Quali sono le cause dell’usura rapida dei secchi di perforazione e come prevenirla

Fattori materiali e geologici che accelerano l'usura Bottile per la perforazione Indossare

Le condizioni geologiche rientrano tra le principali cause dell'usura rapida dei secchi da perforazione. Le formazioni rocciose abrasive e le composizioni del terreno influiscono direttamente sulla longevità delle attrezzature: comprenderle consente di adottare misure preventive mirate.

Formazioni rocciose abrasive e inclusioni dure

Le formazioni rocciose di granito e basalto mettono davvero a dura prova le attrezzature, poiché questi materiali sono estremamente duri, con una durezza che raggiunge spesso i 6–7 sulla scala Mohs. Un tale livello di durezza supera le capacità della maggior parte degli utensili da taglio standard. Quando si opera su terreni così difficili, rocce di grandi dimensioni e altri frammenti duri causano svariati problemi: generano punti di sollecitazione mentre le macchine scavano, provocando la formazione di microfessure nei denti dei caricabotti e in altre parti della macchina. Nel tempo, questo costante impatto provoca un’usura molto più rapida rispetto a quella osservata su rocce più tenere, come lo scisto o la pietra calcarea. Test sul campo hanno effettivamente dimostrato che l’usura avviene circa il doppio più velocemente in queste condizioni. Le punte in carburo di tungsteno contribuiscono a prolungare la vita utile delle macchine in tali condizioni estreme, ma gli operatori devono comunque controllare attentamente la presenza di schegge o frammenti allentati dopo prolungati periodi di lavoro ad alto impatto.

Condizioni di terreno ricco di quarzo o contenente ghiaia

I terreni ricchi di quarzo agiscono come un materiale abrasivo naturale. Immaginate ogni minuscola particella che graffia le superfici del secchio proprio come farebbe una carta vetrata fine. Quando è presente anche ghiaia, la situazione peggiora ulteriormente, poiché questo costante processo di macinazione logora rapidamente le attrezzature. Ciò si verifica in particolare in ambienti come i letti dei fiumi e i depositi glaciali antichi, dove le rocce presentano spigoli vivi che accelerano notevolmente l’usura delle apparecchiature. Complessivamente, questi fattori causano un’usura dei denti del secchio circa un terzo più rapida rispetto al lavoro su terreni argillosi aderenti. Quanto osserviamo sul campo è...

• Ottusione prematura dei denti
• Assottigliamento progressivo delle pareti del corpo
• Degradazione accelerata delle guarnizioni a causa dell’ingresso di detriti abrasivi

I secchi con bordo rinforzato — caratterizzati da labbra indurite, configurazioni alternate dei denti e alloggiamenti per cuscinetti sigillati — sono essenziali per garantire prestazioni durature in tali ambienti.

Errori operativi che contribuiscono a Bottile per la perforazione Usura rapida

Errori operativi accelerano in modo significativo l'usura del secchio di perforazione, con due errori critici che dominano i guasti sul campo.

Forza eccessiva di penetrazione e sovraccarico

Quando viene applicata una forza di spinta verso il basso eccessiva, ciò provoca un grave sollecitamento sui denti del secchio e sulle relative saldature strutturali, causando problemi quali fessurazioni premature, deformazione plastica e, infine, rottura per fatica. Il sovraccarico di queste macchine genera punti di sollecitazione che superano le capacità dei materiali impiegati. Studi del settore indicano che i secchi sottoposti a condizioni oltre i limiti previsti necessitano di sostituzione circa il 70% più rapidamente rispetto a quelli utilizzati secondo le indicazioni del produttore. Per prevenire questo tipo di danneggiamento, gli operatori devono monitorare in tempo reale la pressione idraulica e attenersi strettamente ai livelli di forza di penetrazione raccomandati. Ciò risulta particolarmente importante durante le transizioni tra diversi tipi di terreno, dove le forze possono variare drasticamente senza preavviso.

Velocità di rotazione e angolo di inclinazione del secchio non adeguati

Quando le attrezzature ruotano troppo velocemente in terreni granulosi, generano calore di attrito dannoso che accelera la formazione di ruggine sulla superficie e indebolisce progressivamente il tagliente. Un angolo di inclinazione errato comporta che alcune parti della lama sopportino l’intero carico anziché distribuire il lavoro sull’intera superficie di taglio. Prendiamo ad esempio un terreno ricco di quarzo: uno scostamento di soli circa 15 gradi dall’angolo ottimale può triplicare i problemi di usura in quelle zone. La maggior parte degli operatori riscontra che la velocità di rotazione va adeguata alla densità del terreno, con un valore ottimale compreso tra 12 e 18 giri al minuto nel caso di ghiaia compatta. Mantenere la benna inclinata tra i 30 e i 45 gradi durante lo scavo aiuta a distribuire uniformemente la pressione su tutti i denti e riduce lo stress laterale che danneggia prematuramente gli utensili.

