Corpul tijei de foraj conic, umărul tijei și umărul vor suferi deteriorări sau fracturi în timpul forajului. Se obișnuiește să ne referim la ruperea prin oboseală a tijei de foraj conice la 200–400 mm înainte de umărul tijei ca „defecțiune normală” și ruperea sau fractura fragilă în alte zone ca „defecțiune anormală”. Când forța sub influența unei forțe externe atinge o anumită valoare, are loc o apariție naturală cunoscută sub numele de fractură, care face ca două piese metalice adiacente să se separe local sau pe întreaga secțiune. În ingineria actuală, ruptura localizată a materialului metalic este denumită fisura, iar ruptura totală a materialului metalic este de obicei denumită fractură.
Producția de tije de foraj conic și forarea rocii sunt influențate de diverse elemente complicate, iar spargerea are multe cauze diferite. Compoziția chimică a materiilor prime, starea de rulare, procedura de fabricație, structura geometrică, calitatea suprafeței, proprietățile mecanice, microstructura și condițiile aplicabile de forare a rocii, precum și caracteristicile de fractură macroscopică și microscopică, necesită frecvent o analiză științifică amănunțită. Care sunt caracteristicile fracturii de oboseală a tijei de foraj conice?
Macroscopic: 1. fractură a rădăcinii umărului la tibie
caracteristicile fracturii
Două caracteristici ies în evidență: prima este o fractură de oboseală cu numeroase puncte sursă de oboseală înconjurătoare. Punctul sursă al celeilalte fracturi, care este casantă, se află în principal într-un colț.
Motiv
1. Raza arcului de tranziție a umărului tijeis
Datorită schimbării bruște a formei geometrice a secțiunii umărului tijei la rădăcină, concentrarea tensiunilor are loc pur și simplu în apropierea arcului de tranziție.
2. Calitatea forjarii
Durata de viață a rădăcinilor umărului tijei este influențată semnificativ de calitatea forjării. Mucegaiul își pierde duritatea și suferă deformații localizate atunci când este încălzit într-o anumită măsură.
3. Proces de tratament termic
Încălzirea și normalizarea prin inducție ar trebui făcute după forjare pentru a închide „decalajul metalurgic” lăsat de forjarea umărului tijei. O zonă cu o temperatură scăzută se va dezvolta la rădăcina și partea din față a umărului tijei în timpul încălzirii pentru a preveni supraîncălzirea porțiunii vaste. Un mediu de temperatură ridicată este creat în timpul unui astfel de proces de normalizare. Limita de curgere și rezistența normală la rupere scad ambele odată cu scăderea durității, ceea ce produce circumstanțele pentru cedarea normală a fracturii fragile.
4. Calitatea manșonului rotativ pentru foraj
Manșonul rotativ al unui burghiu este un punct slab. Orificiul hexagonal interior al manșonului are o dimensiune semnificativă după purtare, mai ales după utilizare prelungită. Cu toate acestea, manșonul rotativ al unui burghiu are o teșitură interioară dreaptă, nu rotundă, iar când lovește în mod repetat rădăcina umărului tijei, tăie în mod repetat cele două laturi ale arcului de tranziție în adâncituri ascuțite. Concentrarea stresului este exacerbată de această indentare.
2. Mijlocul umărului tijei este rupt
Caracteristicile fracturii
De obicei, fractura din mijlocul umărului tijei este o fractură de oboseală internă. Fractura este netedă.
Motiv
1. Schimbarea bruscă a diametrului găurii interioare
În timpul formării umărului tijei, apare mai întâi o deformare liberă de răsturnare, iar diametrul tijei de foraj conice al găurii interioare crește odată cu creșterea diametrului exterior al umărului tijei. Apoi, atunci când piesa metalică răsturnată atinge peretele interior al cavității matriței, fluxul de metal către exterior primește obstrucție și se schimbă în direcția unei găuri interioare cu rezistență mai mică, rezultând o îngroșare a grosimii peretelui și o reducere a diametrul găurii interior.
2. Atașarea slabă a tubului interior de oțelul de bază face ca orificiul interior să ia forma unei trompete.
O gaură „evazată” se formează în centrul umărului tijei tijei de foraj conice în timpul găuririi din cauza unei răsturnări localizate a tubului de căptușeală. Gaura de apă „evazată” face simplă concentrarea solicitărilor severe, iar acest lucru, împreună cu un strat de decarburare pe peretele interior al bazei, va duce la o rezistență la oboseală mai mică. O sursă de fisuri de oboseală este creată de acțiunea tensiunii de tracțiune (compresie) și se răspândește radial spre exterior în oțelul matricei.
