สาเหตุใดที่ทำให้ถังเจาะสึกหรออย่างรวดเร็ว และจะป้องกันได้อย่างไร

ปัจจัยด้านวัสดุและธรณีวิทยาที่เร่งการสึกหรอ ถังเจาะ การสวม

เงื่อนไขทางธรณีวิทยาจัดอยู่ในกลุ่มสาเหตุหลักของการสึกหรออย่างรวดเร็วของถังเจาะ ชั้นหินที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและองค์ประกอบของดินส่งผลกระทบโดยตรงต่ออายุการใช้งานของอุปกรณ์ — การเข้าใจปัจจัยเหล่านี้จะช่วยให้สามารถดำเนินมาตรการป้องกันล่วงหน้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ชั้นหินที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและส่วนประกอบที่แข็งมาก

การสร้างหินแกรนิตและหินเบซัลท์ ทําให้อุปกรณ์ใช้งานหนัก เพราะวัสดุเหล่านี้แข็งแรงมาก ความแข็งแรงแบบนี้ จะชนะเครื่องมือตัดทั่วไป เมื่อทํางานกับพื้นที่ที่ยากดังกล่าว หินใหญ่และส่วนแข็งอื่น ๆ สร้างปัญหาทุกชนิด มันสร้างจุดเครียด เมื่อเครื่องจักรขุดผ่านมัน ซึ่งทําให้เกิดรอยแตกเล็กๆ ในฟันถังและส่วนอื่นๆ ของเครื่องจักร ภายในเวลา การตีบอย่างต่อเนื่องนี้ ทําให้สิ่งของเสียสภาพเร็วกว่า เมื่อใช้หินอ่อนๆ เช่น หินปูน การทดสอบในสนามแสดงให้เห็นว่า การสวมใส่เกิดขึ้นเร็วกว่าสองเท่า ในสภาพแบบนี้ ปริศนาของวัลฟัมเพ้นคาร์บائدช่วยให้เครื่องจักรใช้ได้นานต่อการใช้งานผิดกฎหมายนี้ แต่ผู้ใช้งานยังต้องจับตาดูให้ดีต่อชิปหรือชิ้นที่หักหลังการทํางานแรงต่อแรงต่อระยะยาว

สภาพดินที่มีปริมาณควอตซ์สูงหรือดินที่มีกรวดเป็นจำนวนมาก

ดินที่อุดมไปด้วยควอตซ์ทำหน้าที่คล้ายวัสดุขัดตามธรรมชาติ ลองนึกภาพว่าแต่ละอนุภาคเล็กๆ ขัดถูผิวของบักเก็ตเหมือนกระดาษทรายละเอียด ยิ่งเมื่อมีกรวดผสมอยู่ด้วย ปัญหาก็ยิ่งรุนแรงขึ้นไปอีก เนื่องจากการขัดสีอย่างต่อเนื่องนี้ส่งผลเสียต่ออุปกรณ์อย่างมาก โดยเฉพาะในบริเวณหุบเขาแม่น้ำและตะกอนธารน้ำแข็งโบราณ ซึ่งก้อนหินมีขอบคมที่ทำให้อุปกรณ์สึกหรอเร็วกว่าปกติอย่างมาก ปัจจัยเหล่านี้ร่วมกันทำให้ฟันบักเก็ตสึกหรอเร็วขึ้นประมาณหนึ่งในสาม เมื่อเทียบกับการทำงานในดินเหนียวที่มีความเหนียว ซึ่งสิ่งที่เราสังเกตเห็นได้จริงบนไซต์งานคือ...

• ฟันบักเก็ตทื่นก่อนเวลาอันควร
• ผนังตัวบักเก็ตบางลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป
• การเสื่อมสภาพของซีลเร่งขึ้นเนื่องจากการแทรกซึมของเศษฝุ่นและทราย

การออกแบบบักเก็ตแบบขอบเสริมความแข็ง—ซึ่งประกอบด้วยขอบที่ผ่านการชุบแข็ง รูปแบบการจัดวางฟันแบบไม่เรียงตรงกัน (staggered tooth patterns) และที่รองรับแบริ่งแบบปิดสนิท—เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องในสภาพแวดล้อมเช่นนี้

