Ce cauzează uzura rapidă a coșurilor de foraj și cum se poate preveni

Factori de material și geologici care accelerează Cauciuc de foraj Utilizare

Condițiile geologice se află printre principalele cauze ale uzurii rapide a coșurilor de foraj. Formațiunile abrazive și compoziția solurilor afectează direct durabilitatea echipamentelor — înțelegerea acestora permite aplicarea unor măsuri proactive de atenuare.

Formațiuni roase abrazive și incluziuni dure

Formațiunile de rocă din granit și bazalt afectează într-adevăr în mod semnificativ echipamentele, deoarece aceste materiale sunt extrem de dure, având adesea o duritate de aproximativ 6–7 pe scara Mohs. Acest nivel de duritate depășește capacitatea majorității sculelor de tăiere standard. Atunci când se lucrează în astfel de terenuri dificile, pietrele mari și alte fragmente dure provoacă o multitudine de probleme: ele creează zone de tensiune în timp ce mașinaria le străpunge, ceea ce duce la apariția unor microfisuri în dinții coșului și în alte componente ale mașinii. Pe termen lung, acest bătătură constantă duce la uzură mult mai rapidă decât în cazul rocilor mai moi, cum ar fi șistul sau calcarul. Testele de teren au demonstrat, de fapt, că uzura are loc de aproximativ două ori mai repede în aceste condiții. Vârfurile din carburi de tungsten contribuie la creșterea duratei de funcționare a mașinilor în aceste condiții severe, dar operatorii trebuie să monitorizeze în continuare apariția de cioburi sau fragmente care se desprind după perioade îndelungate de lucru cu impact intens.

Condiții de sol cu conținut ridicat de cuarț sau încărcat cu pietriș

Solurile bogate în cuarț funcționează ca un material abraziv natural. Imaginați-vă fiecare particulă mică care freacă suprafețele coșului, asemănător cu o hârtie de lemn fină. Când este amestecat și pietriș, situația se agravează, deoarece această frecare constantă are un efect devastator. Acest fenomen apare în special în locuri precum albia râurilor și depozitele vechi glaciare, unde pietrele au margini ascuțite, provocând o uzură mult mai rapidă a echipamentelor. Împreună, acești factori determină o uzură a dinților coșului cu aproximativ o treime mai rapidă comparativ cu lucrul în soluri argiloase lipicioase. Ceea ce observăm pe teren este...

• Deteriorarea prematură a dinților
• Subțierea progresivă a pereților corpului
• Degradarea accelerată a etanșărilor datorită pătrunderii particulelor abrazive

Proiectarea coșurilor cu margini întărite — care includ buze calite, modele de dinți decalate și carcase de rulmenți etanșate — este esențială pentru menținerea performanței durabile în astfel de medii.

Erori operaționale care contribuie la Cauciuc de foraj Uzura rapidă

Eșecurile operaționale accelerează în mod semnificativ uzura găleții de foraj, două erori critice dominând defecțiunile din teren.

Forță excesivă de pătrundere și suprasarcină

Atunci când se aplică o forță de presiune prea mare, aceasta exercită o tensiune severă asupra dinților găleții și asupra sudurilor structurale, provocând probleme precum fisurarea prematură, deformarea plastică și, în cele din urmă, ruperea prin oboseală. Suprasarcinarea acestor mașini creează puncte de tensiune care depășesc rezistența materialelor. Studiile din domeniu arată că gălețile utilizate în afara limitelor admise necesită înlocuire cu aproximativ 70% mai rapid decât cele utilizate conform instrucțiunilor producătorului. Pentru a preveni acest tip de deteriorare, operatorii trebuie să monitorizeze în timp real presiunea hidraulică și să respecte strict nivelurile recomandate de forță de pătrundere. Această măsură devine deosebit de importantă în timpul tranzițiilor între diferite tipuri de sol, unde forțele pot varia brusc, fără avertizare.

Viteză de rotație incorectă și unghi de înclinare incorect al găleții

Când echipamentul se învârte prea repede în soluri nisipoase, generează căldură prin frecare dăunătoare, care accelerează corodarea suprafeței și slăbește treptat muchia de tăiere. O înclinare incorectă a unghiului duce la faptul că anumite părți ale lamei suportă întreaga solicitare, în loc să împartă sarcina pe întreaga suprafață de tăiere. Luați, de exemplu, terenul bogat în cuarț: o abatere de doar aproximativ 15 grade față de unghiul corect poate agrava problemele de uzură de trei ori în acele zone. Majoritatea operatorilor constată că potrivirea vitezei de rotație la densitatea solului funcționează cel mai bine, în jur de 12–18 rotații pe minut, atunci când se lucrează cu pietriș compact. Menținerea unghiului coșului între 30 și 45 de grade în timpul săpăturii ajută la distribuirea uniformă a presiunii pe toate dinții și reduce stresul lateral care deteriorează sculele prematur.

