درج های کاربید تنگستن TBM: راهنمای انتخاب، عملکرد و تامین کننده

در پروژه تونل سنگ سخت، سر برش TBM تنها تماس بین دستگاه و زمین است. صدها درج کاربید تنگستن در هر لحظه بر روی آن سر برش می زند. هر یک مسئول شکستن سنگ، حمل بار و زنده ماندن در محیطی است که شامل گرد و غبار، آب، ارتعاش و دانه های معدنی سخت است. اگر یک درج زودتر از کار بیفتد، سر برش متوقف می‌شود، تونل ساعت‌ها را از دست می‌دهد و تیمی برای تعویض آن به یک فضای محدود صعود می‌کند. نتیجه فقط هزینه درج نیست. این هزینه حرکت نکردن دستگاه است. به همین دلیل است که انتخاب یک درج کاربید تنگستن TBM یک تصمیم پروژه است، نه یک سفارش قطعات یدکی.

چرا کاربید تنگستن استاندارد برای درج های TBM است؟

دلیل اصلی مادی است. کاربید تنگستن یا کاربید سیمانی، کامپوزیت ساخته شده از ذرات کاربید تنگستن است که توسط یک زمینه فلزی کبالت به هم متصل شده اند. ذرات کاربید به ماده سختی فوق العاده ای می بخشد. چسب کبالت به آن چقرمگی می دهد تا در برابر ضربه ها جان سالم به در ببرد. درج‌های TBM در برابر سنگ‌هایی که می‌توانند حاوی کوارتز باشند، کار می‌کنند، که تقریباً از هر ماده مهندسی سخت‌تر است. تحت عملکرد عادی، اینسرت بارهای فشاری بالا و بارهای نقطه ای ناگهانی را از سطوح سنگی نامنظم تجربه می کند. ماده ای که بیش از حد سفت باشد خرد می شود. ماده ای که خیلی نرم باشد سریع سایش می شود. کاربید تنگستن تعادلی را فراهم می کند که هیچ ماده کاربردی دیگری با آن مطابقت ندارد.

مواد را می توان در محدوده تنظیم کرد. محتوای کبالت معمولاً بین 6 تا 13 درصد است و اندازه دانه کاربید تنگستن می تواند ریز، متوسط ​​یا درشت باشد. دانه ریزتر معمولاً سختی بالاتر و حفظ لبه بهتر می دهد. دانه درشت تر چقرمگی و مقاومت در برابر شوک حرارتی بهتری می دهد. برای درج های TBM، شرایط عملیاتی معمولاً ساینده و دارای ضربه است، بنابراین یک درجه متعادل تر معمولی است. مقادیر سختی برای این درجه ها معمولاً در محدوده HRA 86 تا 92 قرار می گیرند. تنها پس از مشخص شدن شرایط سنگ، یک درجه خاص باید انتخاب شود.

در عمل، این بدان معنی است که همان درج که در یک تونل رسی نرم و شن و ماسه به نرمی کار می کند ممکن است در یک تونل گرانیت سخت عمر بسیار کوتاهی داشته باشد. درجه ای که برای گرانیت مناسب است ممکن است برای زمین های بسیار شکسته خیلی شکننده باشد. داده ورودی که مهم است نوع سنگ، مقاومت فشاری تک محوری و محتوای کوارتز است. به طور خلاصه: درجه مواد نقطه شروع برای انتخاب درج است و باید با زمین مطابقت داشته باشد نه با دستگاه.

درج هندسه: بیش از یک لبه تیز

درج های TBM اغلب به صورت دندانه های تیز نشان داده می شوند، اما در واقع بیشتر شبیه خراش ها و سنگ شکن ها عمل می کنند. هندسه اینسرت تعیین می کند که چگونه بار به سنگ منتقل می شود، چگونه ساییده می شود و چقدر نیرو برای نفوذ لازم است.

ویژگی های اصلی هندسی شکل دماغه، زاویه دماغه، مخروطی بودن بدنه و قسمت نصب است. نوک مخروطی شکل رایج است و برای نفوذ سنگ موثر است. یک بینی کروی یا صاف، ناحیه تماس را گسترش می دهد، خطر تراشه را کاهش می دهد و گاهی اوقات برای سنگ های بسیار سخت یا سنگین ترجیح داده می شود. یک نوک اسکنه ای شکل را می توان در برخی طرح ها برای ایجاد شکستگی خطی استفاده کرد. بهترین هندسه واحد وجود ندارد. انتخاب بستگی به سنگ مورد انتظار و طراحی سر برش دارد.

