Come scegliere la giusta asta di perforazione: un quadro di riferimento che va oltre il semplice "ciò che c'è sullo scaffale"
Entrando in un tipico magazzino attrezzi da cantiere, si nota subito una rastrelliera di aste. Alcune sono quelle effettivamente utilizzate dalla squadra. Altre sono lì da sei mesi perché qualcuno ha ordinato il tipo di filettatura sbagliato e nessuno vuole occuparsi del reso. E da qualche parte in fondo, c'è un'asta di un fornitore di cui nessuno si ricorda, ancora nella sua confezione, perché non si è mai adattata a nulla in cantiere.
La scelta delle barre di acciaio non è complicata se ci si pone le domande giuste nell'ordine corretto. Saltandone anche solo una, si rischia di ritrovarsi con un acciaio che non si adatta, non dura a lungo o non fora dritto. Ecco il procedimento.
Iniziate con il trapano, non con la barra.
Ogni decisione relativa alla scelta dell'asta di perforazione deriva a ritroso dalla perforatrice stessa. Quale adattatore per gambo è compatibile con l'impianto? Qual è la classe di potenza d'impatto? Qual è la coppia di rotazione? Rispondi prima a queste domande.
L'adattatore per il gambo determina il tipo di filettatura all'estremità di azionamento. Un impianto con gambo R32 necessita di aste con filettatura R32 all'estremità di azionamento. Un gambo T38 richiede aste con filettatura T38. Può sembrare ovvio, ma le flotte miste, in cui impianti diversi nello stesso sito utilizzano standard di gambo differenti, creano proprio quel tipo di confusione che porta a utilizzare aste sbagliate.
La potenza d'impatto determina la sezione trasversale dell'asta. I piccoli trapani pneumatici portatili da 2-3 kW possono azionare aste esagonali o tonde standard con un diametro compreso tra 22 e 25 mm. I trapani idraulici di medie dimensioni da 10-15 kW necessitano di aste da 28-32 mm con filettature come R28 o R32. I trapani di produzione di grandi dimensioni, da 20 kW in su, richiedono sezioni più robuste: 38 mm o più con filettature T38, T45 o persino T51. Montare un'asta leggera su un trapano ad alta potenza causerà affaticamento alla base della filettatura. Montare un'asta pesante su un trapano a bassa potenza significa sprecare energia accelerando un acciaio più spesso del necessario.
Abbina la canna al foro
Il diametro e la profondità del foro determinano il diametro e la lunghezza dell'asta.
Per quanto riguarda il diametro del foro: il corpo dell'asta deve avere un gioco anulare sufficiente per consentire ai detriti di fuoriuscire. Se il gioco è troppo stretto, la velocità di deflusso aumenta vertiginosamente, incrementando l'usura abrasiva del corpo dell'asta e della parete del foro. Se è troppo largo, l'asta può vibrare all'interno del foro, causando deviazioni e sollecitazioni di flessione. Una regola generale: per la maggior parte delle applicazioni, il diametro del corpo dell'asta dovrebbe essere circa il 60-70% del diametro della punta.
Per la profondità del foro: la lunghezza dell'asta deve corrispondere alla corsa di avanzamento della trivella e alla profondità totale del foro. Per fori poco profondi, inferiori a tre metri, su una trivella a singola corsa, è sufficiente un'asta per foro. Per le trivellazioni di produzione più profonde, si utilizzano più aste e ciascuna di esse deve avere una corsa di avanzamento compatibile con la trivella, in modo che i giunti si trovino in posizioni accessibili per l'aggiunta e la rimozione delle aste. Le lunghezze standard delle aste — 3,05 m, 3,66 m, 4,27 m (10, 12, 14 piedi nel mercato imperiale) — sono standard perché corrispondono alle corse di avanzamento più comuni. Non ordinare aste di lunghezza non standard a meno che la corsa di avanzamento non lo richieda effettivamente.
Scegliere lo standard della filettatura
La scelta della filettatura non riguarda solo la compatibilità con il gambo. I diversi tipi di filettatura presentano caratteristiche differenti:
Filettature R (R28, R32, R35, R38)Le canne da pesca R32 hanno un profilo arrotondato, progettato per facilitare l'aggancio e lo sgancio. Rappresentano lo standard più comune per le canne da pesca a tunnel e a drifting. La R32 è la più adatta per le canne da drifting di medie dimensioni, mentre la R38 si colloca a metà strada tra le canne di medie dimensioni e quelle per la produzione di grandi volumi.
