Unsung Heroes of Underground Construction: Tungsten Carbide Inserts For Tunnel Boring

Tunnel Boring Machines (TBMS) är moderna underverk av teknik, som snider ut underjordiska vägar för tunnelbanor, vattenledningar och tunnlar. Dessa kolossala maskiner förlitar sig på en kritisk, men ändå ofta förbisett komponent för att utföra sina otroliga feats: volframkarbidinsatser . Dessa små, hållbara skärverktyg är arbetshästarna i TBM: s skärhuvud, obevekligt flisar bort vid sten och jord för att skapa en stabil tunnel.

Varför volframkarbid?

Volframkarbid, en förening av volfram och kol, firas för sin extrema hårdhet och motstånd mot slitage. På Mohs hårdhetsskala rankas den högre än 8, vilket gör det bara till diamant. Denna unika kombination av egenskaper, tillsammans med dess höga frakturthet, gör det till det ideala materialet för de krävande förhållandena för tunnel tråkig. Insatserna är vanligtvis ett sammansatt material, med volframkarbidkorn som hålls samman av ett metallbindemedel, oftast kobolt . Procentandelen kobolt (vanligtvis från 6% till 15%) kan justeras för att balansera hårdhet och seghet, beroende på de geologiska formationerna som TBM kommer att möta.

Rollen och typerna av skär

Den primära funktionen av Volframkarbidinsatser för tunnelborrmaskin är att tillhandahålla banbrytande för TBM: s roterande skärhuvud. De är utformade för att motstå betydande tryckkrafter och slitande slitage när de krossar och skrapar genom olika berg- och jordtyper. Insatserna är ofta formade som "knappar" och placeras strategiskt på skärhuvudet för att optimera skäreffektiviteten. Olika former och storlekar används för specifika applikationer, inklusive:

• Mejselinsatser: Används för att klippa genom mjuk till medelhårig sten.
• Knappinsatser: Den vanligaste typen som ger en balans mellan slagmotstånd och slitmotstånd. De används ofta i olika formationer, från hård berg till slipande jord.
• Sköldinsatser: Dessa är specifikt utformade för TBMS av sköldtyp som används i komplexa stadsmiljöer, där geologin kan förändras snabbt.

Tillverkning och underhåll

Produktionen av dessa insatser är en exakt, flerstegsprocess. Det börjar med det noggranna urvalet och blandningen av volframpulver med hög renhet och koboltpulver. Dessa pulver malas sedan, pressas in i den önskade formen och sintras slutligen (upphettas till en hög temperatur under smältpunkten) för att skapa en solid, hållbar insats. Denna process, även känd som cementerad karbidproduktion, resulterar i ett verktyg med exceptionella prestandaegenskaper. På grund av det intensiva slitage som de upplever måste dessa skär regelbundet inspekteras och bytas ut. Deras utbytbara karaktär är en viktig fördel, eftersom den möjliggör kostnadseffektivt underhåll och minimal driftstopp för TBM.