Გამაგრებული ვიწრო ჩანგლის წაღები და მილეკვით დამზადებული ჩანგლის წაღები: რომელი უფრო მედეგია?

Წარმოების პროცესები: როგორ იქმნება შემაგრე და ჩამოსხმული ქვის ბურღები

Შემაგრე ქვის ბურღები: კონტროლირებადი დეფორმაცია გაუმჯობესებული სიმკვრივისა და სიმტკიცისთვის

Როკ დრილები გამოყენებული ცხელი ლითონის ნაჭრებიდან მაღალი წნევის ქვეშ ფორგირებით დამზადებული ნაგულის გამძლეობა ბევრად მეტია. ეს მანქანები იყენებენ ჰიდრავლიკურ პრესებს, რომლებიც 5,000-დან 25,000 ტონამდე წნევას იძლევიან და ლითონის გრაინებს საკმაოდ მკაცრად აკუმშავენ. 2023 წლის ახალი კვლევა საინტერესო მონაცემები გვაჩვენა – როდესაც ვკონტროლავთ ლითონის დეფორმაციას ფორგირების დროს, მიღებულ ნაგულში მიკროსკოპული ჰაერის ბუშტუკები სამ მეოთხედით მცირდება სხვა მეთოდებთან შედარებით, როგორიცაა დამუშავება სასახლეში. ეს ხდის საბოლოო პროდუქს უფრო მკვრივს, 7,85 გრამზე მეტი კუბურ სანტიმეტრზე შენადნობი ფოლადის ნაწილებისთვის. რას ნიშნავს ეს ყველაფერი? ლითონის უწყვეტი დინება ფორგირების პროცესში საშუალებას აძლევს ამ ინსტრუმენტებს უკეთ გაუმკლავდნენ მეორმეორე დატვირთვებს. ეს საკმაოდ მნიშვნელოვანია, რადგან უმეტეს საწურავ მოწყობილობას ოპერაციის დროს წამში 50-დან 100-მდე შეჯახება ექმნება.

Ლითი ქვის საწურავები: მდნარი ლითონის ჩასხმა სასახლეში და მისი შეზღუდვები

Და cast-ის პროცესი ძირეთადად ნიშნავს მდუღარ ლღობის ჩასხმას ქვიშის ან კერამიკულ ფორმებში. ეს საშუალებას გვაძლევს შევქმნათ საკმაოდ რთული ფორმები, მაგრამ ასევე ზრდის სტრუქტურული პრობლემების რისკს. წლის მასალათმცოდნეობის ახალი კვლევების მიხედვით, უმეტესობა სადგურის და cast-ის ბურღების ჟანგბადიანობა 5-დან 15 პროცენტამდე შეადგენს. ეს არის მცირე ჰაერის ბუშტუკები ლღობის შიგნით, რომლებიც იქცევიან cracks-ის საწყის წერტილებად, როდესაც მათ ზემოქმედებს დატვირთვა. და cast-ის ნაწილები კარგად მუშაობს ისეთი ინსტრუმენტებისთვის, რომლებსაც სჭირდებათ სიზუსტე და რთული დიზაინი, მაგრამ ისინი არ აძლევენ იმავე დამატებით დატვირთვას, რასაც შეუძლია შეესაბამონ დამუშავებულ ნაწილებს. ASTM E23 Charpy მეთოდებით ჩატარებული ტესტირება აჩვენებს, რომ და cast-ის კომპონენტებს აქვთ დამუშავებული ანალოგების დარტყმის წინააღმდეგობის დაახლოებით 32%. რამდენიმე წინამორბედ აზროვნების მქონე სადურიკეო ახლა იყენებს სპეციალურ დამუშავებას და cast-ის შემდეგ, როგორიცაა ცხელი იზოსტატური დაპრესვა, რაც ეხმარება ამ დეფექტების შემცირებაში. თუმცა, ეს დამატებითი ნაბიჯები უარყოფითად მოქმედებს საბოლოო ხარჯებზე და ამატებს წარმოების ხარჯებს დაახლოებით 18-დან 25 პროცენტამდე.

