ねじ込み式ドリルビットの故障原因の分析
ねじ込み式ドリルビットの故障原因の分析
ねじ込み式ドリルビットは、岩盤掘削中にさまざまな形で破損する可能性があります。破損パターンを理解することで、作業員や保守担当者は、製品選定、製造工程、掘削条件、および作業方法における問題点を特定することができます。
1. 超硬歯の破損または欠け
岩盤の状態を正しく理解していない場合、または選択したビットの種類や超硬合金のグレードが不適切な場合、超硬合金の歯が破損する可能性があります。超硬合金の強度不足、内部材料の欠陥、不適切な材料選定、または製造過程で生じた損傷も、歯の破損につながる可能性があります。
不適切な穴あけ方法もよくある原因の一つです。穴あけ時の過剰な圧力や、切れ味の鈍いドリルビットを使い続けると、超硬チップに過度の負荷がかかります。
2. 超硬合金製歯の喪失
超硬チップの歯が早期に脱落することは、一般的に異常です。考えられる原因としては、歯の保持プロセスパラメータの誤り、製造上のばらつき、超硬インサートとビット本体間の嵌合不良などが挙げられます。
岩盤との接触が不十分な衝撃でも、超硬チップが緩む可能性があります。掘削開始直後にチップが脱落する場合は、製造または組み立てに問題がある可能性が高いです。使用終了間際にチップが脱落する場合は、刃先歯幅または外側フレア角の設計が不適切である可能性があります。刃先歯が無傷のまま中央のチップが破損する場合は、チップの配置を改善する必要があるかもしれません。
超硬歯とビット本体の摩耗率を一致させることで、歯の早期脱落を軽減できる。
3. ドリルビット本体の破損
ビット本体の破損は主に疲労に関連しています。引張強度や疲労強度が不十分な不適切な本体材料は、早期の亀裂を引き起こす可能性があります。形状設計が不適切だと応力集中が生じる可能性があり、これは遷移半径を大きくすることで軽減できます。
熱処理不足、本体硬度の低さ、鋭利な加工角、深い工具痕などは、本体の強度をさらに低下させる要因となります。偏心穴あけや切れ味の鈍いドリルビットの継続使用といった加工上の要因も、応力を増加させます。
ねじ山の形状、肉厚、ドリルロッドの嵌合状態、ロッドとビットテール間のクリアランスなど、すべてを考慮する必要があります。鋼材の清浄度や過度の熱処理による硬度も、破壊抵抗に影響を与える可能性があります。
4. 通常の使用済みスクラップ
ドリルビットは、摩耗、特に超硬歯部の摩耗によってそれ以上の有効な穴あけができなくなると、通常の寿命を迎えます。通常の廃棄率は約16%から67%の範囲であり、高品質のビットほど、通常の摩耗による廃棄率が高くなる傾向があります。
ドリルビットの超硬歯がわずかに破損または欠損していても、まだ使用できる場合でも、摩耗の不均一性によって最終的な故障が早まる可能性があります。定期的な点検と適時の交換は、ドリル性能を維持し、予期せぬダウンタイムを削減するのに役立ちます。
故障の原因を評価する際は、岩盤の状態、ビットの設計、製造品質、掘削パラメータ、および適合するドリルロッドの状態と併せて評価することが常に重要です。
