Kéo dài tuổi thọ cần khoan: Bốn quyết định quyết định cần khoan có thể sử dụng được 200 mét hay 2.000 mét

Tuổi thọ của cần khoan không được quyết định dưới lòng đất. Nó được quyết định bởi những quyết định được đưa ra trước khi cần khoan chạm vào đá — bạn mua loại nào, lựa chọn loại nào phù hợp với công việc, cách vận hành ra sao và bạn làm gì với nó giữa các ca làm việc. Nếu sai sót bất kỳ yếu tố nào trong bốn yếu tố này, thì loại thép tốt nhất thế giới vẫn sẽ hỏng sớm. Nếu làm đúng cả bốn yếu tố, cần khoan đó sẽ bền hơn các loại cần khoan rẻ tiền hơn gấp ba lần hoặc hơn.

Đây là toàn bộ vòng đời của sản phẩm, từ khi mua đến khi nghỉ hưu.

Quyết định thứ nhất: Những gì bạn mua sẽ quyết định những gì bạn nhận được.

Quyết định đầu tiên — chọn mua loại cần câu nào — sẽ quyết định tất cả những gì tiếp theo. Một cần câu có quá trình xử lý nhiệt không đầy đủ, ren hoàn thiện kém hoặc vật liệu không đạt tiêu chuẩn sẽ không thể được cứu vãn bằng cách vận hành cẩn thận hoặc bảo trì siêng năng. Lỗi đã được xác định trước khi cần câu được xuất xưởng.

Những điều cần lưu ý khi chọn cần khoan chất lượng: hợp kim phải là loại crom-niken-molypden thích hợp — 42CrMo, 4140, hoặc tương đương — với hồ sơ xử lý nhiệt được ghi chép đầy đủ, thể hiện quá trình tôi và ram để đạt được độ bền và độ dẻo dai cân bằng. Bề mặt ren phải nhẵn mịn khi chạm vào, không có dấu vết gia công nào nhìn thấy được, và chân ren phải có bán kính rõ ràng chứ không phải là góc nhọn. Chân ren nhọn là điểm tập trung ứng suất, gây ra các vết nứt do mỏi. Cần khoan chất lượng sẽ trải qua quá trình xử lý nhiệt sau hàn nếu được hàn ma sát, và phần biến dạng ở đầu nối phải thể hiện sự chuyển tiếp đường kính mượt mà chứ không phải là một bước đột ngột.

Hãy yêu cầu xem hồ sơ xử lý nhiệt. Hãy yêu cầu xem báo cáo kiểm tra. Một nhà cung cấp không thể hoặc không muốn cung cấp những tài liệu này đang nói với bạn điều gì đó về những gì có bên trong thanh thép — hoặc những gì không có.

Quyết định thứ hai: Chọn cần câu phù hợp với công việc

Một thanh khoan lý tưởng cho các lỗ đường kính 45 mm trong đá vôi có độ cứng trung bình sẽ nhanh chóng bị hỏng khi khoan các lỗ đường kính 89 mm trong đá granit cứng. Đường kính thanh khoan, độ dày thành và kích thước ren đều phải phù hợp với năng lượng va đập mà máy khoan tạo ra và sức cản của đá.

Lỗi thường gặp nhất là sử dụng cần khoan có kích thước nhỏ hơn mức cần thiết cho máy khoan công suất cao. Cần khoan đơn giản là không có đủ tiết diện thép để chịu được năng lượng va đập một cách an toàn. Mỗi cú đánh đẩy ứng suất tại chân ren vượt quá giới hạn mỏi của vật liệu, và cần khoan tích lũy hư hỏng do mỏi sau mỗi lần va đập. Một cần khoan có kích thước nhỏ hơn có thể hoạt động tốt trong vài ca làm việc — đủ lâu để mọi người tin rằng nó đang hoạt động — và sau đó gãy đột ngột vì sự tích lũy hư hỏng do mỏi cuối cùng đã đạt đến kích thước vết nứt nguy hiểm.

Ngược lại, sự không phù hợp — sử dụng cần khoan quá khổ cho máy khoan công suất thấp — ít nguy hiểm hơn nhưng vẫn lãng phí. Khối lượng cần khoan dư thừa hấp thụ năng lượng va đập đáng lẽ phải được truyền vào đá. Tốc độ xuyên thấu giảm. Máy khoan phải hoạt động mạnh hơn để tăng tốc cần khoan nặng hơn sau mỗi nhát đập. Bản thân cần khoan không bị hỏng, nhưng mọi thứ đều chậm hơn và tốn kém hơn mức cần thiết.