Წარმოების მეთოდებში და მასალის ერთგვაროვნობაში კლებული განსხვავებები

Კованის შემდგომი შემადგენლების შემადგენლობა ქმნის ერთგვარ ლინიებს, რომლებიც მიჰყვებიან ბურღის კონტურებს, ხოლო და cast-ის გამყარება იწვევს არაწესიერ მასალის საზღვრებს. ეს განსხვავება ახსნის, რატომ გრძელდება კოვილი კომპონენტები 2–3-ჯერ მეტი დრო გრანიტის მოპოვების დროს შეცვლამდე.

Მიკროსტრუქტურული მთლიანობა და მასალის დეფექტები კოვილი წინააღმდეგობაში ჩამოსხმულ ბურღებთან შედარებით

Კოვილი ბურღების მიკროსტრუქტურის გასწორება მაღალი წნევის ქვეშ

Კოვილის დროს, როდესაც ტემპერატურა აღემატება 1,200 °C-ს, ფოლადის ბილეტები იკვებება ექსტრემალური წნევის ქვეშ, რაც ასწორებს მეტალის მასალის მიკრონაწილაკებს უწყვეტი მიმართულების ნიმუშებში. ეს ერთმიმართული მიკრონაწილაკების ნაკადი 42%-ით ამცირებს დატვირთვის კონცენტრაციის წერტილებს ჩამოსხმულ ალტერნატივებთან შედარებით ( Southwest Steel Processing, 2023 ) და ამაღლებს სტრუქტურულ ერთგვაროვნებას და შეჯახების წინააღმდეგობას.

Ჩამოსხმული ქვის ბურღებში ნაწილაკების შემთხვევითი წარმოქმნა და პორისტობა

Ლღობული ლითონი არათანაბრად ცივდება ჩამოსხმის დროს, რაც იწვევს:

• Იზოტროპულ ნაწილაკების წარმოქმნას მიმართულებითი გასწორების გარეშე
• Ზედაპირის პორისტობას, რომელიც სტანდარტულ ჩამოსხმებში 3–5%-ს შეადგენს
• Შიდა მიკროხვრებს, რომლებიც ამცირებენ ტვირთის მატარებლობას 18–26%-ით

Ეს შეცდომები ზრდის მიდრეკილებას ზედაპირის გაფეხქულებისკენ ციკლური დატვირთვის დროს, მაშინაც კი, როდესაც ჩამოსხმული ბურღები ხარჯების უპირატესობის გამო ხელმისაწვდომია სირთულის მქონე კონსტრუქციებისთვის.

Გავრცელებული დეფექტები: შენარავები, ზედაპირის გადახურვები და ხვრელები ჩამოსხმულ მასალებში

Თუმცა თანამედროვე X-საუცხო შემოწმების სისტემები ადრე ამოიცნობს 92% კრიტიკულ დეფექტს მაშინაცავლებამდე, რის გამოც მათი აღმოფხვრა ხშირად არ ახდენს დამატებითი ხარჯების მომსახურებას საჭრელი კომპონენტებისთვის. ჭრილები ავირბევენ ამ პრობლემებს მყარი მდგომარეობის კონსოლიდაციის გზით.

