Madencilik Sondaj Çubuklarında Arızalar: Sondaj Dizinizin Sağlamlığı En Zayıf Noktası Kadardır

Avustralya'da bir arkadaşım alt seviye madenciliği yapıyor. Geçen yıl bana altı ayda 320 çubuk kullandığını, bu sayının yan komşudaki madenin kullandığının yaklaşık iki katı olduğunu gösteren çubuk tüketim kaydını gösterdi. Aynı kayaç, aynı sondaj makineleri. Aradaki fark tek bir şeye dayanıyordu: Ekibindeki hiç kimseye arıza modellerini okumayı öğretmemişlerdi.

"İşleri bıraktığında çöpe atarsın," dedi.

İşte sorun da bu. Maden sondajında ​​kullanılan, on, on beş, bazen yirmi adetlik sıralar halinde kullanılan sondaj çubukları genellikle uyarı vermeden arıza yapmazlar. Sorunu önceden haber verirler. Sadece neye baktığınızı bilmeniz gerekir.

Tünel kazıcılarında kullanılan dev çubukların aksine, madencilik kulelerinde çubuklar yükü uzun bir tel dizisi boyunca paylaşır. Bu da arıza profilini değiştirir. Dev çubuklarda görülen bazı arıza türleri madencilikte neredeyse hiç fark edilmez. Diğerleri, örneğin iç diş aşınması ve bükülme, tel dizisi her bir bağlantı noktasındaki küçük kusurları büyüttüğü için baskın hale gelir.

İşte maden arama kulelerinde görülen beş arıza türü, yer altında meydana gelme sıklıklarına göre sıralanmış hali.

1. Diş Aşınması — İç Dişler Önce Aşınır

Bu, en büyük ölüm nedeni ve insanları şaşırtan detay şu: madencilik çubuklarında,dahiliİç dişli (kutu ucu) genellikle dış dişliden (pim ucu) önce aşınır.

İpliklerinizin ne kadar hızlı aşındığını dört şey belirler:

Isıl işlem kalitesi.İşte en önemli nokta. Kaplama derinliği, yüzey sertliği ve sert kaplama ile daha sert çekirdek arasındaki gradyan, dişlerin profillerini ne kadar süreyle koruyacaklarını belirler. İdeal mikro yapı – yüzeyde yüksek karbonlu martensit, çekirdekte daha düşük bainit ve aralarında geniş, kademeli bir geçiş bölgesi – elde edilmesi kolay değildir. Ucuz çubuklar bu incelikleri göz ardı eder.

Diş bitirme ve uyum.Diş kenarlarındaki yüzey pürüzlülüğü, yük altında zımpara kağıdı gibi davranır. Diş geometrisinde sıkı tolerans kontrolü, yükün iki veya üç diş yüzeyinde yoğunlaşması yerine daha fazla diş yüzeyine dağılmasını sağlar.

Zemin koşulları.Kırık kayalar çubukları sıkıştırır. Delik sapması, bağlantı elemanlarına eğilme yükleri uygular. Her çubuk sıkıştığında, en yakın bağlantı elemanındaki dişler darbe alır.

Bakım alışkanlıkları.Bu tamamen operatör kaynaklı ve düzeltilebilir bir sorun: körelmiş uçlar kullanmak delik sapmasını artırır ve bu da diş aşınmasını hızlandırır. Aynı hatta eski çubukları yenileriyle karıştırmak (aşınmış dişlerin yeni dişlerin yanında olması), yükü en sıkı bağlantıya yoğunlaştırır. Ayrıca, diş toleransları uyuşmayabilecek farklı tedarikçilerden çubuk kullanmak, temelde hızlandırılmış aşınmanın bedelini ödemek anlamına gelir.

Madencilik hatlarında iç diş aşınması daha büyük önem taşır çünkü her çubuk-çubuk bağlantısının kutu şeklinde bir ucu vardır. Yirmi çubuk, yük yolunda on dokuz iç diş anlamına gelir. Sadece bir tanesi gevşerse, tüm hat kendi kendini aşındırmaya başlar.

2. Dış Dişli Kök Kırılması — Yorulma Sınırı

Çoğu piston kolu, dişlerinin yorulma sınırına ulaşmadan önce aşınma nedeniyle kullanım ömrünü tamamlar. Ancak bir piston kolu, görünür bir aşınma olmaksızın kullanım ömrünü aşmaya devam ediyorsa, genellikle bir sonraki arıza dış diş kökünde meydana gelir.

İp kökü doğal bir gerilim yoğunlaştırıcıdır. Çekiçten gelen her darbe, tel boyunca bir gerilim dalgası gönderir ve her bağlantı noktasında dalga yansır ve üst üste biner. Pim ucundaki ip kökü, her darbeyle birlikte en yüksek çekme gerilimi döngüsüne maruz kalır.

