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Insertos de carboneto de tungstênio para perfuradora de túnel: um guia prático de campo

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Qualquer pessoa que tenha passado um turno em uma perfuradora de túneis conhece a aritmética que rege todo o trabalho: metros perfurados por conjunto de fresas e horas perdidas quando essas fresas precisam ser retiradas do cabeçote. Pastilhas de carboneto de tungstênio para máquina de perfuração de túneis Vamos sentar bem no meio dessa aritmética. São peças pequenas, muitas vezes não mais largas que um polegar, mas decidem se um anel de corte termina seu deslocamento ou volta lascado, plano e inútil.

Fabricamos produtos de metal duro em Changzhou desde 1990, e grande parte desse trabalho acaba em equipamentos de mineração, perfuração e abertura de túneis. O que se segue é uma visão prática do que essas pastilhas fazem no subsolo, como combinar uma classe com o seu terreno e o que vale a pena verificar antes de fazer um pedido.

O que as pastilhas de metal duro realmente fazem em um TBM

Uma perfuradora de túneis não corta rocha da mesma forma que uma serra corta madeira. Os cortadores de disco são pressionados na face sob enorme impulso e a rocha fratura abaixo do ponto de contato. Cada pastilha no cabeçote, portanto, sofre alta tensão de compressão, abrasão por lascas de rocha e finos e impacto repetido cada vez que uma fresa passa pela face.

O carboneto aparece em mais lugares do que a maioria das pessoas espera:

  • Cortadores e botões de medição, onde a cabeça deve manter seu diâmetro acabado contra desgaste lateral constante.
  • Inserções frontais em anéis de disco com ponta de metal duro, usadas onde a rocha é abrasiva o suficiente para que um anel de aço simples se desgaste muito rapidamente.
  • Pontas raspadoras e dentes do escarificador para terrenos mais macios, onde a tarefa é levantar o material em vez de esmagá-lo.
  • Use pinos e placas na face da cabeça de corte, baldes de lixo e transportadores helicoidais, protegendo as estruturas de aço dos mesmos resíduos abrasivos.

Todas essas partes compartilham um requisito. O metal duro precisa permanecer fixo em seu suporte, manter a aresta de trabalho pelo maior tempo possível e falhar de maneira previsível, em vez de quebrar.

A família Insert em uma cabeça de corte

Posições diferentes em uma cabeça de corte exigem coisas diferentes do mesmo material. As pastilhas calibradoras desejam máxima resistência ao desgaste porque definem o diâmetro do túnel. As pastilhas frontais desejam um equilíbrio entre resistência ao desgaste e resistência ao impacto. As pontas do raspador exigem resistência e uma junta de brasagem sólida acima de quase todo o resto.

Tabela 1: Posições típicas de pastilhas de metal duro em uma perfuradora de túneis e a propriedade da qual cada posição mais depende.
Inserir posição Trabalho principal Propriedade que mais importa
Botões de corte de medidor Mantenha o diâmetro do túnel acabado Resistência ao desgaste e dureza
Inserções de face de anel de disco Esmagar e penetrar na rocha Tenacidade equilibrada e resistência ao desgaste
Pontas raspadoras e escarificadoras Levante solo macio ou quebrado Resistência ao impacto e resistência à brasagem
Pernos de desgaste da cabeça de corte Proteja estruturas de aço Dureza e resistência à abrasão
Balde de lixo e revestimentos transportadores Resistir à abrasão deslizante Dureza com tenacidade razoável

Se você precisar de um ponto de partida, nossa própria linha de pastilhas para perfuradoras de túneis cobre as posições de bitola, face e desgaste descritas acima, em tamanhos padrão e também conforme desenho.

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Leia o terreno antes de ler um catálogo

O erro mais comum que vemos é escolher uma nota em um catálogo sem olhar a rocha. Dois túneis do mesmo diâmetro podem exigir pastilhas completamente diferentes.

Vale a pena saber quatro coisas antes de especificar qualquer coisa:

  1. Resistência à compressão da rocha, que define quanto impulso cada cortador deve suportar.
  2. Abrasividade, geralmente expressa como um índice de abrasividade Cerchar, que informa a rapidez com que as bordas ficam cegas.
  3. Conteúdo de quartzo e tamanho de grão, porque minerais duros e de granulação fina dão brilho ao metal duro rapidamente.
  4. Estrutura do maciço rochoso, uma vez que o solo fraturado e em blocos cria uma carga de impacto que uma face maciça não cria.

Condições de face mista são o caso mais difícil. Quando a cabeça passa da argila para o granito em uma única rotação, as pastilhas apresentam desgaste por deslizamento e impacto acentuado em segundos. Os graus de grão grosso e alto teor de cobalto são geralmente a escolha mais segura, embora comecem um pouco mais macios.

Notas, tamanho de grão e cobalto em linguagem simples

O carboneto de tungstênio para ferramentas de corte consiste em grãos de carboneto de tungstênio mantidos juntos por um aglutinante de cobalto. Duas variáveis ​​fazem a maior parte do trabalho: quanto cobalto está presente e quão grosseiros são os grãos de metal duro.

