เครื่องมือขุดเจาะหินทังสเตนคาร์ไบด์เป็นหัวใจสำคัญของการขุดเจาะสมัยใหม่ในงานเหมืองแร่ การก่อสร้าง เหมืองหิน และงานธรณีเทคนิค ไม่ว่าคุณจะเจาะหินแกรนิตในเหมืองแบบเปิดหรือยึดฐานรากในหินปูนแข็ง ประสิทธิภาพการเจาะของคุณเกือบทั้งหมดขึ้นอยู่กับคุณภาพและการออกแบบเครื่องมือคาร์ไบด์ที่หน้าตัดเกือบทั้งหมด คู่มือนี้จะแจกแจงทุกสิ่งที่เป็นประโยชน์ที่คุณจำเป็นต้องรู้ ตั้งแต่วิธีการทำงานของเครื่องมือเหล่านี้ไปจนถึงวิธีเลือกเครื่องมือที่เหมาะสมและช่วยให้เครื่องมือทำงานได้นานขึ้น
ทังสเตนคาร์ไบด์ (WC) เป็นวัสดุผสมที่ทำโดยการเผาอนุภาคทังสเตนคาร์ไบด์ด้วยสารยึดเกาะที่เป็นโลหะ ซึ่งโดยทั่วไปคือโคบอลต์ ผลลัพธ์ที่ได้คือวัสดุแข็งเป็นพิเศษโดยมีความแข็งแบบ Vickers อยู่ระหว่าง 1,400 ถึง 1,800 HV ทำให้มีความแข็งกว่าเหล็กมาก ในขณะที่ยังคงรักษาความเหนียวเพียงพอที่จะดูดซับแรงกระแทกซ้ำๆ ตามความต้องการของการขุดเจาะหิน
สิ่งที่ทำให้ทังสเตนคาร์ไบด์แตกต่างจากวัสดุแข็งอื่นๆ คือคุณสมบัติที่ผสมผสานกัน เซรามิกบริสุทธิ์นั้นแข็งกว่าแต่เปราะเกินไปสำหรับการเจาะแบบเพอร์คัชชัน เหล็กกล้าเครื่องมือมีความแข็งกว่าแต่สึกหรอเร็วเกินไปเมื่อเทียบกับหินที่มีฤทธิ์กัดกร่อน คาร์ไบด์สร้างความสมดุลตามที่การเจาะในทางปฏิบัติต้องการ: ทนทานต่อการสึกหรอจากการเสียดสี รับแรงอัดได้ดี และสามารถกราวด์ได้อย่างแม่นยำในรูปทรงเฉพาะที่เหมาะกับหินประเภทต่างๆ และวิธีการขุดเจาะ
ปริมาณสารยึดเกาะโคบอลต์เป็นหนึ่งในตัวแปรที่สำคัญที่สุดในสูตรคาร์ไบด์ เปอร์เซ็นต์โคบอลต์ที่สูงขึ้น (12–16%) จะเพิ่มความเหนียวและทนต่อแรงกระแทก ทำให้เหมาะสำหรับหินที่แตกหักหรือต่างกัน ปริมาณโคบอลต์ที่ต่ำกว่า (6–8%) ทำให้เกิดเกรดที่แข็งขึ้นและทนทานต่อการสึกหรอมากขึ้น ซึ่งเหมาะสำหรับโครงสร้างที่เป็นเนื้อเดียวกันและมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง เช่น ควอทซ์ไซต์หรือหินทราย การเลือกเกรดที่ไม่ถูกต้องสำหรับรูปแบบของคุณเป็นสาเหตุทั่วไปที่ทำให้เครื่องมือเสียหายก่อนเวลาอันควร
คำว่า "เครื่องมือเจาะหินทังสเตนคาร์ไบด์" ครอบคลุมกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย การทำความเข้าใจประเภทเครื่องมือเฉพาะสำหรับการใช้งานของคุณเป็นก้าวแรกสู่การเจาะที่มีประสิทธิภาพ
บิตของปุ่มเป็นเครื่องมือเจาะคาร์ไบด์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการขุดพื้นผิวและใต้ดิน เม็ดมีดคาร์ไบด์ทรงกลมหรือทรง Ballistic ได้รับการกดอัดเข้ากับตัวเหล็กในรูปแบบที่ออกแบบมาเพื่อให้ครอบคลุมทั้งหน้าดอกสว่าน ดอกกระดุมใช้ในระบบการเจาะแบบโรตารี่เพอร์คัสซีฟ และมีจำหน่ายทั้งแบบหน้าเรียบ นูน (โดม) และแบบเว้า ซึ่งแต่ละแบบเหมาะกับสภาพหินที่แตกต่างกัน
