1. 根据岩石硬度选择钎杆:软岩(如页岩、砂岩)可选用韧性较好的碳素钢钎杆;中硬岩(如花岗岩、石灰岩)建议采用合金钢钎杆;极硬岩(如石英岩、玄武岩)需使用镶有硬质合金刀头的特种钎杆。钎杆的洛氏硬度应比岩石硬度高出20-30HRC。
2. 考虑钻孔直径匹配:直径小于50mm的钻孔宜用六角形钎杆(19-25mm对边距);50-100mm孔径推荐使用圆形钎杆(32-45mm直径);超过100mm的大孔径需采用中空钻杆配合潜孔冲击器。
3. 连接方式选择:螺纹连接(R32/T38/T45)适用于深孔钻进,需注意螺纹的锥度公差控制在0.05mm以内;锥形连接(S19/S25)更适合浅孔作业,锥度通常为7°或11°。
4. 热处理工艺要求:调质处理后的钎杆硬度应达到38-42HRC,淬火层深度不少于3mm。优质钎杆需经过二次回火消除内应力,残余奥氏体含量控制在5%以下。
5. 疲劳寿命指标:普通钎杆的冲击疲劳寿命应≥15万次(GB/T6480标准),高端产品采用真空熔炼技术可使寿命提升至30万次以上。钎杆表面粗糙度Ra≤1.6μm可显著提高抗疲劳性能。
6. 特殊工况适配:含水地层需选用镀铬钎杆(镀层厚度0.05-0.1mm);高温环境建议使用含钼(0.5-1.2%)的耐热钢钎杆;腐蚀性矿区应选用双相不锈钢钎杆(PREN值≥35)。
7. 经济性分析:考虑全寿命周期成本,优质钎杆虽然单价高30-50%,但综合换杆次数、停工损失等实际成本可降低20%以上。建议建立钎杆使用档案,记录每根钎杆的进尺数和失效形式。
8. 最新技术发展:纳米晶强化钎杆(晶粒度≤100nm)可使耐磨性提升40%;自润滑钎杆(内置石墨烯涂层)能降低30%的摩擦阻力;智能钎杆(嵌入RFID芯片)可实现使用状态实时监控。
9. 安全规范要点:钎杆直线度偏差应<0.3mm/m,使用前需进行磁粉探伤检查;严禁不同材质的钎杆混用,避免产生电化学腐蚀;库存钎杆应垂直悬挂存放,防止应力变形。
10. 失效预防措施:针对常见的杆体断裂、螺纹磨损、头部碎裂等失效模式,应建立预防性更换制度。当钎杆长度磨损超过原长15%或直径磨损达3mm时,必须强制报废。
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