετρώδεις σχηματισμοί από γρανίτη και βασάλτη επιβαρύνουν σημαντικά τον εξοπλισμό, καθώς αυτά τα υλικά είναι εξαιρετικά σκληρά, με σκληρότητα που κυμαίνεται συνήθως περίπου στο 6–7 στην κλίμακα Mohs. Αυτό το επίπεδο σκληρότητας υπερβαίνει την ικανότητα αντοχής των περισσότερων τυπικών κοπτικών εργαλείων. Κατά την εργασία σε τέτοιου είδους δύσκολο έδαφος, οι μεγάλοι βράχοι και άλλα σκληρά σωματίδια προκαλούν διάφορα προβλήματα. Δημιουργούν σημεία τάσης καθώς η μηχανή διαπερνά το έδαφος, με αποτέλεσμα να εμφανίζονται μικροσκοπικές ρωγμές στα δόντια του κάδου και σε άλλα μέρη της μηχανής. Με τον καιρό, αυτή η συνεχής κρούση προκαλεί επιταχυνόμενη φθορά σε σύγκριση με την εργασία σε μαλακότερους βράχους, όπως ο σχιστόλιθος ή ο ασβεστόλιθος. Πεδιακές δοκιμές έχουν δείξει ότι η φθορά συμβαίνει περίπου δύο φορές ταχύτερα σε αυτές τις συνθήκες. Οι ακροδάκτυλοι από καρβίδιο του τυγγστένιου βοηθούν πράγματι στην παράταση της διάρκειας ζωής των μηχανημάτων υπό αυτή την καταπόνηση, αλλά οι χειριστές πρέπει να παρακολουθούν στενά την εμφάνιση ραγισμάτων ή αποκολλημένων κομματιών μετά από παρατεταμένη εργασία υπό συνθήκες έντονης κρούσης.

Εδάφη με υψηλή περιεκτικότητα σε χαλαζία ή εδάφη πλούσια σε χαλίκι

Οι εδαφικές μάζες πλούσιες σε χαλαζία λειτουργούν ως φυσικό αποξεστικό υλικό. Φανταστείτε κάθε μικρό σωματίδιο να τρίβεται εναντίον των επιφανειών του κάδου, όπως ακριβώς θα έκανε μια λεπτή μεταλλική χάρτινη. Όταν υπάρχει επίσης πρόσμειξη γρανιτόλιθων, η κατάσταση επιδεινώνεται ακόμη περισσότερο, διότι αυτή η συνεχής τριβή επιφέρει σημαντική φθορά. Αυτό συμβαίνει ιδιαίτερα σε περιοχές όπως τα κοίτη των ποταμών και οι παλαιές παγετωνικές αποθέσεις, όπου οι πέτρες διαθέτουν οξείες άκρες που προκαλούν πολύ ταχύτερη φθορά του εξοπλισμού. Συνολικά, αυτοί οι παράγοντες προκαλούν φθορά των δοντιών του κάδου κατά περίπου ένα τρίτο ταχύτερα σε σύγκριση με την εργασία σε κολλώδη αργιλώδη εδάφη. Αυτό που παρατηρούμε στο χώρο είναι...

• Πρόωρη βλύττωση των δοντιών
• Προοδευτική λεπταίνση των τοιχωμάτων του σώματος
• Επιταχυνόμενη φθορά των σφραγίδων λόγω εισόδου αμμοχάλικου

Οι σχεδιασμοί κάδων με ενισχυμένες άκρες — που περιλαμβάνουν σκληρυμένα χείλη, διατεταγμένα σε σκαλωτό μοτίβο δόντια και σφραγισμένους θαλάμους των κιβωτίων κύλισης — είναι απαραίτητοι για τη διατήρηση αποδοτικής λειτουργίας σε τέτοια περιβάλλοντα.

