近期多地矿区反馈,不少工作面使用普通截齿时,经常出现上机短时间内就大面积掉合金的失效现象,带着这一行业共性痛点,我们走访矿山设备技术工程师,从生产工艺、工况适配、现场运维三大维度,全方位拆解截齿合金头脱落的深层诱因,并给出针对性优化解决方案。

打开网易新闻 查看精彩图片

很多中小型加工厂生产的普通截齿依旧沿用传统手工焊接模式,在井下高频冲击载荷作用下,合金头极易沿着焊缝整体撕裂脱落。同时,部分厂商为压缩生产成本,省略焊接前齿体、合金头表面除油、除锈预处理工序,杂质残留会直接降低焊料浸润性,大幅削弱合金与齿体的结合强度。

除此之外,齿体热处理工艺不达标、硬质合金原料品级偏低,同样会诱发掉头故障。劣质普通截齿选用非合金钢基材,未经过梯度调质热处理,要么齿体硬度偏低快速磨损,无法对合金头形成有效包裹支撑;要么材质脆性过大,受冲击后齿体形变拉扯焊缝,造成合金脱落。低品级硬质合金内部晶粒分布杂乱、杂质含量偏高,遭遇硬岩、大块矸石冲击时,极易发生崩裂脱落。

打开网易新闻 查看精彩图片

据山东艾德技术工程师介绍,想要从源头规避焊接失效问题,必须采用全自动钎焊工艺,通过电脑闭环精准控温,严格把控焊缝间隙、焊料材质与保温冷却流程,配合焊前精密表面处理,将焊缝充盈度稳定控制在行业高标准区间,再搭配完整的齿体调质热处理工艺,才能让合金头与齿体形成高强度冶金结合,从原材料端杜绝虚焊、焊接应力过大引发的脱落问题。

很多矿区排查掉合金故障时,只会把问题归咎于截齿本身质量,却忽略了滚筒齿座、锁簧等配套部件的损耗问题。工程师现场调研发现,大量失效案例中,截齿安装位置的齿座经过长期煤岩冲刷、高频震动,内壁出现磨损扩孔、变形,截齿装入后存在间隙晃动,作业过程中持续发生偏斜受力,单侧冲击力不断撕扯焊接部位,久而久之合金头就会松动脱落。另外,劣质卡簧弹性衰减快、锁止不牢固,截齿工作中发生轻微位移,受力角度偏移后也会大幅缩短合金使用寿命。

工程师给出三大落地优化方案:第一,摒弃只拼单价的采购思维,根据工作面煤岩硬度、采掘设备参数精准选型,硬岩、高含矸工况优先选择钎焊并调质热处理工艺的高性能截齿,规避普通截齿工艺短板带来的高频失效;第二,定期检修滚筒齿座、锁簧等配套零部件,规范截齿安装与井下截割操作方式,减少人为因素带来的冲击损耗;第三,优先选择具备工况技术适配能力的正规厂商,依托专业技术方案实现降本增效,不要仅凭产品外观、采购价格做采购决策。

综上,一枚小小的截齿,不仅关系井下作业效率,更直接决定矿区吨煤开采成本。