หมุดความแข็งแรงสูงของเครื่องเจาะหิน Sandvik HLX5T ในฝรั่งเศส

เพลาหมุดในโครงสร้างแขนยึดของเครื่องเจาะแบบ HLX5T ที่ใช้ในการผลิตนั้นทำงานภายใต้สภาวะการเหนื่อยล้าที่รุนแรงยิ่งกว่าเพลาหมุดของเครื่องเจาะต้นแบบ เนื่องจากเครื่องเจาะ HLX5T มีระดับแรงกระแทกที่หนักกว่า จึงส่งผลให้เกิดแรงตอบสนองจากการกระแทกที่สูงขึ้นผ่านโครงสร้างแขนยึดไปยังข้อต่อหมุนทุกจุด ในการผลิตหินแข็งในฝรั่งเศส ณ แหล่งหินแกรนิตบริเวณ Massif Central ซึ่งเครื่องเจาะ HLX5T ใช้เจาะรูผลิตแนวตั้งหรือเอียงชันในหินแกรนิตเม็ดหยาบซึ่งมีค่าความแข็งแรงอัดสูงสุด (UCS) ที่ 200 MPa เพลาหมุดข้อต่อการยกแขนยึดจะรับแรงที่ประกอบด้วยน้ำหนักคงที่ของชุดหัวเจาะแบบดริฟเตอร์ (drifter assembly) ที่มีน้ำหนักมากกว่าเครื่องเจาะต้นแบบ 30–40% รวมกับแรงตอบสนองแบบไดนามิกจากการกระแทกที่จุดโมเมนต์เลวร้ายที่สุดของเพลาหมุด ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อแขนยึดอยู่ในตำแหน่งยกสูงสุด

เรขาคณิตของแขนโมเมนต์ที่ความสูงสูงสุดก่อให้เกิดแรงดัดสูงสุดที่หน้าตัดของหมุดหมุน ซึ่งเป็นจุดที่ความเค้นสะสม (stress concentration) เกิดขึ้นที่ผิวของหมุด โดยรอยบกพร่องใดๆ บนผิวหรือหลุมกัดกร่อนจะกลายเป็นจุดเริ่มต้นของการแตกร้าวจากภาวะความล้า (fatigue crack initiation site) ภายใต้สภาพแวดล้อมหินแกรนิตใต้ดินของภูมิภาคมาสซิฟ เซนทรัล ซึ่งมีความชื้นสัมพัทธ์อยู่ที่ร้อยละ 80–90 และน้ำใต้ดินที่อุดมด้วยธาตุเหล็กหยดลงบนพื้นผิวโลหะที่เปิดเผยออกสู่อากาศ การกัดกร่อนที่ผิวของหมุดจึงเป็นกลไกที่ทำงานอย่างต่อเนื่อง ซึ่งสร้างจุดเริ่มต้นการแตกร้าวที่ไม่ปรากฏในสภาพแวดล้อมใต้ดินแบบแห้ง

วัสดุและระบบป้องกันผิวของเพลาหมุดสำหรับการผลิตในหินแข็งฝรั่งเศส

ผู้รับเหมาผลิตหินแข็งแบบฝรั่งเศสในบริเวณมาสซิฟ เซนทรัล กำหนดให้ใช้หมุดทำจากวัสดุ 42CrMo4 ที่ชุบด้วยสังกะสี-นิกเกิล สำหรับตำแหน่งจุดหมุนทั้งหมดของระบบยกแขนยกและคานป้อนบนแท่นเจาะ HLX5T — ข้อกำหนดนี้ถูกนำมาใช้หลังจากพบว่าการกัดกร่อนภายในร่องเป็นกลไกเริ่มต้นของการเหนื่อยล้า ซึ่งเกิดขึ้นกับหมุดสองตัวที่ไซต์งานใต้ดินในฝรั่งเศสที่ต่างกันสองแห่งภายในระยะเวลาหนึ่งปีเดียวกัน การชุบด้วยสังกะสี-นิกเกิลมีค่าความต้านทานต่อการพ่นสารละลายเกลือแบบเป็นกลางได้นานกว่า 800 ชั่วโมง เมื่อเทียบกับการเคลือบด้วยฟอสเฟต-น้ำมันบนวัสดุชนิดเดียวกันซึ่งทนได้เพียง 200 ชั่วโมงเท่านั้น HOVOO จัดจำหน่ายหมุดวัสดุเกรดสูง 42CrMo4 ที่ผ่านการชุบด้วยสังกะสี-นิกเกิล สำหรับการใช้งานเจาะหินแข็งในฝรั่งเศส ดูข้อมูลอ้างอิงเพิ่มเติมได้ที่ hovooseal.com