Darbeli matkap çubuğu tanıtımı

Darbeli kaya delici için sondaj çubuğu seçerken maden mühendisleri, çubuğun çapı, kesit şekli, delici çeliğin türü ve ısıl işlem süreci de dahil olmak üzere dikkate alınması gereken birçok faktörle karşı karşıyadır. Seçim sadece teknik koşullardan değil, aynı zamanda bölgesel tercihlerden ve pazarın müsaitliğinden de etkilenir.

Şu anda üretilen iki temel tip sondaj çubuğu bulunmaktadır: birincisi dövme matkap ucuna sahiptir ve ikincisi ise her iki ucunda dişlidir. Birincisi entegre, konik veya dişli matkap kafaları için uygundur. İkincisi, ray tipi bir kaya matkabı için tek bir sondaj çubuğu veya dişli bir çubuk manşonuna bağlanan bir çubuk tertibatı sondaj çubuğu gibi bir matkap kuyruğu durumunda kullanılır.

Matkap Çelik Çeşitleri

İçi boş matkap çeliği, yuvarlak merkezli tam metal çekirdekli bir çelik kütükten yuvarlak veya altıgen bir kesite ve farklı uzunluklara sıcak haddelenir. Çeliğin kimyasal bileşiminin, gerekli sondaj çubuğu tipine ve kullanılan ısıl işlem yöntemine uygun hale getirilmesi için iyi seçilmesi ve doğru bir şekilde kontrol edilmesi gerekir. Gerekli boyuta yuvarlandıktan sonra çapı küçültmek için gerilir ve ardından metal çekirdek çıkarılır.

%1 karbon ve %1 krom ile az miktarda manganez ve molibden içeren yüksek karbonlu çelik, güçlü yorulma direncine sahiptir ve yerel olarak ısıl işleme tabi tutulabilir ve kaynak yapılabilir. Entegre sondaj çubukları da dahil olmak üzere, matkap kuyruklu sondaj çubukları yapmak için kullanılırlar.

Yüksek frekanslı söndürme işlemi, iş parçasının hızlı bir şekilde 900°C'ye ısıtılmasını ve ardından hızlı bir şekilde su içinde soğutulmasını içerir. Bu, metalin yapısını değiştirir ve aynı zamanda yüzeyde basınç gerilimine neden olur. Yüksek frekans yöntemi, koniyi, matkap ucunu ve vida dişini lokal olarak ısıl işleme tabi tutmak için kullanılabilir, böylece sondaj çubuğunu esnek hale getirir ve büyük bükme ve kaba işlemlere dayanabilir hale getirir. Kumlama, yüzey kusurlarını ortadan kaldıran ve ömrünü uzatan bir soğuk iş sertleştirme işlemidir.

Uzatma çubukları, uzatma çubuğu kuyrukları, uzatma çubuğu manşonları ve matkap ucu gövdelerinin yapımında %0,2~0,27 karbon, %2~3 krom veya nikel ve manganez veya molibden içeren düşük ve orta karbonlu çelik kullanılır. Genellikle tamamen karbürlenirler. Karbürizasyon sırasında, 200~300 sondaj çubuğu demetinden oluşan bir demet bir kafes içinde asılı bırakılır ve yaklaşık 6 saat boyunca bir ocak fırınında 925°C'de karbon bakımından zengin bir atmosferde işlenir. Karbürizasyon nedeniyle dış katmanın temel kimyasal bileşimi ve özellikleri değişerek hacim artışına ve basınç stresine neden olur. Bu işlem, dahili yıkama delikleri de dahil olmak üzere tüm yüzeyde meydana gelir ve sondaj çubuğunun dayanıklılığını, yorulma mukavemetini, sertliğini ve sertliğinin yanı sıra aşınma ve korozyon direncini de artırır. Sulu delme sırasında yıkama deliklerini korumak için aşınma ve korozyon direncini artırmak doğal olarak önemlidir. Yeraltı kuyularında ıslak sondaj için kullanılan biyel kolu parçalarının, biyel manşonu ve matkap ucu dişi de dahil olmak üzere yaklaşık %95'inin bir bütün olarak karbürlendiği bildiriliyor. Bu tür çelikler kısmen karbürlendiğinde yerel tavlamanın yapılması zordur çünkü"tavlama"bölgeler oluşturulacak.

Karbürlenmiş çelikteki karbür levhaları entegre matkaplar yapmak için kaynaklamak teknik açıdan zor bir işlemdir, ancak bazı üreticiler başarıya ulaşmıştır. Ürettikleri ağır hizmet entegre sondaj çubukları, mekanize kaya delme amaçlı yüksek güçlü kaya delicilerinde kullanılıyor. Hizmet ömürlerinin yüksek karbonlu çeliğe göre üç kat daha uzun olduğu (900 metreye karşı 300 metre) bildiriliyor.

