खोखले स्टील रोलिंग प्रक्रियाएं H22 ड्रिल रॉड की सेवा अवधि को कैसे प्रभावित करती हैं?
खोखले स्टील रोलिंग प्रक्रियाएं H22 ड्रिल रॉड की सेवा अवधि को कैसे प्रभावित करती हैं?
खोखली ड्रिल स्टील, रॉक ड्रिल रॉड के निर्माण में प्रयुक्त होने वाली मूल कच्ची सामग्री है। इसकी रोलिंग प्रक्रिया का आंतरिक छेद की गुणवत्ता, सूक्ष्म संरचना, थकान प्रतिरोध और समग्र सेवा जीवन पर सीधा प्रभाव पड़ता है।
40SiMnCrNiMo स्टील से बने H22 ड्रिल रॉड के लिए, आमतौर पर तीन उत्पादन विधियों की तुलना की जाती है: ड्रिल-एंड-कोर हॉट रोलिंग, हॉट पियर्सिंग के बाद हॉट ड्राइंग, और हॉट पियर्सिंग के बाद हॉट रोलिंग। प्रत्येक विधि अलग-अलग आंतरिक सतह की स्थितियाँ उत्पन्न करती है और इसलिए खनन अनुप्रयोगों में ड्रिल रॉड के प्रदर्शन को प्रभावित करती है।
खोखले इस्पात उत्पादन की तीन विधियाँ
ड्रिल्ड-एंड-कोर हॉट रोलिंग
इस प्रक्रिया की शुरुआत एक ठोस स्टील बिलेट में डीप-होल ड्रिलिंग मशीन से एक छेद करने से होती है। इसके बाद बिलेट को मैंड्रेल पर गर्म करके रोल किया जाता है।
आंतरिक छेद मशीनिंग द्वारा निर्मित होने के कारण, भीतरी सतह चिकनी होती है और उसमें छेद करने से उत्पन्न होने वाले सामान्य दोष जैसे कि फटना या खरोंच लगना नहीं होते हैं। इससे उच्च आयामी सटीकता भी प्राप्त होती है। इसके मुख्य नुकसान हैं कम सामग्री उपयोग, उच्च मशीनिंग लागत और कम उत्पादन क्षमता।
हॉट पियर्सिंग और हॉट ड्राइंग
इस प्रक्रिया में, गर्म किए गए बिलेट को मैनसमैन पियर्सर पर छेद करके खोखला ब्लैंक बनाया जाता है। फिर इस ब्लैंक को हॉट ड्राइंग के माध्यम से आकार में छोटा किया जाता है।
यह विधि उच्च उत्पादकता और उच्च उपज दर प्रदान करती है, जिससे यह H22 षट्कोणीय खोखले ड्रिल स्टील के लिए एक सामान्य प्रक्रिया बन जाती है। हालांकि, छेद करने की प्रक्रिया से आंतरिक दीवार पर दरारें और सूक्ष्म दरारें उत्पन्न हो सकती हैं। ड्रिलिंग के दौरान ये दोष थकान-दरार के आरंभिक बिंदु बन सकते हैं।
हॉट पियर्सिंग और हॉट रोलिंग
इस विधि में भी शुरुआत हॉट पियर्सिंग से होती है, लेकिन खोखले ब्लैंक को हॉट ड्राइंग के बजाय मैंड्रेल-सपोर्टेड हॉट रोलिंग का उपयोग करके कम किया जाता है।
हॉट ड्राइंग की तुलना में, हॉट रोलिंग अधिक एकसमान विरूपण और बेहतर धातु निरंतरता उत्पन्न करती है। यह सूक्ष्म संरचना में सुधार और लंबी सेवा अवधि के लिए अधिक क्षमता प्रदान करती है।
आंतरिक सतह की गुणवत्ता मायने रखती है
खोखले स्टील की आंतरिक सतह महत्वपूर्ण होती है क्योंकि फ्लशिंग होल के अंदर की खामियां बार-बार लगने वाले प्रभाव भार के तहत तनाव को केंद्रित कर सकती हैं।
ड्रिल्ड-एंड-कोर हॉट रोल्ड स्टील की भीतरी दीवार आमतौर पर चिकनी होती है और उसमें कोई दरार या मोड़ने के दोष नहीं होते। हॉट पियर्सिंग द्वारा तैयार की गई सामग्री में दरार, खरोंच और ऑक्सीकरण के विभिन्न स्तर दिखाई दे सकते हैं। हॉट पियर्सिंग की दो विधियों में से, हॉट पियर्सिंग के बाद हॉट रोलिंग करने से हॉट पियर्सिंग के बाद हॉट ड्राइंग की तुलना में आंतरिक छिद्रों की गुणवत्ता थोड़ी बेहतर हो सकती है।
औद्योगिक जीवन परीक्षण परिणाम
क्षेत्रीय परीक्षण में, तीनों विधियों का उपयोग करके 40SiMnCrNiMo बिलेट के एक ही बैच से H22 षट्कोणीय खोखला इस्पात तैयार किया गया। इसके बाद की ऊष्मा-उपचार प्रक्रिया को मानकीकृत किया गया और तैयार ड्रिल रॉड का खनन ड्रिलिंग कार्यों में परीक्षण किया गया।
ड्रिल्ड-एंड-कोर हॉट रोल्ड ड्रिल रॉड्स की औसत सेवा अवधि सबसे अधिक रही। हॉट पियर्सिंग-हॉट ड्राइंग और हॉट पियर्सिंग-हॉट रोलिंग द्वारा निर्मित ड्रिल रॉड्स की औसत सेवा अवधि लगभग समान थी।
हालांकि, विफलता के तरीके अलग-अलग थे। गर्म छेदों से निर्मित और गर्म खींची गई छड़ों में आंतरिक छेद से उत्पन्न होने वाली प्रारंभिक थकान फ्रैक्चर की संभावना अधिक थी। गर्म छेदों से निर्मित और गर्म लुढ़काई गई छड़ों की संरचना अधिक एकसमान थी और प्रक्रिया को और अनुकूलित करने के बाद उनमें अधिकतम जीवनकाल बढ़ाने की अधिक क्षमता दिखाई दी।
निष्कर्ष
खोखले स्टील रोलिंग तकनीक ड्रिल रॉड की थकान क्षमता को सीधे प्रभावित करती है। ड्रिल्ड-एंड-कोर हॉट रोलिंग सर्वोत्तम आंतरिक-छेद गुणवत्ता और थकान-क्षमता प्रदर्शन प्रदान करती है, हालांकि इसकी लागत अधिक और दक्षता कम होती है।
हॉट पियर्सिंग के बाद हॉट रोलिंग करने से हॉट ड्राइंग की तुलना में अधिक एकसमान विरूपण प्राप्त होता है और H22 ड्रिल रॉड की सूक्ष्म संरचना में सुधार तथा अधिकतम सेवा जीवन को बढ़ाने की अधिक क्षमता होती है। निर्माताओं और ड्रिलिंग ठेकेदारों के लिए, आंतरिक छेद की गुणवत्ता को नियंत्रित करना थकान संबंधी विफलताओं को कम करने और चट्टान ड्रिलिंग की विश्वसनीयता में सुधार करने के लिए आवश्यक है।
