Os heróis desconhecidos da construção subterrânea: inserções de carboneto de tungstênio para chato de túnel

As máquinas de perfuração de túnel (TBMs) são maravilhas modernas de engenharia, criando caminhos subterrâneos para metrôs, dutos de água e túneis de serviços públicos. Essas máquinas colossais dependem de um componente crítico, mas muitas vezes esquecido, para executar seus feitos incríveis: Inserções de carboneto de tungstênio . Essas pequenas ferramentas de corte duráveis ​​são os cavalos de trabalho da cabeça do cortador do TBM, incansavelmente jogando rochas e solo para criar um túnel estável.

Por que carboneto de tungstênio?

O carboneto de tungstênio, um complexo de tungstênio e carbono, é celebrado por sua extrema dureza e resistência ao desgaste. Na escala de dureza Mohs, ele é superior a 8, tornando -o atrás apenas do diamante. Essa combinação única de propriedades, juntamente com sua alta resistência à fratura, o torna o material ideal para as condições exigentes de entediar o túnel. As inserções são tipicamente um material composto, com grãos de carboneto de tungstênio mantidos juntos por um fichário metálico, mais comumente cobalto . A porcentagem de cobalto (normalmente variando de 6% a 15%) pode ser ajustada para equilibrar a dureza e a tenacidade, dependendo das formações geológicas que o TBM encontrará.

O papel e os tipos de inserções

A principal função de Inserções de carboneto de tungstênio para máquina de perfuração de túnel é fornecer a aresta de corte para a cabeça do cortador rotativa do TBM. Eles são projetados para suportar forças compressivas significativas e desgaste abrasivo enquanto esmagam e rasparam vários tipos de rocha e solo. As inserções são frequentemente moldadas como "botões" e são estrategicamente colocadas na cabeça do cortador para otimizar a eficiência de corte. Diferentes formas e tamanhos são usados ​​para aplicações específicas, incluindo:

• Inserções de cinzel: Usado para cortar rochas macias a médias.
• Inserções de botão: O tipo mais comum, fornecendo um equilíbrio de resistência ao impacto e resistência ao desgaste. Eles são frequentemente usados ​​em uma variedade de formações, do hard rock ao solo abrasivo.
• Inserções de escudo: Eles são projetados especificamente para os TBMs do tipo escudo usado em ambientes urbanos complexos, onde a geologia pode mudar rapidamente.

Fabricação e manutenção

A produção dessas inserções é um processo preciso e em várias etapas. Começa com a cuidadosa seleção e mistura de carboneto de tungstênio de alta pureza e pós de cobalto. Esses pós são então moídos, pressionados na forma desejada e finalmente sinterizados (aquecidos a uma temperatura alta abaixo do ponto de fusão) para criar uma inserção sólida e durável. Esse processo, também conhecido como produção de carboneto cimentado, resulta em uma ferramenta com características excepcionais de desempenho. Devido ao desgaste intenso que eles experimentam, essas inserções devem ser inspecionadas e substituídas regularmente. Sua natureza substituível é uma vantagem essencial, pois permite manutenção econômica e tempo de inatividade mínimo para o TBM.