علاوه بر شکل نوک، درج باید محکم در نگهدارنده نگه داشته شود. یک درج شل می لرزد، شکافی در نگهدارنده ایجاد می کند و زودرس می شود. بدنه درج اغلب با قطر کمی بزرگتر از سوراخ یا شکاف ساخته می شود تا بتوان آن را فشار داد یا در جای خود لحیم کرد. این تناسب یکی از دلایلی است که تلورانس کار ماشینکاری اهمیت دارد. حتی نمره صحیح نمی تواند تناسب ضعیف را جبران کند.

درک خوب هندسه درج همچنین به تیم تونل کمک می کند تا تشخیص دهد که چرا برخی از درج ها به شکل مخروطی می پوشند و چرا برخی دیگر صاف می شوند. الگوی سایش اغلب اطلاعاتی در مورد زاویه تماس ارائه می دهد. این دانش برای تنظیم پارامترهای سر برش یا تغییر نوع درج مفید است.

برای بررسی اجمالی چگونگی تأثیر طراحی درج TBM بر عملکرد، می توانید به این مقاله در مورد مراجعه کنید درج کاربید تنگستن برای ماشین های حفاری تونل .

عوامل انتخاب برای درج های TBM

انتخاب سمت راست درج TBM یک تصمیم یکباره نیست این یک فرآیند تکراری است که با داده های زمین شناسی برای تونل شروع می شود و از طریق آزمایشات روی سر برش ادامه می یابد. جدول زیر مهمترین عوامل انتخاب را فهرست می کند.

این مکانی است که یک تامین کننده می تواند ارزش افزوده داشته باشد. یک تولید کننده حرفه ای به سادگی برچسب "سخت" یا "برای سنگ" را به یک درج نمی زند. آنها گزارش زمین شناسی، مشخصات سر برش و اندازه درج مورد نیاز را می خواهند. آنها ممکن است درجه و هندسه انتخاب شده را با داده های عملکرد معمولی مقایسه کنند. این گفتگو به ویژه هنگامی که تونل از چندین منطقه زمین شناسی عبور می کند اهمیت دارد. یک درج سنگ سخت ممکن است برای بیشتر مسیر کار کند، اما یک بخش نرم تر یا یک منطقه گسلی می تواند تغییرات سریعی ایجاد کند.

یک روش معمول آزمایش یک یا دو طرح درج در ابتدای پروژه است. دوره مشاهده لازم نیست طولانی باشد. اگر درج‌ها بریدگی‌های سنگینی را نشان می‌دهند، درجه خیلی سخت است یا هندسه آن خیلی تیز است. اگر درج ها به سرعت فرسوده شوند اما سنگ به خصوص ساینده نباشد، درجه بسیار نرم است یا پارامترهای سر برش اشتباه است. این آزمایش‌ها نشان می‌دهد که سنگ واقعی در زیر دستگاه چگونه رفتار می‌کند، که همیشه بهتر از حدس زدن آزمایشگاهی است.

کیفیت تولید و مشکل سازگاری

درجه و هندسه بخش قابل مشاهده انتخاب درج هستند. بخش نامرئی قوام ساخت است. کاربید تنگستن از پودر تولید می شود. اگر پودر ضعیف مخلوط شود، اگر توزیع اندازه دانه تغییر کند، یا اگر فرآیند تف جوشی کنترل نشود، درج های یک دسته ممکن است متفاوت از دسته دیگر رفتار کنند. در یک تونل، پذیرش این ناهماهنگی بسیار سخت است، زیرا سر برش چندین درج را به طور همزمان حمل می کند. اگر یکی از صد درج به سرعت ساییده شود، می تواند یک ناحیه موضعی در سطح تونل ایجاد کند که به طور کامل بریده نشده است و یک قطعه سنگ بزرگ باقی می ماند که باید توسط برش همسایه شکسته شود.

