I. การสึกหรอของความร้อนและการกำจัดโคบอลต์ของ PDC
ในกระบวนการเผาแรงดันสูงของ PDC โคบอลต์ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อส่งเสริมการรวมกันโดยตรงของเพชรและเพชรและทำให้ชั้นเพชรและทังสเตนคาร์ไบด์เมทริกซ์กลายเป็นโดยรวม
ความต้านทานความร้อนของเพชรค่อนข้าง จำกัด ภายใต้ความดันบรรยากาศพื้นผิวของเพชรสามารถเปลี่ยนที่อุณหภูมิประมาณ 900 ℃หรือสูงกว่า ในระหว่างการใช้งาน PDC แบบดั้งเดิมมีแนวโน้มที่จะลดลงที่ประมาณ 750 ℃ เมื่อเจาะผ่านชั้นหินที่แข็งและกัดกร่อน PDCs สามารถเข้าถึงอุณหภูมินี้ได้อย่างง่ายดายเนื่องจากความร้อนแรงและอุณหภูมิทันที (เช่นอุณหภูมิที่มีการแปลในระดับกล้องจุลทรรศน์) สามารถสูงกว่าจุดหลอมเหลวของโคบอลต์ (1495 ° C)
เมื่อเปรียบเทียบกับเพชรบริสุทธิ์เนื่องจากการปรากฏตัวของโคบอลต์เพชรแปลงเป็นกราไฟท์ที่อุณหภูมิต่ำกว่า เป็นผลให้การสึกหรอบนเพชรเกิดจากการทำกราฟที่เกิดจากความร้อนแรงเสียดทานที่มีการแปล นอกจากนี้ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของความร้อนของโคบอลต์นั้นสูงกว่าเพชรมากดังนั้นในระหว่างการให้ความร้อนการเชื่อมระหว่างธัญพืชเพชรอาจถูกรบกวนจากการขยายตัวของโคบอลต์
ในปี 1983 นักวิจัยสองคนทำการรักษาการกำจัดเพชรบนพื้นผิวของชั้นเพชร PDC มาตรฐานซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของฟัน PDC อย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตามสิ่งประดิษฐ์นี้ไม่ได้รับความสนใจที่สมควรได้รับ มันไม่ได้จนกว่าหลังจากปี 2000 ด้วยความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นของชั้นเพชร PDC ซัพพลายเออร์สว่านเริ่มใช้เทคโนโลยีนี้กับฟัน PDC ที่ใช้ในการขุดเจาะหิน ฟันที่ได้รับการรักษาด้วยวิธีนี้เหมาะสำหรับการก่อตัวของการกัดกร่อนสูงที่มีการสึกหรอทางกลความร้อนอย่างมีนัยสำคัญและมักเรียกกันว่าฟัน "ยกเลิกการบอล"
สิ่งที่เรียกว่า "de-cobalt" ทำขึ้นในวิธีดั้งเดิมในการทำ PDC จากนั้นพื้นผิวของชั้นเพชรจะถูกแช่ในกรดที่แข็งแกร่งเพื่อกำจัดเฟสโคบอลต์ผ่านกระบวนการแกะสลักกรด ความลึกของการกำจัดโคบอลต์สามารถเข้าถึงได้ประมาณ 200 ไมครอน
การทดสอบการสึกหรออย่างหนักได้ดำเนินการบนฟัน PDC ที่เหมือนกันสองซี่ (หนึ่งในนั้นได้รับการรักษาด้วยการกำจัดโคบอลต์บนพื้นผิวชั้นเพชร) หลังจากตัดหินแกรนิต 5,000 เมตรพบว่าอัตราการสึกหรอของ PDC ที่ไม่ได้ถอดถอนไม่ได้เริ่มเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในทางตรงกันข้าม PDC ที่กำจัดโคบอลต์ยังคงความเร็วในการตัดที่ค่อนข้างเสถียรในขณะที่ตัดหินประมาณ 15,000 เมตร
2. วิธีการตรวจจับของ PDC
มีวิธีการสองประเภทในการตรวจจับฟัน PDC คือการทดสอบการทำลายล้างและการทดสอบแบบไม่ทำลาย
1. การทดสอบการทำลายล้าง
การทดสอบเหล่านี้มีวัตถุประสงค์เพื่อจำลองสภาพหลุมดาวน์เป็นจริงที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อประเมินประสิทธิภาพของการตัดฟันภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว การทดสอบการทำลายล้างทั้งสองรูปแบบหลักคือการทดสอบความต้านทานการสึกหรอและการทดสอบความต้านทานต่อแรงกระแทก
