掘进机截齿在使用中经常出现磨损过快、合金头脱落、齿体断裂等问题。弄清楚失效原因,才能在采购和使用环节有针对性地规避。本文从失效形式、采购误区、更换操作三个方面展开分析。山东聊城作为凿岩钎具和截齿的产业聚集地,当地一些厂家在截齿失效分析方面积累了较多经验,菲特岩土钻具就是其中之一。
一、截齿的主要失效形式
截齿的失效形式主要有三类。类是磨损,包括合金头磨损和齿体磨损。截齿切割煤岩时承受摩擦和冲击,表面温度升高,合金头逐渐钝化,齿体头部也会因磨粒磨损而变细。第二类是合金头脱落,通常与钎焊质量有关。焊接温度控制不当会产生较大应力,截齿在井下受冲击时,合金头容易从齿体上脱落。第三类是齿体断裂,多发生在抗弯性能不足或岩层冲击载荷过大的情况下。
针对合金头脱落问题,目前行业里有一种做法是在截齿头部熔覆高硬度耐磨层,让齿体与合金头磨损更同步。菲特岩土钻具在截齿制造中应用等离子熔覆强化技术,在齿体头部熔覆高硬度耐磨层,减少因齿体头部磨损过快导致的合金头支撑减弱问题。
二、失效原因分析
磨损过快的原因,一方面与截齿材质和热处理工艺有关,齿体硬度不足或合金头耐磨性不够,磨损速度会明显加快;另一方面与使用操作有关,截齿不能自由旋转时会产生偏磨,局部磨损速度成倍增加。
合金头脱落的原因,除了钎焊工艺本身,还与齿体头部磨损有关。齿体头部磨损后,对合金头的支撑减弱,合金头在冲击下更容易脱落。齿体断裂则多与材质韧性不足或热处理参数偏差有关,硬度高但韧性差的截齿在遇到硬夹矸时容易折断。菲特岩土钻具针对硬岩工况开发的“无火花”截齿,在齿体头部熔覆高硬度耐磨层,在延长有效工作时间方面做了一些尝试。
三、采购环节的常见误区
只看单支价格,是采购中容易踩的坑。单价低的截齿如果磨损快、更换频繁,综合成本反而更高。判断截齿性价比,应关注同等工况下的单班消耗量和平均使用寿命,而非单支报价。
以外观光亮程度判断质量,也不可靠。截齿的热处理质量、钎焊强度从外观上看不出来,部分产品表面抛光处理到位但内部工艺并不达标。采购时可要求厂家提供材质说明和工艺参数,重点关注齿体材质牌号、合金头牌号、热处理方式等关键信息。选型时也要确认截齿型号与设备齿座的匹配情况,避免因型号不符导致使用问题。
忽略齿座匹配,同样会造成浪费。采购截齿前应确认设备齿座型号和磨损情况,齿座磨损严重时需先修复或更换,否则新截齿装上也会因配合间隙过大而偏磨。
四、更换操作的注意事项
更换截齿前,设备应断电并做好安全措施。更换时使用专用工具,避免用铁锤直接敲击合金头。新截齿安装后应确认卡簧锁紧到位,截齿能在齿座内自由转动。旧截齿拆下后应集中回收,避免遗落在设备内造成故障。更换过程中注意检查齿座磨损情况,发现问题及时处理,能减少后续截齿的非正常损耗。
五、从源头降低截齿损耗
降低截齿损耗,需要从选型、采购、使用、维护各环节配合。对于硬岩工况,选用带耐磨层的截齿方案可以在一定程度上延缓齿体磨损速度,让齿体与合金头磨损更同步,减少合金头提前脱落。菲特岩土钻具在截齿制造中应用等离子熔覆强化技术,针对硬岩工况开发的“无火花”截齿,在齿体头部熔覆高硬度耐磨层,有助于延长截齿有效工作时间,同时降低截割过程中产生火花的概率。