Სიმტკიცე და მადგრადობა: ჭიმვის, დარტყმის და დამღლილობის მაჩვენებლები

Ჭიმვის და დამღლილობის სიმტკიცის შედარება ჭრილი და ჩამუშავებული ლითონების შორის

Ჩამწუხრებით დამზადებული სველი ჩამწუხრების დროს ლითონის ფრჩხილები შესაბამისად გაწყობილია და მათ შორის ცარიელი სივრცე ნაკლებია, რადგან მათი ჭოჭონის სიმტკიცე 15-დან 30 პროცენტამდე მეტია. როდესაც ეს ინსტრუმენტები მუდმივად იკვებენ დატვირთვას, როგორც ხდება სამშენ მასალებზე დღეს დღეს, ისინი დაახლოებით ორჯერ იმდენ ხანს გრძელდებიან, სანამ ისინი ცხვირს იჩენენ ცვეთის ნიშნებს სხვა ტიპებთან შედარებით. მასალის გამოცდები ამას ადასტურებს, რომელიც მილიონობით გამოყენების ციკლის შემდეგ მნიშვნელოვან განსხვავებებს აჩვენებს. ჩამწუხრების პროცესი შიდა წერტილებს ქმნის, რომლებიც პატარა გატეხილობების წარმოქმნას თავიდან აცილებს. ჩამუხლებულ სველებს ეს დამცველობა არ აქვთ, რადგან მათი ფრჩხილების სტრუქტურა შეუკვეთელია, რაც ნიშნავს, რომ პატარა დაზიანებები მუდმივი წნევის ქვეშ ბევრად უფრო სწრაფად ვრცელდება.

Შეჯახების სიმტკიცე და შეჯახების დატვირთვის წინააღმდეგობა სველვაში

Როდესაც საქმე შეხვევით წვდომას შეეხება, ნატკეპი კომპონენტები გარდატეხის წინააღმდეგ უფრო მეტ ენერგიას იძლევა – დაახლოებით 40-დან 60 პროცენტამდე. რატომ? ნატკეპი მასალებს ახასიათებთ სწორი შიდა სტრუქტურა, რომელიც გავრცელებულ ზემოქმედების ძალებს განაწილებს მათ შესანიშნად გაწერილ მასალურ ნაწილაკების გასწვრივ. ჩამოსხმული საწვდომი სხვა ისტორიაა. ისინი ხშირად შეიცავს ჰაერის მცირე ბუშტებს (სიმცირე) და სხვა მინარევებს, რომლებიც იმსახურებენ მცირე წნეხის წერტილებს, სადაც ხშირად იწყება გატეხვები. ტესტირება აჩვენებს, თუ რამდენად დიდია ეს სხვაობა. ჩამოსხმული ხელსაწყოები ჩვეულებრივ იჩენენ დამარცხებას დაახლოებით 18 ჯოული წყარო სანტიმეტრზე ზემოქმედების ენერგიის დროს, ხოლო მათი ნატკეპი ანალოგები მყარად გამძლდებიან დაახლოებით 28 ჯოულამდე კვადრატულ სანტიმეტრზე. ეს სხვაობა მთელი მნიშვნელობა აქვს მაშინ, როდესაც მუშაობა მიმდინარეობს მკაცრ ქვის ფორმაციებში, სადაც უკანასკნელი შეხვევები ყოველდღიური ოპერაციების ნაწილია.

Რეალური სიმტკიცე: მაღალი დატვირთვის გარემოში მავნების მაჩვენებლები

2023 წელს მიღებული მონაცემები ქვანახშირის მაღაროებში აჩვენებს, რომ ჩამუშავებული ქვის ბურღები დაახლოებით 2.3-ჯერ უფრო ხშირად სჭირდებათ ჩანაცვლება, ვიდრე მათი გამაგრებული ანალოგები, როცა ისინი გრანიტზე მუშაობენ. გამაგრების პროცესი ქმნის შემაკუმშ დატვირთვას ლითონის ზედაპირზე, რაც ხელს უშლის ზედაპირულ წერტილებსა და cracking-ს წარმოქმნაში, ამიტომ გამაგრებული ბურღები ინარჩუნებენ მახველა წვერს დაახლოებით 65%-ით გრძელ ვადით, როცა ისინი მუშაობენ ქვაბვივანზე. მიუხედავად ამისა, ჩამუშავებული ბურღები შეიძლება კარგად იმუშაონ მოკლე სამუშაოებში უფრო მკვრივ ნედლეულში, სადაც უფრო მნიშვნელოვანია თავდაპირველად დანაზოგი, ვიდრე ის, თუ როგორ დიდი ხანი გააგრძელებენ მათ მუშაობას ჩანაცვლებამდე.