Filettature a T (T38, T45, T51)Le filettature trapezoidali hanno un profilo a cresta piatta che sopporta coppie più elevate. Sono utilizzate su perforatrici di grandi dimensioni, dove la coppia di rotazione è maggiore. La T38 è comune sulle perforatrici jumbo utilizzate nell'industria mineraria. La T45 e la T51 sono destinate alle perforazioni di produzione più gravose.
Connessioni coniche(in genere con conicità di 7°, 11° o 12°) utilizzano un accoppiamento a frizione anziché filettature. Sono standard sugli utensili pneumatici portatili e sulle piccole perforatrici. L'asta ha una conicità maschio, la punta ha un innesto femmina. Non ci sono filettature soggette a usura o danneggiamento, ma l'accoppiamento conico deve essere preciso: profondità di inserimento di almeno 25 mm, area di contatto di almeno il 60%.
Non mescolare filettature di diverso tipo nella stessa stringa. Un adattatore da R32 a T38 potrebbe esistere in qualche catalogo, ma ogni adattatore aggiunge un giunto, e ogni giunto rappresenta un punto di concentrazione delle sollecitazioni e un potenziale punto di rottura.
Fattore Rock
La roccia dura e abrasiva richiede aste con una maggiore durezza superficiale e una maggiore profondità di tempra superficiale. Il corpo dell'asta sfrega contro la parete del foro e, nelle formazioni abrasive, questo contatto ne riduce il diametro. Un'asta con una tempra superficiale consumerà lo strato temprato prima che la filettatura sia completata, esponendo l'acciaio interno più morbido che si erode rapidamente.
I terreni fratturati e irregolari richiedono aste con maggiore tenacità e migliore resistenza alla fatica. Le aste in terreni fratturati sono soggette a maggiori flessioni, dovute alla deviazione del foro, all'incastro della punta sui piani di frattura e alla flessione della colonna di perforazione attraverso le zone fratturate. Un'asta ottimizzata per l'usura abrasiva (elevata durezza superficiale, spessore ridotto) potrebbe risultare troppo fragile per terreni fratturati.
Su terreni morbidi e uniformi, la maggior parte delle canne da pesca non subisce grandi danni, motivo per cui la scelta della canna raramente viene presa in considerazione quando si fora su roccia facile. I problemi sorgono quando la roccia diventa più dura.
Qualità dell'acciaio: ciò che non si vede
Due aste possono sembrare identiche sulla scheda tecnica (stessa filettatura, stesso diametro, stessa lunghezza) ma comportarsi in modo completamente diverso sottoterra. La differenza sta nel tipo di acciaio e nel trattamento termico.
Cosa cercare in una barra di qualità: il grado di acciaio dovrebbe essere una lega specifica per acciaio da perforazione (non acciaio strutturale generico), la profondità di tempra dovrebbe essere specificata e costante, la transizione di durezza dalla tempra al nucleo dovrebbe essere graduale (non un brusco calo che crea una discontinuità di sollecitazione) e la finitura superficiale della filettatura dovrebbe essere liscia, senza segni di lavorazione visibili alla base.
Un fornitore in grado di fornire profili di durezza, immagini della microstruttura e dati di ispezione dimensionale è un fornitore che controlla il proprio processo. Un fornitore che dice "fidati di me, è un buon acciaio" è un fornitore che forse è meglio mettere alla prova prima di impegnarsi in un ordine all'ingrosso.
La sequenza decisionale
La prossima volta che ordini delle canne da pesca, segui questi passaggi in quest'ordine:
Che tipo di filettatura utilizza la punta del trapano?
Qual è la classe di potenza d'impatto?
Quali sono il diametro e la profondità del foro?
Quale tipo di filettatura è più adatto all'applicazione (R, T o conica)?
Che tipo di roccia è: abrasiva, fratturata o uniforme?
Il fornitore può dimostrare la qualità dei suoi prodotti, oppure vi fidate della sua parola?
L'asta giusta è quella che si adatta al tuo trapano, corrisponde al foro, resiste alla roccia e proviene da un fornitore in grado di indicarti la composizione dell'acciaio. Tutto il resto è un compromesso di cui potresti pentirti al metro 300 quando la filettatura cederà.
