Hỏng thanh khoan đá: Nguyên nhân phổ biến và giải pháp bạn cần biết
Trong khai thác mỏ, cần khoan là thiết bị thiết yếu, với hiệu suất hoạt động ảnh hưởng trực tiếp đến cả hiệu quả và độ an toàn. Mặc dù sự cố cần khoan ít phổ biến hơn so với cần đào hầm, nhưng nếu xảy ra, chúng có thể gây gián đoạn đáng kể cho sản xuất. Hôm nay, chúng ta sẽ tìm hiểu các dạng sự cố thường gặp của cần khoan khai thác, nguyên nhân và giải pháp để tránh những rủi ro vận hành này.
1. Sự hao mòn của các sợi chỉ bên trong và bên ngoài: Sự hao mòn phổ biến nhất "Annoyance"
Trong số các loại hỏng hóc khác nhau của cần khoan, hiện tượng mòn ren trong và ren ngoài là phổ biến nhất, trong đó mòn ren trong là vấn đề chủ yếu. Điều này tương tự như việc các ốc vít sử dụng hàng ngày bị mòn theo thời gian và bị lỏng, khiến chúng khó siết chặt. Ren của cần khoan cũng gặp phải hiện tượng tương tự.
Vậy, những yếu tố nào quyết định khả năng chống mài mòn của ren thanh?
Quy trình sản xuất: Độ cứng của thanh khoan, độ sâu của lớp tôi cứng, độ hoàn thiện bề mặt của ren và độ chính xác của ren đều là những yếu tố quan trọng. Cũng giống như việc chế tạo một dụng cụ bền bỉ, chất lượng vật liệu và độ chính xác gia công ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ của nó.
Điều kiện hoạt động: Độ cứng của các lớp đá và độ phức tạp về địa chất đóng vai trò quan trọng. Trong điều kiện làm việc phức tạp, các vấn đề như thanh khoan bị kẹt hoặc lệch hướng khoan có thể xảy ra, làm tăng tốc độ mài mòn của ren, giống như giấy nhám.
Các yếu tố vận hành: Trình độ kỹ năng của người vận hành, cũng như các thông số khoan như áp lực đẩy và áp lực nước rửa, cũng có thể ảnh hưởng đến tốc độ mòn ren. Vận hành không đúng cách cũng giống như việc để thanh khoan chịu điều kiện khắc nghiệt, gây ra hiện tượng mài mòn bất thường.
Thực hành bảo trì: Việc không mài lại mũi khoan kịp thời có thể dẫn đến việc khoan không hiệu quả và độ lệch khi khoan. Ngoài ra, việc trộn lẫn thanh mới và thanh cũ hoặc sử dụng thanh từ các nhà sản xuất khác nhau với dung sai ren khác nhau có thể làm tăng tốc độ mòn ren.
2. Gãy ở gốc ren ngoài: Hậu quả của việc sử dụng quá mức
Một dạng hỏng hóc phổ biến khác là gãy ở chân ren ngoài, thường xảy ra khi cần khoan đã vượt quá tuổi thọ sử dụng thông thường và vẫn đang được sử dụng. Thông thường, ren trong và ren ngoài của hầu hết các cần khoan khai thác sẽ bị mòn trước khi gãy chân ren. Tuy nhiên, nếu ren chưa bị mòn đến mức hỏng, việc tiếp tục sử dụng có thể dẫn đến những vết gãy như vậy.
Các yếu tố chính góp phần vào sự thất bại này là:
Quy trình sản xuất: Xử lý nhiệt đóng vai trò quan trọng trong việc xác định độ bền mỏi của thanh. Cấu trúc được xử lý nhiệt cần có độ dẻo dai và khả năng chống mỏi cao, với cấu trúc lý tưởng là martensite hàm lượng carbon cao trên bề mặt và bainite ở lõi, với sự chuyển tiếp mượt mà và rộng rãi giữa hai lớp. Bề mặt hoàn thiện của ren cũng ảnh hưởng đến độ bền của chúng.
Điều kiện hoạt động: Thanh bị kẹt thường xuyên và độ lệch khi khoan trong điều kiện phức tạp có thể dẫn đến gãy mỏi bất thường ở gốc ren ngoài.
Thực hành bảo trì: Không mài lại mũi khoan kịp thời có thể gây ra hiện tượng khoan lệch, từ đó có thể gây ra gãy mỏi ở chân ren.
3. Gãy ở ren trong "Voidd": Điểm yếu về cấu trúc
Gãy ren trong ("voidd") là một dạng hư hỏng khác, thường do hai yếu tố gây ra. Thứ nhất, trong quá trình khoan, ren ngoài tác động lực lên ren trong, một điểm yếu trong kết cấu dễ bị gãy. Thứ hai, nếu ren ngoài của thanh bị mòn đáng kể, ren trong sẽ càng yếu đi và tăng nguy cơ gãy.
Giải pháp? Lựa chọn thanh khoan có ren trong dài có thể cải thiện đáng kể độ bền của chúng. Thiết kế này giúp phân bổ lực đều hơn, giảm sự tập trung ứng suất tại các điểm yếu, tương tự như việc thêm một lớp bảo vệ cho vùng dễ bị tổn thương.
4. Gãy thân thanh: Sự giám sát trong kiểm soát chất lượng
Gãy thân thanh tương đối hiếm nhưng có thể xảy ra do các vấn đề về chất lượng thép hoặc quy trình cán không đúng cách. Thông thường, những vết nứt như vậy chỉ là những sự cố riêng lẻ. Tuy nhiên, nếu gãy thân thanh xảy ra hàng loạt, điều này có thể cho thấy những vấn đề nghiêm trọng trong quy trình xử lý nhiệt. Trong những trường hợp như vậy, việc kiểm tra kỹ lưỡng quy trình xử lý nhiệt là rất cần thiết để xác định các khiếm khuyết trong kiểm soát chất lượng và ngăn ngừa các vấn đề phát sinh thêm.
5. Uốn cong thân thanh: Kẻ giết người vô hình trong các hoạt động hàng loạt
Cần khoan khai thác mỏ thường được sử dụng nối tiếp, thường từ 10 đến 20 cần cùng một lúc. Khi một cần bị uốn cong, không chỉ không sử dụng được mà còn có thể khiến các cần khác bị hỏng sớm. Do đó, việc duy trì độ thẳng và độ đồng trục là một tiêu chuẩn chất lượng quan trọng đối với cần khoan khai thác mỏ. Việc đảm bảo các đặc tính hình học này có thể cải thiện đáng kể độ tin cậy và độ bền của cần trong quá trình vận hành liên tục.
Để ngăn ngừa thân thanh bị cong vênh, nguyên liệu thô và thanh thành phẩm phải trải qua nhiều quy trình nắn thẳng trong quá trình sản xuất. Nguyên liệu thô có thể bị cong vênh cần được nắn thẳng trước khi xử lý tiếp theo. Sau khi xử lý nhiệt, thanh cũng có thể bị biến dạng và cần được nắn thẳng chính xác để đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về độ thẳng. Ngoài ra, trong quá trình vận chuyển và lưu trữ, cần thực hiện các biện pháp để đảm bảo thanh luôn thẳng và không bị cong vênh.
Bằng cách hiểu được những nguyên nhân phổ biến gây ra hỏng hóc và thực hiện các biện pháp chính xác, bạn có thể cải thiện đáng kể độ tin cậy và tuổi thọ của thanh khoan khai thác, đảm bảo hoạt động trơn tru và hiệu quả.