Λειτουργικά λάθη που συμβάλλουν στην Κουβάς Διάτρησης Ταχεία φθορά

Οι λειτουργικές ανεπάρκειες επιταχύνουν σημαντικά τη φθορά των γεωτρύπανων, με δύο κρίσιμα λάθη να κυριαρχούν στις αποτυχίες επιτόπου.

Υπερβολική Δύναμη Εισόδου και Υπερφόρτωση

Όταν εφαρμόζεται υπερβολική δύναμη προς τα κάτω, τότε επιβάλλεται σοβαρή τάση στα δόντια του γεωτρύπανου και στις δομικές του συγκολλήσεις, με αποτέλεσμα προβλήματα όπως πρόωρος σχηματισμός ρωγμών, πλαστική παραμόρφωση και, τελικά, αστοχία από κόπωση. Η υπερφόρτωση αυτών των μηχανημάτων δημιουργεί σημεία τάσης που υπερβαίνουν τις δυνατότητες των υλικών. Μελέτες του κλάδου δείχνουν ότι τα γεωτρύπανα που χρησιμοποιούνται εκτός των ορίων τους αντικαθίστανται περίπου 70% πιο γρήγορα σε σύγκριση με εκείνα που χρησιμοποιούνται σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή. Για να αποφευχθεί αυτού του είδους η ζημιά, οι χειριστές πρέπει να παρακολουθούν σε πραγματικό χρόνο την υδραυλική πίεση και να τηρούν στενά τα συνιστώμενα επίπεδα δύναμης εισόδου. Αυτό γίνεται ιδιαίτερα σημαντικό κατά τις μεταβάσεις μεταξύ διαφορετικών τύπων εδάφους, όπου οι δυνάμεις μπορούν να αλλάζουν δραματικά χωρίς προειδοποίηση.

Ακατάλληλη Ταχύτητα Περιστροφής και Γωνία Κλίσης του Γεωτρύπανου

Όταν ο εξοπλισμός περιστρέφεται υπερβολικά γρήγορα σε αμμώδη εδάφη, δημιουργείται επιζήμια τριβή που προκαλεί υπερθέρμανση, επιταχύνει την επιφανειακή σκουριά και αδυναμώνει σταδιακά την ακμή κοπής. Η λανθασμένη γωνία κλίσης σημαίνει ότι ορισμένα τμήματα της λεπίδας αναλαμβάνουν ολόκληρο το φορτίο, αντί να μοιράζεται το έργο ομοιόμορφα σε όλη την επιφάνεια κοπής. Για παράδειγμα, σε εδάφη πλούσια σε χαλαζία, μια απόκλιση περίπου 15 μοιρών από την κατάλληλη γωνία μπορεί να επιδεινώσει τα προβλήματα φθοράς σε αυτές τις περιοχές κατά τρεις φορές. Οι περισσότεροι χειριστές διαπιστώνουν ότι η καλύτερη απόδοση επιτυγχάνεται όταν η ταχύτητα περιστροφής προσαρμόζεται στην πυκνότητα του εδάφους, δηλαδή περίπου 12 έως 18 περιστροφές ανά λεπτό κατά την εργασία με συμπαγή χαλίκι. Η διατήρηση της κάδους σε γωνία μεταξύ 30 και 45 μοιρών κατά τη διάρκεια της σκάψης βοηθά στην ομοιόμορφη κατανομή της πίεσης σε όλα τα δόντια και μειώνει την πλάγια τάση που προκαλεί πρόωρη φθορά των εργαλείων.

