Знос карбіду вольфраму гідроабразивного сопла

Буріння твердої породи за допомогою гідроабразивного різання вважається ефективним способом подовження терміну служби лез із цементованого карбіду. У цій статті коротко розповімо про експеримент щодо зносу гідроабразивної форсунки з карбіду вольфраму YG6 при її використанні при бурінні вапняку. Результат експерименту покаже, що тиск гідроабразивної струї та діаметр сопла відіграють важливий вплив на знос гідроабразивної форсунки з карбіду вольфраму.

1. Впровадження гідроабразивної техніки

Гідроабразивний струмінь — це рідкий промінь із високою швидкістю та тиском, який використовується для різання, формування або руйнування. Оскільки гідроабразивна система проста і коштує не дуже дорого, вона широко використовується для обробки металу та медичних операцій. Цементований карбід є домінуючим матеріалом для механічної обробки та гірничих інструментів завдяки унікальному поєднанню твердості, міцності та недорогої ціни. Однак інструмент із твердого сплаву був серйозно пошкоджений під час буріння твердих порід. Якщо водяний струмінь використовується для допомоги буровому долоту, він може вдарити по породі, щоб зменшити силу леза та обмінюватися теплом, щоб охолодити температуру леза, отже, це буде ефективним способом подовжити термін служби леза з цементованого карбіду, коли струмінь води використовується при хиткому бурінні.

2. Матеріали та методика експерименту

2.1 Матеріали

У цьому експерименті використовуються гідроабразивне сопло з твердого сплаву YG6 і твердий вапняк.

2.2 Експериментальні процедури

Цей експеримент проводили при кімнатній температурі та підтримували швидкість свердління 120 мм/хв і швидкість прокатки 70 обертів/хв протягом 30 хв в експериментах, спрямованих на дослідження впливу різних параметрів водяного струменя, включаючи тиск струменя, діаметр сопла, на характеристики зношування труби гідроабразивного різання з твердого сплаву.

3. Результати та їх обговорення

3.1. Вплив тиску струменя води на швидкість зношування твердосплавних лопатей

Показано, що швидкість зношування досить висока без допомоги струменя води, але різко зменшується при приєднанні струменя води. Швидкість зношування зменшується при збільшенні тиску струменя. Тим не менш, при тиску струменя понад 10 МПа швидкість зношування зменшується повільно.

На швидкість зношування впливають механічне навантаження та температура лез, а струмінь води допомагає зменшити механічне навантаження та температуру.

Більш високий тиск струменя може також збільшити ефективність теплообміну, щоб знизити робочу температуру. Теплопередача відбувається, коли струмінь води протікає крізь поверхню леза, створюючи ефект охолодження. Цей процес охолодження приблизно можна розглядати як процес конвективного теплообміну поза плоскою пластиною.

3.2. Вплив діаметра сопла на швидкість зношування твердосплавних лопатей

Більший діаметр сопла означає більшу площу удару та більшу силу удару по вапняку, що допомагає зменшити механічну силу на лезо та зменшити його знос. Показано, що швидкість зношування зменшується зі збільшенням діаметра сопла свердла.

3.3. Механізм зношування твердосплавної лопаті бурової породи струменем води

Тип поломки лез із твердого сплаву під час водоструминного буріння не такий самий, як при сухому бурінні. Жодних серйозних тріщин не виявлено в експериментах буріння з водяним струменем під тим самим масштабом, а поверхні в основному демонструють морфологію зносу.

Різні результати можна пояснити трьома причинами. По-перше, струмінь води може ефективно знизити температуру поверхні та термічний стрес. По-друге, струмінь води створює силу удару, щоб розбити вапняк, і це допомагає зменшити механічну силу на лезо. Таким чином, сума термічної напруги та механічної напруги, яка може спричинити серйозні крихкі руйнування, може бути нижчою за міцність матеріалулезо при свердлінні водою. По-третє, струмінь води з більш високим тиском може утворити порівняно холодніший водяний шар для змащування леза та може кинути тверді абразивні частинки в камені, як полірувальна машина. Таким чином, поверхня леза під час свердління водяним струменем набагато більш гладка, ніж поверхня під час сухого свердління, і швидкість зношування зменшується, коли тиск водяного струменя збільшується.

Незважаючи на те, що широкого діапазону крихких руйнувань уникають, поверхневі пошкодження лопатей під час буріння гірських порід водяним струменем все одно залишаться.

Процес зношування твердосплавних лопатей при бурінні вапняку водоструменем можна розділити на два етапи. Спочатку в умовах підводного струменя на краю леза з’являються мікротріщини, ймовірно, спричинені локальним механічним стиранням і термічним навантаженням, спричиненим температурою спалаху. Фаза Co набагато м'якша, ніж фаза WC, і її легко носити. Таким чином, коли лезо подрібнює породу, спочатку зношується фаза Co, а з частинками, які змиваються струменем води, пористість між зернами стає більшою, а поверхня леза стає більш нерівною.

Потім цей вид пошкодження мікроповерхні поширюється від краю до центру поверхні леза. І цей процес полірування триває від краю до центру поверхні леза. Коли свердло безперервно свердлить скелю, полірована поверхня на краях утворює нові мікротріщини, які потім поширюються до центру поверхні леза через механічне стирання та термічний стрес, спричинений температурою спалаху.

Таким чином, цей процес чорнової полірування постійно повторюється від краю до центру поверхні леза, і лезо буде ставати все тоншим і тоншим, поки не перестане працювати.

4. Висновок

4.1 Тиск водяного струменя відіграє важливу роль у швидкості зношування твердосплавних доліт при бурінні гірських порід водяним струменем. Швидкість зносу зменшується зі збільшенням тиску струменя. Але швидкість зниження темпів зносу не рівномірна. Він знижується все повільніше, коли тиск струменя перевищує 10 МПа.

4.2 Розумна структура сопла може покращити зносостійкість лез з цементованого карбіду. Крім того, збільшення діаметра реактивного сопла може зменшити швидкість зношування лопатей.

4.3 Аналіз поверхні продемонстрував, що леза з цементованого карбіду при свердлінні вапняку водяним струменем демонструють кругову дію крихкого руйнування, висмикування зерна та полірування, що викликає процес видалення матеріалу.

Покладіться на ZZBETTER сьогодні

Гідроабразивна обробка є одним із найшвидше розвиваються процесів обробки. Багато галузей промисловості прийняли цей процес через високу якість різання різноманітних матеріалів. Його екологічність, а також те, що матеріали не деформуються від тепла під час різання.

Через високий тиск, який створюється під час процесу, промислове водоструменеве різання має ретельно виконуватися експертами на всіх етапах різання. У ZZBETTER ви можете залучити досвідчених експертів, які впораються з усіма вашими потребами в гідроабразивній обробці. Ми також є універсальним виробником швидкого прототипування, який спеціалізується на обробці з ЧПК, виготовленні листового металу, швидкому лиття під тиском і різних типах обробки поверхні. Не зволікайте, зв’яжіться з нами та отримайте безкоштовну пропозицію вже сьогодні.

Якщо ви зацікавлені в трубі для гідроабразивного різання з карбіду вольфраму та бажаєте отримати більше інформації та деталей, ви можете ЗВ’ЯЗАТИСЯ З НАМИ по телефону чи пошті ліворуч або НАДІСЛАТИ НАМ ПОШТУ внизу сторінки.