ข้อผิดพลาดในการปฏิบัติงานที่ส่งผลให้เกิด ถังเจาะ การสึกหรออย่างรวดเร็ว

ข้อผิดพลาดในการปฏิบัติงานส่งผลให้อัตราการสึกหรอของถังเจาะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ โดยมีข้อผิดพลาดสองประการที่เป็นสาเหตุหลักของการล้มเหลวในสนาม

แรงกดลงมากเกินไปและการรับน้ำหนักเกิน

เมื่อใช้แรงกดลงมากเกินไป จะก่อให้เกิดความเครียดอย่างรุนแรงต่อฟันของถังเจาะและรอยเชื่อมโครงสร้าง ส่งผลให้เกิดปัญหาต่างๆ เช่น รอยร้าวเริ่มต้น ความเสียรูปแบบพลาสติก และในที่สุดคือการล้มเหลวจากการเหนื่อยล้า การรับน้ำหนักเกินของเครื่องจักรเหล่านี้จะสร้างจุดรับแรงเครียดที่เกินขีดความสามารถของวัสดุที่ใช้ ผลการศึกษาในอุตสาหกรรมชี้ว่า ถังเจาะที่ถูกใช้งานเกินขีดจำกัดจะต้องเปลี่ยนใหม่เร็วกว่าถังเจาะที่ใช้งานตามคำแนะนำของผู้ผลิตประมาณ 70% เพื่อป้องกันความเสียหายประเภทนี้ ผู้ปฏิบัติงานควรตรวจสอบแรงดันไฮดรอลิกแบบเรียลไทม์ และปฏิบัติตามระดับแรงกดลงที่ผู้ผลิตแนะนำอย่างเคร่งครัด ซึ่งข้อควรระวังนี้มีความสำคัญยิ่งขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการเปลี่ยนผ่านจากชนิดของดินหนึ่งไปยังอีกชนิดหนึ่ง ซึ่งแรงที่กระทำอาจเปลี่ยนแปลงอย่างมากโดยไม่มีสัญญาณเตือนล่วงหน้า

ความเร็วในการหมุนที่ไม่เหมาะสมและมุมเอียงของถังเจาะ

เมื่ออุปกรณ์หมุนเร็วเกินไปในดินที่มีความหยาบหรือมีเศษหินทรายปนอยู่ จะก่อให้เกิดความร้อนจากแรงเสียดทานที่เป็นอันตราย ซึ่งเร่งกระบวนการเกิดสนิมบนพื้นผิวและทำให้ขอบตัดเสื่อมสภาพลงตามกาลเวลา การปรับมุมเอียงของอุปกรณ์ไม่ถูกต้องจะส่งผลให้บางส่วนของใบมีดต้องรับภาระทั้งหมดแทนที่จะกระจายภาระการทำงานไปทั่วพื้นผิวตัดทั้งหมด ยกตัวอย่างเช่น บนพื้นดินที่มีแร่ควอตซ์สูง การเบี่ยงเบนจากมุมที่เหมาะสมเพียงประมาณ 15 องศา ก็อาจทำให้อัตราการสึกหรอในบริเวณนั้นแย่ลงเป็นสามเท่า ผู้ปฏิบัติงานส่วนใหญ่พบว่า การปรับความเร็วในการหมุนให้สอดคล้องกับความหนาแน่นของดินให้ได้ผลดีที่สุด โดยปกติแล้วจะอยู่ที่ประมาณ 12–18 รอบต่อนาที เมื่อทำงานกับกรวดที่แน่นตัว ส่วนการรักษาตำแหน่งของถังขุดให้อยู่ในมุมระหว่าง 30–45 องศาขณะขุด จะช่วยกระจายแรงกดลงบนฟันทั้งหมดอย่างสม่ำเสมอ และลดแรงกดด้านข้างที่ทำให้อุปกรณ์สึกหรอก่อนวัยอันควร

