Rotture delle aste di perforazione idrauliche jumbo: una guida pratica per interpretare i segnali provenienti dalle filettature.
Dopo tre mesi dall'inizio dei lavori per la costruzione di una galleria nella Cina occidentale, il responsabile del cantiere mi chiamò vicino alla pressa jumbo. Teneva in mano un'estremità di una biella R32 e passava il pollice su quella che un tempo era una filettatura. Le sporgenze erano sparite. Liscia come un anello nuziale.
"Quanti metri ci sono su questo?" ho chiesto.
"Forse 400."
Quattrocento metri. È circa la metà di quanto quelle canne dovrebbero garantire in condizioni ottimali. Qualcosa stava consumando il suo acciaio, e non era solo la roccia.
Se guidate un jumbo idraulico, che sia per lavori in galleria, per lavori di scavo o altro, probabilmente avrete già visto qualcosa di simile. Un'asta che si è usurata troppo velocemente. Una filettatura che si è spezzata di netto alla base. Una piega che non siete riusciti a raddrizzare in nessun modo.
Ecco il punto riguardo ai cedimenti delle aste di perforazione jumbo: quasi sempre lasciano delle tracce. Il trucco sta nel capire quale tipo di guasto si sta verificando, perché la soluzione per ognuno è diversa. Analizziamo i cinque più comuni, iniziando da quello che causa più guasti alle aste di qualsiasi altro.
1. Usura della filettatura R32: una morte lenta
Questa è quella più grande. Quella che vedrai più spesso.
L'usura della filettatura R32 sulle canne jumbo avviene attraverso due meccanismi che agiscono in sinergia. Inizia con l'usura da sfregamento: un movimento microscopico tra la filettatura della canna e la punta, anche quando tutto è serrato al massimo. Le superfici sfregano, si staccano minuscole particelle e l'accoppiamento si allenta leggermente.
Non appena si crea quello spazio, anche solo di una frazione di millimetro, l'usura da sfregamento lascia il posto all'usura da impatto. Ora ogni colpo di martello sbatte le superfici della filettatura l'una contro l'altra invece di trasmettersi in modo pulito attraverso di esse. Il tasso di usura aumenta drasticamente.
C'è un terzo fattore che la maggior parte delle persone trascura: il calore. Sotto l'azione combinata di urto e rotazione di un punzone idraulico ad alta potenza, i punti di contatto della filettatura possono surriscaldarsi localmente. Si parla di temperature sufficienti ad ammorbidire la superficie cementata, a ridurne la resistenza all'usura e, nei casi più gravi, a creare minuscole cavità di fusione. Queste cavità diventano punti di innesco per le cricche. Una volta che una cricca inizia in corrispondenza di una cavità di fusione, il tempo stringe.
Ecco cosa noterete sul campo: le creste della filettatura si assottigliano e si appiattiscono verso l'estremità della punta. I primi filetti sono i più soggetti a usura. Se intervenite tempestivamente, potreste prolungare la durata della punta della canna ruotando le vostre scorte. In caso contrario, il profilo della filettatura si degrada al punto che l'accoppiamento con la punta diventa lasco e l'usura da impatto completa rapidamente il lavoro.
2. Rottura della filettatura R32: quella improvvisa
La rottura della filettatura è meno comune dell'usura, ma quando si verifica, blocca completamente il cambio.
L'analisi metallurgica racconta una storia chiara. Se si prende una sezione di acciaio R32 danneggiata, la si immerge in acido cloridrico per rimuovere gli ossidi e la si esamina al microscopio, due zone si illuminano: la radice della filettatura e la seconda filettatura a partire dalla superficie. È in queste zone che iniziano le cricche da fatica, quasi senza eccezioni. È anche lì che si trovano le cavità di fusione di cui ho parlato prima.