ดอกขวางมีปีกคาร์ไบด์สี่ปีกที่จัดเรียงเป็นรูปกากบาทหรือรูปแบบ X ประสานเข้ากับตัวเหล็ก โดยทั่วไปจะใช้ในการเจาะกระทบเบา เช่น การเจาะแจ็คเลก และการเจาะดริฟเตอร์ในหินแข็งที่นุ่มถึงปานกลาง ดอกครอสบิตนั้นง่ายต่อการผลิตและลับคม ทำให้ประหยัดสำหรับการใช้งานที่มีสภาพการก่อตัวค่อนข้างสม่ำเสมอ อย่างไรก็ตาม พวกมันสึกหรอเร็วกว่าเศษกระดุมในรูปแบบที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง
ดอกสกัดใช้เม็ดมีดคาร์ไบด์เดี่ยวหรือแถบคาร์ไบด์ประสานในรูปแบบการตัดเชิงเส้น ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับสว่านเพอร์คัชชันมือถือที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า การเจาะสมอในการก่อสร้าง และการแตกหักขั้นที่สอง รูปทรงที่เรียบง่ายทำให้มีราคาไม่แพงและง่ายต่อการลับคมใหม่ แม้ว่าจะจำกัดอยู่เพียงหินที่นิ่มกว่าและมีเส้นผ่านศูนย์กลางรูเล็กกว่าก็ตาม
ในการเจาะแบบหมุนสำหรับหลุมระเบิดขนาดใหญ่และการใช้งานด้านน้ำมันและก๊าซ ดอกไทรโคนจะใช้เม็ดมีดทังสเตนคาร์ไบด์ที่กดลงในฟันเหล็กของกรวยหมุน ขณะที่กรวยกลิ้งไปตามหน้าหิน ส่วนแทรกจะบดขยี้และบิ่นชั้นหิน รูปทรงของเม็ดมีดมีตั้งแต่รูปทรงครึ่งวงกลมทื่อสำหรับหินแข็ง ไปจนถึงรูปทรงสิ่วยาวสำหรับการขึ้นรูปที่นุ่มนวล เครื่องมือเหล่านี้มีราคาสูงแต่มีอัตราการเจาะที่ดีเยี่ยมในการใช้งานแบบโรตารี่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่
บิต DTH เป็นบิตปุ่มชนิดพิเศษที่ออกแบบมาเพื่อใช้กับระบบค้อนเจาะลงรู โดยที่กลไกการกระแทกจะเคลื่อนไปตามสายสว่านและกระแทกบิตโดยตรงที่หน้าหิน สิ่งนี้จะช่วยลดการสูญเสียพลังงานและทำให้การเจาะ DTH มีประสิทธิภาพเป็นพิเศษสำหรับหลุมลึกและฮาร์ดร็อค เค้าโครงปุ่มคาร์ไบด์และรูปทรงหน้าตัดของบิต DTH ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการกระแทกที่มีความถี่สูงและพลังงานสูงจากการทำงานของค้อน
การเลือกเครื่องมือเจาะทังสเตนคาร์ไบด์ที่เหมาะสมจะต้องจับคู่คุณสมบัติของเครื่องมือกับตัวแปรหลัก 4 ประการ ได้แก่ ประเภทของหิน วิธีการเจาะ เส้นผ่านศูนย์กลางรู และสภาพการปฏิบัติงาน การทำให้การจับคู่นี้ถูกต้องส่งผลโดยตรงต่ออัตราการเจาะ อายุการใช้งานของเครื่องมือ และราคาต่อการเจาะเมตร
| ประเภทร็อค | ประเภทเครื่องมือที่แนะนำ | เกรดคาร์ไบด์ |
| อ่อน (หินปูน ถ่านหิน หินดินดาน) | สิ่วบิตหรือบิตข้าม | โคบอลต์สูง (เกรดยาก) |
| ปานกลาง (หินแกรนิต หินบะซอลต์) | ปุ่มบิต (เม็ดมีดขีปนาวุธ) | โคบอลต์ปานกลาง (เกรดสมดุล) |
| แข็งและมีฤทธิ์กัดกร่อน (ควอตซ์ไซต์ เชิร์ต) | บิตปุ่ม (เม็ดมีดทรงกลม) หรือบิต DTH | โคบอลต์ต่ำ (เกรดทนต่อการสึกหรอ) |
