Kegagalan Rod Gerudi Perlombongan: Mengapa Tali Anda Hanya Sebagus Benangnya Yang Paling Lemah

Seorang rakan saya menjalankan operasi penghentian subperingkat di Australia. Tahun lepas dia menunjukkan log penggunaan jorannya — 320 joran dalam tempoh enam bulan, hampir dua kali ganda daripada pembakaran lombong sebelah. Batu yang sama. Rig yang sama. Perbezaannya terletak pada satu perkara: tiada seorang pun dalam krunya yang diajar membaca corak kegagalan.

""" Awak buang sahaja mereka bila mereka berhenti kerja, " katanya.

Dan itulah masalahnya. Joran gerudi perlombongan — jenis yang anda gunakan dalam tali sepuluh, lima belas, kadangkala dua puluh pada pelantar penggerudian muka — biasanya tidak gagal tanpa amaran. Ia menunjukkan masalahnya. Anda hanya perlu tahu apa yang anda lihat.

Tidak seperti jumbo terowong, di mana satu rod menerima beban penuh tukul, rod pelantar perlombongan berkongsi beban merentasi tali yang panjang. Itu mengubah profil kegagalan. Sesetengah mod kegagalan yang anda lihat pada jumbo hampir tidak berlaku dalam perlombongan. Mod kegagalan lain, seperti haus dan lenturan benang dalaman, menjadi dominan kerana tali menguatkan kecacatan kecil merentasi setiap gandingan.

Berikut adalah lima jenis kegagalan yang muncul pada pelantar perlombongan, disenaraikan mengikut kekerapan ia berlaku di bawah tanah.

1. Haus Benang — Benang Dalaman Didahulukan

Ini adalah pembunuh nombor satu, dan inilah perincian yang mengejutkan orang ramai: pada rod perlombongan,dalamanbenang (hujung kotak) biasanya haus sebelum benang luaran (hujung pin).

Empat perkara mengawal seberapa cepat benang anda haus:

Kualiti rawatan haba.Ini masalah besar. Kedalaman bekas, kekerasan permukaan dan kecerunan antara bekas keras dan teras yang lebih keras menentukan berapa lama benang mengekalkan profilnya. Mikrostruktur yang ideal — martensit karbon tinggi di permukaan, bainit rendah di teras, dengan zon peralihan yang luas dan beransur-ansur di antaranya — tidak mudah dicapai. Joran murah melangkaui nuansa tersebut.

Kemasan benang dan pasangkannya.Kekasaran permukaan pada sisi benang bertindak seperti kertas pasir di bawah beban. Kawalan toleransi ketat pada geometri benang bermakna beban diagihkan merentasi lebih banyak permukaan benang dan bukannya tertumpu pada dua atau tiga.

Keadaan tanah.Batu yang retak mencengkam rod. Penyimpangan lubang meletakkan beban lenturan melalui gandingan. Setiap kali rod terikat, benang pada gandingan terdekat akan dipukul.

Tabiat penyelenggaraan.Yang ini dipacu oleh pengendali dan boleh dibaiki sepenuhnya: menjalankan bit yang kusam meningkatkan sisihan lubang, yang mempercepatkan haus benang. Mencampurkan rod lama dengan yang baharu dalam tali yang sama — di mana benang haus berada di sebelah yang baharu — menumpukan beban pada gandingan yang paling ketat. Dan menggunakan rod daripada pembekal yang berbeza, yang toleransi benangnya mungkin tidak sepadan, pada dasarnya membayar untuk haus yang dipercepatkan.

Haus benang dalaman lebih penting pada tali perlombongan kerana setiap gandingan rod-ke-rod mempunyai hujung kotak. Dua puluh rod bermaksud sembilan belas benang dalaman dalam laluan beban. Jika hanya satu yang lusuh, seluruh tali akan mula memakan dirinya sendiri.

2. Patah Akar Benang Luaran — Had Keletihan

Kebanyakan rod mati akibat haus sebelum mencapai had lesu benangnya. Tetapi apabila rod terus melepasi hayat perkhidmatannya tanpa haus yang ketara, perkara seterusnya yang rosak biasanya ialah akar benang luaran.

Akar benang ialah penumpu tegasan semula jadi. Setiap hentaman daripada tukul menghantar gelombang tegasan melalui tali, dan pada setiap gandingan, gelombang tersebut memantul dan menindihkan. Akar benang di hujung pin mengalami kitaran tegasan tegangan puncak dengan setiap hentaman.

