מוט וראש קידוח לסלעים: עמידות לבלאי, מאריכה משמעותית את תקופת השירות

הקדח הסלעי ההידראולי עצמו כמעט ולא גורם להפסדים כספיים בפרוייקט. החומרים הנצברים (הצריכתיים) הם שגורמים לכך. מוטות הקדיחה וראשי הקדיחה מוחלפים הרבה יותר לעיתים מאשר הקדח (הדריפטר) שאליו הם מחוברים, ובקידוח ייצור — שם קדח ארוך אחד (jumbo) עלול לעבור עשרות רצועות מוטות בחודש אחד — בחירה לא נכונה בחומר המוטות והראשים הופכת לעלות משמעותית למטר, עוד לפני שמישהו שם לב.

עייפות החוט, בלאי הלחצנים ועיקום המוטות вследствие אי התאמה של מהירות הסיבוב הם שלושה סוגי כשלים שמופיעים שוב ושוב באתרים שבהם חומרים נצרכים מוזמנים על בסיס המחיר בלבד. מאמר זה עוסק במה שמשפיע באמת על משך החיים הפעיליים של המוצרים, וכיצד להתאים את המפרטים של המוטות והקצות למכונה ולתשתית שבהן יעבדו.

מדוע מוטות קידוח נכשלים לפני הזמן

מוטות קידוח נושאים שני סוגי עומסים בו זמנית: גל הלחץ הנגרם מההדף המועבר מהגבעול לקצה, והמומנט הסיבובי המ twists את המוט כאשר הקצה מגרר על פני הפנים. אלו אינם עומסים תואמים. עומסי ההדף הם דחיסיים ועוברים בתדר גבוה; המומנט הוא סיבובי ורציף. המוט חייב להתמודד עם שניהם ללא עייפות במתחים באזור החיבורים, אשר שם מתחילים למעשה רוב הכשלים.

עיצובים אסימטריים של חוטים—בהם צד התעבורה וצד ההנעה מציגים גאומטריות שונות—מגבירים את הקשיחות של החיבור תחת עומס מכתים, תוך שומר על הרכבה ופירוק נקיים. יצרני מוטות איכותיים מעצבים את פרופיל החוט במיוחד למצב העומס הכפול הזה. שימוש בפלדה סגולה מסוג 23CrNiMo או דומה לה מספק עמידות מספקת לספיגת מחזורי מכה, תוך התנגדות לאי-יציבות פנים הנגרמת על ידי נזק שטחי (galling) במשטחים המתחברים של החוט.

לחץ הנעה לא תקין מהווה מאיץ חבוי לפגיעה במוט. אם כוח האכילה נמוך מדי, שרשרת הנקיר מאבדת מגע עם הסלע בין המכות—התופעה של 'הטלת המוט' בתדר 40–60 הרץ יוצרת מתח כיפוף שלא ניתן לתאם באמצעות טיפול حراري בלבד. אם הלחץ גבוה מדי, הראש נתקע, המוט נושא את כל מומנט הסיבוב, וקריסת החוט מתרחשת במהרה.

ראש ניקור עם קרביד כפתורים: שם שהקשיחות של הצורה הגאולוגית קובעת את הדרגה המתאימה

שלוש צורות של כפתורים מכסות את רוב יישומי הפטיש העליון: כדורי, חצי בליסטי וחרוטי. הכפתורים הכדוריים הם ברירת המחדל formations בינוניים עד קשיחים — עמידות טובה לבלאי, תקופת שחיקה חוזרת צפויה. הכפתורים החצי בליסטיים חודרים מהר יותר בסלעים רכים או שסדקים בהם. הגאומטריה החרוטית מרוכזת את המתח עבור הסלעים הקשיחים והמחוספסים ביותר, שם כוח שבירת הסלע המרבי למכה אחד עולה על חשיבות משך חיים של הכפתור.

