하드 록을 통한 터널링 : TBMS에서 텅스텐 카바이드 인서트의 중요한 역할

TBMS (Tunnel Boring Machines)는 현대적인 엔지니어링의 경이로움으로,,, 놀라운 효율성과 정밀도로 터널을 발굴함으로써 인프라 개발에 혁명을 일으킨다. 절단 능력의 핵심, 특히 지질 학적 조건에 있어서는 중요한 구성 요소가 있습니다. 텅스텐 카바이드 인서트 . 이 작지만 강력한 도구는 TBM이 거친 사암에서 불확실한 화강암에 이르기까지 모든 것을 극복 할 수있는 날카로운 가장자리입니다.

비의 특성 텅스텐 카바이드

텅스텐 카바이드 (WC)는 탁월한 경도와 내마모성으로 유명한 복합 재료, 소재입니다. 텅스텐 분말과 탄소를 결합한 다음 바인더 금속, 일반적으로 코발트로 소결시켜 형성됩니다. 이 고유 한 구성은 Tungsten 카바이드 삽입 TBM 응용 프로그램에 중요한 몇 가지 주요 장점을 제공합니다.

• 극도의 경도 : 텅스텐 카바이드는 Mohs 규모의 경도 규모에서 다이아몬드에 접근하는 데 매우 높다. 이를 통해 가장 힘든 암석조차도 효과적으로 골절하고 abrade 할 수 있습니다.

• 우수한 내마모성 : 재료의 고유 인성은 지루한 동안 발생하는 일정한 마찰과 충격력을 견딜 수있어 절단 도구의 수명을 크게 연장 할 수 있습니다.

• 높은 압축 강도 : 인서트는 바위에 물 때 엄청난 압력을 견뎌야합니다. 텅스텐 카바이드의 높은 압축 강도는 이러한 극도의 하중 하에서 변형과 고장을 방지합니다.

• 열 안정성 : TBMS가 구부러짐에 따라 절단면에서 상당한 열이 생성 될 수 있습니다. 텅스텐 카바이드는 온도가 높아도 무결성과 성능을 유지하여 일관된 절단 효율을 보장합니다.

TBM 커터 헤드의 해부학 및 삽입 통합

TBM의 커터 헤드는 다양한 절단 도구의 복잡한 어셈블리이며, 텅스텐 카바이드 인서트는 작동의 기본입니다. 이 삽입물은 세 심하게 브레이드되거나 더 크게 압축됩니다 디스크 커터 , 단일 커터 , 또는 스크레이퍼 도구 , 특정 TBM 설계 및 예상되는 지질 조건에 따라.

디스크 커터 하드 록 TBM에서 텅스텐 카바이드 인서트에 대한 가장 일반적인 응용 프로그램 일 것입니다. 텅스텐 카바이드 인서트가 둘레를 따라 늘어선이 강철 바퀴는 거대한 압력으로 바위 얼굴을 회전시키고 굴러냅니다. 인서트의 집중된 응력은 칩과 바위를 골절 한 다음 뭉크 버킷으로 제거됩니다.

텅스텐 카바이드 인서트의 모양과 등급은 중요한 설계 고려 사항입니다. 일반적인 삽입 형상은 다음과 같습니다.

• 끌 삽입 : 바위를 깨고 치는 데 사용됩니다.

• 버튼 인서트 : 내마모성이 우수하며 종종 디스크 커터에서 발견됩니다.

• 쐐기 삽입물 : 강력한 절단 동작을 제공합니다.

그만큼 등급 텅스텐 카바이드는 텅스텐 카바이드 입자 및 코발트 바인더의 특정 조성을 나타냅니다. 다른 등급은 고도로 연마적이고 부드러운 암석에서 매우 단단하고 덜 거친 형성에 이르기까지 다양한 암석 유형에 대한 경도, 인성 및 내마모성과 같은 특성을 최적화하도록 공식화됩니다.

컷 뒤에있는 과학 : 삽입물이 암석에 참여하는 방법

TBM의 커터 헤드가 회전하면 디스크 커터 또는 기타 도구에 텅스텐 카바이드 인서트가 암석면과 직접 접촉합니다. 절단 동작에는 다음의 조합이 포함됩니다.

• 들여 쓰기 및 분쇄 : 인서트의 날카로운 지점은 암석을 들여 보내며 높은 응력 농도를 생성하여 국소 분쇄 및 파쇄로 이어집니다.

• 전단 : 커터 헤드가 회전함에 따라 삽입물은 기존의 약점 또는 새로 생성 된 골절을 따라 바위 칩을 전단합니다.

• 연마: 파쇄하더라도 인서트가 암석에 문지르 기 때문에 어느 정도의 연마적인 마모가 피할 수 없습니다. 텅스텐 카바이드의 높은 내마모성은이 효과를 최소화하여 도구 수명을 연장시킵니다.

이 프로세스의 효과는 TBM에 의해 적용된 스러스트 힘, 커터 헤드의 회전 속도 및 인서트의 정확한 형상 및 간격과 같은 요인에 의해 크게 영향을받습니다.

삽입 기술의 도전과 발전

주목할만한 특성에도 불구하고, 텅스텐 카바이드 인서트는 터널 보링의 까다로운 환경에서 중요한 과제에 직면합니다.

• 마멸: 가장 어려운 재료조차도 결국 마모됩니다. 연마제, 높은 충격력 및 열은 둔화, 치핑 또는 완전한 파손을 초래할 수 있으며, 빈번한 (그리고 비용이 많이 드는) 교체가 필요합니다.

• 열 생성 : 절단면에서의 높은 마찰로 인해 상당한 열이 발생하여 텅스텐 카바이드의 코발트 바인더를 부드럽게하여 경도와 내마모성이 줄어 듭니다.

• 진동 및 충격 : TBM 작업에는 종종 상당한 진동과 갑작스런 영향이 포함되어 피로와 실패를 삽입하는 데 기여할 수 있습니다.

이러한 과제를 해결하기 위해 텅스텐 카바이드 삽입 기술 분야에서 지속적인 연구 개발이 진행 중입니다.

• 개선 된 성적 : 제조업체는 강인성, 더 높은 핫 경도 및 특정 마모 메커니즘에 대한 더 나은 저항으로 새로운 텅스텐 카바이드 등급을 개발하고 있습니다.

• 고급 코팅 : 얇고 단단한 코팅 (예 : PVD 또는 CVD 코팅)을 삽입하여 내마모성을 더욱 향상시키고 마찰을 줄일 수 있습니다.

• 최적화 된 형상 : 새로운 삽입 모양 및 패턴에 대한 연구는 절단 효율을 향상시키고 스트레스 농도를 줄이며 공구 수명을 연장하는 것을 목표로합니다.

• 향상된 브레이징 기술 : 텅스텐 카바이드 삽입물과 강철 공구 본체 사이의 안전한 결합을 보장하기 위해 더 강력하고 탄력적 인 브레이징 합금 및 방법이 개발되고있어 조기 분리를 방지합니다.

결론

텅스텐 카바이드 인서트는 현대 터널링의 이름이없는 영웅입니다. 극심한 경도, 내마모성 및 강도의 독특한 조합으로 TBM은 인프라 개발의 경계를 넓히고 한 번 눈에 띄지 않는 프로젝트를 현실로 만듭니다. 지질 학적 조건이 더욱 어려워지고 효율적인 터널링에 대한 수요가 증가함에 따라, 텅스텐 카바이드 삽입 기술의 지속적인 혁신은 최우선으로 유지 될 것이며, TBM은 정밀도와 힘으로 가장 어려운 과제를 계속해서 계속 구축 할 수 있도록합니다. .