Isıl işlem, yorulma eşiğini belirler. Doğru bainit/martensit geçişine sahip bir çubuk milyonlarca çevrime dayanabilir. Keskin bir sertlik gradyanına veya yüzey dekarbürizasyonuna sahip olan bir çubuk ise erken çatlayacaktır.

Operasyonel faktörler durumu daha da kötüleştiriyor: Sık sık yaşanan çubuk sıkışması, delik sapması ve körelmiş uçlar, eksenel darbenin üzerine ek olarak eğilme gerilimi de oluşturuyor. Saf bir yorulma çatlağı olabilecek durum, birleşik gerilme kaynaklı bir arızaya dönüşüyor ve çubuk, metre uzunluğunun tahmin ettiğinden daha erken kırılıyor.

3. İç Diş Altı Kırılması

Her iç dişlide bir oyuk bulunur; bu oluk, dişli bölümün tabanındaki girintidir. Tasarım gereği oradadır, ancak aynı zamanda bağlantı elemanındaki en ince kesittir.

İki şey, alt kesimin başarısız olmasına neden olur. Birincisi: eşleşen çubuğun dış dişi, her darbede o bölgeye yük bindirir ve ince olduğu için daha yüksek gerilime maruz kalır. İkincisi: kutu ucunun dış yüzeyi dış aşınmadan dolayı incelirse, alt kesim daha da zayıflar.

Pratik çözüm, daha uzun iç dişli tasarıma sahip kamışlar aramaktır. Daha uzun dişli bölüm, yükü daha geniş bir dişli alanına yayarak, alt kesimdeki tepe gerilimini azaltır. Bu, yay ömründe ölçülebilir bir fark yaratan basit bir geometri değişikliğidir.

4. Çubuk Gövdesi Kırılması — Kalite Kontrolünde Uyarı İşareti

Madencilik çubuklarında gövde kırıkları nadirdir. Tek başına meydana geldiğinde, genellikle malzeme kusurundan kaynaklanır; çelikteki bir yabancı madde, haddeleme hatası veya taşıma sırasında oluşan ve çatlak başlatıcısı haline gelen bir oyuk gibi.

Ama eğer birgrupGövde kırıkları ise farklı bir durum. Bu bir ısıl işlem problemi. Ya su verme işlemi düzensizdi, ya temperleme hatalıydı ya da çelik kalitesinde sistematik bir sorun var. Sadece kırık çubukları değiştirmeyin; partiden örnekler alın ve metalografi için gönderin. Bir parti gövde kırığı, size işletmeniz hakkında değil, tedarikçiniz hakkında bir şeyler söylüyor.

5. Çubuk Bükme — Tel Amplifikatörü

Bir tünel kazıcı makinesinde hafifçe bükülmüş bir çubuk can sıkıcıdır. 15 çubuklu diziler çalıştıran bir maden sondaj makinesinde ise felakettir.

Tek bir çubukta neredeyse fark edilmeyecek bir bükülme, her bağlantı noktasında katlanarak artar. On çubuk derinliğe ulaştığınızda, ip deliğin içinde savrulur, her diş yüzeyini aşındırır, her bağlantı noktasını dengesiz bir şekilde yükler ve düz olmayan bir delik açar. Bu eğri delik daha sonra bir sonraki ipi daha da kötü bir şekilde büker.

Bu nedenle, madencilik çubukları için düzlük ve eş merkezlilik, pazarlık konusu olmayan kalite ölçütleridir. İyi bir üretici, işleme öncesinde ham çubuk malzemesini düzeltir, ısıl işlemden sonra (ki bu her zaman bir miktar deformasyona neden olur) tekrar düzeltir ve sevkiyat öncesinde her çubuğu kontrol eder. Depolama ve taşıma da önemlidir; düzensiz raflarda depolanan veya uygun destek olmadan sevk edilen çubuklar, daha deliğe girmeden kalıcı bir deformasyonla gelebilir.

Para Tasarrufu Sağlayan Desen

Madencilik işletmelerinde, sondaj çubuklarının arızalarını takip edenlerin gözlemlediğim bir şey var: metre başına en düşük maliyeti olanlar, en pahalı çubukları satın alanlar değil. Onlar, her arızalı çubuğa bakıp, "Bu bana ne anlatmaya çalışıyordu?" diye soruyorlar.

Bazen cevap daha iyi çubuklar satın almaktır. Daha sıklıkla ise uçlarınızı daha sık bilemek, aynı seride farklı tedarikçilerden ürün almayı bırakmak veya ısıl işlem uygulayan firmanın parti tutarlılığında sorun yaşaması gibi cevaplar verilir.

Çubuk kırılır. Çubuk yalan söylemez.