Başka bir düşük karbonlu alaşımlı çelik özellikle iyi işlenebilirliğe sahiptir. Nikel ve krom içerir. Genellikle bu çelik aynı zamanda bir bütün olarak karbürlenir. Orta karbonlu (%0,42) karbonlu krom-nikel çeliği, bazı fabrikalar tarafından uzun, ağır hizmet tipi entegre sondaj çubuklarının yapımında kullanılır.

Paslanmayı önlemek için dış yüzey ve yıkama delikleri fosfatlanabilir. Depolama sırasında koruyucu bir balmumu kaplama da uygulanabilir. Korozyon ve pas, erken yorulma çatlaklarına neden olabilir.

Aşındırıcı sert kayaları ıslak kaya matkabıyla delerken genellikle tamamen karbürlenmiş sondaj çubukları tercih edilir. Ancak açık ocak basamaklarında eklem yerleri veya kırık kaya oluşumları olan kayaları delerken, sondaj çubuğu ciddi bükülme tehlikesiyle karşı karşıyadır ve karbürlenmiş sondaj çubuğu kırılabilir. Yüksek frekanslı su verme sondaj çubukları bu duruma daha iyi uyum sağlayabilir. Yüksek frekanslı söndürme sondaj çubukları daha fazla tokluğa sahip olduğundan, kazara veya kasıtlı darbelerden kaynaklanan darbelerden kolayca zarar görmezler ve ayrıca yerel ısınmaya ve hasara neden olan yetersiz itme kuvvetinin neden olduğu gevşek dişlerden de kolayca zarar görmezler. Basınçlı hava temizleme aynı zamanda yerel ısınmaya ve yüzey erozyonuna da neden olabilir. Yüksek frekanslı söndürmeli matkap çubukları bu olaya eğilimli değildir ancak diş aşınmasına eğilimlidirler.

Sondaj deliği sığ olduğunda, örneğin 6 metrenin altında olduğunda veya sondaj deliği derinleştikçe, farklı uzunluklarda bir dizi sondaj çubuğu kullanılır veya günümüzde yaygın olarak kullanılan, sondaj deliğinin derinliğine eşit tek bir matkap kullanılır. Bu tip sondaj çubuğu bir matkap kuyruğu ile dövülmüştür. Matkap kafası ya matkap çubuğuyla bütünleşiktir ya da bir koni ya da dişle bağlanan hareketli bir matkap kafasıdır. Delici kuyruklu sondaj çubukları, karşılıklı yan boyutları 19 mm, 22 mm veya 25 mm olan altıgen matkap çeliğinden yapılmıştır ve elle tutulan kaya delicileri, havalı bacaklı kaya delicileri ve çalışma yüzeylerinde veya kayada delik açmak için mekanize delme araçlarında kullanılır. cıvatalar. Yukarıda bahsedildiği gibi bu tip sondaj tijleri genel olarak yüksek karbonlu krom içeren alaşımlı çelikten yapılır. Bu alaşımlı çelik, kırılmadan veya kalıcı deformasyona uğramadan bükülmeye dayanabilir.

Matkap kuyruğunun ucu (sondaj çubuğu tamamen karbürlenmemişse), piston ve dönme torkunun neden olduğu darbe gerilimlerine dayanacak şekilde ayrı olarak söndürülür. Matkap kafası bir koni ile bağlıysa ayrı olarak ısıl işleme de tabi tutulabilir. Genel sondaj çubuğu yapısı, tungsten karbürün toplam aşınma ömrünü sondaj çubuğunun yorulma ömrüne eşit hale getirmelidir. Ancak bu yaklaşım oldukça aşındırıcı kayalarda gerçekçi değildir ve canlı bir matkap başlığı kullanmak daha iyidir.

Kaya kesimlerini temizlemek için yüksek basınçlı su kullanan mekanize kaya sondajı için, sondaj çubuğunun, yıkama suyunun kaya delicisine girmesini önlemek için bir matkap kuyruk contası ile donatılması gerekir, çünkü pnömatik kaya delicilerde bu durum yağlamayı etkileyebilir ve arızaya neden olabilir. buz.

