掘进钎杆失效分析

一般情况下，液压掘进钻车钎杆的正常失效形式应为R32螺纹严重磨损，即螺纹波峰磨细或者磨平，以及在凿岩累计进尺较多的情况下，因磨损严重而发生疲劳断裂。造成R32螺纹磨损失效的方式为微动磨损和冲击磨损,在凿岩过程中,随着凿岩作业的不断进行，

1.液压掘进钻车钎杆R32螺纹磨损

一般情况下，液压掘进钻车钎杆的正常失效形式应为R32螺纹严重磨损，即螺纹波峰磨细或者磨平，以及在凿岩累计进尺较多的情况下，因磨损严重而发生疲劳断裂。造成R32螺纹磨损失效的方式为微动磨损和冲击磨损,在凿岩过程中,随着凿岩作业的不断进行，新旧钎头的更换,R32螺纹的磨损程度不断加大,R32螺纹与新旧钎头的配合间隙也越来越大，磨损将会由最初配合良好时产生的微动磨损，渐渐地过渡到配合间隙较大时产生的冲击磨损。冲击磨损将导致螺纹迅速磨损,造成钎杆迅速磨损失效。另外在大功率液压凿岩机的冲击和扭转的作用下,R32螺纹与新旧钎头的配合处会形成线接触或面接触，造成螺纹表面局部高温，螺纹表面硬度和耐磨性降低，甚至形成熔蚀坑，进而转变为裂纹源。

2.液压掘进钻车钎杆R32螺纹断裂

将R32螺纹磨损失效样放人70%盐酸中煮一个小时，然后用热水清洗吹干，如图11(a)、(b)所示。从图中可以看出,在液压掘进钻车钎杆R32螺纹根部和距离R32螺纹端面第二扣处疲劳源最严重，而且出现了熔蚀坑，说明在凿岩过程中,钎杆的这两个部位所受到的应力是最大的，也容易产生高温形成熔蚀坑，所以液压掘进钻车钎杆非常容易在这两个部位断裂失效。

图11 R32螺纹部位失效样在70%盐酸中煮 1h后宏观形貌

（2）在凿岩过程中，工作人员操作凿岩台车,一般使用钻杆与φ76R-32球齿钎头或扩孔钻头钻凿掘进面的掏心孔，由于φ76-R32球齿钎头和扩孔钻头对钎杆R32螺纹部位产生的拉压应力、扭转应力、弯曲应力、推进阻力、摩擦力均很大，易造成R32螺纹部位断裂,主要表现在R32螺纹部位与钎头配合处断裂。

图12 φ76-R32-12 齿钎头和扩孔钻头

（3）液压掘进钻车钎杆R32螺纹部位与钎头的配合

矿山使用不同厂家的钎具产品，造成液压掘进钻车钎杆R32螺纹部位与钎头配合有多余的螺纹露出，以至很难保证良好的配合公差尺寸,如图13所示。这样将有可能导致液压掘进钻车钎杆R32螺纹部位较早磨损或断裂而失效。

2. 钎杆与钎尾连接的T38或者R38螺纹连接处断裂与异常磨损

掘进钎杆凿岩作业时，钎杆R32螺纹根部和螺纹第二扣是应力最集中的部位，也是最容易断裂的部位。钎杆与钎尾连接的T38与R38螺纹端一般很少出现断裂情况，磨损也相对较轻。如果出现断裂和异常磨损应该重点分析凿岩台车、液压凿岩机的工作参数和围岩地质条件变化情况是否适应。如凿岩台车推进压力，液压凿岩机冲击、旋转压力等。

3. 钎杆杆身断裂

钎杆杆身断裂在凿岩作业中较少出现，一般应分析钎杆杆身是否存在外力造成的缺陷，钎杆在凿岩作业中的异常操作问题。

4. 钎杆弯曲

钎杆在凿岩作业中出现较严重的弯曲，无法校直的将无法使用。弯曲一般发生在靠近R32一端，往往是因为围岩地质条件复杂，造成打孔偏或者裂隙夹钎等情况会造成钎杆弯曲失效。

图13钎杆与钎头配合不佳而导致有多余的螺纹露出