Mũi khoan đập: Chọn vật liệu nào cho địa chất cứng?

Tư vấn chọn vật liệu chế tạo mũi khoan đập chuyên dùng cho địa chất cứng, đá gốc – đảm bảo độ bền, chống mài mòn và tốc độ khoan cao.

Trong thi công khoan địa chất, đặc biệt là khi xuyên qua các tầng đá cứng, đá gốc hoặc địa chất hỗn hợp có độ ma sát cao, mũi khoan đập đóng vai trò quyết định đến năng suất khoan và tuổi thọ thiết bị. Không giống như mũi khoan dùng cho đất mềm hay đất cát, mũi khoan đập làm việc trong môi trường khắc nghiệt hơn rất nhiều và cần được chế tạo từ những vật liệu đặc biệt, có khả năng chịu va đập, chịu mài mòn và chịu nhiệt cao. Vậy nên chọn vật liệu nào là tối ưu?

Vì sao vật liệu quyết định hiệu suất khoan?

Khi khoan đập vào địa chất cứng, lực tác động lặp đi lặp lại với cường độ lớn khiến mũi khoan dễ bị nứt, gãy hoặc mài mòn nhanh chóng nếu không được làm từ vật liệu phù hợp. Đồng thời, khi va vào đá, nhiệt độ sinh ra từ ma sát cũng rất cao, đòi hỏi mũi khoan có khả năng tản nhiệt tốt và không biến dạng nhiệt.

Việc chọn sai vật liệu sẽ khiến mũi khoan nhanh mòn, cần thay thế thường xuyên, làm gián đoạn tiến độ thi công và tăng chi phí. Ngược lại, vật liệu phù hợp giúp ổn định tốc độ khoan, kéo dài thời gian sử dụng và giảm hao tổn nhiên liệu.

Các loại vật liệu phổ biến cho mũi khoan đập

1. Hợp kim thép chứa crôm – mangan – molypden (Cr-Mn-Mo):
Đây là loại hợp kim được sử dụng phổ biến cho các mũi khoan đập hạng nặng. Sự kết hợp giữa crôm và molypden giúp tăng độ cứng, trong khi mangan tăng khả năng chống va đập và mài mòn. Vật liệu này có thể được tôi luyện để đạt độ cứng bề mặt rất cao, thích hợp khoan tầng đá vôi, đá granit và đá trầm tích cứng.

2. Thép hợp kim chịu nhiệt:
Trong điều kiện khoan sâu và liên tục, nhiệt độ ma sát tăng cao đòi hỏi vật liệu không bị biến tính. Thép chịu nhiệt bổ sung các nguyên tố như vanadium, tungsten giúp mũi khoan duy trì hình dạng và tính đàn hồi khi bị nung nóng.

3. Hợp kim tungsten carbide (WC-Co):
Được xem là vật liệu siêu cứng, tungsten carbide thường dùng chế tạo phần đầu mũi khoan (bit) hoặc các chèn cứng. Khả năng chống mài mòn và chịu lực của loại này rất cao, lý tưởng cho khoan đá gốc, đá núi lửa hoặc đá hoa cương. Tuy nhiên, loại này cũng có chi phí cao và cần máy khoan công suất lớn để tương thích.

Gợi ý chọn vật liệu theo điều kiện địa chất

Ngoài ra, điều kiện khoan (khoan đứng, khoan ngang, độ sâu, độ ẩm…) cũng ảnh hưởng đến lựa chọn vật liệu. Với khoan đứng sâu trên 30m, nên dùng loại mũi có lõi thép chịu xoắn tốt và phần đầu có gắn hợp kim siêu cứng để đảm bảo xuyên phá hiệu quả mà không bị cong vênh.

Kết luận

• Mũi khoan đập dùng cho địa chất cứng cần ưu tiên vật liệu hợp kim chịu va đập, chịu nhiệt và mài mòn cao.
• Tungsten carbide là lựa chọn hàng đầu cho đầu mũi khoan đá gốc, trong khi Cr-Mn-Mo thích hợp cho địa chất cứng vừa.
• Cần kết hợp lựa chọn vật liệu với cấu hình máy khoan và điều kiện địa chất cụ thể để tối ưu hiệu suất và tuổi thọ thiết bị.

Liên hệ:
Hotline: 0988.601.755
Kho bãi Phụ tùng máy khoan đập: Thôn Phù Dực 1, xã Phù Đổng, huyện Gia Lâm, Hà Nội
Website: https://mayxaydunghanoi.com