En az bir imalatçı, oluklu matkap kafası yerine bilye dişli matkap kafasına sahip genel bir matkap çubuğu sağlar. Çapraz matkap başlığına sahip genel bir sondaj çubuğu, kırık veya çatlaklı kayalar için uygundur çünkü bu kayaları delerken matkap ucunun sıkışması riski vardır. Bununla birlikte, yarıklı matkap kafasının taşlanmasının kolay olması gibi olağanüstü bir avantajı vardır.

Konektör matkap kuyruğu

Derin delikler açmak için bir biyel kolu kullanıldığında, biyel kolu matkabının kuyruğu kaya matkabının delici kuyruk manşonuna yerleştirilir ve biyel kolu manşonu sondaj çubuğu grubundaki ilk matkap çubuğuna bağlanır. Kaya delici üreticisinin ürettiği kaya delicilerin çeşitli yapılarda delici manşonları olduğundan, biyel delici kuyruklarının birçok türü vardır. En basit olanı altıgen omuzlu şafttır, diğerlerinin karmaşıklığı, çıkıntılar veya kamalar ile farklılık gösterir.

Sap, darbe enerjisini, dönme torkunu ve itme kuvvetini sondaj çubuğuna aktarmalı ve arka yüzü, dişleri ve kamaları veya sapı yüksek aşınma direncine sahip olmalıdır. Pistonun ürettiği şok dalgası çelikte ses hızında (yaklaşık 5000 m/s) ve 60 kat/s frekansta yayılır. Dişli bağlantıda küçük yer değiştirmeler meydana gelir ve oluşan aşınmanın, kırılganlaşma özelliğine sahip ancak yorulma mukavemetini kaybetmeyen aşınmaya dayanıklı çelik ile en aza indirilmesi gerekir. En uygun çelik düşük karbonlu krom çeliği veya nikel-krom çeliğidir ve yaygın ısıl işlem tam karbürizasyondur.

Sığ delikler açarken, özellikle sert kayada büyük çaplı patlatma delikleri açarken ve saplı tek bir sap kullanmaktansa, saptan sonra ray tipi kaya matkabı için bir saplı matkap ve canlı bir matkap ucu bağlamak daha iyidir. yüksek güçlü kaya deliciler. Bu yöntem gerektiğinde adaptörün, adaptör manşonunun, matkap çubuğunun ve matkap kafasının değiştirilmesine olanak sağlar. Ancak adaptör manşonu açık bir matkap tutucusundan geçtiği için adaptörün uzunluğuna eşdeğer olan uzatma uzunluğunun kaybolması gibi bir dezavantaj vardır.

Aşağıya doğru açılan bir patlatma deliği açarken, adaptörü eklemeden önce sondaj çubuğunun ilk bölümünün adaptörle bağlantısı kesilmelidir. Adaptör manşonunun düşmesi mümkündür, bu nedenle bazen içten dişli bir adaptör kullanılması tercih edilir. Tüm dişi dişler kullanılmadığı sürece adaptör manşonu sondaj çubuğunun alt ucuna bağlanır. Adaptör manşonunun kullanımına kıyasla matkap adaptörü ile birinci sondaj çubuğu arasında daha sağlam bir bağlantı oluşur. Patlatma deliği sapması nedeniyle matkap adaptöründe büyük bükülme gerilimleri oluşursa, sert bağlantının hasar görme olasılığı daha yüksektir.

Var"ince"matkap adaptörünün kuyruğu ile dişli parça arasındaki geçiş bölümü; bunun, matkap adaptörünü elastik hale getirdiği ve bükülme gerilimlerine dayanabildiği söylenmektedir.

Yıkama ortamı (su veya basınçlı hava), kaya matkabının su iğnesi veya bağımsız bir döner cihaz yoluyla patlatma deliğine girer. Yüksek basınçlı suyla (8 bar'dan fazla) yıkama yaparken bağımsız bir döner cihaz kullanılmalıdır. Modern hidrolik kaya deliciler, delici kuyruk manşonunun ucunda entegre bir temizleme sistemine sahiptir.

Bağlantı çubukları

Derin delikli kaya delme çubukları %2-3 krom veya nikel içeren krom-molibden çeliğinden yapılır ve altıgen veya yuvarlak olabilir. Çubuk gövdesinin çapı ve büyük kesitli matkap çubuğunun dişli kısmı aynıyken, hafif matkap çubuğunun dişli ucunun çapı daha büyüktür. Daha hafif sondaj çubuğunun, sertliğin azalması nedeniyle patlatma deliğinin sapması riski olmasına rağmen, yukarı doğru sondaj yaparken hafif matkap çubuklarının kullanılması daha uygundur. Hafif matkap çubukları karmaşık dövme işlemleri gerektirir ve karbürleme, daha yüksek yorulma mukavemeti elde etmenin temel yöntemidir.

