Prečo sú vložky z karbidu volfrámu pre stroje na vŕtanie tunelov tajomstvom rýchlejšieho razenia?

Rozhodujúca úloha doštičiek z karbidu volfrámu vo výkone TBM

Vložky z karbidu volfrámu slúžia ako "zuby" tunelového vyvrtávacieho stroja (TBM), ktorý znáša obrovský tlak a trenie potrebné na drvenie horniny. Tieto doštičky sú strategicky zabudované do rezných kotúčov alebo vrtákov, aby sa zabezpečilo, že stroj dokáže prechádzať rôznymi geologickými vrstvami, od mäkkej pôdy až po extrémne tvrdú žulu. Bez vysokej tvrdosti a lomovej húževnatosti karbidu volfrámu by sa rezné nástroje predčasne opotrebovali, čo by viedlo k častým a nákladným prestojom pri výmenách v hlbokom podzemnom prostredí.

Materiálové zloženie a odolnosť proti opotrebovaniu

Výkonnosť Vložky z karbidu volfrámu pre stroj na vŕtanie tunelov s je primárne určený ich obsahom kobaltu a zrnitosťou. Nižšie percento kobaltu zvyčajne zvyšuje tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu, čo je ideálne pre abrazívne horniny. Naopak, vyšší obsah kobaltu zvyšuje húževnatosť, čím zabraňuje praskaniu vložiek pri náraze na tvrdé, prerušované balvany. Výrobcovia často používajú "gradientné" karbidy, ktoré kombinujú tvrdý vonkajší plášť s tvrdším jadrom, aby sa maximalizovala životnosť nástroja počas výkopových projektov na veľké vzdialenosti.

Bežné tvary a aplikácie vložiek TBM

Rôzne geologické podmienky vyžadujú špecifické geometrie doštičiek na optimalizáciu procesu sekania a drvenia. Výber tvaru priamo ovplyvňuje rýchlosť prieniku a energetickú účinnosť TBM. Voľba nesprávnej geometrie môže viesť k „jadreniu“ alebo nerovnomernému opotrebovaniu hlavy frézy, čo ohrozuje celú časovú os projektu.

• Kónické vložky: Najvhodnejšie pre tvrdé skalné útvary, poskytujúce hlboké prenikanie a efektívne lámanie skalnej steny.
• Vložky do sekáčov: Navrhnuté pre mäkšie alebo zmiešané pôdne podmienky, kde je „strihanie“ účinnejšie ako čisté drvenie.
• Sférické/tlačidlové vložky: Bežne sa používa vo vysoko abrazívnych pôdach na zabezpečenie vyváženého povrchu opotrebovania a dlhodobej životnosti.

Technické špecifikácie pre rôznu tvrdosť horniny

Pochopenie vzťahu medzi neobmedzenou pevnosťou v tlaku (UCS) horniny a tvrdosťou je pre inžinierov nevyhnutné. Nasledujúca tabuľka ilustruje typické výberové kritériá pre doštičky z karbidu volfrámu na základe podmienok pôdy, s ktorými sa stretávame počas razenia tunelov.

Stratégie údržby a výmeny

Ekonomický úspech projektu tunelovania často závisí od údržby karbidových vložiek pre tunelové vŕtacie stroje. Monitorovanie "plochy opotrebenia" na doštičkách umožňuje operátorom predpovedať, kedy je potrebné vytiahnuť rezací kotúč kvôli renovácii. Ak sa doštička opotrebuje za kritický bod, môže to spôsobiť poruchu oceľového telesa frézy, čo vedie k oveľa drahším opravám ako jednoduchá výmena karbidov.

Pokročilé Braxing a bezpečné uchytenie

Aj ten najkvalitnejší karbid volfrámu je zbytočný, ak vložka vypadne z objímky. Používa sa vysokoteplotné spájkovanie alebo špecializované tesniace kovanie, aby sa zabezpečilo, že vložky zostanú sedieť aj pri extrémnych vibráciách. Procesy kontroly kvality, ako je ultrazvukové testovanie, sa často používajú na overenie väzby medzi karbidom a oceľovým držiakom nástroja, čím sa zaisťuje spoľahlivosť v najnáročnejších podzemných prostrediach.