Neodporučení hrdinovia podzemnej výstavby: vložky z karbidu volfrámu na nudu tunela

Borské stroje tunela (TBM) sú moderné zázraky inžinierstva, vyrezávajú podzemné dráhy pre metro, vodné potrubia a úžitkové tunely. Tieto kolosálne stroje sa spoliehajú na kritickú, ale často prehliadanú súčasť, aby vykonávali svoje neuveriteľné výkony: vložky z karbidu volfrámu . Tieto malé, odolné strihacie nástroje sú pracovnými kontiami rezačky TBM, ktoré netrpezlivo štiepia po skale a pôde, aby vytvorili stabilný tunel.

Prečo volfrámový karbid?

Volfrámový karbid, zlúčenina volfrámu a uhlíka, sa oslavuje pre svoju extrémnu tvrdosť a odolnosť proti opotrebeniu. Na stupnici MOHS Hardness sa radí vyššie ako 8 rokov, čo je na druhom mieste iba na Diamond. Vďaka tejto jedinečnej kombinácii vlastností spolu s jej vysokou zlomeninou je ideálny materiál pre náročné podmienky nudy tunela. Vložky sú zvyčajne kompozitným materiálom, s zŕn volfrámu karbidom držaných pohromade kovovým spojivom, najčastejšie kobalt . Percentuálny podiel kobaltu (zvyčajne v rozmedzí od 6% do 15%) sa dá upraviť tak, aby vyvážil tvrdosť a húževnatosť, v závislosti od geologických útvarov, s ktorými sa TBM stretne.

Úloha a typy vložiek

Primárna funkcia Vložky z karbidu volfrámu pre stroj na nudu tunela je poskytnúť rezanie pre rotujúcu hlavu rezača TBM. Sú navrhnuté tak, aby odolali významným tlakovým silám a abrazívnym opotrebeniu, keď rozdrvili a zoškrabali rôzne typy hornín a pôdy. Vložky sú často tvarované ako „tlačidlá“ a sú strategicky umiestnené na hlavu rezača, aby sa optimalizovala účinnosť rezania. Rôzne tvary a veľkosti sa používajú pre konkrétne aplikácie vrátane:

• Vložky sekáča: Používa sa na rezanie mäkkou až stredne tvrdou skalou.
• Vložky na tlačidlo: Najbežnejší typ, ktorý poskytuje rovnováhu proti odolnosti proti nárazu a odporu opotrebenia. Často sa používajú v rôznych formáciách, od tvrdej horniny po abrazívnu pôdu.
• Vložky štítu: Sú špeciálne navrhnuté pre TBM typu štítu používané v zložitých mestských prostrediach, kde sa geológia môže rýchlo meniť.

Výroba a údržba

Výroba týchto vložiek je presný, viacstupňový proces. Začína sa starostlivým výberom a miešaním vysokokvalitných karbidu volfrámu a kobaltových práškov. Tieto prášky sa potom frézujú, pritlačené do požadovaného tvaru a nakoniec spekané (zahrievané na vysokú teplotu pod bodom topenia), aby sa vytvorila pevná, odolná vložka. Tento proces, známy tiež ako cementová výroba karbidov, vedie k nástroju s výnimočnými charakteristikami výkonnosti. Vzhľadom na intenzívne opotrebenie, ktoré zažívajú, musia sa tieto vložky pravidelne kontrolovať a vymeniť. Ich vymeniteľná povaha je kľúčovou výhodou, pretože umožňuje nákladovo efektívnu údržbu a minimálny prestoj pre TBM.