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Cuidado y mantenimientoHerramientas de perforacin Sandvik Coromant

SANDVIK

>Las herramientas para perforar rocas son tiles especiales desarrollados para resistir los altos esfuerzos al que estn sometidos durante la perforacin. Los componentes de acero estn fabricados de aleaciones especiales con una elevada resistencia a la fatiga y una buena rigidez a la flexin. Los diversos tratamientos trmicos confieren al acero una gran resistencia al desgaste. Los carburos cementados utilizados han sido desarrollados especialmente para la perforacin de rocas. Se puede decir que todo lo que se necesita para obtener unos buenos resultados de } perforacin se incorpora en los productos durante el proceso de fabricacin. Pero para conseguir el mximo aprovechamiento de estas caractersticas, las herramientas se deben utilizar de la forma correcta. Esta publicacin ofrece consejos prcticos sobre cmo obtener el mximo rendimiento y vida til de las herramientas, y poder perforar barrenos de forma eficaz y fiable.

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Posicionamiento del equipo de perforacin

La deslizadera debe estar presionada contra la roca durante la perforacin, de modo que no se mueva. Si se mueve, se podra doblar el tren de varillaje, dando lugar a roturas.

Los modernos equipos de

terforacin estn equipados on gatos, permitiendo obtener un posicionamiento estable. Una deslizadera colocada de forma estable permite utilizar adecuadamente la fuerza de

avance necesaria para lograr la mxima velocidad de penetracin.

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Emboquillado

El barreno se emboquilla presionando la broca contra la roca y comenzando la perforacin con avance y percusin reducidas. Se debe aplicar siempre un barrido generoso en el barreno. Hay que aumentar la energa de impacto y la fuerza de avance tan pronto como la broca haya penetrado en la roca.

A veces se debe ajustar la posicin de la deslizadera

despus de perforar unos centmetros, de modo que la barra est recta y avance en la direccin prevista.

Si la perforacin se lleva a cabo sin que las barras estn exactamente paralelas con la deslizadera, aumentar el riesgo de roturas por fatiga.

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Perforacin

La energa de impacto se debe ajustar siempre para adaptarla a la formacin de roca que se est perforando. Cuando se perfora en roca blanda y fisurada, se necesita menos energa, por lo cual se debe reducir la presin de percusin. k Los modernos equipos de perforacin tienen dispositivos integrados para ajustar la energa de impacto.

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Avance

Una fuerza de avance debidamente ajustada proporciona la mejor economa de perforacin. Una fuerza de avance insuficiente producir una baja velocidad de penetracin debido a que las juntas del tren de varillaje no estn adecuadamente apretadas.

La perforacin con juntas flojas dificulta la transmisin de energa a travs del tren de varillaje y ocasiona unos grandes esfuerzos que dan

lugar a fatiga del acero. La energa que no se transmite a travs de una junta se convierte en calor, elevando la temperatura de las roscas de los manguitos de acoplamiento y de las barras.

De este modo se destruye el tratamiento trmico, producindose daos en forma de corrosin crateriforme, lo que a su vez acorta la vida del varillaje. ))

Una fuerza de avance demasiado alta har que se doblen las barras, dando lugar a grandes tensiones y desviacin del barreno.

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Rotacin

La velocidad de rotacin debe adaptarse al dimetro de la broca y a la frecuencia de impactos de la perforadora. Las plaquitas o botones de la broca deben recorrer una determinada distancia entre cada golpe para romper roca nueva continuamente.I Las brocas de mayor tamao giran ms despacio. Una velocidad de rotacin demasiado alta desgasta el carburo cementado de forma innecesariamente rpida,

especialmente en la periferia de la broca. Para dimetros de broca entre 51 y 102 mm, la velocidad normal de rotacin es de aproximadamente 100-200 rpm (mayor rotacin para dimetros menores). Esto corresponde a una rotacin de un botn perifrico de 9-10 mm entre cada golpe cuando la perforadora tiene una frecuencia de 3000 impactos por minuto. Esto se expresa frecuentemente como 50 Hz, que corresponde a 50 golpes por segundo.

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Barrido

El fondo del barreno debe mantenerse limpio de detritus de perforacin. Un buen barrido permite una rpida evacuacin del detritus y un barreno limpio. Un barrido insuficiente reduce la velocidad de penetracin y aumenta el riesgo de atascos.

