Guasti alle aste di perforazione: cause comuni e soluzioni che devi conoscere
Nelle operazioni minerarie, le aste di perforazione sono attrezzature essenziali, le cui prestazioni influenzano direttamente sia l'efficienza che la sicurezza. Sebbene i guasti alle aste minerarie siano meno comuni rispetto a quelli alle aste per lo scavo di gallerie, quando si verificano, possono causare interruzioni significative della produzione. Oggi approfondiremo le modalità di guasto più comuni delle aste di perforazione minerarie, le cause che le determinano e le soluzioni per evitare queste insidie operative.
1. Usura delle filettature interne ed esterne: il più comune "Annoyanced"
Tra i vari tipi di guasti delle aste minerarie, l'usura delle filettature interne ed esterne è la più frequente, con l'usura delle filettature interne che rappresenta il problema dominante. Questo fenomeno è simile a quello che si verifica con le viti di uso quotidiano, che si usurano nel tempo e si allentano, rendendole difficili da serrare. Le filettature delle aste di perforazione subiscono lo stesso fenomeno.
Quali sono quindi i fattori che determinano la resistenza all'usura delle filettature di una barra?
Processo di produzione: La durezza della barra di perforazione, la profondità dello strato temprato, la finitura superficiale delle filettature e la precisione di accoppiamento sono tutti fattori cruciali. Proprio come nella realizzazione di uno strumento durevole, la qualità del materiale e la precisione della lavorazione influiscono direttamente sulla sua durata.
Condizioni operative: La durezza degli strati rocciosi e la complessità geologica giocano un ruolo significativo. In condizioni di lavoro complesse, possono verificarsi problemi come l'inceppamento delle aste o la deviazione della direzione di perforazione, accelerando l'usura delle filettature, proprio come accade con la carta vetrata.
Fattori operativi: Anche il livello di competenza degli operatori, così come i parametri di perforazione come la pressione di spinta e la pressione dell'acqua di lavaggio, possono influenzare la velocità di usura delle filettature. Un utilizzo improprio equivale a sottoporre l'asta di perforazione a condizioni estreme, causandone un'usura anomala.
Pratiche di manutenzione: La mancata affilatura tempestiva della punta può causare una foratura inefficiente e deviazioni. Inoltre, l'utilizzo di barre nuove e usurate o di barre di produttori diversi con tolleranze di filettatura variabili può accelerare ulteriormente l'usura della filettatura.
2. Frattura alla radice dei fili esterni: le conseguenze dell'uso eccessivo
La frattura alla radice delle filettature esterne è un altro tipo di guasto comune, che si verifica spesso quando l'asta di perforazione ha superato la sua tipica vita utile ed è ancora in uso. Di solito, le filettature interne ed esterne della maggior parte delle aste minerarie si usurano prima della frattura alla radice. Tuttavia, se le filettature non si sono usurate fino alla rottura, l'uso continuato può portare a tali fratture.
I fattori chiave che contribuiscono a questo fallimento sono:
Processo di produzione: Il trattamento termico è fondamentale per determinare la resistenza a fatica della barra. La struttura trattata termicamente deve possedere elevata tenacità e resistenza a fatica, con una struttura ideale caratterizzata da martensite ad alto tenore di carbonio in superficie e bainite nel nucleo, con una transizione ampia e uniforme tra i due. Anche la finitura superficiale delle filettature influisce sulla loro durabilità.
Condizioni operative: Le barre bloccate frequentemente e le deviazioni di perforazione in condizioni complesse possono causare fratture da fatica anomale alla radice delle filettature esterne.
Pratiche di manutenzione: Se la punta del trapano non viene riaffilata in tempo, si possono verificare deviazioni nella foratura, che possono successivamente causare fratture da fatica alla radice della filettatura.
3. Frattura della filettatura interna "Void": la debolezza strutturale
La frattura della filettatura interna è un'altra modalità di guasto, tipicamente causata da due fattori. In primo luogo, durante il processo di foratura, le filettature esterne esercitano una forza sulle filettature interne, un punto debole della struttura che può facilmente fratturarsi. In secondo luogo, se le filettature esterne dell'asta subiscono un'usura significativa, la filettatura interna si indebolisce ulteriormente e aumenta il rischio di frattura.
La soluzione? Optare per aste di perforazione con filettatura interna estesa può aumentarne significativamente la durata. Questa progettazione aiuta a distribuire la forza in modo più uniforme, riducendo la concentrazione delle sollecitazioni nei punti deboli, un po' come aggiungere uno strato di protezione a un'area vulnerabile.
4. Frattura del corpo dell'asta: la "svista" nel controllo di qualità
Le fratture del corpo della barra sono relativamente rare, ma possono verificarsi a causa di problemi di qualità dell'acciaio stesso o di processi di laminazione impropri. Di solito, tali fratture sono incidenti isolati. Tuttavia, se le fratture del corpo della barra si verificano in massa, ciò può indicare problemi significativi nel processo di trattamento termico. In questi casi, è essenziale ispezionare attentamente il processo di trattamento termico per identificare difetti nel controllo qualità e prevenire ulteriori problemi.
5. Piegatura del corpo dell'asta: il killer invisibile nelle operazioni seriali
Le aste di perforazione mineraria vengono spesso utilizzate in serie, in genere da 10 a 20 alla volta. Quando una barra si piega, non solo diventa inutilizzabile, ma può anche causare la rottura prematura delle altre. Pertanto, mantenere rettilineità e coassialità è uno standard qualitativo fondamentale per le aste di perforazione mineraria. Garantire queste proprietà geometriche può migliorare significativamente l'affidabilità e la durata delle aste durante le operazioni continue.
Per evitare la flessione del corpo della barra, le materie prime e le barre finite devono essere sottoposte a molteplici processi di raddrizzatura durante la produzione. Le materie prime che possono presentare curve intrinseche devono essere raddrizzate prima di ulteriori lavorazioni. Dopo il trattamento termico, le barre possono anche deformarsi e richiedere una raddrizzatura precisa per soddisfare rigorosi standard di rettilineità. Inoltre, durante il trasporto e lo stoccaggio, è necessario adottare misure per garantire che le barre rimangano dritte e non si pieghino.
Comprendendo le cause più comuni dei guasti e implementando le misure corrette, è possibile migliorare significativamente l'affidabilità e la longevità delle aste di perforazione mineraria, garantendo operazioni fluide ed efficienti.
