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旋挖机断钻杆的原因及预防解决方案

文章出处:南京无限达工程设备有限公司人气:-发表时间:2018-10-25 00:00:00【
摘要 : 主工况施工钻进时,旋挖机钻杆承受扭矩、轴压、冲击及别钻杆应力,某节管体在薄弱处截面瞬间断开。钻杆损坏严重,无法继续使用,需要停工修复或更换钻杆,才能恢复施工。

主工况施工钻进时,旋挖机钻杆承受扭矩、轴压、冲击及别钻杆应力,某节管体在薄弱处截面瞬间断开。钻杆损坏严重,无法继续使用,需要停工修复或更换钻杆,才能恢复施工。

旋挖机断钻杆现象.png

一、断钻杆原因分析

1.磨损:驱动键、机锁台、键条磨损后出现斜坡倒角,在传递扭矩和铀压时,向管体内侧挤压,导致管体开裂,金属疲劳,应力逐渐扩散,终而导致断钻杆。

2.偏孔别钻杆:偏孔别钻杆导致管体金属疲劳,出现裂痕后应力扩散,没有及时修复,钻杆折断。

3.硬岩:单轴抗压几十兆帕的硬岩/坚硬岩,岩石强度高,钻进阻力大,需要输出更大轴压剪切破碎,钻杆承受巨大轴压,容易发生折断。

4.钻具缺陷:没有根据岩土状况选配钻具,钻齿布齿组合性差,造成钻进负荷重阻力大,以及定位导向性差,形成偏孔等。

5.野蛮操作:地质强度高,大孔径,钻具磨损或存有缺陷,造成钻进负载上升,机手不找原因,只管大扭矩,高轴压输出,前方履带都已支起,还继续加压,致使钻杆重负荷,如钻杆已有裂痕、薄弱点或疲劳处,很有可能引发扭断或折断。

6.大孔径:大孔径钻进负载高,负荷重,钻杆长期处于高负载工况,特别是芯节,或某节钻杆存有裂痕容易扭断。

7.长期不检修:钻杆管体出现裂痕后,没有及时发现及修复,导致裂痕处应力扩散,终导致断钻杆。

8.节点不控制:下放钻杆至每个节点不控制,任平挡套冲击,长期致使挡套处产生裂痕,某次下放钻杆再次撞击时,挡套断。

旋挖机断钻杆的原因分析.png

二、断钻杆预防措施

1.检修保养:钻杆属于易损件,每次开机前目测检查钻杆一次,周期性将钻杆卸下抽出,全部检查,特别是两个部件长期接触部位,磨损变形,改变了力或扭矩的传递方向,加剧了钻杆损坏。定期检查钻杆易损部位,补焊打磨,保养钻杆可减少钻杆故障,降低断钻杆概率。

2.操控:根据岩土类型、强度及桩径,控制发动机转速、动力头转速、加压方式及单斗进尺深度,控制负载,缓解冲击、振动、憋转等保护钻杆。

3.选配/优化钻具:根据岩土类型、强度及桩径进行钻具类型及直径选配,钻齿类型及型号选配,导向齿类型及型号选配,优化钻齿排布,降低钻进负载,保护钻杆。

4.提升定位:根据岩土选配导向齿,施工于易于偏孔的岩土,可适当加长中间导向齿的高度提升定位能力;此外,随桩径增大,所需的防偏阻力增加,因此增加复合导向齿可增加定位导向范围,提升定位能力。此外,采用直筒钻体并增高筒体,可提升钻体在孔内的约束力,有助于定位导向,预防或减缓偏孔;钻头上加装定位环,强制导向预防偏孔。

5.分次成孔:地质强度高的大孔径,可采取分次成孔工艺,分散扭矩,降低轴压,保护钻杆。

6.关键检修部位:两个部件长期接触磨损或冲击,薄弱点或其他原因致使该部位承受异常应力,导致该部位磨损、变形、金属疲劳、裂痕等。

旋挖机关键检修部位表.png

7.裂痕修复:多数断钻杆都是先有裂痕,没有及时检查修复,导致裂痕扩散,末了导致断钻杆。因此,发现钻杆裂痕应及时修复,消除或降低断钻杆事故的发生。

三、断钻杆解决方案

1.管体对接:钻杆管体全部断开,将钻杆从主机卸下,摆放地面滑轮架上进行找平,将断节处的管体切割掉,将所需长度的同材质、直径、壁厚的管体平行校正对焊接打磨,后再焊接键条。

2.焊接规范:将对接处用砂轮打磨30°破口,尽量将打磨口打磨窄一些,然后再预热200℃,不得超过250℃,钢管直径大于Φ245 mm的用J506、J507或等性能焊丝补焊,Φ245mm以下钻杆钢管用80公斤级低氢低硫抗冷裂、热裂焊材焊接,焊时按焊材使用说明推荐规范焊楼,但焊时应尽量采用小焊道多层焊,焊完打磨光整,焊接时不得焊漏,焊后注意保温,焊漏的焊瘤应想办法去除。

旋挖机断钻杆的解决方案.png

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