Las perforadoras hidrulicas tienen sistemas integrados para barrido independiente. Los retenes en la cabeza de barrido tienen unas tolerancias ajustadas, por lo cual hay que limpiar bien el adaptador de

culata antes de instalarlo.Cuando se utilice agua

como agente de barrido con perforadoras neumticas que tengan barrido central, la presin del agua debe ser 1 bar menos que la presin de aire. Si no, existe el riesgo de que el agua penetre en la perforadora.

Si se necesita una mayor presin de barrido, se deber usar un equipo de barrido ))separado. En este caso tambin, hay que limpiar bien el adaptador de culata antes de instalarlo para evitar que se daen los retenes.

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La pelcula de lubricante en la perforadora desaparece rpidamente cuando falla una empaquetadura de culata. Esto da lugar a daos tanto en la perforadora como en el adaptador de culata. Por esta razn, las empaquetaduras daadas se deben cambiar

) inmediatamente. (Cuando se perfora hacia adelante y hacia atrs para liberar un tren de varillaje atascado se puede daar la empaquetadura.)

Se deben usar unos alicates adecuados (sin bordes afilados) para instalar una empaquetadura de culata nueva.

Las barrenas se pueden obstruir debido a un barrido insuficiente. Si se elimina el bloqueo, la barrena se puede volver a utilizar para perforar. Para quitar la obstruccin se puede usar un tubo de cobre y barrido con agua. Se recomienda usar un tubo de cobre debido al riesgo de que el tapn pueda contener restos de explosivo. Dado que el proceso de desbloqueo puede daar la capa de proteccin antioxidante

del orificio de barrido, las barrenas en que se haya eliminado la obstruccin no se deben volver a guardar en el almacn.

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Desacople de las uniones roscadas

La forma ms fcil de aflojar las uniones del tren de varillaje es usar el propio mecanismo de impacto de la perforadora.Basta con presionar la broca contra la roca (o contra el fondo del barreno) y conectar la percusin durante unos

^egundos, sin rotacin y con fn u y poca fuerza de avance. Obviamente, se debe evitar el uso de martillos para aflojar las juntas.

Atencin!Existen riesgos de accidente

si se conecta la percusin mientras est colocada una llave en el rebaje de la barra.

Tambin hay que tener cuidado con la llave cuando se conecte la rotacin. Si la liave no est apoyada contra la deslizadera, en el lado del sentido de rotacin, puede salir despedida y ocasionar graves lesiones.

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Desgaste

Es importante comprobar continuamente el desgaste de las roscas, y cambiar las piezas desgastadas a tiempo. El continuar perforando con roscas desgastadas implica un gran riesgo de costosas interrupciones. Se deben usar calibres para roscas para determinar cundo se deben cambiar los componentes roscados.

Para conseguir una buena economa, el manguito de

acoplamiento y la barra deben cambiarse al mismo tiempo.

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El perforar con bujes desgastados produce deformacin de la culata de la barrena o de las estras del adaptador de culata. Tal deformacin acorta la vida de servicio del componente.

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Transporte y almacenaje

Los golpes externos o la corrosin en la superficie de un componente de acero, se convierten en el punto de partida de daos por fatiga. Los componentes de acero estn sometidos a unos grandes esfuerzos pulsatorios, por lo cual deben manejarse con cuidado. En muchos casos han recibido un tratamiento trmico, que les confiere una capa exterior quebradiza y sensible. Las llaves utilizadas para aflojar

las roscas deben estar en buen estado.

Las brocas y las piezas de metal duro se deben almacenar y transportar siempre de forma que no se daen. A pesar de que el carburo cementado es muy resistente al impacto contra todos los dems materiales, se puede daar fcilmente si golpea contra otros productos de metal duro.

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Desgaste del carburo cementado

El carburo cementado en las plaquitas y los botones se desgasta durante la perforacin.

La mayor parte del desgaste es ocasionado por la abrasin de la broca contra el fondo del barreno y contra las paredes del mismo a medida que gira. Si se permite que el desgaste sea

^excesivo, se reducir la velocidad de penetracin y tanto el metal duro como el acero del cuerpo estarn sometidos a unos esfuerzos innecesariamente altos. Por lo

tanto, el metal duro se debe afilar regularmente para restablecer su forma original. Los diferentes tipos de roca ocasionan distintos tipos de desgaste.