Ελλείψεις στον σχεδιασμό και τη συντήρηση του εξοπλισμού

Υποβαθμισμένη σκληρότητα της ακμής κοπής και ανεπαρκής σύνθεση κράματος

Τα προβλήματα φθοράς συνήθως αρχίζουν λόγω κακών αποφάσεων επιλογής μετάλλων. Τα κοπτικά εργαλεία που κατασκευάζονται με σκληρότητα Rockwell κάτω των 55 στην κλίμακα HRC ή με περιεκτικότητα σε καρβίδιο του βολφραμίου μικρότερη του 15% δεν αντέχουν επαρκώς σε απαιτητικά αποξεστικά υλικά. Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στο International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences αποκάλυψε όμως κάτι ενδιαφέρον: οι ακμές κοπής που έχουν ενισχυθεί κατάλληλα με κράματα για σκληρότητα πάνω των 60 HRC διαρκούν περίπου 2,3 φορές περισσότερο κατά την εργασία τους σε βραχώδη, γεμάτα χαλίκι έδαφη, σε σύγκριση με τις συνηθισμένες εναλλακτικές λύσεις από χάλυβα. Τι συμβαίνει όταν αγνοούνται αυτά τα κριτήρια σκληρότητας; Μικροσκοπικές ρωγμές δημιουργούνται γρήγορα κατά την κανονική χρήση και εξαπλώνονται ταχέως, προκαλώντας επιταχυνόμενη φθορά όχι μόνο στα χείλη των κάδων, αλλά και στις συνδέσεις των προσαρμογέων και στα σημεία όπου συνδέονται μεταξύ τους όλα τα εξαρτήματα.

Ανεπαρκής επιθεώρηση, ανακατασκευή και σφίξιμο βιδών

Σύμφωνα με στοιχεία που συνέλεξε το Deep Foundations Institute για την αξιοπιστία των εξοπλισμών εκσκαφής, περίπου το 38% των πρώιμων αστοχιών των διατρητικών κάδων οφείλεται στο γεγονός ότι παραλείπονται εντελώς οι ελέγχους συντήρησης. Όταν δημιουργούνται ρωγμές υπό τάση σε εκείνες τις σημαντικές περιοχές συγκόλλησης και παραμένουν ανεντόπιστες, τείνουν να επιδεινωθούν μέχρις ότου συμβεί πραγματική βλάβη μετά από περίπου 150 ώρες λειτουργίας χωρίς κατάλληλη συντήρηση. Το ίδιο ισχύει και για τις βίδες στερέωσης που χαλαρώνουν με την πάροδο του χρόνου: αν και φαίνονται ως μικρό πρόβλημα στην αρχή, δημιουργούν σοβαρά ζητήματα αργότερα. Αυτές οι χαλαρές συνδέσεις προκαλούν ταλαντώσεις σε όλο το σύστημα, οι οποίες φθείρουν τις γειτονικές συγκολλήσεις και, τελικά, οδηγούν στην πλήρη απώλεια των δοντιών. Οι ομάδες εργασίας στον χώρο που ελέγχουν τη σφίξη των βιδών τους κάθε εβδομάδα αναφέρουν ότι χρειάζονται νέους κάδους μόνο το ένα τρίτο των φορών σε σύγκριση με τις ομάδες που περιμένουν να συμβεί βλάβη προτού αναλάβουν οποιαδήποτε ενέργεια. Ορισμένα απαραίτητα βήματα συντήρησης που αξίζει να ακολουθηθούν είναι:

• Υπερηχητικός έλεγχος για υποεπιφανειακές ατέλειες κάθε 75 ώρες λειτουργίας
• Επαλήθευση ροπής μετά το πέρας του βάρδιας για όλους τους συνδετήρες, χρησιμοποιώντας καλιβραρισμένα εργαλεία
• Αντικατάσταση των πλακών φθοράς πριν η διάβρωση υπερβεί το 25% του αρχικού βάθους

Αποδεδειγμένα μέτρα πρόληψης και αντιμετώπισης για επέκταση της διάρκειας ζωής των κάδων

