Matkap Çubuğu Uç Kısmından Kırılıyor mu? Neredeyse Her Arızanın İki Sebebi Var

Matkap dizisini çekip, matkap ucunun dişli kısmının tamamen kırıldığını görmek ayrı bir hayal kırıklığı yaratır; aşınmamış, yavaş yavaş bozulmamış, sadece kırılmış. Kırık yüzeyi yeni. Kırık noktasının üzerindeki çubuk gövdesi sağlam görünüyor. Ve ilk düşünceniz her zaman aynı: kusurlu çelik.

Neredeyse hiçbir zaman kusurlu çelikten kaynaklanmaz. Neredeyse her durumda, çubuk zemin değiştiği ve operatör buna ayak uydurmadığı için veya çukur koşullar için çok derinleştiği ve kimse planı değiştirmediği için kırılır. İşte bu dişli bağlantı arızalandığında aslında neler oluyor ve bir sonraki vardiyanızda bunun olmasını nasıl önleyebilirsiniz.

Ani Kırılma: Yer Oltanıza Tuzak Kurduğunda

En endişe verici matkap ucu arızası, hiçbir uyarı vermeden gerçekleşen arızadır. Matkap sorunsuz çalışıyor, delme işlemi istikrarlı ve sonra - çat! Matkap ucu, uçtaki dişli kısmından kırılır ve uç, içinde bir parça dişliyle birlikte deliğin dibinde kalır.

Bu durum neredeyse yalnızca karışık veya tahmin edilemeyen zeminlerde meydana gelir. Düzgün kayaçtan geçen bir sondaj çubuğu, sürekli ve tahmin edilebilir bir yüklemeye maruz kalır. Darbe enerjisi, çubuk boyunca, matkap ucuna ve kayaya tutarlı bir şekilde yayılır. Matkap ucunun ucundaki dişler, tasarım yüklerini, döngüden döngüye, tasarlandıkları yorulma sınırları içinde taşırlar.

Sonra uç farklı bir şeye çarpar. Yumuşak kumtaşının içinde sert bir kuvarsit tabakası. Ucun aniden hiçbir dirençle karşılaşmadığı ve ardından uzak duvara çarptığı bir boşluk. Ucun bir kenara takıldığı ve dönüşün anlık olarak durduğu kırık bir bölge. O anda, dişli bağlantıdaki yük, kararlı durum değerinin çok ötesine fırlar. Dişler -ki zaten diş kökündeki geometrik gerilme yoğunlaşması nedeniyle herhangi bir çubukta en yüksek gerilme noktasıdır- malzemenin nihai çekme dayanımını aşabilecek bir yüke maruz kalır.

Eğer operatör bu sırada yüksek darbe gücü ve hızlı besleme kullanıyorsa – ki bu, zemin o ana kadar yumuşak ve elverişli olmuş olsaydı tam olarak yapacağınız şeydir – çubukta hiçbir tolerans payı kalmaz. Sivri uç çarpar, diş kökündeki gerilim çeliğin dayanabileceğinden fazla olur ve çubuk kırılır. Yavaş yavaş değil. Yüzlerce döngüden sonra değil. Tek bir darbeyle.

Çözüm, daha güçlü çubuklar değil, durumsal farkındalıktır. Değişkenlik gösterdiğini bildiğiniz bir zeminde sondaj yaparken – ve çoğu madencilik ve inşaat sondajında ​​bunu her zaman bilirsiniz veya bilmelisiniz – matkabı dinlemeniz gerekir. Darbe sesi perde değiştirdiğinde, dönme torku aniden dalgalandığında, görünürde hiçbir sebep olmadan penetrasyon hızı düştüğünde, bunlar zeminin değiştiğini size söylüyor. Çubuk dayanamayacağı bir darbe almadan önce darbe gücünü azaltın ve ilerleme hızını yavaşlatın. Birkaç saniyelik penetrasyon hızı kaybedersiniz. Ama deliği tamamlayan bir çubuk kazanırsınız.

Yavaş Ölüm: İlk Başta İyi Gibi Görünen, Ama Aslında İyi Olmayan Yorgunluk

Diğer yaygın arıza türü ise belirgin bir tetikleyici olay olmadığı için teşhis edilmesi daha zordur. Çubuk bir gün aniden kırılır ve kırılma yüzeyine baktığınızda, bir kısmı koyu ve oksitlenmiş (eski çatlak), bir kısmı ise parlak ve yeni (nihai kırılma) olur. Bu iki tonlu kırılma yüzeyi, yorulmanın ayırt edici özelliğidir.