Hãy lựa chọn thông số kỹ thuật cần khoan phù hợp với khuyến nghị của nhà sản xuất máy khoan và điều kiện đá. Sách hướng dẫn này tồn tại là có lý do.

Quyết định thứ ba: Cách bạn vận hành nó

Ngay cả một thanh truyền động có thông số kỹ thuật hoàn hảo cũng sẽ hỏng sớm nếu bị sử dụng không đúng cách. Ba lỗi vận hành chính thường dẫn đến hỏng thanh truyền động:

Bắt đầu khoan lỗ khi mũi khoan không chạm vào bề mặt đá — dùng búa hơi hoặc bắn mũi khoan không có đầu đạn. Toàn bộ năng lượng va đập truyền qua thanh khoan mà không có đá để hấp thụ, phản xạ trở lại dưới dạng sóng căng qua mọi mối nối ren. Ren bị hư hại mỗi khi điều này xảy ra. Mũi khoan phải tiếp xúc với đá trước khi búa bắt đầu hoạt động. Luôn luôn là như vậy.

Khoan với thanh dẫn hoặc mũi khoan không vuông góc với mặt đá. Việc bắt đầu khoan ở góc nghiêng sẽ khiến cần khoan bị uốn cong ngay từ cú va đập đầu tiên, và ứng suất uốn cong sẽ cộng thêm vào ứng suất va đập và ứng suất xoắn mà cần khoan được thiết kế để chịu được. Ứng suất tổng hợp tại chân ren có thể vượt quá giới hạn mỏi của vật liệu ngay cả khi mỗi thành phần ứng suất riêng lẻ nằm trong giới hạn cho phép. Hãy căn chỉnh cho vuông góc trước khi bắt đầu khoan.

Không điều chỉnh các thông số khi địa chất đá thay đổi. Nếu tốc độ khoan chậm lại vì mũi khoan gặp phải lớp đá cứng hơn, giải pháp là giảm áp suất cấp liệu và để mũi khoan hoạt động với tốc độ mới của nó — chứ không phải tăng áp suất cấp liệu và ép buộc nó. Cấp liệu quá mức đối với một mũi khoan đang hoạt động kém hiệu quả sẽ làm tăng tải trọng nén gây uốn cong cần khoan, và một cần khoan bị uốn cong trong một chuỗi khoan đang quay là một nguy cơ gây hỏng hóc do mỏi vật liệu.

Quyết định thứ tư: Điều gì xảy ra giữa các ca làm việc?

Việc bảo trì quan trọng nhất để kéo dài tuổi thọ cần khoan không hề phức tạp. Chỉ là rất dễ bị bỏ qua mà thôi.

Hãy làm sạch cần câu sau mỗi ca làm việc. Bùn đá còn sót lại trên bề mặt cần câu sẽ khô lại thành một lớp vỏ cứng như xi măng, có tính mài mòn đối với mọi thứ nó tiếp xúc. Nó cũng giữ ẩm cho thép, thúc đẩy sự hình thành các vết rỗ ăn mòn — và các vết rỗ ăn mòn là nơi khởi phát các vết nứt do mỏi. Chỉ cần rửa sạch và lau khô trong vài giây.

Kiểm tra ren trước khi cất giữ cần câu. Tìm kiếm những dấu hiệu hư hỏng sớm nhất: các vết nứt nhỏ ở chân ren, sự đổi màu ở ren đầu tiên (màu do nhiệt từ ma sát), biến dạng hoặc làm phẳng các đỉnh ren. Bất kỳ dấu hiệu nào trong số này đều có nghĩa là cần câu đang bước vào giai đoạn xuống cấp và nên được đánh dấu để hạn chế sử dụng hoặc loại bỏ. Phát hiện vết nứt trước khi nó lan rộng dẫn đến hư hỏng sẽ bảo vệ cần câu và bất cứ thứ gì nó được kết nối.

Bôi chất chống gỉ lên các ren và bất kỳ khu vực nào mà lớp phủ bề mặt đã bị mòn. Một thanh sắt bị gỉ trong kho lưu trữ là một thanh sắt sẽ bắt đầu ca làm việc tiếp theo với các điểm tập trung ứng suất tích tụ. Phải lắp bộ bảo vệ ren trước khi thanh sắt được đưa lên giá – luôn luôn, không có ngoại lệ.

Cất giữ cần câu theo chiều ngang và có điểm tựa ở nhiều vị trí — không dựa vào tường, không xếp chồng lên nhau, không đặt trên bề mặt không bằng phẳng. Cần câu bị cong do bảo quản không đúng cách sẽ bị cong vĩnh viễn, và cần câu bị cong là cần câu đã bị mỏi.