| การก่อตัวแตกหัก / แปรผัน | บิตข้ามหรือบิตปุ่มที่แข็งแกร่ง | โคบอลต์สูง (ทนต่อแรงกระแทก) |
| แกนหมุนรูลึก (เส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่) | ดอกลูกกลิ้ง Tricone พร้อมเม็ดมีดคาร์ไบด์ | จับคู่กับความแข็งของการก่อตัว |
นอกเหนือจากประเภทหิน ให้คำนึงถึงระบบการขุดเจาะที่ใช้งานอยู่ การเจาะแบบโรตารี่เพอร์คัสซีฟ (ค้อนบน) ทำงานได้ดีที่สุดกับดอกปุ่มมาตรฐานที่ความลึกสูงสุด 30–40 เมตร ระบบ DTH เข้ามาแทนที่หลุมที่ลึกกว่า ซึ่งการส่งพลังงานผ่านเชือกเส้นยาวอาจส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลง ระบบโรตารีล้วนๆ ต้องใช้ดอกแทรกหรือดอกลาก ขึ้นอยู่กับกำลังรับแรงอัดของรูปแบบ
ไม่ใช่ทั้งหมด เครื่องมือขุดเจาะหินทังสเตนคาร์ไบด์ ถูกสร้างขึ้นอย่างเท่าเทียมกัน เมื่อเปรียบเทียบผลิตภัณฑ์จากผู้ผลิตหลายรายหรือจัดหาเครื่องมือใหม่ ตัวบ่งชี้คุณภาพที่สำคัญที่สุดคือ:
เครื่องมือขุดเจาะหินทังสเตนคาร์ไบด์เป็นส่วนสำคัญของต้นทุนวัสดุสิ้นเปลืองในการขุดเจาะ การจัดการเครื่องมือที่มีระเบียบวินัยและแนวปฏิบัติในการปฏิบัติงานสามารถยืดอายุการใช้งานได้อย่างมากและลดต้นทุนต่อมิเตอร์
การลับคมปุ่มเป็นหนึ่งในวิธีปฏิบัติที่คุ้มค่าที่สุดในการจัดการเครื่องมือคาร์ไบด์ เมื่อกระดุมสึกหรอ กระดุมก็จะสึกหรอแบบเรียบๆ ที่ส่วนบน ซึ่งจะช่วยลดอัตราการเจาะและเพิ่มพลังงานที่ป้อนต่อการเจาะเมตร การลับคมจะคืนโปรไฟล์ปุ่มแบบเดิมก่อนที่ส่วนที่สึกหรอจะใหญ่เกินไป หลักทั่วไปคือการลับคมเมื่อมีเส้นผ่านศูนย์กลางเรียบของการสึกหรอถึง 30–40% ของเส้นผ่านศูนย์กลางของกระดุม การรอนานเกินไปหมายความว่าจะต้องเอาคาร์ไบด์ออกมากขึ้นต่อรอบการลับคม ซึ่งจะทำให้จำนวนรอบการลับคมทั้งหมดสั้นลงก่อนที่ดอกสว่านจะเลิกใช้
การใช้แรงป้อนมากเกินไปหรือแรงกดกระทบในหินอ่อนเป็นสาเหตุที่พบบ่อยของการแตกร้าวของคาร์ไบด์และการสูญเสียเม็ดมีด คาร์ไบด์ได้รับการออกแบบมาเพื่อบดหินผ่านการกระแทก หากการเจาะเร็วเกินไปสำหรับการตัดที่จะชะล้าง ดอกสว่านอาจกระแทกและเน้นไปที่เม็ดมีดแต่ละอัน จับคู่ฟีด ความเร็วในการหมุน และพลังงานกระทบกับกำลังอัดของชั้นหิน ผู้ผลิตแท่นขุดเจาะส่วนใหญ่จะให้พารามิเตอร์การทำงานที่แนะนำสำหรับประเภทหินที่เฉพาะเจาะจง
การชะล้างที่ไม่เพียงพอเป็นสาเหตุสำคัญของความล้มเหลวของเครื่องมือคาร์ไบด์ก่อนกำหนด การตัดที่ไม่ได้ถูกอพยพออกไปจะอัดแน่นไปที่ก้นรูและทำให้เศษหินบดใหม่กับหน้าสว่าน ซึ่งจะทำให้การสึกหรอเร็วขึ้น สำหรับการชะล้างอากาศ ให้รักษาความเร็วลมในหลุมเจาะขั้นต่ำไว้ที่ 15–20 ม./วินาที สำหรับการชะล้างด้วยน้ำหรือโฟม ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีอัตราการไหลเพียงพอสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางรูที่จะเจาะ ตรวจสอบและเคลียร์พอร์ตฟลัชชิ่งบนบิตเป็นประจำ แม้แต่การอุดตันบางส่วนก็ลดประสิทธิภาพการฟลัชชิ่งลงอย่างมาก
