Quanto peso bisogna caricare su un martello DTH? La risposta cambia a ogni metro di perforazione.
Chiedete a tre perforatori quanta pressione di avanzamento applicare a un martello DTH e otterrete tre risposte diverse, e tutte e tre potrebbero essere sbagliate a profondità diverse. La pressione di avanzamento su una perforatrice DTH non è un parametro fisso. È un obiettivo mobile che cambia in base al diametro della punta, alla durezza della roccia e, soprattutto, alla quantità di aste di perforazione già presenti nel foro.
Ecco come calcolare il numero corretto e perché sbagliare, in un senso o nell'altro, può danneggiare punte e martelli.
Il compito della pressione di alimentazione: basta mantenerla in posizione
In un martello DTH, il lavoro di frantumazione viene svolto dal pistone, non dal sistema di avanzamento. La pressione di avanzamento ha un solo scopo: mantenere la punta a stretto contatto con il fondo del foro in modo che l'energia del pistone venga trasferita alla roccia anziché essere riflessa dal martello.
Ciò significa che la forza di avanzamento deve essere appena sufficiente a contrastare il rimbalzo dell'impatto del pistone, ovvero la tendenza del martello a rimbalzare sul fondo dopo ogni colpo. Un avanzamento insufficiente fa rimbalzare il martello. Un avanzamento eccessivo, invece, crea resistenza alla roccia e sollecita componenti che non dovrebbero essere sollecitati. Il punto ottimale è ristretto e varia costantemente.
Regola empirica: 500 libbre per pollice
Per iniziare la foratura (ovvero la creazione del collare), il punto di partenza standard del settore è semplice: 500 libbre di forza di avanzamento per pollice di diametro della punta, o 9 chilogrammi per millimetro.
Una punta da 6,5 pollici: 500 × 6,5 = 3.250 libbre. Una punta da 165 mm: 9 × 165 = 1.485 chilogrammi. Questa è la pressione di avanzamento iniziale.
Ma ecco la parte che la maggior parte delle persone non vede: questo è unpunto di partenzaNon si tratta di un'impostazione. È il numero giusto per il primo metro di foro. Man mano che il foro si approfondisce, il numero cambia.
La correzione che nessuno fa: il peso della corda di perforazione
Il manometro sull'impianto di perforazione mostra la forza di avanzamento applicata dalla macchina. Tuttavia, la forza effettiva esercitata sulla punta in fondo al foro è diversa, perché la batteria di perforazione stessa ha un peso, e tale peso spinge verso il basso sulla punta attraverso il martello.
In superficie, la pressione del manometro è uguale alla forza della punta, perché la corda non è ancora appesa. A 50 metri, la corda - aste più martello - potrebbe pesare una tonnellata. A 200 metri, diverse tonnellate. Quel peso è la gravità che fa il lavoro del sistema di alimentazione. Se si lascia l'impostazione di alimentazione al valore di collarino, ilorsoLa forza del bit è ora il valore di collarinopiùil peso della corda. Stai alimentando troppo filo esattamente per il peso della corda.
La correzione è semplice: ridurre la pressione di avanzamento man mano che il foro si approfondisce, sottraendo il peso della batteria di perforazione dal valore di collarino. Mantenere ilforza di bitcostante, non la lettura del manometro. In pratica, questo significa che la pressione relativa dovrebbe diminuire man mano che il foro si restringe.
Perché il sovrappeso è un problema
La tentazione è sempre quella di aggiungere peso per accelerare la penetrazione. Con un martello DTH non funziona così. È il pistone a effettuare la frenatura e l'energia del pistone è fissa grazie al design del martello. Una maggiore forza di avanzamento non fa sì che il pistone colpisca più forte. Semplicemente:
Riduce la durata della punta.Un'eccessiva avanzamento spinge gli inserti della punta con maggiore forza nella roccia durante la fase di rotazione, accelerando l'usura della fila di punte. Gli inserti stanno già lavorando al massimo; un avanzamento extra non fa altro che sfregarli ulteriormente contro la roccia abrasiva.
Carica le scanalature e il mandrino.La punta trasmette la coppia di rotazione attraverso le scanalature. Una forza di avanzamento eccessiva aumenta l'attrito all'interfaccia punta-roccia, il che incrementa la richiesta di coppia e, di conseguenza, sollecita maggiormente le scanalature. L'usura delle scanalature è una delle cause più comuni di sostituzione prematura dei martelli perforatori.
Piega la corda.In rocce dure e irregolari, una forza di avanzamento eccessiva flette la batteria di perforazione. Una batteria flessa sotto carico d'impatto è una batteria soggetta a fatica da flessione. Sia le aste che il corpo del martello ne risentono.
Perché un peso troppo basso è peggio
Se un'alimentazione eccessiva riduce gradualmente la durata dell'utensile, un'alimentazione insufficiente provoca guasti improvvisi e drammatici. Un martello con alimentazione insufficiente rimbalza. Quando la punta si stacca dal fondo tra un colpo e l'altro:
Il buco si sposta.Una punta che rimbalza non può procedere in linea retta. Il foro devia. Nei fori profondi, una deviazione di pochi gradi nella parte superiore si traduce in metri di spostamento laterale sul fondo.
Il pistone spara a salve.Quando la punta non è in fondo, l'energia del pistone non ha modo di disperdersi. Si propaga attraverso il corpo del martello invece che nella pietra. Sparare a vuoto è il modo più rapido per distruggere i componenti interni di un martello.
Le scanalature si riscaldano.Una punta che rimbalza vibra nel mandrino. L'attrito tra il gambo della punta e le superfici scanalate genera temperature locali estreme. Il danno termico sulle scanalature è irreversibile: una volta che le superfici sono state danneggiate dal calore, si rompono indipendentemente da qualsiasi intervento successivo.
Gli inserti si sfilano.Le vibrazioni e gli scossoni dovuti al rimbalzo colpiscono gli inserti nelle loro sedi. La foratura con avanzamento insufficiente è una delle principali cause di perdita degli inserti: questi non si rompono, semplicemente cadono perché la punta non ha ruotato in modo sufficientemente costante da mantenerli in posizione.
La routine pratica
Ecco il metodo di lavoro:
Partiamo dalla regola empirica.500 libbre per pollice, ovvero 9 kg per millimetro, al momento dell'allacciatura.
Osservate il comportamento, non l'indicatore.La pressione di avanzamento corretta è quella che permette al martello di girare senza intoppi, senza rimbalzi né vibrazioni. Se si sentono forti impatti metallici, aumentare leggermente l'avanzamento. Se il motore di rotazione fatica o la penetrazione si blocca, ridurre la pressione.
Regolare la profondità.Man mano che la corda si allunga, sottrai il suo spessore. Mantieni costante la forza di serraggio del morso, non il valore del calibro.
Regolare in base alla roccia.La roccia più tenera richiede un avanzamento minore: la punta penetra facilmente e un avanzamento eccessivo riempie l'anello. La roccia più dura richiede un avanzamento maggiore, ma solo fino al punto in cui gli inserti smettono di rimbalzare e iniziano a frantumare.
Non forzarlo mai.Quando la penetrazione si blocca, la soluzione quasi mai è aumentare l'avanzamento. Controllare le condizioni della punta, la pressione dell'aria e il martello. La pressione di avanzamento è un parametro di contatto, non di penetrazione.
Il perforatore che comprende la pressione di avanzamento non è quello che imposta un valore e se ne va. È quello che osserva il martello, ne ascolta il suono e apporta piccole regolazioni ogni pochi metri. Il manometro è un riferimento. Il martello è l'autorità.