  • Baixo teor de cobalto, grão fino: a combinação mais dura e resistente ao desgaste, boa para rocha abrasiva com face estável e previsível.
  • Cobalto médio, grão médio: o meio-termo de uso geral que se adapta à maioria dos trabalhos de TBM.
  • Maior cobalto, grão grosso: a opção mais resistente, escolhida para terrenos em blocos, alto impacto e faces mistas.

Dureza e tenacidade sempre são negociadas entre si, portanto nenhuma nota vence em todos os lugares. O que um bom fabricante faz é manter a classificação consistentemente, lote após lote, de modo que o desempenho que você validou na primeira tentativa seja o desempenho obtido no décimo pedido.

O processamento é tão importante quanto a química. A porosidade remanescente da sinterização atua como um iniciador de trincas, de modo que a sinterização a vácuo ou de baixa pressão proporciona uma pastilha muito mais confiável do que uma peça prensada e sinterizada de forma barata.

Quando as inserções falham e o que a falha está lhe dizendo

O metal duro geralmente informa por que falhou, se você observar as peças desgastadas antes de irem para a lixeira. Examinar o padrão geralmente economiza um conjunto inteiro de cortadores.

Tabela 2: Padrões comuns de falha da pastilha em cabeçotes TBM e a ação corretiva usual.
O que você vê Causa provável O que mudar
Lascas ou lascas Impacto além da tenacidade Mude para cobalto mais alto ou grão mais grosso
Pontas achatadas e polidas Abrasão superando a dureza Menor cobalto ou grão mais fino
Superfície cinza gravada Ataque de aglutinante por água e lama Verifique a escolha do aglutinante e a drenagem
Pregos soltos ou faltando Ajuste inadequado do furo ou fixação fraca Revise o ajuste de interferência e a qualidade do furo
Rachaduras ao redor da ponta Fadiga térmica e mecânica Revise o ciclo de brasagem e os parâmetros de corte

Registrar padrões de desgaste por corrente, e não por cortador, é um hábito que vale a pena desenvolver. Acontece uma vaga sensação de que as inserções não são duradouras nos dados que você pode levar a um fornecedor.

O que verificar antes de comprar

Os preços das pastilhas variam, mas o custo de um conjunto de fresas com falha é medido pelo tempo de inatividade e não pelo preço das peças. Algumas verificações simples separam um fabricante sério de uma empresa comercial.

  1. Rastreabilidade do lote, para que um grau problemático possa ser rastreado até uma execução de prensagem e sinterização.
  2. Teste de dureza em peças acabadas, não apenas com certificado do fornecedor de pó.
  3. Verificações metalográficas quanto à porosidade, distribuição do ligante e estrutura do grão.
  4. Controle dimensional no furo e cabeçote de cada inserto, já que o encaixe no suporte decide se ele permanece no lugar.
  5. Certificação de sistemas de gestão como ISO 9001 e ISO 14001, que pelo menos confirma um processo documentado.
  6. Disponibilidade para executar um lote de teste em sua máquina antes de se comprometer com o volume.

Escrevemos um passo a passo mais longo sobre critérios de seleção e perguntas de fornecedores para Inserções de carboneto de tungstênio TBM se você quiser se aprofundar no planejamento da vida útil da ferramenta.

Ferramentas que funcionam junto com o TBM

Um projeto de túnel raramente precisa apenas de insertos de cabeça de corte. A perfuração com sonda à frente da face, o forepoling, as ancoragens no solo e as seções de perfuração e detonação que geralmente ligam dois acionamentos TBM consomem ferramentas de perfuração em rocha dura. A lógica do material é familiar: botões ou insertos de metal duro colocados em um corpo de aço, fazendo o corte enquanto o aço carrega a carga.

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Roadheaders e mineradores contínuos são a outra metade do quadro. Em solos mais macios ou em carvão, a escavação é feita com pontas cônicas sobre uma cabeça rotativa, e não com discos. As palhetas de haste redonda com ponta de metal duro são consumíveis exatamente da mesma forma que as pastilhas de fresa, e as mesmas questões sobre classe, retenção da ponta e custo por metro cúbico se aplicam.

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Escolhendo um parceiro em vez de um número de peça

A seleção da inserção não é uma decisão de compra única. As condições do solo mudam ao longo do alinhamento, os projetos dos cortadores são revisados ​​e o declive que teve um bom desempenho no primeiro quilômetro pode precisar de ajuste no quinto. O que mais ajuda é um fornecedor que possa falar sobre a face da rocha tão confortavelmente quanto sobre o pó, e que possa produzir uma peça consistente em vez de uma única amostra impressionante.

Nossa oficina em Changzhou lida com prensagem, sinterização de baixa pressão e retificação de acabamento internamente, e trabalhamos a partir de desenhos de clientes tão prontamente quanto de números de peças padrão. Se você estiver especificando metal duro para um projeto de túnel e quiser conversar sobre classes, geometria ou prazos de entrega, Tecnologia de tungstênio Jiangsu Gaite tem o prazer de ver seus desenhos e usar registros e sugerir um ponto de partida.