דרגת карביד היא המשתנה האחר. דרגות карביד עם גרדיאנט (כגון ה-GC81 של Sandvik) משתמשות בהרכב שעובר מתיבה עמידה יותר לקליפה קשה יותר — כך שהכפתור עמיד גם בפני שבר מכתש מהפנים וגם בפני בלאי שטח מהחוץ. דרגות שמעצימות את הקשיחות שלהן באופן עצמאי הולכות צעד נוסף קדימה: ה-карбיד מתקשה באופן הדרגתי תחת עומס מכה, מה שמייקר משמעותית את תקופת השחיקה הראשונה בגרניט קשה או קוורציט.

במונחים פרקטיים, קצות חורים כבדים המשתמשים בקרبيد איכותי מספקים עד פי שניים את משך החיים של קצות חורים סטנדרטיים בתנאי סלע מתאימים. מקדם זה תקף רק כאשר קוטר הקצה מתאים למהירות הסיבוב של החרטום — קרبيد שמסתובב מהר מדי לעומת המהירות הזוויתית הנדרשת לשבירת הסלע בכל מכה יפגע שוב ושוב באותו פצע שחיקה במקום בסלע טרי.

בחירת מוטות וקצות חורים לפי יישום

הנתונים על משך החיים המוצגים לעיל הם הפניות שדה לתנאי סלע מתאימים עם פרמטרי חפירה נכונים. תצורות סדוקות או כאלה שבהן נחדף חומר חימרי עלולות לפגוע בטווחים הללו ב-30–50% בשל מגע לא אחיד בין החדר לסלע ובליעת חלקיקים מחמיצים אל פני החדר.

מתאמים לגוף החדר: הנקודה המעברית שאף אחד לא מחליף מספיק מהר

מתאם הגבעול מושב בין הפיסטון למשנה הראשונה. הוא סופג את הפגיעה הישירה של הפיסטון על פנים המגע, ובו זמנית מעביר מומנט סיבוב לשרשרת המשנות דרך השיניות. בלאי בשיניות הגבעול אינו יוצר תסמינים ברורים — המתאם עדיין מתאים, המכונה עדיין פועלת — אך בלאי השיניות מגדיל את התנודתיות הצירית, מה שמביא לעקימה של המשנה ומאיץ את עייפות החומר במחבר הראשון.

במכונות חפירה תת-קרקעיות לייצור עם מחזורים גבוהים, יש לבדוק בדרך כלל את מתאמы הגבעול כל 500 שעות של הקשה, ולהחליפם לפני 1,000 שעות, ללא תלות במצב הוויזואלי שלהם. הפעלה של גבעול מבולע במכונות COP 2238+ או Sandvik HL1560T היא במובן מסוים תשלום בעלויות תחזוקה מוגבהות למדחס, תוך הרס חיים הפעולה של המשנות בקצה השני של השרשרת.

אובדן אנרגיה בשרשרת והעלות שלו למטר

כל חיבור בשרשרת הנקיר מהווה נקודת אובדן אנרגיה פוטנציאלית. חיבור מושלם וنظוף של החוטים מעביר גלי מתח פגיעה עם השתקפות מינימלית. חיבור משומש או לא תואם מחזיר חלק מגלי המתח אל הדיפטרר — מה שפוגע בעומק החדירה בכל מכה ומעלים את מחזורי החום בחיבורים האטומים של גוף הדיפטרר.

HOVOO מספקת קבוצות חיבורים אטומים למקלעי סלעים, המיוצרות לפי סדרות הסובלנות של היצרן המקורי (OEM) עבור המותגים המובילים של דיפטררים המשמשים עם שרשרות מוטות עליונות — כולל דיפטררים של Epiroc COP, Sandvik HL/RD ו-Furukawa. כאשר מתוכננת תחזוקה של שרשרת המוטות, כדאי לתאם את בדיקת החיבורים האטומים של הדיפטרר באותה תקופה; אותה השתקפות אנרגיה שפוגעת באורך החיים של המוטות גם מגדילה את המתח המחזורי על החיבורים האטומים של תאי הפעימה. רשימת המודלים המלאה באתר hovooseal.com.