Სიცოცხლის ხანგრძლივობა და გრძელვადიანი ღირებულება სამრეწველო გამოყენებაში

Გამაგრებული და ჩამუშავებული ქვის ბურღების მდგრადობა საშუალო და მძიმე ინტენსიურობის გამოყენების დროს

2023 წლის ASTM International-ის მიერ გამოქვეყნებულმა დასკვნებმა, რომლებიც შეისწავლიდა მრეწველობისთვის განკუთვნილი ბურღების სიცოცხლის ხანგრძლივობას, აჩვენა, რომ ჭიშკარზე გამუშავებული ქვის ბურღები მინინგის მძიმე პირობებში სამიდან ხუთჯერ მეტ ხანს გამოდგებიან, ვიდრე მათი ნა cast ანალოგები. რის გამო? გამუშავებულ ინსტრუმენტებს აქვთ მყარი ფორთოხლისებური სტრუქტურა, რომელიც ხელს უშლის მცირე ზედაპირული დაზიანებების გავრცელებას მაშინ, როდესაც ისინი მუდმივად დარტყმული ხდებიან – ეს კი მნიშვნელოვანია იმ მინებისთვის, სადაც მუშაობა დღეში 8 საათზე მეტი ხანგრძლივდება. მეორე მხრივ, ნა cast ნაწილები არ აძლევენ მიწოდებას ასეთ დატვირთვას. ჩვენ ვადასტურებთ, რომ ისინი ნამდვილ პირობებში უფრო სწრაფად იზიან, განსაკუთრებით გრანიტის ქვადანახშირებში, სადაც დაზიანების მაჩვენებელი 12 თვის განმავლობაში მუდმივი გამოყენების პირობებში 20%-დან 40%-მდე იმატებს, რაც გამოქვეყნებული იქნა წლის ბოლოს გამოცემულ საერთაშორისო ჟურნალში Mining Engineering.

Ხარჯი წინააღმდეგ სიცოცხლის ხანგრძლივობის: გამუშავებული კომპონენტების ეკონომიკური უპირატესობები დროთა განმავლობაში

Მიუხედავად 50–70%-იანი უფრო მაღალი საწყისი ღირებულებისა, გამუშავებული ბურღები უზრუნველყოფს უმჯობეს ციკლურ ღირებულებას:

Ეს მოდელი ასახავს კვლევის შედეგებს ცხოვრების ციკლის ღირებულების ანალიზის შესახებ , რომელიც აჩვენებს, რომ გაჭრილი ხელსაწყოები ღირებულების პარიტეტს აღწევენ 18–24 თვის განმავლობაში უწყვეტი ექსპლუატაციის პირობებში.

Როდესაც საკმარისი შესრულების უზრუნველყოფის დროს ჩამოსხმული სარკეტე ბურღები იღებენ დაბალ ფასს

Ჩამოსხმული ბურღები კარგად მუშაობს იმ სამუშაოებში, რომლებიც გრძელდება ექვს თვეზე ნაკლები ხანით ან როდესაც მუშაობენ მოჰსის 5-ზე დაბალი მაჩვენებლის მქონე მაგარი ქვებით. ისინი ასევე ფულის დანახულებას უზრუნველყოფს, რადგან საწყის ხარჯებს ამცირებს დაახლოებით მესამედიდან ორ მესამედამდე სხვა ვარიანტებთან შედარებით. რამდენიმე გეოლოგიური კვლევის მიხედვით, რომლებიც ჩვენ გვაქვს ნახული, ეს ინსტრუმენტები იძლევა შვიდი ათასიდან ათ ათას შეჯახებამდე ქვიშაქვაში, სანამ ისინი აჩვენებენ გამოხადებას, რაც მათ აახლოებს იმ მაჩვენებლებთან, რომლებიც ჭედილი ბურღები იძლევიან ანალოგიურ პირობებში, როგორც გამოქვეყნდა მინინგ ეკიუიფმენტ კვარტერლი-ში წლის წინ. მომსახურების პერსონალისთვის, რომელიც ზედამხედველობას ახდენს ამ სისტემებზე, რეკომენდებულია ჩამოსხმული ნაწილების მიახლოებით ყოველი ოთხე მუშაობის დროის ინტერვალის შემდეგ შეამოწმოს ნაღვლიანი მასალის დაშლის ნიშნების არსებობა. ეს ხელს უწყობს სისტემის უწყვეტ მუშაობას, ხოლო ასევე არ იწვევს დიდ ხარჯებს და უსაფრთხოების პრობლემებს.

