Pakean termal sareng panyabutan kobalt tina PDC

I. Pakean termal sareng panyabutan kobalt tina PDC

Dina prosés sintering tekanan tinggi PDC, kobalt bertindak salaku katalis pikeun ngamajukeun kombinasi langsung inten sareng inten, sareng ngajantenkeun lapisan inten sareng matriks tungsten karbida janten utuh, ngahasilkeun huntu motong PDC anu cocog pikeun pangeboran géologis ladang minyak kalayan kateguhan anu luhur sareng résistansi ngagem anu saé.

Tahan panas inten téh rada kawates. Dina tekenan atmosfir, beungeut inten bisa robah dina suhu kira-kira 900℃ atawa leuwih luhur. Salila dipaké, PDC tradisional condong ruksak dina suhu kira-kira 750℃. Nalika ngebor ngaliwatan lapisan batuan anu teuas jeung abrasif, PDC bisa kalayan gampang ngahontal suhu ieu alatan panas gesekan, sarta suhu sakedapan (nyaéta, suhu lokal dina tingkat mikroskopis) bisa leuwih luhur, jauh ngaleuwihan titik lebur kobalt (1495°C).

Dibandingkeun jeung inten murni, alatan ayana kobalt, inten robah jadi grafit dina suhu nu leuwih handap. Hasilna, karuksakan inten disababkeun ku grafitisasi nu dihasilkeun tina panas gesekan lokal. Salian ti éta, koéfisién ékspansi termal kobalt jauh leuwih luhur tibatan inten, jadi nalika dipanaskeun, beungkeutan antara butiran inten bisa kaganggu ku ékspansi kobalt.

Dina taun 1983, dua panalungtik ngalaksanakeun perlakuan miceun inten dina permukaan lapisan inten PDC standar, anu sacara signifikan ningkatkeun kinerja huntu PDC. Nanging, panemuan ieu henteu nampi perhatian anu pantes. Saatos taun 2000, kalayan pamahaman anu langkung jero ngeunaan lapisan inten PDC, supplier bor mimiti nerapkeun téknologi ieu kana huntu PDC anu dianggo dina pangeboran batu. Huntu anu dirawat ku metode ieu cocog pikeun formasi anu abrasif pisan kalayan karusakan mékanis termal anu signifikan sareng umumna disebut huntu "de-kobalt".

Anu disebut "de-kobalt" didamel ku cara tradisional pikeun ngadamel PDC, teras permukaan lapisan intenna dicelupkeun kana asam kuat pikeun miceun fase kobalt ngalangkungan prosés étsa asam. Jerona panyabutan kobalt tiasa ngahontal sakitar 200 mikron.

Tés makéna tugas beurat dilakukeun dina dua huntu PDC anu idéntik (salah sahijina parantos ngalaman perlakuan miceun kobalt dina permukaan lapisan inten). Saatos motong 5000m granit, kapanggih yén laju makéna PDC anu henteu dipiceun kobalt mimiti ningkat sacara seukeut. Sabalikna, PDC anu dipiceun kobalt ngajaga kecepatan motong anu relatif stabil bari motong sakitar 15000m batu.

2. Métode deteksi PDC

Aya dua rupa métode pikeun ngadeteksi huntu PDC, nyaéta tés destruktif sareng tés non-destruktif.

1. Uji coba destruktif

Tés-tés ieu dimaksudkeun pikeun ngasimulasikeun kaayaan handapeun liang sacara réalistis pikeun meunteun kinerja motong huntu dina kaayaan sapertos kitu. Dua bentuk utama tés destruktif nyaéta tés résistansi maké sareng tés résistansi dampak.

(1) Uji résistansi maké

Tilu jinis alat anu dianggo pikeun ngalaksanakeun tés résistansi maké PDC:

A. Bubut vertikal (VTL)

Salila tés, mimitina pasangkeun bit PDC kana mesin bubut VTL teras tempatkeun sampel batu (biasana granit) di gigireun bit PDC. Teras puterkeun sampel batu di sakitar sumbu mesin bubut dina kecepatan anu tangtu. Bit PDC motong kana sampel batu kalayan jerona anu tangtu. Nalika nganggo granit pikeun tés, jerona motong ieu umumna kirang ti 1 mm. Tés ieu tiasa garing atanapi baseuh. Dina "tés VTL garing," nalika bit PDC motong batu, teu aya pendinginan anu diterapkeun; sadaya panas gesekan anu dihasilkeun asup ka PDC, ngagancangkeun prosés grafitisasi inten. Métode tés ieu ngahasilkeun hasil anu saé nalika meunteun bit PDC dina kaayaan anu meryogikeun tekanan pangeboran anu luhur atanapi kecepatan rotasi anu luhur.

"Uji VTL baseuh" ngadeteksi umur PDC dina kaayaan pemanasan sedeng ku cara niiskeun huntu PDC ku cai atanapi hawa nalika uji coba. Ku kituna, sumber utama karusakan tina uji coba ieu nyaéta ngagiling sampel batu tinimbang faktor pemanasan.

B, mesin bubut horizontal

Tés ieu ogé dilaksanakeun nganggo granit, sareng prinsip tésna dasarna sami sareng VTL. Waktos tésna ngan ukur sababaraha menit, sareng kejutan termal antara huntu granit sareng PDC terbatas pisan.

Parameter uji granit anu dianggo ku supplier gear PDC bakal béda-béda. Contona, parameter uji anu dianggo ku Synthetic Corporation sareng DI Company di Amérika Serikat henteu sami persis, tapi aranjeunna nganggo bahan granit anu sami pikeun uji coba na, batuan beku polikristalin kelas kasar dugi ka sedeng kalayan porositas anu sakedik pisan sareng kakuatan komprési 190MPa.

C. Alat ukur babandingan abrasi

Dina kaayaan anu ditangtukeun, lapisan inten PDC dianggo pikeun motong roda gerinda silikon karbida, sareng babandingan laju maké roda gerinda sareng laju maké PDC dicandak salaku indéks maké PDC, anu disebut babandingan maké.

(2) Uji résistansi dampak

Métode pikeun uji impak ngalibatkeun masang huntu PDC dina sudut 15-25 derajat teras ngalungkeun hiji objék tina jangkungna anu tangtu pikeun nabrak lapisan inten dina huntu PDC sacara vertikal. Beurat sareng jangkungna objék anu murag nunjukkeun tingkat énergi impak anu dialaman ku huntu uji, anu laun-laun tiasa ningkat dugi ka 100 joule. Unggal huntu tiasa nabrak 3-7 kali dugi ka teu tiasa diuji deui. Sacara umum, sahenteuna 10 sampel tina unggal jinis huntu diuji dina unggal tingkat énergi. Kusabab aya rentang résistansi huntu kana impak, hasil tés dina unggal tingkat énergi nyaéta rata-rata daérah inten anu ngaremuk saatos impak pikeun unggal huntu.

2. Uji coba anu henteu ngaruksak

Téhnik uji non-destruktif anu paling seueur dianggo (salian ti pamariksaan visual sareng mikroskopis) nyaéta scanning ultrasonik (Cscan).

Téhnologi scan C tiasa ngadeteksi cacad leutik sareng nangtukeun lokasi sareng ukuran cacad. Nalika ngalakukeun tés ieu, mimitina tempatkeun huntu PDC dina tangki cai, teras scan nganggo probe ultrasonik;

Artikel ieu dicitak ulang tina "Jaringan Pangerjaan Logam Internasional"