ข้อบกพร่องด้านการออกแบบและการบำรุงรักษาอุปกรณ์

ความแข็งของขอบตัดและองค์ประกอบโลหะผสมต่ำกว่ามาตรฐาน

ปัญหาการสึกหรอมักเริ่มต้นจากการเลือกวัสดุโลหะที่ไม่เหมาะสม ตัวตัดที่ผลิตจากเหล็กที่มีความแข็งตามมาตรวัดร็อกเวลล์ (HRC) ต่ำกว่า 55 หรือมีทังสเตนคาร์ไบด์น้อยกว่า 15% จะทนต่อวัสดุกัดกร่อนได้ไม่ดีนัก อย่างไรก็ตาม งานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences ชี้ให้เห็นข้อค้นพบที่น่าสนใจ — ขอบตัดที่ผ่านการผสมโลหะอย่างเหมาะสมจนมีความแข็งเกิน 60 HRC จะมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นประมาณ 2.3 เท่า เมื่อเปรียบเทียบกับทางเลือกที่ทำจากเหล็กทั่วไป ขณะทำงานในพื้นที่ที่มีหินและกรวดเป็นส่วนประกอบ หากละเลยมาตรฐานความแข็งดังกล่าวจะเกิดรอยแตกขนาดเล็กขึ้นอย่างรวดเร็วระหว่างการใช้งานปกติ และแพร่กระจายออกไปอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้เกิดการสึกหรออย่างรุนแรงไม่เพียงแต่บริเวณขอบถัง (bucket lips) เท่านั้น แต่ยังรวมถึงบริเวณข้อต่ออะแดปเตอร์ (adapter joints) และจุดยึดติดทั้งหมดด้วย

การตรวจสอบ การซ่อมบำรุง และการขันสลักเกลียวไม่เพียงพอ

ตามข้อมูลที่รวบรวมโดย Deep Foundations Institute เกี่ยวกับความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ขุดเจาะ พบว่าประมาณ 38% ของการล้มเหลวในระยะแรกของถังขุดเกิดขึ้นเนื่องจากการตรวจสอบบำรุงรักษาถูกข้ามไปโดยสิ้นเชิง เมื่อรอยแตกจากแรงเครียดเกิดขึ้นในบริเวณรอยเชื่อมที่สำคัญเหล่านั้นและไม่ได้รับการสังเกตเห็น รอยแตกเหล่านั้นมักจะขยายตัวมากขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งเกิดความเสียหายขึ้นจริงหลังจากใช้งานต่อเนื่องประมาณ 150 ชั่วโมงโดยไม่มีการบำรุงรักษาอย่างเหมาะสม กรณีเดียวกันนี้ก็เกิดขึ้นกับสลักเกลียวที่ยึดติดตัวถังขุดซึ่งคลอนคลาไคล่อย่างค่อยเป็นค่อยไป — แม้ในตอนแรกอาจดูเหมือนเป็นปัญหาเล็กน้อย แต่กลับส่งผลให้เกิดปัญหาร้ายแรงในเวลาต่อมา การยึดติดที่หลวมเหล่านี้ก่อให้เกิดการสั่นสะเทือนทั่วทั้งระบบ ซึ่งทำให้รอยเชื่อมบริเวณใกล้เคียงสึกหรอ และในที่สุดฟันของถังขุดหลุดออกทั้งหมด ทีมงานภาคสนามที่ตรวจสอบความแน่นของสลักเกลียวทุกสัปดาห์รายงานว่าจำเป็นต้องเปลี่ยนถังขุดใหม่เพียงหนึ่งในสามของความถี่เมื่อเทียบกับทีมงานที่รอให้เกิดความเสียหายขึ้นจริงก่อนจึงจะดำเนินการใดๆ ขั้นตอนการบำรุงรักษาที่จำเป็นซึ่งควรปฏิบัติตามมีดังนี้:

• การตรวจหาข้อบกพร่องใต้ผิววัสดุด้วยคลื่นอัลตราโซนิกทุกๆ 75 ชั่วโมงของการทำงาน
• การตรวจสอบค่าแรงบิดหลังการทำงานของสกรูทั้งหมดโดยใช้เครื่องมือที่ผ่านการสอบเทียบแล้ว
• การเปลี่ยนแผ่นรองรับการสึกหรอ ก่อนที่การสึกหรอจะเกิน 25% ของความลึกเดิม