Ბურღის შერჩევა: ჭედილის ან ჩამოსხმულის შესაბამისობა გამოყენების მოთხოვნებთან

Რეკომენდებული გამოყენების შემთხვევები ჭედილი საწყისი ბურღებისთვის მიღვაში და ღრმა ბურღვაში

Ქვის ფრეზები, რომლებიც დამუშავებით არის დამზადებული, ძალიან კარგად მუშაობს მიწისქვეშა მაღაროებისა და ღრმა კეტილების სიძნელეებში. მეტალის სპილენძის გაწმენდის ამ პროცესის დროს, როდესაც მასალა იწვევს დეფორმაციას მაღალი წნევის ქვეშ, ამ ინსტრუმენტებს აქვთ დახვეწის წინააღმდეგ წინააღმდეგობის დაახლოებით 18%-ით უმჯობესი მაჩვენებელი, რაც 2023 წლის მრეწველობის შესახებ ახალგაზრდა კვლევების მიხედვით ჩანს და cast ვერსიებთან შედარებით. ოპერაციებისთვის, რომლებიც უწყვეტად მუშაობს მყარი ქვების წინააღმდეგ, როგორიცაა გრანიტი ან ქვაბილიკი, სადაც სტრესის ციკლები 50 MPa-ზე მეტია, დამუშავებული ფრეზები გაცილებით უფრო ხანგრძლივად გამოიყენება შეცვლამდე. უმეტესი ფრეზის ოპერატორი ნებისმიერ იმას უთხრამს, ვინც ჰკითხავს, რომ ეს სხვაობა ძალიან მნიშვნელოვანია იმ მკაცრ გარემოში ყოველდღიურად მუშაობისას.

Იმ შემთხვევები, როდესაც ჩამუშავებული ქვის ფრეზები ეკონომიურად მომგებიანი არჩევანია

Იმ შემთხვევაში, როდესაც მუშაობა ხდება ნალექურ ქვიშას ფენებში, ჩვეულებრივ გამოიყენებენ ჩამოსხმულ სველებს. მათ ჰქვიათ დაახლოებით 23 პროცენტით ნაკლები შეჯახების სიმტკიცე სხვა ტიპებთან შედარებით, მაგრამ იმ მდგრადობის ნაკლებობას, რაც მათ აკლიათ, აიძულებენ მოქნილობით. ჩამოსხმის პროცესი სწრაფად შესაძლებელს ხდის გარემოს პირობებთან შესაბამისად გამოსასწორებლად, რაც საკმაოდ სასარგებლოა მაგალითად შეიშის ან კრეტის ფენებთან მუშაობისას. უმეტესობა იმ ადამიანებისა, რომლებიც აკონტროლიბენ ხარჯების ზღვარს, ირჩევენ ამ ჩამოსხმულ მოდელებს მოძებნის ბურღვის ან საშენი სამუშაოებისთვის, სადაც საერთო მუშაობის დრო რჩება დაახლოებით 100 საათზე ნაკლები. ეკონომიკურად გამართლებულია, როდესაც სამუშაო არ გრძელდება იმდენად, რომ დამართლდეს უფრო მდგრადი ინვესტიცია.