Ağır sondaj araçlarında derin delikler açmak için çapı 32 mm'yi aşan yuvarlak matkap çubukları kullanılır. Derin delikler için ağır sondaj çubuklarını bağlarken ve boşaltırken, sondaj çubuklarının bağlantısını ve boşaltılmasını mekanize etmek için etkili yardımcı cihazlar kullanın.

İş Parçacığı

Kaya delici çubukları için dört temel diş yapısı vardır:"R"veya dalga ipliği,"T"veya trapez iplik,"C"veya çift başlangıçlı iş parçacığı ve"Merhaba Leed"veya ters tırtıllı diş (Şekil 1)."T"iplik Sandvik tarafından geliştirilmiştir ve diğer üreticiler tarafından Sandvik lisansı altında üretilebilir, ancak çoğu durumda başka sembollerle işaretlenmiştir. Dişin tamamı yüksek hassasiyet toleranslarına göre üretilmeli ve yüksek yüzey kalitesine sahip olmalıdır.

Resim

The "R"iplik, çubuğun ekseninden ölçülen 20°'lik sabit bir diş açısına ve 0,5 inçlik sabit bir adıma sahiptir. Çapı 22 mm'den 28 mm'ye kadar olan küçük boyutlu çubuklar için kullanılır. Yüksek güçlü kaya deliciler için aşırı sıkmak mümkündür."R"diş, sıkma derecesi, darbe enerjisine, dönme torkuna ve kaya ve itme kuvvetinin oluşturduğu dirence bağlıdır.

İle karşılaştırıldığında"R"iplik,"T"ipliğin daha büyük bir diş açısı vardır ve çapı arttıkça adımı da artar. Dengeli sızdırmazlık özelliğine sahip olup 38mm ve 45mm çapındaki sondaj çubuklarında kullanılır."C"diş, çapı 51 mm veya 57 mm olan matkap çubukları gibi daha büyük ekipmanlar için uygundur. Çift başlangıçlı dişlere sahiptir ve diş profili açısı benzerdir."T"iplik."Merhaba Leed"iplik diş profili testere dişi şeklinde olup bağlantı ve sökme performansı arasındadır."R"Ve"T*"İş Parçacığı. Çapı 25mm ile 57mm arasında olan matkap çubukları için kullanılır ve diş açısı boyutu"R"Ve"T"İş Parçacığı.

Kaya delmenin daha kolay olduğu durumlarda, biyel kolundaki dişli bölüm iki kat daha uzun yapılabilir, böylece dişin ilk bölümü aşındığında kesilebilir, ancak keserken yerel hasarı önlemek için özel dikkat gösterilmelidir. matkap çubuğunun ısıtılması ve temperlenmesi. Bazı durumlarda, vida dişi aşındıktan sonra matkap çubuğu yorulma ömrüne ulaşır. Tek başlangıçlı veya çift başlangıçlı diş seçimi, kaya matkabının inceleme denemesine ve kaya koşullarına göre belirlenir, ancak itme kuvveti önemli bir parametredir.

Ingersoll-Rand ( Ingersoll-Rand, sondaj çubuğunun tüm uzunluğu boyunca dişli olan özel bir diş yapmıştır, böylece dişin bir ucu aşındığında kesilip pahlanıp yeniden kullanılabilir. Sadece uçlarında diş bulunan matkap çubuklarına kıyasla ömrü 5 kat artar. Dişler yüksek kesme mukavemetine sahip olup, yüzeyi sertleştirilmiştir, bu nedenle sağlam ve aşınmaya karşı dayanıklıdır. Oldukça dik bir helis açısı kullanır. Minimum torkla gevşetilebilmesi için özellikleri 32mm, 38mm ve 44mm'dir.

Matkap çubuğu iyileştirmesi

05

Yeni nesil darbeli kaya deliciler, özel özellikle hidrolik olarak çalıştırılan kaya deliciler, döner deliciler ve kuyu dibi delicilerle rekabette açık ocak kaya delmenin birçok alanında galip gelebilir. Bu ilerlemeler sondaj çubuklarının ve matkap uçlarının geliştirilmesiyle eş zamanlı olarak gerçekleşti. Delme hızı arttıkça sondaj çubuğunun daha fazla tokluğa sahip olması gerekir ve genellikle daha ağırdır. Açıkçası, ağır sondaj çubuklarının taşıma cihazı ve otomatik kontrolü çok önemlidir ve gerekli yardımcı ekipmanlardır.