Perché proprio questi due punti? Perché quando una punta a bottone o una punta per alesatura lavora la superficie, carica la zona della filettatura R32 con tutto in una volta: sollecitazioni di trazione dovute all'avanzamento, torsioni dovute alla rotazione, flessioni dovute alla deviazione del foro e impatti del pistone. La radice della filettatura in corrispondenza del punto di connessione con la punta è la sezione trasversale più stretta che sopporta tutte queste sollecitazioni. La seconda filettatura è il punto in cui l'onda di stress si riflette e si concentra. Semplice fisica.
Anche qui entra in gioco il controllo qualità. Se si utilizzano punte e aste di produttori diversi, cosa che accade di continuo nei cantieri, le tolleranze delle filettature potrebbero non corrispondere. Un'eccessiva esposizione della filettatura oltre la spalla della punta comporta una distribuzione non uniforme del carico. La prima filettatura impegnata sopporta una quota sproporzionata, si usura più rapidamente e si rompe prima del previsto.
La soluzione non è sempre comprare canne da pesca migliori. A volte è scegliere i fornitori giusti.
3. Problemi di connessione dell'estremità del gambo T38 / R38
Eccone una che dovrebbe farvi fermare a riflettere.
L'estremità R32 di una canna jumbo è la parte più sollecitata: è quella che subisce l'impatto con la punta e la roccia. L'estremità opposta, dove la canna si collega all'adattatore del gambo tramite filettatura T38 o R38, ha una vita molto più tranquilla. Raramente si rompe. L'usura in questa zona è minima rispetto all'estremità più attiva.
Quindi se tuSonoSe si notano fratture o usura anomala nella connessione T38/R38, c'è qualcosa che non va a livello di sistema. Non limitarti a sostituire la biella e continuare come se niente fosse.
Verifica tre cose:
Pressione di alimentazione sul jumbo.Una quantità eccessiva o insufficiente modifica il modo in cui i fili si innestano.
Impostazioni di impatto e rotazione del martello.Parametri non corrispondenti inviano onde di stress anomale attraverso la corda.
Condizioni del terreno.Un improvviso cambiamento nella durezza della roccia o nelle tipologie di frattura può sovraccaricare connessioni che fino a ieri funzionavano perfettamente.
La parte terminale T38/R38 è il tuo canarino. Quando inizia a cantare, il problema non è l'acciaio, ma la configurazione.
4. Frattura del corpo della barra - Un caso raro
Le fratture del corpo della barra sono abbastanza rare, quindi quando se ne osserva una, è opportuno ipotizzare una causa esterna prima di attribuire la colpa alla metallurgia.
Cercate: danni superficiali dovuti alla manipolazione o alla conservazione, graffi causati dal contatto con rocce taglienti o fori di corrosione che hanno agito da concentratori di stress. Vale anche la pena chiedersi: qualcuno ha usato la canna come leva? (Succede più spesso di quanto si pensi.) Il corpo di una canna che si spezza a metà ha quasi sempre una storia che è iniziata prima della rottura.
5. Piegatura delle barre: il problema geologico
Quando una barra si piega vicino all'estremità R32 e non si raddrizza, la causa è solitamente geologica.
Fessure nella roccia, bruschi cambiamenti nella durezza della formazione o deviazioni del foro possono bloccare un'asta e sottoporla a una flessione che l'acciaio non è progettato per sopportare. Una volta che cede, è finita. Potresti anche riuscire a reinserirla nel foro, ma non riuscirai mai più a perforare in linea retta e rischi una rottura per fatica al turno successivo.
La soluzione non è usare un'asta migliore, ma una maggiore disciplina nell'allineamento del foro. Controllate l'inserimento del collare. Analizzate il terreno. Se la formazione è fratturata, riducete la velocità di avanzamento. Un'asta piegata è sintomo di un problema al foro, non all'acciaio.
In conclusione
I guasti alle aste di perforazione jumbo non sono casuali. Ogni modalità di guasto indica un problema specifico: un problema di tolleranza, un'impostazione dei parametri, una condizione del terreno o un problema di manipolazione. Imparando a interpretare il danno, si smette di sostituire le aste a caso e si inizia a risolvere il problema alla radice.
Il fatto è che la barra raramente è la causa principale. È solo la parte che per prima te lo segnala.
