Cách chọn cần khoan phù hợp: Một khuôn khổ tư duy vượt xa quan niệm "Chọn cái nào có sẵn"
Bước vào kho dụng cụ điển hình của công trường, bạn sẽ thấy một giá đựng các thanh thép. Một số là những thanh mà đội thi công thực sự sử dụng. Một số khác đã ở đó sáu tháng vì ai đó đã đặt nhầm loại ren và không ai muốn mất công trả lại. Và ở đâu đó phía sau, có một thanh thép từ một nhà cung cấp mà chẳng ai nhớ, vẫn còn nguyên trong bao bì, bởi vì nó chưa bao giờ được dùng để lắp vào bất cứ thứ gì trên công trường.
Việc lựa chọn thanh thép không phức tạp nếu bạn trả lời đúng các câu hỏi theo đúng trình tự. Bỏ qua một câu hỏi, bạn sẽ có được thanh thép không phù hợp, không bền hoặc không khoan thẳng. Đây là khung sườn.
Hãy bắt đầu với máy khoan, chứ không phải với cần câu.
Mọi quyết định lựa chọn cần khoan đều bắt nguồn từ việc chọn máy khoan. Máy khoan dùng loại đầu nối cần nào? Công suất va đập là bao nhiêu? Mô-men xoắn quay là bao nhiêu? Hãy trả lời những câu hỏi này trước tiên.
Bộ chuyển đổi chuôi cần quyết định loại ren kết nối ở đầu truyền động. Một giàn khoan sử dụng chuôi R32 cần cần có cần câu với ren R32 ở đầu truyền động. Chuôi T38 có nghĩa là cần câu T38. Điều này nghe có vẻ hiển nhiên, nhưng các đội khoan khác nhau — nơi các giàn khoan khác nhau trên cùng một địa điểm sử dụng các tiêu chuẩn chuôi khác nhau — tạo ra chính sự nhầm lẫn dẫn đến việc có những cần câu không phù hợp trên giá đỡ.
Lực tác động quyết định tiết diện cần khoan. Máy khoan khí nén cầm tay nhỏ có công suất 2-3 kW có thể sử dụng cần khoan lục giác hoặc tròn tiêu chuẩn trong khoảng 22-25 mm. Máy khoan thủy lực cỡ trung bình có công suất 10-15 kW cần cần khoan trong khoảng 28-32 mm với các loại ren như R28 hoặc R32. Máy khoan công nghiệp lớn có công suất 20 kW trở lên cần các tiết diện lớn hơn — 38 mm trở lên với các loại ren T38, T45 hoặc thậm chí T51. Nếu sử dụng cần khoan nhẹ cho máy khoan công suất cao, nó sẽ bị mỏi ở chân ren. Nếu sử dụng cần khoan nặng cho máy khoan công suất thấp, bạn đang lãng phí năng lượng khi gia tốc thép dày hơn mức cần thiết.
Ghép thanh với lỗ
Đường kính và độ sâu lỗ sẽ quyết định đường kính và chiều dài của thanh.
Về đường kính lỗ: thân cần cần có đủ khe hở hình vành khuyên để phoi khoan có thể chảy qua. Nếu quá nhỏ, tốc độ dòng chảy sẽ tăng đột biến, làm tăng mài mòn thân cần và thành lỗ. Nếu quá lớn, cần có thể bị giật mạnh bên trong lỗ, gây lệch hướng và ứng suất uốn. Một quy tắc chung: đường kính thân cần nên bằng khoảng 60-70% đường kính mũi khoan đối với hầu hết các ứng dụng.
Đối với độ sâu lỗ khoan: chiều dài cần khoan phải phù hợp với chiều dài hành trình cấp liệu của mũi khoan và tổng độ sâu lỗ khoan. Đối với các lỗ khoan nông dưới ba mét trên giàn khoan một cấp liệu, cần một cần khoan cho mỗi lỗ. Đối với khoan sản xuất sâu hơn, bạn sẽ sử dụng nhiều cần khoan, và mỗi cần khoan trong chuỗi cần phải phù hợp với hành trình cấp liệu để các khớp nối nằm ở vị trí thuận tiện cho việc thêm và bớt cần khoan. Chiều dài cần khoan tiêu chuẩn — 3,05 m, 3,66 m, 4,27 m (10, 12, 14 feet theo hệ đo lường Anh) — là tiêu chuẩn vì chúng phù hợp với chiều dài hành trình cấp liệu thông thường. Không nên đặt hàng các chiều dài lẻ trừ khi hành trình cấp liệu của bạn thực sự yêu cầu điều đó.
Chọn tiêu chuẩn ren
Việc lựa chọn ren không chỉ đơn thuần là chọn loại ren phù hợp với chuôi. Các loại ren khác nhau có những đặc điểm khác nhau:
Ren R (R28, R32, R35, R38)Dây cáp R32 có dạng sợi tròn, được thiết kế để dễ dàng nối và tháo rời. Chúng là tiêu chuẩn phổ biến nhất cho cần khoan hầm và cần gạt. R32 là loại được sử dụng phổ biến nhất cho các máy gạt cỡ trung bình. R38 là loại nằm giữa phân khúc cỡ trung bình và cỡ lớn.