Sondaj çubuklarında yorulma kaynaklı arızalar, çubuğun dayanıklılık sınırını aşan koşullar altında, döngüden döngüye çalıştırılması ve biriken mikro hasarın kritik bir noktaya ulaşması sonucu meydana gelir. Bunun en yaygın nedeni, zemin koşullarına göre çok derin açılan bir deliktir.

İşte zincirleme reaksiyon: Delik derinliği arttıkça, talaş tahliyesi daha az verimli hale gelir. Sondaj çubuğu ile kuyu duvarı arasındaki halka şeklindeki boşluk uzar, yıkama havası veya su mesafeye bağlı olarak hızını kaybeder ve daha ağır talaşlar dışarı akmak yerine çökelmeye başlar. Sondaj çubuğu artık normal sondaj yüküne ek olarak, sıkışmış talaşların direncine karşı da dönmek zorundadır. Bu ekstra dönme direnci homojen değildir - talaşlar birikip temizlendikçe, birikip temizlendikçe dalgalanır - ve sondaj çubuğu, tasarlandığı darbeli yükün üzerine döngüsel burulma yüküne de maruz kalır.

Aynı zamanda, engebeli arazideki derin çukurların duvarları nadiren tamamen düzdür. Çubuk dönerken hafifçe esner ve bu esneme her dönüşe eğilme gerilimi uygular. Eğilme, burulma ve darbe birleşimi, yorulma açısından üçlü bir tehdit oluşturur.

Matkap ucunun ucundaki dişli bağlantı en büyük darbeyi alır. Diş kökü – zaten dişleri çubuk gövdesinden doğal olarak daha zayıf kılan geometrik gerilim yoğunlaştırıcıdır – her döngüde yorulma hasarı biriktirir. Kökte mikro bir çatlak oluşur. Sonraki birkaç yüz metrelik delme işlemi boyunca, bu çatlak mikron mikron büyür, ta ki kalan kesit yükü taşıyamaz hale gelene ve çubuk kırılana kadar.

Operatör, görünüşte sağlam olan bir çubuğun aniden kırıldığını görüyor. Aslında olan şey, son elli delik boyunca büyüyen ve dışarıdan görünmeyen bir yorulma çatlağının kritik boyuta ulaşmasıydı.

Yorgunluk Sizi Ele Geçirmeden Önce Nasıl Önleyebilirsiniz?

Yüzey altındaki yorgunluk çatlaklarını manyetik parçacık testi veya ultrasonik test gibi özel incelemeler olmadan göremezsiniz, ancak bunlara neden olan koşulları yönetebilirsiniz.

Öncelikle: delik derinliğinizi kontrol edin. Kırık, çatlak veya yüksek derecede aşındırıcı zeminde, daha iyi kesme temizliğine sahip daha sığ bir delik, yetersiz yıkamaya sahip daha derin bir deliğe göre sondaj çubuğuna daha az yorulma yükü bindirir. Eğer kuyu ağzındaki yıkama geri dönüşü yavaşlıyorsa veya kirli akıyorsa, delik size koşullar için çok derine indiğini söylüyor demektir. Sondaj çubuğu bedelini ödemeden önce durun.

İkinci olarak: çubuk her telden çıkarıldığında dişleri kontrol edin. Üç şeye bakmalısınız: aşınma (yan yüzeylerde yırtılmış, pürüzlü metal), deformasyon (dişlerin tepe noktasında artık keskin ve temiz olmaması) ve çukurlaşma (korozyon veya kavitasyondan kaynaklanan küçük boşluklar). Bunların herhangi biri, yorulmayı hızlandıran gerilim yoğunlaştırıcılarıdır. Görünür diş hasarı olan bir çubuk hizmetten çıkarılmalıdır - "bir delik daha" veya "gözlem altında tutacağız" gibi bahanelerle değil.

Üçüncüsü: çubuğu zemine uygun hale getirin. Orta sertlikte homojen kaya için tasarlanmış bir çubuk, yükün tahmin edilemez olduğu kırıklı, değişken zeminlerde yorulma payına sahip olmayacaktır. Zorlu koşullarda, uç bağlantı noktasında daha büyük bir kesite, daha geniş bir diş kökü yarıçapına ve ham çekme dayanımından ziyade yorulma direncini önceliklendiren bir malzeme özelliğine sahip bir çubuğa ihtiyacınız vardır. Kötü zeminde %20 daha pahalı olan ve üç kat daha uzun süre dayanan çubuk pahalı değildir; delik ortasında kırılan çubuk pahalıdır.