El cos, l'espatlla de la tija i l'espatlla de la vareta de perforació cónica patiran danys o fractures durant la perforació. S'acostuma a referir-se a la ruptura per fatiga de la vareta de perforació cònic a 200-400 mm abans de l'espatlla de la tija com a "falla normal" i la ruptura o fractura trencadissa en altres àrees com a "falla anormal". Quan la força sota la influència d'una força externa arriba a un valor específic, es produeix un fet natural conegut com a fractura, que fa que dues peces metàl·liques adjacents se separin localment o al llarg de tota la secció. En l'enginyeria real, la fractura localitzada del material metàl·lic s'anomena esquerda i la ruptura total del material metàl·lic normalment es coneix com a fractura.
La producció de barres de perforació cónica i la perforació de roques estan influenciades per diversos elements complicats, i el trencament té moltes causes arrels diferents. La composició química de les matèries primeres, l'estat de laminació, el procediment de fabricació, l'estructura geomètrica, la qualitat de la superfície, les propietats mecàniques, la microestructura i les condicions de perforació de roca aplicables, així com les característiques de fractura macroscòpica i microscòpica, sovint requereixen una anàlisi científica exhaustiva. Quines són les característiques de la fractura per fatiga de la barra de perforació cónica?
Macroscòpicament: 1. fractura de l'arrel de l'espatlla a la canell
característiques de la fractura
En destaquen dues característiques: la primera és una fractura per fatiga amb nombrosos punts de font de fatiga que l'envolten. El punt d'origen de l'altra fractura, que és fràgil, es troba principalment en una cantonada.
Raó
1. Radi de l'arc de transició de l'espatlla de la tijas
A causa del canvi brusc en la forma geomètrica de la secció de l'espatlla de la tija a l'arrel, la concentració de tensió es produeix simplement a prop de l'arc de transició.
2. Qualitat de forja
La vida útil de les arrels de les espatlles de la tija està influenciada significativament per la qualitat de la forja. El motlle perd duresa i experimenta deformacions localitzades quan s'escalfa fins a un cert grau.
3. Procés de tractament tèrmic
L'escalfament per inducció i la normalització s'han de fer després de la forja per tancar el "buit metal·lúrgic" deixat per la forja de l'espatlla de la tija. Durant l'escalfament, es desenvoluparà una zona amb una temperatura baixa a l'arrel ia la part davantera de l'espatlla de la tija per evitar que la gran part es sobreescalfi. Durant aquest procés de normalització es crea un ambient d'alta temperatura. El punt de fluència i la resistència a la fractura normal disminueixen amb la disminució de la duresa, la qual cosa produeix les circumstàncies per a una fallada de fractura normal fràgil.
4. Qualitat de la màniga giratòria del trepant de roca
La màniga giratòria d'un trepant de roca és un punt feble. El forat hexagonal interior de la màniga té una mida important després del desgast, especialment després d'un ús prolongat. Tanmateix, la màniga giratòria d'un trepant de roca té un xamfrà interior recte, no rodó, i quan copeja repetidament l'arrel de l'espatlla de la tija, talla repetidament els dos costats de l'arc de transició en bonyades agudes. La concentració d'estrès s'accentua per aquesta sagnat.
2. La meitat de l'espatlla de la tija està trencada
Característiques de la fractura
En general, la fractura al mig de l'espatlla de la tija és una fractura per fatiga interna. La fractura és llisa.
Raó
1. Canvi sobtat del diàmetre del forat interior
Durant la formació de l'espatlla de la tija, primer es produeix una deformació de revolt lliure i el diàmetre de la barra de perforació cònic del forat interior augmenta amb l'augment del diàmetre exterior de l'espatlla de la tija. Aleshores, quan la part metàl·lica alterada toca la paret interior de la cavitat del motlle, el flux de metall cap a l'exterior rep obstrucció i canvia en la direcció d'un forat interior amb menys resistència, donant lloc a un engrossiment del gruix de la paret i una reducció de la diàmetre interior del forat.
2. La feble fixació del tub interior a l'acer base fa que el forat interior prengui la forma d'una trompeta.
Es forma un forat "acampanat" al centre de l'espatlla de la tija de la vareta de perforació cònic durant la perforació a causa d'un trencament localitzat del tub de revestiment. El forat d'aigua "acampat" facilita la concentració de les tensions severes, i això, juntament amb una capa de descarburació a la paret interior de la base, donarà lloc a una menor resistència a la fatiga. Una font d'esquerdes per fatiga es crea per l'acció de l'esforç de tracció (compressió) i s'estén radialment cap a l'exterior a l'acer de la matriu.
