В таких отраслях, как горнодобывающая промышленность, строительство туннелей и инфраструктурное строительство, коническая буровая штанга является ключевым компонентом, соединяющим буровую установку и буровую коронку, и ее производительность напрямую связана с эффективностью и безопасностью буровых работ. Процесс термообработки становится неотъемлемой частью повышения прочности, износостойкости и срока службы конических буровых штанг. Благодаря точному контролю ключевых этапов, таких как нагрев, изоляция и охлаждение, термообработка может значительно улучшить микроструктуру и механические свойства материала буровой штанги, тем самым гарантируя, что буровая штанга с конусным соединением по-прежнему сможет поддерживать стабильную производительность в суровых условиях работы. В этой статье будет рассмотрен обычно используемый процесс термообработки буровых штанг с конусным соединением и проанализировано его особое влияние на производительность буровых штанг.
Принципы выбора процесса термообработки буровой штанги
1.Основой для выбора процесса термообработки буровой штанги является марка стали. Различные марки стали для различных типов буровых штанг. При производстве буровых штанг только путем выбора правильной марки стали можно выбрать процесс термообработки, который может в полной мере раскрыть преимущества марки стали для обеспечения качества и срока службы буровой штанги. Различные марки стали имеют различные варианты для наилучшего процесса термообработки.
2.Выбор процесса термообработки буровой штанги основан на основных требованиях и механизме отказа буровой штанги. Основные требования к буровым штангам различаются в зависимости от их собственных. Причины отказа буровых штанг часто включают необоснованную структурную конструкцию буровой штанги или дефекты на этапах обработки процесса бурения, ошибки в эксплуатации во время использования и т. д. Однако существенными факторами являются то, является ли процесс термообработки подходящим и есть ли проблемы с качеством во время термообработки. Для основной причины отказа буровой штанги, после исключения различных внешних факторов, выберите лучший процесс термообработки, чтобы гарантировать внутреннее качество.
3.Выбор процесса термообработки буровой штанги должен соответствовать экономичности, рациональности и осуществимости. Самая большая особенность буровой штанги — это существенные ограничения термообработки из-за ее слишком большой длины. Часто процесс термообработки не может удовлетворить основные требования каждой части буровой штанги. Только выбрав несколько процессов термообработки и обработав каждую часть отдельно, можно гарантировать основные требования каждой части штанги. Поэтому это необходимо учитывать.
4. Окончательным критерием выбора процесса термообработки является фактический срок службы буровой штанги. Длительный срок службы в испытании по бурению горных пород является наиболее важной основой для выбора процесса термообработки.
В сочетании с вышеизложенным содержанием давайте рассмотрим наиболее часто используемые процессы термообработки для конических буровых штанг?
Процесс термической обработки, обычно используемый для конических буровых штанг.
Нормализация
Конический буровой стержень тонкий и длинный, и если закалить его целиком, он легко деформируется, наиболее часто используемый процесс термообработки для него – нормализация, а наиболее подходящим является среднечастотная индукционная нормализация. Нормализация конического бурового стержня выполняется после ковки воротника и заточки формовки. Целью нормализации является в основном измельчение зерен, устранение напряжения после ковки, получение высокой усталостной прочности, хороших демпфирующих характеристик и относительно однородной структуры, а также закладка хорошей основы для закалки адаптера хвостовика. Можно увидеть, что нормализация является одним из важнейших процессов термообработки для конических буровых стержней.
Закалка
Закалка — это процесс термической обработки, при котором сталь нагревается до критической температуры (или выше), выдерживается при температуре в течение определенного времени, аустенизируется, а затем получает мартенсит путем быстрого охлаждения со скоростью охлаждения, превышающей критическую скорость охлаждения. Поскольку конический хвостовик буровой штанги должен выдерживать высокочастотное воздействие поршня буровой установки, а твердость поршня обычно находится в диапазоне HRC59-HRC62, адаптер хвостовика должен быть закалочным.
Темперирование
Сверло нельзя использовать сразу после закалки, его необходимо отпустить. Отпуск — это процесс термической обработки, при котором сверло нагревают до температуры ниже Ac1, выдерживают в течение определенного времени, а затем охлаждают до комнатной температуры для устранения внутренних напряжений. Тогда после закалки можно получить требуемую структуру и свойства.
Заключение
Обычно используемые процессы термообработки для конических буровых штанг, такие как нормализация, закалка, отпуск и поверхностное упрочнение, адаптируются к сложным и изменчивым условиям эксплуатации, изменяя внутреннюю структуру и свойства материала. Эти процессы значительно повышают твердость, износостойкость и усталостную прочность буровой штанги, обеспечивая ее стабильность и надежность в условиях высоких ударов и напряжений. После термообработки буровая штанга будет демонстрировать улучшенные характеристики и иметь более длительный срок службы. С развитием науки и техники и постоянной оптимизацией процессов термообработка конических буровых штанг станет более интеллектуальной и усовершенствованной для удовлетворения растущих инженерных потребностей. В то же время защита окружающей среды и энергосбережение также стали критическими направлениями для разработки процессов термообработки, способствуя развитию отрасли по производству конических буровых штанг в более зеленом и устойчивом направлении.