มาตรการป้องกันและบรรเทาผลที่พิสูจน์แล้วเพื่อยืดอายุการใช้งานของถังให้นานขึ้น

เมื่อพูดถึงการลดการสึกหรอของถังเจาะ มีหลายวิธีที่ชาญฉลาดซึ่งส่งผลอย่างมากต่ออายุการใช้งานของถังเหล่านั้นอย่างแท้จริง การเปลี่ยนถังแบบมาตรฐานเป็นถังที่เสริมด้วยทังสเตนคาร์ไบด์ได้แสดงผลลัพธ์ที่ชัดเจนในภาคสนาม ถังที่ปรับปรุงแล้วเหล่านี้มีความแข็งของฐานสูงกว่า 400 HB และมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นประมาณสองเท่าเมื่อทำงานในดินที่กัดกร่อนรุนแรง เมื่อเทียบกับถังโลหะผสมแบบมาตรฐาน ในเชิงปฏิบัติการ การตรวจสอบขีดจำกัดน้ำหนักอย่างสม่ำเสมอเป็นสิ่งสำคัญยิ่งเพื่อหลีกเลี่ยงการใช้งานอุปกรณ์เกินขีดความสามารถ การปรับความเร็วในการหมุนให้อยู่ระหว่าง 15 ถึง 25 รอบต่อนาทีจะให้ผลดีที่สุดในพื้นที่ที่มีดินแน่นและมีควอตซ์เป็นจำนวนมาก ซึ่งช่วยลดการสึกหรอที่เกิดจากแรงเสียดทานส่วนเกินได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทีมงานบำรุงรักษาควรดำเนินการตามโปรแกรมการบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์ที่วิเคราะห์รูปแบบการสั่นสะเทือน เพื่อตรวจจับรอยแตกที่กำลังเริ่มเกิดขึ้นก่อนที่จะลุกลามกลายเป็นปัญหาร้ายแรง การตรวจสอบขอบคมของใบมีดตัดและการตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวยึดทั้งหมดแน่นหนาอย่างสม่ำเสมอทุกเดือน จะช่วยให้การดำเนินงานเป็นไปอย่างราบรื่นโดยไม่มีเหตุการณ์ไม่คาดคิด นอกจากนี้ การฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงานให้สามารถปรับมุมเอียงได้อย่างเหมาะสมภายในช่วงประมาณ 5 องศาในสภาพพื้นดินที่หนาแน่น ก็จะช่วยกระจายการสึกหรอให้สม่ำเสมอมากขึ้นทั่วพื้นผิวของถังด้วย แนวทางปฏิบัติทั้งหมดที่กล่าวมาข้างต้น หากนำมาใช้ร่วมกันอย่างสอดคล้อง จะสามารถลดค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนชิ้นส่วนได้ประมาณ 30% ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อบริษัทที่ดำเนินงานในสภาพแวดล้อมที่เต็มไปด้วยกรวดและควอตซ์ ซึ่งเป็นสาเหตุหลักของการล้มเหลวส่วนใหญ่

คำถามที่พบบ่อย

คำถาม: สภาพทางธรณีวิทยาใดบ้างที่ส่งผลให้ถังเจาะสึกหรอ?
คำตอบ: ชั้นหินที่มีสมบัติขัดถูสูง เช่น หินแกรนิตและหินบะซอลต์ รวมทั้งดินที่มีปริมาณควอตซ์สูงหรือดินที่ปนเศษกรวด ล้วนเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้ถังเจาะสึกหรออย่างรวดเร็ว

คำถาม: ข้อผิดพลาดในการปฏิบัติงานส่งผลต่ออายุการใช้งานของถังเจาะอย่างไร?
คำตอบ: แรงเจาะที่มากเกินไป การโหลดเกินขีดจำกัด ความเร็วในการหมุนที่ไม่เหมาะสม และมุมเอียงของถังเจาะที่ผิดพลาด ล้วนสามารถลดอายุการใช้งานของถังเจาะได้อย่างมีนัยสำคัญ

คำถาม: ทำไมการบำรุงรักษาจึงมีความสำคัญต่ออายุการใช้งานของถังเจาะ?
คำตอบ: การบำรุงรักษาที่เหมาะสม ซึ่งรวมถึงการตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอและการตรวจสอบความแน่นของสลักเกลียว จะช่วยป้องกันความล้มเหลวในระยะแรกและยืดอายุการใช้งานของถังเจาะ

คำถาม: มีมาตรการใดบ้างที่สามารถลดการสึกหรออย่างรวดเร็วของถังเจาะ?
คำตอบ: การใช้ถังเจาะที่เสริมด้วยทังสเตนคาร์ไบด์ การปรับความเร็วในการหมุน การควบคุมขีดจำกัดการโหลด และการนำระบบการบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์มาใช้ ล้วนเป็นกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพในการบรรเทาปัญหาการสึกหรอ