Carenze nella progettazione e nella manutenzione delle attrezzature

Durezza insufficiente del tagliente e composizione non conforme della lega

I problemi di usura iniziano solitamente a causa di scelte inappropriate dei materiali metallici. Gli utensili da taglio realizzati con durezza Rockwell inferiore a 55 sulla scala HRC o con contenuto di carburo di tungsteno inferiore al 15% non resistono bene ai materiali abrasivi. Uno studio pubblicato sull'International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences ha tuttavia evidenziato un dato interessante: i taglienti opportunamente legati per ottenere una durezza superiore a 60 HRC durano circa 2,3 volte di più rispetto alle alternative in acciaio convenzionale quando operano su terreni rocciosi e ricchi di ghiaia. Cosa accade quando questi standard di durezza vengono ignorati? Si formano rapidamente microfessure durante l’uso normale, che si propagano velocemente causando un’usura accelerata non solo lungo i bordi delle pale, ma anche nelle giunzioni degli adattatori e nei punti di fissaggio complessivi.

Ispezione, rigenerazione e serraggio dei bulloni insufficienti

Secondo i dati raccolti dall'Institute for Deep Foundations sull'affidabilità delle attrezzature per scavi, circa il 38% dei guasti precoci dei secchi da trivella è causato dal mancato esecuzione dei controlli di manutenzione. Quando si formano crepe da sollecitazione in quelle importanti zone saldate e queste passano inosservate, tendono a peggiorare fino a provocare un guasto effettivo dopo circa 150 ore di funzionamento senza una corretta manutenzione. Lo stesso vale per i bulloni di fissaggio che, col tempo, si allentano: un problema che, a prima vista, sembra di lieve entità ma che in seguito genera gravi inconvenienti. Questi collegamenti allentati innescano vibrazioni nell’intero sistema, causando l’usura delle saldature adiacenti e, alla fine, la caduta completa dei denti. I team operativi che verificano settimanalmente il serraggio dei bulloni devono sostituire i secchi con una frequenza pari a un terzo rispetto ai team che intervengono solo dopo il verificarsi di un guasto. Alcuni passaggi essenziali di manutenzione da seguire sono:

• Ispezione ultrasonora per rilevare difetti sottosuperficiali ogni 75 ore di funzionamento
• Verifica della coppia di tutti i fissaggi dopo il turno mediante utensili tarati
• Sostituzione dei pattini d’usura prima che l’erosione superi il 25% della profondità originale

Misure collaudate di prevenzione e mitigazione per prolungare la durata del secchio

Quando si tratta di ridurre l'usura dei secchi da perforazione, esistono diversi approcci intelligenti che fanno una grande differenza nella loro durata. Sostituire i secchi standard con modelli rinforzati in carburo di tungsteno ha dimostrato risultati concreti sul campo. Questi secchi potenziati presentano una durezza della base superiore a 400 HB e durano effettivamente circa il doppio rispetto alle versioni standard in lega, soprattutto quando operano su terreni particolarmente abrasivi. Sul piano operativo, è fondamentale monitorare attentamente i limiti di carico per evitare di sovraccaricare le attrezzature. Regolare la velocità di rotazione tra 15 e 25 giri al minuto si rivela la soluzione ottimale nelle aree caratterizzate da terreni compatti ricchi di quarzo; ciò contribuisce a minimizzare l’usura causata dall’eccessiva attrizione. I team di manutenzione dovrebbero implementare programmi predittivi basati sull’analisi dei pattern di vibrazione, per individuare tempestivamente le fessurazioni in fase di sviluppo prima che diventino problemi gravi. Ispezionare mensilmente i bordi taglienti e verificare che tutti i fissaggi siano saldi garantisce un funzionamento regolare delle operazioni, senza inconvenienti imprevisti. Una formazione adeguata degli operatori sull’adeguamento degli angoli di inclinazione entro circa 5 gradi in condizioni di terreno denso favorisce inoltre una distribuzione più uniforme dell’usura sulla superficie del secchio. L’adozione combinata di tutte queste pratiche può ridurre i costi di sostituzione di circa il 30%, un vantaggio notevole per le aziende che operano in ambienti ricchi di ghiaia e quarzo, dove si verifica la maggior parte dei guasti.

Domande Frequenti

D: Quali condizioni geologiche contribuiscono all'usura del secchio di perforazione?
R: Formazioni abrasive come il granito e il basalto, nonché terreni ricchi di quarzo o contenenti ghiaia, sono fattori significativi che causano un'usura rapida dei secchi di perforazione.

D: In che modo gli errori operativi influiscono sulla durata del secchio di perforazione?
R: Una forza di penetrazione eccessiva, un sovraccarico, una velocità di rotazione inadeguata e angoli di inclinazione errati del secchio possono ridurre in modo significativo la vita utile dei secchi di perforazione.

D: Perché la manutenzione è fondamentale per garantire la durata del secchio di perforazione?
R: Una corretta manutenzione, comprensiva di ispezioni regolari e di controlli della tensione dei bulloni, previene guasti precoci ed estende la vita utile del secchio.

D: Quali misure possono mitigare l'usura rapida dei secchi di perforazione?
R: L'utilizzo di secchi rinforzati con carburo di tungsteno, la regolazione delle velocità di rotazione, il rispetto dei limiti di carico e l'adozione di programmi di manutenzione predittiva sono strategie efficaci di mitigazione.