Rawatan haba menentukan ambang kelesuan. Rod dengan peralihan bainit/martensit yang betul boleh mengendalikan berjuta-juta kitaran. Rod dengan kecerunan kekerasan yang tajam atau penyahkarbonan permukaan akan retak lebih awal.

Faktor operasi menolaknya ke tepi: pengikatan rod yang kerap, sisihan lubang dan bahagian yang kusam semuanya menambah tegasan lenturan di atas hentaman paksi. Apa yang sepatutnya menjadi retakan lesu tulen bertukar menjadi kegagalan tegasan gabungan dan rod patah lebih cepat daripada yang diramalkan oleh meter.

3. Patah Potongan Benang Dalaman

Setiap benang dalaman mempunyai potongan bawah — alur timbul di pangkal bahagian berulir. Ia memang direka bentuk, tetapi ia juga merupakan keratan rentas paling nipis dalam gandingan.

Dua perkara menyebabkan potongan bawah gagal. Pertama: benang luaran rod pemadanan membebankan zon tersebut dengan setiap hentakan, dan kerana nipis, ia mengalami tekanan yang lebih tinggi. Kedua: jika permukaan luaran hujung kotak haus nipis akibat lelasan luar, potongan bawah menjadi lebih lemah.

Penyelesaian praktikalnya adalah dengan mencari rod dengan reka bentuk ulir dalaman yang dipanjangkan. Bahagian berulir yang lebih panjang menyebarkan beban ke atas lebih banyak kawasan ulir, sekali gus mengurangkan tegasan puncak pada potongan bawah. Ia merupakan perubahan geometri mudah yang membuat perbezaan yang boleh diukur dalam jangka hayat tali.

4. Patah Badan Rod — Tanda Amaran Kawalan Kualiti

Keretakan badan rod jarang berlaku pada rod perlombongan. Apabila ia berlaku secara berasingan, ia biasanya kecacatan bahan — rangkuman dalam keluli, kecacatan penggelek, gouge pengendalian yang menjadi pencetus retakan.

Tetapi jika anda melihatkelompokkeretakan badan, itu berbeza. Itu masalah rawatan haba. Sama ada pemadaman tidak sekata, pembajaan tidak betul, atau terdapat masalah sistematik dengan gred keluli. Jangan hanya gantikan rod yang patah — tarik sampel dari kelompok dan hantarkannya untuk metalografi. Sekelompok keretakan badan memberitahu anda sesuatu tentang pembekal anda, bukan operasi anda.

5. Lenturan Rod — Penguat Tali

Pada lombong jumbo, joran yang sedikit bengkok memang menjengkelkan. Pada pelantar perlombongan yang menggunakan tali 15 joran, ia membawa bencana.

Selekoh yang hampir tidak anda perasan pada satu rod akan berganda pada setiap gandingan. Apabila anda mencapai kedalaman sepuluh rod, tali akan bergerak ke dalam lubang, memakai setiap permukaan benang, memuatkan setiap gandingan secara tidak sekata, dan menggerudi lubang yang tidak lurus. Lubang bengkok itu kemudiannya akan membengkokkan tali seterusnya dengan lebih teruk lagi.

Inilah sebabnya mengapa kelurusan dan konsentrisiti merupakan metrik kualiti yang tidak boleh dirundingkan untuk rod perlombongan. Pengilang yang baik meluruskan stok bar mentah sebelum pemesinan, sekali lagi selepas rawatan haba (yang sentiasa menyebabkan sedikit herotan), dan memeriksa setiap rod sebelum dihantar. Penyimpanan dan pengangkutan juga penting — rod yang disimpan di rak yang tidak rata atau dihantar tanpa sokongan yang betul boleh tiba dengan set kekal sebelum ia melihat lubang.

Corak Yang Menjimatkan Wang

Inilah perkara yang saya perhatikan di seluruh operasi perlombongan yang sebenarnya menjejaki kegagalan rod mereka: rod yang mempunyai kos terendah setiap meter yang digerudi bukanlah rod yang paling mahal. Mereka adalah rod yang melihat setiap rod yang rosak dan bertanya, " Apa yang cuba diberitahu oleh rod ini kepada saya? "

Kadangkala jawapannya ialah "beli rod yang lebih baik." Lebih kerap, ia adalah "tajamkan mata anda dengan lebih kerap," "hentikan pencampuran pembekal dalam rentetan yang sama," atau "perawatan haba anda mempunyai masalah dengan konsistensi kelompok."

Joran itu patah. Joran itu tidak berbohong.