Matkap çubuğunun ömrü esas olarak stres dalgasının genliğinden etkilenir, bu nedenle küçük genlikli ve düzgün dağılımlı uzun stres dalgaları en uygunudur. Hidrolik darbeli kaya deliciler bu tür dalgalar üretir. Pnömatik kaya delicinin kısa ve kalın pistonuyla karşılaştırıldığında piston çapı küçük ve uzundur. Hidrolik kaya delicileri kullanılarak sondaj tiji tüketiminde %15 oranında tasarruf sağlanabileceği tahmin edilmektedir. Bir diğer olumlu faktör, kaya delicinin gücünün, kaya delme hızı ve sondaj çubuğu maliyetinin eşleşmesine göre nispeten kolay bir şekilde ayarlanabilmesidir. Ek olarak, otomatik göz açma ve sıkışma önleme cihazlarının kullanılması da matkap sıkışmasının meydana gelmesini önleyebilir veya en azından en aza indirebilir.

Temel yatırımın kaya delme maliyetinin %25~30'unu, yedek parça ve bakımın %22~33'ünü, ücretlerin %12~25'ini, enerji tüketiminin %2~6'sını ve sondaj çubuklarının oluşturduğu tahmin edilmektedir. ve matkap uçları %20~22'yi oluşturur. Yukarıdaki giderler arasında madenler arasındaki farklar çok büyüktür. Ancak, cevheri delmenin toplam maliyeti 2 $/ton ise, sondaj çubuğu ve sondaj ucunun maliyeti 0,4 $/ton olur. Matkabın delme sırasında sık sık kırılması maliyetleri artıracak ve süreyi uzatacaktır. Büyük madenlerde, matkap uçları ve sondaj çubuklarının tüketiminde küçük bir tasarruf bile önemli faydalar sağlayabilir. Maliyetleri en aza indirmek için, sondaj tij üreticisi ile görüşüp, üretim ve kullanım koşullarına göre sondaj tijini dikkatli bir şekilde seçmek çok önemlidir.

Matkap çubuklarının bakımı

06

Delme makinesi, matkap kuyruk manşonunun sağlam ve matkap kafasının keskin olmasını sağlar.

Biyel kolunu çevirin ve matkap çubuğu grubundaki dişlerin eşit şekilde aşınmasını sağlamak için matkap çubuğu grubundaki matkap çubuklarını sırayla kullanın. Biyel kolu manşonunu, yeni matkap çubuğuyla birlikte matkap çubuğu dişi-yeni biyel kolu manşonunun karşılık gelen ömrüne göre kullanın.

Kuru delme sırasında dişleri temizleyip özel gresle yağlayın ve yalnızca düz matkap çubukları kullanın. Soğuk hava koşullarında sondaj çubuğunun başlamadan önce ısıtılması ömrünü uzatacaktır.

Dikkatlice delin ve sondaj yaparken kaya matkabının gücünün 1/4~1/2'sini kullanın. Matkap çubuğu hizalanmamışsa yeniden delinmesi gerekir.

En iyi itme kuvvetini kullanın. Çok fazla itme kuvveti çubuğun bükülmesine ve ömrünün kısalmasına neden olur ve ayrıca matkap kafası boşaltma deliğini tıkayabilir ve matkap kafası karbür plakasının aşınmasına veya hasar görmesine neden olabilir; yetersiz itme kuvveti bağlantının ısınmasına, bağlantının hasar görmesine, aşırı aşınmaya veya matkap kafasının karbür plakasının gevşemesine neden olacaktır.

Çubuk manşonu"enstantane"çubuk manşonuna zarar verecek şekilde matkap tutucusuna karşı.

Yıkamanın sağlanması, kaya parçacıklarını hızlı bir şekilde gidermek için her zaman yeterli yıkama suyunun mevcut olduğu anlamına gelir.

Matkabı geri çekerken dikkatli olun; matkabın sıkışmasını önlemek için matkabı geri çekerken itme hızının 1/4'ünü kullanın.

Matkap çubuğunu çıkarmak için iyi bir anahtar kullanın. Çekiçle vurmak veya boru kelepçesi kullanmak sertleşmiş yüzeye zarar verecektir. Tuzaklar yorulma kırılmalarına neden olabilir. Çubuk manşonu ve matkap çubuğu üzerindeki dişlerin aşınmasını ölçmek için özel bir ölçüm cihazı kullanın. Aşınma belirlenen sınırı aştığında hurdaya çıkarılmalıdır.

Depolama Kullanımdan sonra depolanacaksa pas önleyici maddeyle işlemden geçirilmeli, su veya toz yakınında istiflenmemelidir. Yeraltı madenlerinde korozyon büyük bir sorundur.