De ce sunt inserțiile din carbură de tungsten pentru mașinile de forat tuneluri secretul unei excavații mai rapide?

Rolul critic al inserțiilor din carbură de tungsten în performanța TBM

Inserțiile din carbură de tungsten servesc drept „dinții” unei mașini de forat tunel (TBM), suportând greul presiunii și frecării imense necesare pentru a pulveriza roca. Aceste inserții sunt încorporate strategic în discuri de tăiere sau burghii pentru a se asigura că mașina poate naviga prin diferite straturi geologice, de la sol moale la granit extrem de dur. Fără duritatea ridicată și rezistența la rupere a carburii de tungsten, sculele de tăiere s-ar uza prematur, ceea ce duce la timpi de oprire frecvente și costisitoare pentru înlocuiri în medii subterane adânci.

Compoziția materialului și rezistența la uzură

Performanța de Inserții din carbură de tungsten pentru mașină de forat tunel s este determinată în primul rând de conținutul lor de cobalt și de dimensiunea granulelor. Un procent mai mic de cobalt crește de obicei duritatea și rezistența la uzură, ceea ce este ideal pentru roca abrazivă. În schimb, un conținut mai mare de cobalt crește duritatea, prevenind crăparea inserțiilor atunci când lovesc bolovani tari, intermitenți. Producătorii folosesc adesea carburi „gradient” care combină o carcasă exterioară dură cu un miez mai dur pentru a maximiza durata de viață a sculei în timpul proiectelor de excavare pe distanțe lungi.

Forme și aplicații comune ale inserțiilor TBM

Condiții geologice diferite necesită geometrii specifice de inserție pentru a optimiza procesul de ciobire și zdrobire. Alegerea formei influențează direct rata de penetrare și eficiența energetică a tunelului. Selectarea unei geometrii greșite poate duce la „coare” sau la uzura neuniformă a capului de tăiere, ceea ce compromite întreaga cronologie a proiectului.

• Inserții conice: Cel mai potrivit pentru formațiuni de rocă tare, oferind penetrare adâncă și fracturare eficientă a suprafeței de stâncă.
• Inserții de daltă: Proiectat pentru condiții de sol mai moi sau mixte, unde o acțiune de „forfecare” este mai eficientă decât strivirea pură.
• Inserții sferice/butoane: Folosit în mod obișnuit în soluri foarte abrazive pentru a oferi o suprafață de uzură echilibrată și durabilitate pe termen lung.

Specificații tehnice pentru diferite durități ale rocii

Înțelegerea relației dintre rezistența la compresiune neconfinată (UCS) a rocii și gradul de carbură este esențială pentru ingineri. Următorul tabel ilustrează criteriile de selecție tipice pentru inserțiile din carbură de tungsten pe baza condițiilor de teren întâlnite în timpul operațiunilor de tunel.

Strategii de întreținere și înlocuire

Succesul economic al unui proiect de tunelare depinde adesea de întreținerea inserțiilor din carbură de tungsten pentru mașinile de forat tunel. Monitorizarea „platei de uzură” a inserțiilor permite operatorilor să prezică când un disc de tăiere trebuie tras înapoi pentru recondiționare. Dacă o inserție i se permite să se uzeze dincolo de punctul său critic, aceasta poate duce la defectarea corpului de oțel al frezei, ceea ce duce la reparații mult mai costisitoare decât un simplu schimb de carbură.

Braxare avansată și montare sigură

Chiar și carbura de tungsten de cea mai bună calitate este inutilă dacă inserția cade din priză. Lipirea la temperatură ridicată sau fitingul de interferență specializat este utilizat pentru a se asigura că inserțiile rămân așezate sub vibrații extreme. Procesele de control al calității, cum ar fi testarea cu ultrasunete, sunt utilizate frecvent pentru a verifica legătura dintre carbură și suportul de scule din oțel, asigurând fiabilitatea în cele mai dificile medii subterane.