Miért a volfrám-karbid betétek alagútfúró gépekhez a gyorsabb ásás titka?

A volfrámkarbid lapkák kritikus szerepe a TBM teljesítményében

A keményfém lapkák az Tunnel Boring Machine (TBM) "fogaiként" szolgálnak, és viselik a kőzetporításhoz szükséges hatalmas nyomás és súrlódás terhét. Ezek a lapkák stratégiailag be vannak ágyazva vágótárcsákba vagy fúrószárakba, így biztosítva, hogy a gép különböző geológiai rétegeken áthaladjon, a puha talajtól a rendkívül kemény gránitig. A volfrám-karbid nagy keménysége és törésállósága nélkül a forgácsolószerszámok idő előtt elhasználódnának, ami gyakori, költséges leálláshoz vezetne a mélyen a föld alatti környezetben.

Anyagösszetétel és kopásállóság

A teljesítménye Volfrámkarbid betétek alagútfúró gépekhez s elsősorban kobalttartalmuk és szemcseméretük határozza meg. Az alacsonyabb kobaltszázalék általában növeli a keménységet és a kopásállóságot, ami ideális koptató kőzetekhez. Ezzel szemben a magasabb kobalttartalom növeli a szívósságot, és megakadályozza, hogy a betétek megrepedjenek kemény, szaggatott sziklatömbökhöz való ütközéskor. A gyártók gyakran "gradiens" keményfémeket használnak, amelyek a kemény külső héjat keményebb maggal kombinálják, hogy maximalizálják a szerszám élettartamát a hosszú távú ásatási projektek során.

A TBM betétek általános formái és alkalmazásai

A különböző geológiai viszonyok speciális lapkageometriát igényelnek a forgácsolási és aprítási folyamat optimalizálása érdekében. Az alakválasztás közvetlenül befolyásolja a TBM behatolási sebességét és energiahatékonyságát. A nem megfelelő geometria kiválasztása a vágófej "magolódásához" vagy egyenetlen kopásához vezethet, ami veszélyezteti a teljes projekt idővonalát.

• Kúpos betétek: A legalkalmasabb kemény sziklaképződményekhez, mély behatolást és a sziklafal hatékony repesztését biztosítva.
• Vésőbetétek: Lágyabb vagy vegyes talajviszonyokra tervezték, ahol a "nyíró" hatás hatékonyabb, mint a tiszta zúzás.
• Gömb alakú/gombos betétek: Általában erősen koptató hatású talajban használják, hogy kiegyensúlyozott kopási felületet és hosszú távú tartósságot biztosítson.

Műszaki előírások a különböző kőzetkeménységekhez

A kőzet határtalan nyomószilárdsága (UCS) és a keményfém minőség közötti kapcsolat megértése elengedhetetlen a mérnökök számára. A következő táblázat szemlélteti a keményfém lapkák tipikus kiválasztási kritériumait az alagútépítési műveletek során tapasztalt talajviszonyok alapján.

Karbantartási és cserestratégiák

Egy alagútépítési projekt gazdasági sikere gyakran az alagútfúró gépekhez használt volfrámkarbid betétek karbantartásán múlik. A lapkák „elhasználódásának” figyelése lehetővé teszi a kezelőknek, hogy előre jelezzék, mikor kell visszahúzni a vágótárcsát a felújításhoz. Ha hagyják, hogy egy lapka túlkopjon a kritikus pontján, az a vágó acél testének meghibásodását okozhatja, ami sokkal költségesebb javításokhoz vezethet, mint egy egyszerű keményfém csere.

Fejlett fékezés és biztonságos rögzítés

Még a legjobb minőségű volfrám-karbid sem használ, ha a betét kiesik a foglalatából. Magas hőmérsékletű keményforrasztást vagy speciális interferencia-illesztést alkalmaznak annak biztosítására, hogy a lapkák extrém rezgések alatt maradjanak. Minőségellenőrzési eljárásokat, például ultrahangos vizsgálatokat gyakran alkalmaznak a keményfém és az acél szerszámtartó közötti kapcsolat ellenőrzésére, így biztosítva a megbízhatóságot a legnagyobb kihívást jelentő földalatti környezetben is.