Thanh khoan mở rộng khai thác luôn bị hỏng? Một bài viết để hiểu các chế độ hỏng hóc và cách khắc phục
Trong khai thác mỏ, cần khoan là một bộ phận quan trọng không thể thiếu, có hiệu suất ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả và an toàn. So với cần khoan đào hầm/khoan tiến, cần khoan khai thác ít gặp sự cố bất thường hơn, nhưng một khi sự cố xảy ra, chúng vẫn có thể gây ra những vấn đề đáng kể cho sản xuất. Bài viết này xem xét các dạng hỏng hóc thường gặp của cần khoan khai thác, nguyên nhân và các biện pháp khắc phục để giúp bạn tránh những sự cố "trượt" trong sản xuất.
Mòn ren trong và ngoài: “thủ phạm” phổ biến nhất Trong số các lỗi hỏng hóc của cần khoan được sử dụng trên giàn khoan khai thác, mòn ren trong và ngoài là phổ biến nhất, trong đó mòn ren trong chiếm ưu thế. Giống như một chiếc ốc vít bạn sử dụng hàng ngày—ren của nó bị mòn theo thời gian, trở nên lỏng lẻo và khó siết chặt; ren của cần khoan cũng hoạt động theo cách tương tự.
Yếu tố nào quyết định khả năng chống mài mòn của ren thanh khoan?
Quy trình sản xuất là nền tảng: độ cứng xử lý nhiệt của thanh, độ sâu lớp vỏ (cacbua), độ hoàn thiện bề mặt ren và độ chính xác lắp ren đều là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng chống mài mòn. Giống như việc chế tạo một dụng cụ bền bỉ, việc lựa chọn vật liệu và chất lượng quy trình quyết định trực tiếp đến tuổi thọ sử dụng.
Điều kiện vận hành khắc nghiệt: độ cứng của đá và độ phức tạp về địa chất đóng vai trò chủ đạo. Trong điều kiện khắc nghiệt, hiện tượng kẹt và lệch lỗ dễ xảy ra, giống như giấy nhám và làm tăng tốc độ mài mòn ren.
Yếu tố người vận hành rất quan trọng: kỹ năng vận hành và các cài đặt được sử dụng (áp suất cấp/áp suất trước, áp suất nước xả, v.v.) có thể ảnh hưởng đến tốc độ mòn ren. Vận hành không đúng cách cũng giống như việc “tra tấn” thanh ren và gây ra hiện tượng mòn bất thường.
Lưu ý khi sử dụng và bảo dưỡng: không mài lại mũi khoan kịp thời không chỉ làm giảm độ xuyên thấu mà còn dẫn đến độ lệch lỗ; việc trộn lẫn thanh cũ và thanh mới hoặc sử dụng thanh từ các nhà sản xuất khác nhau—do sự khác biệt về dung sai ren và khe hở lắp—sẽ làm tăng tốc độ mài mòn ren.
Gãy chân ren ngoài: hậu quả của việc sử dụng quá mức. Gãy chân ren ngoài là một dạng hư hỏng phổ biến khác, thường xảy ra khi thanh truyền đã đạt đến độ dài thông thường nhưng vẫn được sử dụng. Thông thường, ren trong và ren ngoài bị mòn trước khi xảy ra gãy chân ren; tuy nhiên, một số sản phẩm có ren chưa mòn vẫn có thể bị gãy chân ren nếu tiếp tục sử dụng. Các nguyên nhân chính bao gồm:
Quy trình sản xuất rất quan trọng: mức độ xử lý nhiệt quyết định độ bền mỏi của thanh. Việc vi cấu trúc xử lý nhiệt có đủ độ dẻo dai và khả năng chống mỏi hay không là rất quan trọng. Cấu trúc lý tưởng là bề mặt martensitic hàm lượng carbon cao với lõi bainit thấp hơn, và vùng chuyển tiếp hỗn hợp rộng, nhẵn giữa chúng. Độ hoàn thiện bề mặt ren cũng ảnh hưởng đến hiệu suất.
Điều kiện vận hành gây thêm rắc rối: điều kiện phức tạp với tình trạng kẹt hoặc lệch lỗ thường xuyên dẫn đến gãy mỏi bất thường ở gốc ren.
Việc sử dụng và bảo trì tiềm ẩn nhiều rủi ro: không mài lại mũi khoan kịp thời có thể gây ra hiện tượng lệch lỗ và do đó làm gãy bất thường phần ren thanh.
Gãy tại vị trí nhô ren trong (vùng cắt rỗng) — một điểm yếu về kết cấu Gãy tại vị trí nhô ren trong (vùng cắt rỗng/vùng cắt rỗng) là một loại hư hỏng khác, thường do hai yếu tố gây ra. Thứ nhất, trong quá trình khoan, ren ngoài có thể tác dụng lực lên vùng nhô ren trong, vốn yếu hơn về mặt kết cấu và do đó dễ bị gãy. Thứ hai, sự mài mòn nghiêm trọng ở mặt ngoài của ren trong làm giảm thêm độ bền của vùng nhô và làm tăng nguy cơ gãy. Một biện pháp đối phó thực tế là chọn thanh có thiết kế ren trong mở rộng: khoảng tiếp xúc dài hơn giúp phân bổ tải trọng và giảm sự tập trung ứng suất tại điểm yếu, gia cố hiệu quả vùng dễ bị tổn thương.
Gãy thân thanh: lỗi kiểm soát chất lượng Gãy thân thanh không phổ biến và thường liên quan đến các vấn đề về bản thân thép hoặc quy trình cán/rèn không đúng cách, thường xảy ra riêng lẻ. Tuy nhiên, nếu gãy thân thanh xảy ra theo lô, điều đó có thể cho thấy vấn đề nghiêm trọng trong xử lý nhiệt hoặc kiểm soát quy trình; khi đó, cần kiểm tra chi tiết quy trình xử lý nhiệt và kiểm soát chất lượng để xác định và khắc phục các lỗi.
Uốn cong thanh: Kẻ thù tiềm ẩn trong vận hành hàng loạt Thanh khoan khai thác thường được sử dụng theo chuỗi, thường là 10–20 thanh được liên kết với nhau. Một khi một thanh bị cong, nó không chỉ không thể sử dụng được mà còn có thể gây ra hỏng hóc bất thường cho các thanh khác. Do đó, độ thẳng và độ đồng tâm là những tiêu chí chất lượng quan trọng đối với thanh khai thác. Việc đảm bảo dung sai hình học này giúp cải thiện đáng kể độ tin cậy và độ bền trong quá trình vận hành liên tục.
Để ngăn ngừa thanh thép bị cong vênh, cần phải nắn thẳng nhiều lần trong quá trình sản xuất. Nguyên liệu thanh thép thô đầu vào có thể bị cong vênh và phải được nắn thẳng trước khi xử lý tiếp theo; thanh thép có thể bị biến dạng trong quá trình xử lý nhiệt và cần được nắn thẳng chính xác sau đó để đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về độ thẳng. Ngoài ra, quá trình vận chuyển và lưu trữ phải được quản lý để duy trì độ thẳng và tránh bị cong vênh.