(1) การทดสอบความต้านทานการสึกหรอ
อุปกรณ์สามประเภทใช้ในการทดสอบความต้านทานการสึกหรอของ PDC:
A. เครื่องกลึงแนวตั้ง (VTL)
ในระหว่างการทดสอบให้แก้ไขบิต PDC ก่อนไปยังเครื่องกลึง VTL และวางตัวอย่างหิน (โดยปกติแล้วหินแกรนิต) ถัดจากบิต PDC จากนั้นหมุนตัวอย่างหินรอบแกนกลึงด้วยความเร็วที่แน่นอน บิต PDC จะตัดเข้าไปในตัวอย่างหินที่มีความลึกเฉพาะ เมื่อใช้หินแกรนิตสำหรับการทดสอบความลึกการตัดนี้โดยทั่วไปจะน้อยกว่า 1 มม. การทดสอบนี้อาจแห้งหรือเปียก ใน“ การทดสอบ VTL แบบแห้ง” เมื่อบิต PDC ตัดผ่านหินจะไม่มีการระบายความร้อน ความร้อนแรงเสียดทานทั้งหมดเข้าสู่ PDC เร่งกระบวนการสร้างกราฟของเพชร วิธีการทดสอบนี้ให้ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมเมื่อประเมินบิต PDC ภายใต้เงื่อนไขที่ต้องการแรงดันการขุดเจาะสูงหรือความเร็วในการหมุนสูง
“ การทดสอบ VTL แบบเปียก” ตรวจพบอายุการใช้งานของ PDC ภายใต้สภาวะความร้อนปานกลางโดยการทำให้ฟัน PDC เย็นลงด้วยน้ำหรืออากาศในระหว่างการทดสอบ ดังนั้นแหล่งการสึกหรอหลักของการทดสอบนี้คือการบดตัวอย่างหินมากกว่าปัจจัยความร้อน
B, กลึงแนวนอน
การทดสอบนี้ยังดำเนินการกับหินแกรนิตและหลักการของการทดสอบนั้นเหมือนกับ VTL เวลาทดสอบใช้เวลาเพียงไม่กี่นาทีและการกระแทกความร้อนระหว่างหินแกรนิตและฟัน PDC นั้นมี จำกัด มาก
พารามิเตอร์การทดสอบหินแกรนิตที่ใช้โดยซัพพลายเออร์เกียร์ PDC จะแตกต่างกันไป ตัวอย่างเช่นพารามิเตอร์การทดสอบที่ใช้โดย บริษัท สังเคราะห์และ บริษัท DI ในสหรัฐอเมริกานั้นไม่เหมือนกัน แต่พวกเขาใช้วัสดุหินแกรนิตเดียวกันสำหรับการทดสอบของพวกเขาหินปูนเกรดหยาบถึงปานกลาง
C. เครื่องมือวัดอัตราส่วนการเสียดสี
ภายใต้เงื่อนไขที่ระบุชั้นเพชรของ PDC ใช้ในการตัดแต่งล้อบดซิลิคอนคาร์ไบด์และอัตราส่วนของอัตราการสึกหรอของล้อบดและอัตราการสึกหรอของ PDC ถูกนำมาใช้เป็นดัชนีการสึกหรอของ PDC ซึ่งเรียกว่าอัตราส่วนการสึกหรอ
(2) การทดสอบความต้านทานแรงกระแทก
วิธีการทดสอบผลกระทบเกี่ยวข้องกับการติดตั้งฟัน PDC ที่มุม 15-25 องศาจากนั้นวางวัตถุจากความสูงที่แน่นอนเพื่อโจมตีชั้นเพชรบนฟัน PDC ในแนวตั้ง น้ำหนักและความสูงของวัตถุที่ตกลงมาบ่งบอกถึงระดับพลังงานกระแทกที่เกิดจากฟันทดสอบซึ่งสามารถเพิ่มขึ้นได้มากถึง 100 จูล ฟันแต่ละซี่อาจได้รับผลกระทบ 3-7 ครั้งจนกว่าจะไม่สามารถทดสอบได้เพิ่มเติม โดยทั่วไปมีการทดสอบอย่างน้อย 10 ตัวอย่างของฟันแต่ละประเภทในแต่ละระดับพลังงาน เนื่องจากมีช่วงในการต้านทานของฟันต่อผลกระทบผลการทดสอบในแต่ละระดับพลังงานจึงเป็นพื้นที่เฉลี่ยของเพชรที่เกิดขึ้นหลังจากการกระแทกสำหรับฟันแต่ละซี่
2. การทดสอบแบบไม่ทำลาย
เทคนิคการทดสอบแบบไม่ทำลายที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย (นอกเหนือจากการตรวจสอบด้วยภาพและกล้องจุลทรรศน์) คือการสแกนอัลตราโซนิก (CSCAN)
เทคโนโลยีการสแกน C สามารถตรวจจับข้อบกพร่องเล็ก ๆ และกำหนดตำแหน่งและขนาดของข้อบกพร่อง เมื่อทำการทดสอบนี้ให้วางฟัน PDC ไว้ในถังเก็บน้ำก่อนแล้วจึงสแกนด้วยโพรบอัลตราโซนิก
บทความนี้พิมพ์ซ้ำจาก“เครือข่ายโลหะนานาชาติ-
เวลาโพสต์: 21-21-2025