Deficiențe legate de proiectarea și întreținerea echipamentului

Durețate insuficientă a muchiei de tăiere și compoziție necorespunzătoare a aliajului

Problemele de uzură încep de obicei din cauza unor decizii necorespunzătoare privind alegerea materialelor metalice. Sculele de tăiere realizate din oțel cu duritate Rockwell sub 55 pe scara HRC sau cele care conțin mai puțin de 15% carburi de wolfram nu rezistă bine la materiale abrazive. Totuși, un studiu publicat în International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences a evidențiat un fapt interesant: muchiile de tăiere aliate corespunzător pentru o duritate superioară lui 60 HRC au o durată de viață aproximativ de 2,3 ori mai lungă atunci când lucrează în teren rocios, plin de pietriș, comparativ cu alternativele din oțel obișnuit. Ce se întâmplă atunci când aceste standarde de duritate sunt ignorate? Microfisurile apar rapid în timpul utilizării normale și se răspândesc foarte repede, provocând o uzură accelerată nu doar pe marginile coșului, ci și în zonele de racordare ale adaptoarelor, precum și în punctele de montare ale tuturor componentelor.

Inspecție, recondiționare și strângere insuficientă a șuruburilor

Conform datelor colectate de Deep Foundations Institute privind fiabilitatea echipamentelor de excavare, aproximativ 38% dintre primele defecțiuni ale secțiunilor de foraj se datorează faptului că verificările de întreținere sunt sărite complet. Când apar fisuri cauzate de efort în acele zone importante de sudură și rămân nedetectate, acestea tind să se agraveze până când apare o defecțiune efectivă, după aproximativ 150 de ore de funcționare fără întreținere corespunzătoare. Același lucru se aplică și buloanelor de fixare, care se afloare treptat: la prima vedere, pare a fi o problemă mică, dar care generează ulterior probleme serioase. Aceste conexiuni afloate declanșează vibrații în întregul sistem, ceea ce duce la uzurarea sudurilor din apropiere și, în cele din urmă, la desprinderea completă a dinților. Echipele de teren care verifică strângerea buloanelor săptămânal raportează nevoia de noi secțiuni de foraj de doar o treime mai frecvent decât echipele care așteaptă apariția unei defecțiuni înainte de a lua orice măsură. Unele etape esențiale de întreținere care merită urmărite sunt:

• Testarea ultrasonică pentru defecte subsuprafață la fiecare 75 de ore de funcționare
• Verificarea cuplului după schimb pentru toate elementele de fixare, folosind unelte etalonate
• Înlocuirea plăcuțelor de uzură înainte ca eroziunea să depășească 25% din adâncimea inițială

Măsuri dovedite de prevenire și atenuare pentru prelungirea duratei de viață a coșului

Când vine vorba de reducerea uzurii găleților de foraj, există mai multe abordări inteligente care fac o diferență semnificativă în durata de viață a acestora. Înlocuirea găleților obișnuite cu găleți întărite cu carburi de tungsten a demonstrat rezultate reale pe teren. Aceste găleți îmbunătățite au o duritate de bază superioară lui 400 HB și durează, de fapt, de aproximativ două ori mai mult atunci când lucrează în soluri extrem de abrazive, comparativ cu variantele standard din aliaje. Din punct de vedere operațional, monitorizarea limitelor de încărcare este esențială pentru a evita suprasolicitarea echipamentului. Reglarea turațiilor de rotație între 15 și 25 RPM funcționează cel mai bine în zonele cu sol compact care conțin o cantitate mare de cuarț. Acest lucru contribuie la minimizarea uzurii cauzate de frecarea excesivă. Echipele de întreținere ar trebui să implementeze programe predictive care analizează modelele de vibrație pentru a detecta crăpăturile aflate în dezvoltare, înainte ca acestea să devină probleme majore. Verificarea periodică (lunară) a muchiilor de tăiere și asigurarea strângerii tuturor elementelor de fixare mențin funcționarea operațiunilor în mod fluent, fără surprize. Formarea adecvată a operatorilor privind reglarea unghiurilor de înclinare în limite de aproximativ 5 grade, în condiții de teren dens, contribuie, de asemenea, la o distribuție mai uniformă a uzurii pe suprafața găleții. Toate aceste practici combinate pot reduce cheltuielile legate de înlocuire cu aproximativ 30 %, ceea ce face o diferență majoră pentru companiile care operează în medii bogate în pietriș și cuarț, unde au loc cea mai mare parte a defectărilor.

Întrebări frecvente

Întrebare: Ce condiții geologice contribuie la uzurarea coșului de foraj?
Răspuns: Formațiunile abrazive, cum ar fi granitul și bazaltul, precum și solurile bogate în cuarț sau pietriș sunt factori importanți care contribuie la uzura rapidă a coșurilor de foraj.

Întrebare: Cum influențează erorile operaționale durata de viață a coșului de foraj?
Răspuns: Forța excesivă de penetrare, suprasarcina, viteza de rotație incorectă și unghiurile incorecte de înclinare ale coșului pot reduce semnificativ durata de viață a coșurilor de foraj.

Întrebare: De ce este esențială întreținerea pentru durata de viață a coșului de foraj?
Răspuns: Întreținerea corectă, inclusiv inspecțiile regulate și verificarea strângerii șuruburilor, previne defecțiunile timpurii și prelungește durata de viață a coșului.

Întrebare: Ce măsuri pot atenua uzura rapidă a coșurilor de foraj?
Răspuns: Utilizarea coșurilor întărite cu carburi de tungsten, reglarea vitezelor de rotație, respectarea limitelor de încărcare și implementarea programelor de întreținere predictivă sunt strategii eficiente de atenuare.