تولید یک درج TBM قابل اعتماد نیاز به یک خط تولید یکپارچه دارد. در تاسیسات خود در چانگژو، چین، ما با پرس پودر کاربید تنگستن با استفاده از پرس های TPA شروع می کنیم. این روش از پروفیل فشار کنترل شده برای ایجاد بدنه سبز رنگ با شکل و چگالی ثابت استفاده می کند. سپس بدنه سبز رنگ در کوره های زینترینگ با فشار کم پخته می شود. تف جوشی با فشار کم تخلخل باقیمانده نهایی را کاهش می دهد و ساختاری ظریف تر و متراکم تر ایجاد می کند. یک ساختار متراکم با منافذ کم به طور مستقیم به مقاومت در برابر سایش بهتر و خطر کمتر شکستگی متصل است.

پس از پخت، درج ها تا ابعاد نهایی و سطح نهایی آسیاب می شوند. سنگ زنی دقیق روی چرخ های ابزار CNC پنج محوره انجام می شود و هندسه ابزار با تجهیزات تنظیم ابزار دیجیتال تأیید می شود. برای ابزارهای گرد و سایر اجزای دقیق، تولید ما از استانداردهای تولید شناخته شده آلمان پیروی می کند. این سیستم معیاری برای تحمل و عمر ابزار به ما می دهد. ابزارهای بازرسی بخشی از فرآیند هستند. آنها از محیط تولید حذف نمی شوند و فقط برای بررسی های نهایی استفاده می شوند. از آنها برای کنترل عملیات سنگ زنی ماشین نیز استفاده می شود.

این شرکت دارای گواهینامه ISO9001 و ISO14001 می باشد. این گواهینامه ها نشان می دهد که سیستم تولید ممیزی شده است و فرآیندهای مدیریت زیست محیطی و کیفیت وجود دارد. برای یک پروژه تونل، این سطح از کنترل یک هدف ساده اما مهم را پشتیبانی می کند: درج هایی که به سایت می رسند باید با درج هایی که آزمایش شده اند رفتار کنند.

درج زندگی و هزینه در دنیای واقعی

هزینه درج TBM در مقایسه با هزینه خرابی تونل ناچیز است. این دلیلی است که انتخاب درج باید به عنوان یک عامل بهره وری در نظر گرفته شود، نه تنها به عنوان یک کالای خط خرید.

یک درج با تطبیق ضعیف نیز می تواند مشکلات هندسی ایجاد کند. اگر یک درج به طور ناموزون سایش شود، دیسک برش ممکن است چرخش را متوقف کند و یک لبه صاف را در سنگ برش دهد. این باعث افزایش مقاومت برش برای کل سر برش می شود. پیمانکاران تونل زنی می دانند که هزینه توقف غیرمنتظره سر برش تنها کار یا قطعات جدید نیست. همچنین تولید از دست رفته و خطری برای برنامه است.

یک روش موثر، ردیابی عمر درج در هر منطقه از تونل، بر حسب متر پیشروی است. این یک منحنی عملکرد ساده ایجاد می کند که می تواند با نوع سنگ مقایسه شود. هنگامی که درج به پایان عمر مفید خود رسید، می توان یک جایگزین برنامه ریزی شده در یک مکان امن انجام داد. مواد به کار رفته در درج، هندسه و کیفیت ساخت آن، همگی به این طرح کمک می کنند.

رابطه بین انتخاب درج، شرایط سنگ، و عملکرد سر برش در مقاله ما به طور عمیق تری پوشش داده شده است چرا درج های کاربید تنگستن TBM برای ساخت و سازهای زیرزمینی بسیار مهم هستند .

درج کاربید تنگستن TBM یک جزء کوچک است که تأثیر زیادی بر پیشرفت تونل دارد. این ماده باید در برابر سایش سخت باشد. هندسه باید با سنگ مطابقت داشته باشد. درجه باید با سر برش واقعی مطابقت داشته باشد. و تولید باید قطعات ثابت تولید کند. هنگامی که این عوامل در جای خود قرار می گیرند، درج مطابق با یک فاصله قابل پیش بینی عمل می کند. وقتی یکی از عوامل اشتباه باشد، دستگاه آسیب می بیند. خریداران و مهندسان تونل‌سازی باید انتخاب درج را به عنوان یک مذاکره فنی در نظر بگیرند: داده‌های زمین‌شناسی را جمع‌آوری می‌کنند، طراحی سر برش را مورد بحث قرار می‌دهند و به تامین‌کننده‌ای نیاز دارند که بتواند کل فرآیند تولید را کنترل کند. روزهایی که سر برش پایین می ماند از خود درج گران تر است.