Όταν πρόκειται για τη μείωση της φθοράς των διατρητικών κάδων, υπάρχουν αρκετές έξυπνες προσεγγίσεις που κάνουν μεγάλη διαφορά στη διάρκεια ζωής τους. Η αντικατάσταση των συνηθισμένων κάδων με κάδους ενισχυμένους με καρβίδιο του βολφραμίου έχει αποδείξει πραγματικά αποτελέσματα στο πεδίο. Αυτοί οι βελτιωμένοι κάδοι έχουν σκληρότητα βάσης πάνω από 400 HB και διαρκούν πραγματικά περίπου διπλάσιο χρόνο όταν εργάζονται σε εξαιρετικά απαιτητικά εδάφη σε σύγκριση με τις συνηθισμένες εκδόσεις από κράμα. Από λειτουργικής άποψης, η παρακολούθηση των ορίων φόρτισης είναι κρίσιμη για να αποφευχθεί η υπερφόρτωση του εξοπλισμού. Η ρύθμιση των στροφών μεταξύ 15 και 25 RPM λειτουργεί καλύτερα σε περιοχές με συμπαγή έδαφος που περιέχει μεγάλες ποσότητες χαλαζία. Αυτό βοηθά να ελαχιστοποιηθεί η φθορά που προκαλείται από υπερβολική τριβή. Οι ομάδες συντήρησης θα πρέπει να εφαρμόσουν προληπτικά προγράμματα που αναλύουν τα μοτίβα δόνησης για να εντοπίζουν εμφυόμενες ρωγμές προτού μετατραπούν σε σοβαρά προβλήματα. Η μηνιαία επιθεώρηση των ακμών κοπής και η διασφάλιση ότι όλα τα στοιχεία σύσφιξης είναι σφιχτά διατηρούν τις λειτουργίες ομαλές και χωρίς εκπλήξεις. Η κατάλληλη εκπαίδευση των χειριστών σχετικά με τη ρύθμιση των γωνιών κλίσης εντός περίπου 5 μοιρών σε συνθήκες πυκνού εδάφους συμβάλλει επίσης στην ομοιόμορφη κατανομή της φθοράς σε όλη την επιφάνεια του κάδου. Όλες αυτές οι συνδυασμένες πρακτικές μπορούν να μειώσουν τα έξοδα αντικατάστασης κατά περίπου 30%, κάτι που αποτελεί τεράστια διαφορά για εταιρείες που λειτουργούν σε περιβάλλοντα γεμάτα χαλίκι και χαλαζία, όπου συμβαίνει η πλειονότητα των αστοχιών.

Συχνές ερωτήσεις

Ε: Ποιες γεωλογικές συνθήκες συμβάλλουν στη φθορά των διατρητικών κουβαδιών;
Α: Οι απαιτητικές γεωλογικές μορφές, όπως ο γρανίτης και ο βασάλτης, καθώς και τα εδάφη πλούσια σε υψηλό περιεχόμενο χαλαζία ή με χαλίκι, αποτελούν σημαντικούς παράγοντες που επιταχύνουν τη φθορά των διατρητικών κουβαδιών.

Ε: Πώς επηρεάζουν τα λειτουργικά λάθη τη διάρκεια ζωής των διατρητικών κουβαδιών;
Α: Η υπερβολική δύναμη διείσδυσης, η υπερφόρτωση, η ακατάλληλη ταχύτητα περιστροφής και οι λανθασμένες γωνίες κλίσης του κουβαδιού μπορούν να μειώσουν σημαντικά τη διάρκεια ζωής των διατρητικών κουβαδιών.

Ε: Γιατί είναι κρίσιμη η συντήρηση για τη διάρκεια ζωής των διατρητικών κουβαδιών;
Α: Η κατάλληλη συντήρηση, συμπεριλαμβανομένων τακτικών ελέγχων και ελέγχων της σφίξεως των βιδών, προλαμβάνει πρόωρες βλάβες και επεκτείνει τη διάρκεια ζωής του κουβαδιού.

Ε: Ποια μέτρα μπορούν να μειώσουν την ταχεία φθορά των διατρητικών κουβαδιών;
Α: Η χρήση κουβαδιών ενισχυμένων με καρβίδιο του τυγγστένιου, η ρύθμιση των ταχυτήτων περιστροφής, η τήρηση των ορίων φόρτισης και η εφαρμογή προγνωστικών προγραμμάτων συντήρησης αποτελούν αποτελεσματικές στρατηγικές μείωσης της φθοράς.