Le corps, l'épaulement de la tige et l'épaulement de la tige de forage conique subiront tous des dommages ou une fracture pendant le forage. Il est d'usage de désigner la rupture par fatigue de la tige de forage conique à 200–400 mm avant l'épaulement de la tige comme une "défaillance normale" et la rupture ou la rupture fragile dans d'autres zones comme une "défaillance anormale". Lorsque la force sous l'influence d'une force externe atteint une valeur spécifique, un phénomène naturel appelé fracture se produit, ce qui provoque la séparation de deux pièces métalliques adjacentes localement ou sur toute la section. Dans l'ingénierie proprement dite, la fracture localisée du matériau métallique est appelée fissure et la rupture totale du matériau métallique est généralement appelée fracture.
La production de tiges de forage coniques et le forage de roche sont influencés par divers éléments compliqués, et la rupture a de nombreuses causes profondes différentes. La composition chimique des matières premières, l'état de laminage, la procédure de fabrication, la structure géométrique, la qualité de surface, les propriétés mécaniques, la microstructure et les conditions de forage de roche applicables, ainsi que les caractéristiques de fracture macroscopiques et microscopiques, nécessitent souvent une analyse scientifique approfondie. Quelles sont les caractéristiques de la fracture de fatigue de la tige de forage conique ?
Macroscopiquement : 1. fracture de la racine de l'épaule dans le tibia
caractéristiques de fracture
Deux caractéristiques ressortent : la première est une rupture de fatigue entourée de nombreux points sources de fatigue. Le point source de l'autre fracture, qui est fragile, se trouve principalement dans un coin.
Raison
1. Rayon d'arc de transition de l'épaulement de la tiges
En raison du changement brusque de la forme géométrique de la section d'épaulement de la tige à la racine, la concentration des contraintes se produit simplement près de l'arc de transition.
2. Qualité de forgeage
La durée de vie des pieds d'épaulement de tige est fortement influencée par la qualité du forgeage. La moisissure perd de sa dureté et subit une déformation localisée lorsqu'elle est chauffée à un certain degré.
3. Processus de traitement thermique
Le chauffage par induction et la normalisation doivent être effectués après le forgeage pour combler "l'écart métallurgique" laissé par le forgeage de l'épaulement de la tige. Une zone à basse température se développera à la racine et à l'avant de l'épaule de la tige pendant le chauffage pour éviter que la grande partie ne surchauffe. Un environnement de température élevée est créé au cours d'un tel processus de normalisation. La limite d'élasticité et la résistance à la rupture normale diminuent toutes deux avec la diminution de la dureté, ce qui produit les circonstances d'une rupture fragile par rupture normale.
4. Qualité du manchon rotatif de la perceuse à roche
Le manchon tournant d'un marteau perforateur est un point faible. Le trou hexagonal interne du manchon a une taille importante après le port, en particulier après une utilisation prolongée. Cependant, le manchon tournant d'une perceuse à roche a un chanfrein intérieur qui est droit et non rond, et lorsqu'il frappe à plusieurs reprises la racine de l'épaulement de la tige, il coupe à plusieurs reprises les deux côtés de l'arc de transition en bosses pointues. La concentration de contraintes est exacerbée par cette indentation.
2. Le milieu de l'épaule de la tige est cassé
Caractéristiques des fractures
Habituellement, la fracture au milieu de l'épaulement de la tige est une fracture de fatigue interne. La cassure est lisse.
Raison
1. Changement soudain du diamètre du trou intérieur
Lors de la formation de l'épaulement de la tige, une déformation par refoulement libre se produit en premier, et le diamètre de la tige de forage conique du trou intérieur augmente avec l'augmentation du diamètre extérieur de l'épaulement de la tige. Ensuite, lorsque la partie métallique refoulante touche la paroi de la cavité interne du moule, le flux de métal vers l'extérieur est obstrué et change de direction vers un trou interne avec moins de résistance, ce qui entraîne un épaississement de l'épaisseur de la paroi et une réduction de la diamètre du trou intérieur.
2. La faible fixation du tube intérieur à l'acier de base fait que le trou intérieur prend la forme d'une trompette.
Un trou "évasé" se forme au centre de l'épaulement de la tige de la tige de forage conique pendant le forage en raison d'un refoulement localisé du tube de revêtement. Le trou d'eau "évasé" permet de concentrer facilement les contraintes sévères, ce qui, associé à une couche de décarburation sur la paroi interne de la base, se traduira par une résistance à la fatigue plus faible. Une source de fissure de fatigue est créée par l'action d'une contrainte de traction (compression) et elle se propage radialement vers l'extérieur dans l'acier de la matrice.
