Fratture dell'adattatore del gambo: cinque errori che il tuo impianto sta commettendo e che danneggiano prematuramente i gambi.
Un adattatore per attacco che si rompe dopo meno di dieci turni di lavoro sta cercando di dirti qualcosa.
Ho visto una squadra in Vietnam consumare quattro gambi di acciaio in due settimane su una nuova galleria di scavo. Continuavano a dare la colpa all'acciaio. "Lotto difettoso", diceva il capoturno. Ma il rapporto metallurgico era a posto: profondità di tempra corretta, buona transizione bainitica, nessuna inclusione. L'acciaio non era il problema.
Il problema era l'attrezzatura.
Gli adattatori del gambo si trovano nel punto di massima concentrazione di forze su qualsiasi trivella da roccia. Il pistone martella un'estremità. La coppia di rotazione torce la parte centrale. La batteria di perforazione tira dall'altro lato. Quando tutto è allineato e regolato correttamente, un buon gambo resiste per centinaia di ore. Quando qualcosa non va, si spezza, di solito alla base della filettatura, e la rottura è rapida.
Ecco i cinque problemi che si verificano sul sito di perforazione e che causano la rottura dell'adattatore del gambo, e cosa controllare esattamente prima di ordinarne uno nuovo.
1. Bulloni di montaggio allentati: l'oscillazione che si accumula
Ogni impatto del pistone trasmette vibrazioni all'intero corpo del trapano. Col tempo, i bulloni che fissano il trapano alla piastra di montaggio della trave di alimentazione si allentano. Non in modo drammatico, probabilmente non ve ne accorgerete durante un'ispezione superficiale. Ma anche un solo millimetro di gioco nel punto di fissaggio si traduce in un movimento laterale del gambo.
Quando il corpo della punta inizia a oscillare sotto carico, il gambo non si carica più direttamente sulla colonna di perforazione. Ogni colpo ha una componente radiale. Le radici della filettatura non sopportano i carichi radiali. Sono progettate per l'impatto assiale, non per la flessione. La durata a fatica si riduce rapidamente.
La soluzione è semplice ma noiosa: controllare periodicamente la coppia di serraggio dei bulloni di fissaggio. La maggior parte dei produttori raccomanda di farlo ogni 40 ore di utilizzo. Nessuno lo fa e i perni continuano a rompersi.
2. Boccola di guida usurata: lo spazio che cresce
La boccola di guida del gambo ha lo scopo di mantenere l'estremità anteriore del gambo centrata e stabile. Quando è nuova, il gioco tra il diametro interno della boccola e il diametro esterno del gambo è ridotto, solitamente di pochi centesimi di millimetro. Questo è sufficiente a consentire la rotazione e il movimento assiale senza che il gambo oscilli.
Con l'usura della boccola, il gioco aumenta. Una volta superato il limite di tolleranza, l'estremità anteriore del gambo inizia a orbitare all'interno della boccola anziché ruotare in modo pulito sul proprio asse. Ogni ciclo di orbita esercita una sollecitazione di flessione sulla base della filettatura. Con 50 impatti al secondo, si verificano 50 cicli di flessione al secondo.
La regola generale del settore è di sostituire la boccola di guida ogni 800 ore di impatto. Su una piattaforma di perforazione che opera su due turni al giorno, ciò corrisponde a circa due mesi. La maggior parte dei cantieri allunga questo intervallo a quattro o cinque mesi. A pagarne il prezzo sono i gambi.
3. Lubrificazione insufficiente - Morte per surriscaldamento
La lubrificazione a nebbia d'aria e olio svolge due funzioni: raffredda il gambo e crea una pellicola tra il gambo e tutte le superfici con cui entra in contatto, ovvero la superficie di battuta del pistone, la boccola e il mandrino rotante.
Quando la lubrificazione scende al di sotto delle specifiche, il gambo si surriscalda. L'acciaio caldo perde durezza. Un gambo che dovrebbe avere una durezza superficiale di 58-60 HRC può scendere al di sotto dei 50 HRC alla temperatura di esercizio se non c'è un film d'olio che disperda il calore. L'acciaio più morbido si usura più velocemente e si affatica prima. La radice della filettatura, già di per sé un concentratore di stress, diventa un punto di rottura ancora più rapidamente.
Controlla il sistema di lubrificazione prima di ogni turno. Verifica che si formi una pellicola d'olio uniforme sul gambo dopo i primi colpi. Se la pellicola non è presente, non iniziare a forare.
4. Pressioni non corrispondenti: il problema del fuoco a salve
Questo è controintuitivo se non l'avete mai visto.
Quando la pressione di avanzamento è troppo bassa rispetto alla pressione d'impatto, il corpo della punta di perforazione si allontana dalla superficie di scavo invece di trasmettere il colpo alla roccia. Il pistone colpisce il gambo, ma quest'ultimo non viene premuto saldamente contro il fondo del foro. L'energia che dovrebbe essere impiegata per frantumare la roccia viene invece utilizzata per far vibrare il gambo come una campana.
Si tratta di una perforazione a salve, ed è brutale per i gambi delle punte. Il pistone impatta sul gambo, il gambo accelera in avanti nel vuoto, poi scatta indietro. I carichi d'urto sono superiori a quelli della perforazione normale perché non c'è roccia ad assorbirli.
La soluzione: adattare la pressione di alimentazione alla durezza della roccia. La roccia più dura richiedemenopressione di alimentazione, non di più: dai alla punta il tempo di frantumare. La roccia più tenera necessitaDi piùLa pressione di avanzamento serve a mantenere la punta innestata. È l'opposto di ciò che suggerisce l'istinto di un operatore inesperto, e sbagliare in questo senso distrugge i gambi più velocemente di quasi qualsiasi altra cosa.
5. Disallineamento della trave di alimentazione: il carico radiale che non si vede
Se la punta del trapano non è montata perpendicolarmente sulla trave di alimentazione, ovvero se l'asse del gambo non passa perpendicolarmente attraverso i centratori anteriore e intermedio, il gambo è sottoposto a un carico radiale costante fin dall'inizio della perforazione.
Immaginate una barra dritta forzata in un foro leggermente fuori asse. Ad ogni ciclo di rotazione, il gambo si flette. Ad ogni impatto, la sezione flessa subisce un picco di sollecitazione di flessione. Le radici della filettatura non si limitano a affaticarsi, ma si affaticano con un amplificatore di flessione.
Il controllo dell'allineamento fa parte dell'ispezione dei bulloni ogni 40 ore. Usate una riga o i fori del centraggio come riferimento. Se non è allineato, correggetelo prima del turno successivo. Un attacco disallineato rovinerà i gambi più velocemente di quanto non farebbe un acciaio di scarsa qualità.
Il vero schema
Ecco cosa ho imparato osservando i cedimenti dei gambi in molte operazioni: quando un gambo si rompe alla base della filettatura in meno di 100 ore di impatto, il problema non è quasi mai di natura metallurgica. È dovuto a uno di questi cinque fattori. Di solito più di uno, perché si sommano. Una boccola usurata, una lubrificazione insufficiente e un montaggio leggermente allentato sono la causa di un gambo che non resiste nemmeno una settimana.
Il coltello è il messaggero. Non sparargli. Sistema l'attrezzatura.