ทังสเตนคาร์ไบด์มีความแข็งแต่ไม่ทนต่อความเสียหายจากการกระแทก การทิ้งดอกสว่านลงบนพื้นผิวแข็งหรือจัดเก็บหลวมๆ ในถังขยะที่กระแทกซึ่งกันและกัน ทำให้เกิดการบิ่นของเม็ดมีดคาร์ไบด์ก่อนที่จะเข้ารับบริการด้วยซ้ำ จัดเก็บบิตในแนวตั้งในชั้นวางเฉพาะหรือในภาชนะป้องกันที่มีตัวแบ่ง เคลื่อนย้ายเข้าและออกจากหน้าสว่านในถุงเครื่องมือ แทนที่จะปล่อยทิ้งไว้ในกล่องเครื่องมือ
การตรวจสอบเครื่องมือขุดเจาะหินทังสเตนคาร์ไบด์ที่สึกหรอหรือล้มเหลว จะบอกคุณได้มากว่าการเลือกเครื่องมือ การตั้งค่าสว่าน หรือแนวทางการปฏิบัติงานจำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงหรือไม่ ต่อไปนี้คือรูปแบบความล้มเหลวที่พบบ่อยที่สุดและสาเหตุ:
ปลายดอกสว่านและเม็ดมีดทังสเตนคาร์ไบด์ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมหลายประเภท โดยแต่ละอุตสาหกรรมมีข้อกำหนดเฉพาะที่ส่งผลต่อการออกแบบเครื่องมือและการเลือกใช้วัสดุ
ตลาดทั่วโลกสำหรับเครื่องมือเจาะคาร์ไบด์มีตั้งแต่ผู้ผลิตระดับพรีเมียมในยุโรปและอเมริกาเหนือ ไปจนถึงซัพพลายเออร์ในเอเชียที่หลากหลาย ความแตกต่างของราคามีความสำคัญ แต่ราคาต่อเมตรที่เจาะ ไม่ใช่ราคาซื้อ เป็นตัวชี้วัดที่ถูกต้องสำหรับการประเมินมูลค่าเครื่องมือ
เมื่อประเมินซัพพลายเออร์ ให้ขอข้อมูลจำเพาะของเกรดคาร์ไบด์ที่ได้รับการรับรอง รวมถึงขนาดเกรน ปริมาณโคบอลต์ ความแข็ง (HRA หรือ HV) และความต้านทานการแตกตามขวาง (TRS) ผู้ผลิตที่มีชื่อเสียงจะให้ค่าเหล่านี้และสามารถแนะนำเกรดเฉพาะสำหรับรูปแบบของคุณได้ ขอข้อมูลการทดสอบภาคสนามหรือการอ้างอิงจากการปฏิบัติการในสภาพทางธรณีวิทยาที่คล้ายคลึงกัน บิตที่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้น 20% แต่การเจาะเพิ่มขึ้น 50% เมตรต่อบิตจะให้ค่าที่ชัดเจน แต่คุณจำเป็นต้องมีข้อมูลเพื่อตรวจสอบการอ้างสิทธิ์นั้นก่อนที่จะตกลงกับซัพพลายเออร์
นอกจากนี้ ให้พิจารณาการสนับสนุนหลังการขายด้วย: ความพร้อมใช้งานของบริการหรืออุปกรณ์ลับคม เวลานำส่งสำหรับเครื่องมือทดแทน และการสนับสนุนทางเทคนิคสำหรับการแก้ไขปัญหาโหมดความล้มเหลว การดำเนินงานในสถานที่ห่างไกลจะได้รับประโยชน์เป็นพิเศษจากซัพพลายเออร์ที่มีการจัดเก็บสินค้าในระดับภูมิภาคและการขนส่งที่รวดเร็ว เนื่องจากการหยุดทำงานของการเจาะเพื่อรอเครื่องมืออาจมีต้นทุนมากกว่าการประหยัดราคาบิตใดๆ