Გამაგრებული და ჩამოსხმული სველების შორის არჩევანის მითითებები ექსპლუატაციის პირობების მიხედვით

Სამი ძირეული ფაქტორი განსაზღვრავს ოპტიმალურ არჩევანს:

1. Წარმოქმნის სიმაგრე : გამაგრებული სველები უკეთ მუშაობს მოჰსის 6+ გეოლოგიურ ფენებში
2. Პროექტის მასშტაბი : ჩამოსხმული ვარიანტები პირველდანდ ხარჯებს 37%-ით ამცირებს ორ კვირაზე ნაკლები ხანგრძლივობის პროექტებისთვის
3. Შეჯახების ტვირთის სიხშირე : შედუღებული კომპონენტები გაძლევს 12%-ით მაღალ ზემოქმედების მაქსიმალურ ძალებს

Როგორც აღინიშნა მასალის комплексური კვლევები , შედუღებული ხელსაწყოები იძლევა უმეტეს სარგებელს მაღალი დატვირთვის და გრძელვადიანი ექსპლუატაციის დროს, მიუხედავად უფრო მაღალი საწყისი ინვესტიციისა. ჩამოსხმული ამონაკრებები კი მისაღები ალტერნატივა რჩება შუალედური გამოყენებისთვის საშუალო დატვირთვის პირობებში, სადაც სწრაფი შეცვლა აბათილებს მათ მდგრადობის შეზღუდულობას.

Ხელიკრული

Რა უპირატესობები აქვს შედუღებულ საქვაბე ბურღებს ჩამოსხმული საქვაბე ბურღების მიმართ?

Შედუღებული საქვაბე ბურღები უფრო მდგრადია და მათ აქვთ უმაღლესი ჭიმვის სიმტკიცე მიმართულებით გასწორებული სტრუქტურის გრაინის გამო, რაც უკეთესად შესაბამისია მაღალი დატვირთვის და გრძელვადიანი ექსპლუატაციისთვის. ისინი საერთო ჯამში უფრო გრძელ სიცოცხლეს აღწევენ ვიდრე ჩამოსხმული საქვაბე ბურღები და უკეთ უმკლავდებიან მეორედ დატვირთვას, რაც უზრუნველყოფს მათ უფრო გრძელ სერვისულ ვადას.

Რატომ შეიძლება ვინმემ აირჩიოს ჩამოსხმული საქვაბე ბურღები?

Ჩვეულებრივ, ჩამოსხმული ქვის ბურღები ირჩევიან კონკრეტული პროექტებისთვის ან მაშინ, როდესაც მუშაობენ უფრო მაგრი ქვებით, რადგან ისინი ამცირებენ საწყის ხარჯებს და საშუალებას აძლევს დამალული დიზაინის შექმნას ჩამოსხმის პროცესის გამო. ისინი ეკონომიკურად მიზანშეწონილია იმ პროექტებისთვის, რომლებიც ნაკლებად ხშირად გამოიყენებიან ან დაბალი დატვირთვის პირობებში.

Როგორ შედარდება დამუშავებული და ჩამოსხმული ქვის ბურღები ღირებულებისა და სიცოცხლის ხანგრძლივობის მიმართულებით?

Დამუშავებუ ქვის ბურღებს აქვთ უფრო მაღალი საწყისი ღირებულება, მაგრამ ხშირად უკეთეს გრძელვადიან ღირებულებას იძლევიან მათი მაგრი ბუნების გამო და შეცვლის ნაკლები სიხშირით. ჩამოსხმულ ქვის ბურღებს, მიუხედავად იმისა, რომ ისინი თავდაპირველად იაფია, შეიძლება დროთა განმავლობაში უფრო მაღალი შეცვლის და შეჩერების ხარჯები შეუდგეს, განსაკუთრებით მაღალი დატვირთვის პირობებში.