Ren chữ T (T38, T45, T51)Ren T38 là loại ren hình thang — có bề mặt phẳng, chịu được mô-men xoắn cao hơn. Chúng được sử dụng trên các máy khoan sản xuất lớn hơn, nơi mô-men xoắn quay cao hơn. T38 phổ biến trên các máy khoan cỡ lớn trong ngành khai thác mỏ. T45 và T51 dành cho các máy khoan sản xuất hạng nặng nhất.
Kết nối hình nón(Thông thường là độ côn 7°, 11° hoặc 12°) sử dụng khớp ma sát thay vì ren. Chúng là tiêu chuẩn trên các dụng cụ khí nén cầm tay và các thiết bị nhỏ. Thanh có đầu côn đực, mũi khoan có đầu ổ cắm cái. Không có ren để bị mòn hoặc bị lệch ren, nhưng khớp côn phải chính xác — độ sâu lắp đặt ít nhất 25 mm, diện tích tiếp xúc ít nhất 60%.
Không nên trộn lẫn các loại ren khác nhau trong cùng một chuỗi. Có thể có bộ chuyển đổi từ R32 sang T38 trong danh mục nào đó, nhưng mỗi bộ chuyển đổi đều tạo thêm một khớp nối, và mỗi khớp nối đều là điểm tập trung ứng suất và là điểm có khả năng gây hỏng hóc.
Tính đến yếu tố Rock
Đá cứng và mài mòn đòi hỏi cần khoan có độ cứng bề mặt tốt hơn và độ cứng bề mặt sâu hơn. Thân cần khoan cọ xát vào thành lỗ, và trong các tầng đá mài mòn, sự tiếp xúc đó làm mòn đường kính cần khoan. Cần khoan có độ cứng bề mặt nông sẽ bị mòn lớp cứng trước khi ren bị mòn hết, làm lộ ra lõi thép mềm dễ bị ăn mòn nhanh chóng.
Địa chất nứt nẻ, nhiều khối đá đòi hỏi cần khoan có độ bền cao hơn và khả năng chống mỏi tốt hơn. Cần khoan trong địa chất nứt nẻ thường bị uốn cong nhiều hơn — do độ lệch lỗ khoan, do mũi khoan vướng vào các mặt nứt, do dây khoan bị uốn cong qua các vùng bị vỡ. Cần khoan được tối ưu hóa cho mài mòn (độ cứng bề mặt cao, lớp vỏ mỏng) có thể quá giòn đối với địa chất nứt nẻ.
Địa chất mềm, đồng nhất thường phù hợp với hầu hết các loại cần khoan, đó là lý do tại sao việc lựa chọn cần khoan hiếm khi được chú trọng khi khoan ở những vị trí dễ. Vấn đề chỉ xuất hiện khi địa chất đá trở nên khó khăn hơn.
Chất lượng thép: Những điều bạn không thể nhìn thấy
Hai thanh thép có thể trông giống hệt nhau trên bảng thông số kỹ thuật — cùng loại ren, cùng đường kính, cùng chiều dài — nhưng lại hoạt động hoàn toàn khác nhau dưới lòng đất. Sự khác biệt nằm ở loại thép và quá trình xử lý nhiệt.
Những điều cần lưu ý khi chọn thanh tiện chất lượng: mác thép phải là hợp kim thép chuyên dụng cho khoan (không phải thép kết cấu thông thường), độ sâu lớp vỏ phải được xác định rõ và nhất quán, độ cứng chuyển tiếp từ vỏ sang lõi phải diễn ra từ từ (không giảm đột ngột gây ra sự gián đoạn ứng suất), và bề mặt ren phải nhẵn mịn, không có dấu vết gia công nào nhìn thấy được ở chân ren.
Nhà cung cấp có thể cung cấp hồ sơ độ cứng, hình ảnh cấu trúc vi mô và dữ liệu kiểm tra kích thước là nhà cung cấp kiểm soát được quy trình của họ. Nhà cung cấp nói rằng "tin tôi đi, đó là thép tốt" là nhà cung cấp mà bạn nên kiểm tra kỹ trước khi đặt hàng số lượng lớn.
Trình tự quyết định
Lần tới khi đặt mua cần câu, hãy làm theo thứ tự này:
Mũi khoan này sử dụng loại ren nào?
Sức mạnh tác động thuộc loại nào?
Đường kính và độ sâu của lỗ là bao nhiêu?
Loại ren nào phù hợp với ứng dụng (ren chữ R, ren chữ T, hoặc ren côn)?
Loại đá này có đặc điểm gì — thô ráp, dễ vỡ hay đồng nhất?
Liệu nhà cung cấp có thể chứng minh chất lượng sản phẩm của họ, hay bạn chỉ tin vào lời nói của họ?
Thanh ren phù hợp là thanh ren vừa với mũi khoan của bạn, khớp với lỗ khoan, chịu được đá và đến từ nhà cung cấp có thể cho bạn biết thành phần thép. Mọi thứ khác đều là sự thỏa hiệp mà bạn có thể hối hận khi khoan được 300 mét vì phần chân ren bị hỏng.
