Nieznane bohaterowie podziemnej konstrukcji: wkładki z węglików wolframowych dla nudnych tunelu

Tunnelowe maszyny nudne (TBM) to nowoczesne cuda inżynierii, rzeźbienie podziemnych ścieżek dla metra, rurociągów wodnych i tuneli użytkowych. Te kolosalne maszyny opierają się na krytycznym, ale często pomijanym komponencie, aby wykonać swoje niesamowite wyczyny: Wkładki węglików wolframowych . Te małe, trwałe narzędzia tnące to roboty głowicy nożnej TBM, bezlitośnie odpychające się na skałę i glebę, aby stworzyć stabilny tunel.

Dlaczego węgliek wolframowy?

Węglenie wolframowe, związek wolframu i węgla, jest obchodzony ze względu na jego ekstremalną twardość i odporność na zużycie. W skali twardości Mohsa zajmuje to wyższe niż 8, co daje tylko Diamond. Ta unikalna kombinacja właściwości, wraz z wysoką wytrzymałością złamania, sprawia, że ​​jest to idealny materiał na wymagające warunki nudnego tunelu. Wkładki są zwykle materiałem kompozytowym, z ziarnami węglików wolframowych utrzymywanych razem przez metaliczny spoiwo, najczęściej kobalt . Odsetek kobaltu (zwykle od 6% do 15%) można dostosować w celu zrównoważenia twardości i wytrzymałości, w zależności od formacji geologicznych, które napotka TBM.

Rola i rodzaje wkładek

Podstawowa funkcja Wkładki z węglika wolframu dla nudnej maszyny tunelowej jest zapewnienie tnącej krawędzi obrotowej głowicy nożnej TBM. Są one zaprojektowane tak, aby wytrzymać znaczne siły ściskające i zużycie ścierne, gdy krusza i zeskrobają różne typy skał i gleby. Wkładki są często kształtowane jako „przyciski” i są strategicznie umieszczone na głowicy nożnej, aby zoptymalizować wydajność cięcia. Do określonych aplikacji stosuje się różne kształty i rozmiary, w tym:

• Wkładki dłuta: Używany do przecinania miękkiej i średniej twardej skały.
• Wkładki przycisków: Najczęstszy typ, zapewniający równowagę odporności na uderzenie i odporność na zużycie. Są one często używane w różnych formacjach, od twardej skały po glebę ścierną.
• Wkładki tarczy: Są one specjalnie zaprojektowane dla TBM typu tarczy używanych w złożonych środowiskach miejskich, w których geologia może się szybko zmieniać.

Produkcja i konserwacja

Produkcja tych wkładek jest precyzyjnym, wieloetapowym procesem. Zaczyna się od starannego wyboru i mieszania węglików wolframowych o dużej czystości i proszków kobaltowych. Te proszki są następnie frezowane, wciśnięte w pożądany kształt i ostatecznie spiekane (ogrzewane do wysokiej temperatury poniżej temperatury topnienia), aby stworzyć solidną, trwała wkładka. Proces ten, znany również jako cementowany produkcja węglików, skutkuje narzędziem o wyjątkowych charakterystyce wydajności. Ze względu na intensywne zużycie, których doświadczają, wkładki te muszą być regularnie kontrolowane i wymieniane. Ich wymienny charakter jest kluczową zaletą, ponieważ pozwala na opłacalną konserwację i minimalne przestoje dla TBM.