하드 록을 통한 터널링 : TBMS에서 텅스텐 카바이드 인서트의 중요한 역할

TBMS (Tunnel Boring Machines)는 현대적인 엔지니어링의 경이로움으로, 놀라운 속도와 정밀도로 터널을 발굴하도록 설계되었습니다. 그러나 TBM은 절단 도구만큼 효과적 이며이 기술의 최전선에는 터널 보링 머신 텅스텐 카바이드 인서트 . 이 작지만 놀랍도록 내구성있는 구성 요소는 지구상에서 가장 어려운 지질 학적 형성을 통해 TBM의 능력의 열쇠입니다.

도전 : 연마력과 압축력에 직면

TBMS는 잔인한 환경에서 작동합니다. 절단 도구로 장식 된 거대한 회전 디스크 인 커터 헤드는 암석에서 지속적으로 칩을칩니다. 절단 공정은 엄청난 압축 및 전단력과 상당한 열을 생성합니다. 강력한 절단 재료가 없으면 도구는 거의 즉시 마모되어 프로젝트를 중단하고 비용이 많이 드는 지연과 유지 관리로 이어집니다.

텅스텐 카바이드가 들어오는 곳입니다 도성 합금 , 세라믹 (텅스텐 카바이드)과 금속 (코발트와 같은 바인더)으로 만든 복합 재료는이 애플리케이션에 완벽하게 적합한 고유 한 특성 조합을 보유하고 있습니다.

• 극도의 경도 : 텅스텐 카바이드는 사람에게 알려진 가장 어려운 재료 중 하나이며, 두 번째는 다이아몬드에 이어집니다. 이를 통해 암석을자를 때 발생하는 높은 압축력과 마모가 발생할 수 있습니다.

• 높은 인성 : 코발트 바인더는 매우 힘들지만, 반복적 인 충격을 견딜 수 있고 부서지기 쉬운 골절을 방지 할 수있는 충분한 강인성을 제공합니다. 절단 삽입물이 연속 치핑 및 스펠링을 받기 때문에 이것은 중요합니다.

• 내열성 : 절단 과정은 상당한 마찰과 열이 발생합니다. 텅스텐 카바이드는 높은 온도에서 경도와 구조적 무결성을 유지하여 오랜 기간 동안 일관된 성능을 보장합니다.

TBM Cutterhead Insert의 해부학

TBM 커터 헤드에는 일반적으로 일련의 절단 디스크가 장착되어 있으며 각 디스크에는 한 줄의 텅스텐 카바이드 인서트가 있습니다. 이 인서트는 단일 조각이 아니라 최대 성능을 위해 설계된 복잡한 시스템입니다. 일반적인 삽입물은 다음으로 구성됩니다.

• 텅스텐 카바이드 팁 : 이것은 삽입물의 작동이며 바위와 직접 참여합니다. 그것은 예상되는 암석 조건에 맞게 정확한 조성물을 갖는 텅스텐 탄화물 입자와 금속 바인더의 압축 및 소결 복합물입니다.

• 강철 바디 : 카바이드 팁은 강철 몸체로 붉어 지거나 고생합니다. 이 본문은 구조적지지를 제공하며 인서트를 절단기 디스크에 단단히 장착 할 수 있습니다.

• 고정 시스템 : 그런 다음 전체 어셈블리는 순록 머리 내에, 종종 안전한 프레스 피트 또는 기계식 잠금 시스템을 통해 고정식 발굴 힘 아래에서 제거되지 않도록합니다.

인서트의 형상도 고도로 전문화되어 있습니다. 원뿔형, 구형 또는 끌 모양이 될 수 있으며, 각각의 특정 암석 유형에 대한 절단 동작을 최적화하도록 설계되었습니다. 예를 들어, 원추형 인서트는 작은 지점에서 스트레스를 집중시켜 하드 암석을 분해하는 데 매우 효과적입니다.

텅스텐 카바이드 삽입 기술의 발전

TBM의 성능은 절단 도구의 혁신과 직접 연결되어 있습니다. 제조업체는 몇 가지 주요 발전을 통해 텅스텐 카바이드 인서트의 내구성과 효율성을 향상시키기 위해 지속적으로 노력하고 있습니다.

• 맞춤 구성 : 다른 지질 조건마다 다른 재료 특성이 필요합니다. 고도로 연마성 암석의 경우 더 높은 텅스텐 탄화물 함량과 더 미세한 입자 크기가 경도를 높이기 위해 사용됩니다. 보다 부서지기 쉬운 암석에서 더 높은 코발트 함량은 골절에 저항하기위한 강인성을 제공합니다.

• 향상된 표면 코팅 : 다이아몬드와 같은 탄소 (DLC) 또는 세라믹 코팅과 같은 특수 코팅이 마찰과 마모를 더욱 줄이기 위해 개발되고 있습니다. 이 코팅은 인서트의 수명을 크게 연장하여 커터 변경의 다운 타임을 줄일 수 있습니다.

• 개선 된 제조 공정 : 분말 야금 및 소결 기법의 발전은보다 균일 한 입자 구조와 적은 결함으로 인서트를 생성 할 수 있습니다. 이것은보다 예측 가능하고 내구성있는 제품으로 이어집니다.

• 고급 모니터링 및 진단 : TBM에는 이제 절단 장치의 온도, 토크 및 진동을 모니터링하는 정교한 센서가 장착되어 있습니다. 이 데이터는 치명적인 실패를 피하고 절단 성능을 최적화하는 삽입 및 일정 유지 보수를 적극적으로 예측하는 데 사용됩니다.

결론

텅스텐 카바이드 인서트는 TBM의 단순한 "치아"보다 훨씬 많습니다. 이들은 고급 재료 과학 및 공학의 산물이며, 특히 가장 극단적 인 조건을 견딜 수 있도록 설계되었습니다. TBM이 앞으로 나아갈 때, 열심히 노력하고있는 작지만 강력한 구성 요소는 바위를 치고 새로운 터널, 인프라 및 연결된 세계를위한 길을 닦고 있습니다. 텅스텐 카바이드 기술의 지속적인 연구 개발은 터널링 및 지하 건설 분야에서 가능한 것의 경계를 추진하는 데 중요한 요소로 남아있을 것입니다.