El desgaste frontal se produce cuando se perfora en roca dura y abrasiva tal como granito y gneis. A medida que se desgasta la altura del carburo cementado, aparece una forma plana. En las brocas de plaquitas, la zona desgastada es mayor en la periferia de la broca, debido a que esta parte describe un

crculo mayor comparado con la parte interior de la broca, lo que significa que roza contra la roca una trayectoria mucho ms larga.

En las brocas de botones, los botones perifricos se desgastan ms rpidamente que los frontales por la misma razn.

El desgaste diametral se produce en rocas con un alto contenido de cuarzo, que es muy abrasivo. El carburo cementado en la periferia de la broca se puede llegar a desgastar tanto que desaparezca el ngulo de conicidad de la broca, desarrollndose el contracono.

La piel de serpiente se origina en formaciones que ocasionan muy poco desgaste en el metal duro. La superficie del botn o de la plaquita se fatiga y se desarrollan unas microfisuras similares a la piel de serpiente. Las microfisuras iniciales se deben eliminar antes de que se hagan ms profundas y acaben por destruir el metal duro. An en caso de que no haya seales visibles de microfisuras, el metal duro debe afilarse cada 150 metros perforados en el caso de brocas de plaquitas, y cada 300 metros en el caso de brocas de botones, cuando se perfore en roca no abrasiva.

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Intervalos de afilado

Las brocas de botones se deben afilar cuando la velocidad de penetracin sea inaceptablemente baja, o cuando se produzcan daos antes de que se pueda considerar que estn desgastadas. Normalmente, la velocidad de oenetracin comienza a Ibscender cuando la zona desgastada del botn es igual a la mitad del dimetro del mismo. El afilado es ms fcil y ms econmico si los botones se

afilan cuando la zona desgastada equivale a un 1/3 del dimetro del botn.

Las brocas de plaquitas se deben afilar cuando el chafln tenga una anchura de 3 mm medido a 5 mm de la periferia de la broca. La forma ms fcil de comprobarlo es utilizar una plantilla de afilar.

La altura del contracono en una broca con desgaste diametral no debe exceder de 8 mm en el caso de barrenas integrales, y de 6 mm en el caso de brocas de plaquitas en cruzo en X.

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Rutinas fijas de afilado Afilado

Rara vez resulta prctico medir el desgaste de cada barrena integral o broca. Por tanto, es esencial establecer unas rutinas fijas, de modo que el afilado se lleve a cabo despus de un determinado nmero de barrenos, o al final de cada relevo. El afilar antes

I de tiempo no es nunca una desventaja: cada vez ser necesario eliminar menos metal duro y el equipo de afilado estar sometido a menos esfuerzos.

Estn disponibles otras publicaciones de Sandvik con instrucciones detalladas sobre cmo se deben afilar las brocas. Para comprobar los resultados del afilado resultan muy tiles las plantillas que existen para este fin. Se recomienda usar equipos especiales para el afilado de herramientas de perforacin de rocas.

Una barrena integral correctamente afilada debe tener un nuevo filo a lo largo d< 3/5 de la plaquita. Todas las

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aristas vivas se deben rematar con una muela de afilar usada o con una piedra abrasiva.

El ngulo de incidencia debe ser de 110 grados y el radio de la plaquita de 80 mm.

En las brocas de plaquitas en cruz o en X, se debe dejar un chafln equivalente a 1/10 del dimetro de la broca, en el borde exterior de cada plaquita.

Los botones desgastados de carburo cementado se deben afilar hasta restablecer su forma original. La forma ms sencilla de hacerlo es utilizar una muela de copa impregnada de diamantes sintticos. Tambin hay muelas que pueden afilar tanto carburo cementado como acero.

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Si es posible, el contracono se debe eliminar mediante afilado frontal. El afilado diametral reduce la vida de servicio de las brocas, aunque a veces es esencial como complemento al afilado frontal.

Despus de afilar las barcenas integrales, se debe 'comprobar el dimetro de la broca para cerciorarse de que an se puede mantener en su serie.

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Es importante que las muelas de copa utilizadas estn diseadas para afilar productos de carburo cementado. Las muelas de afilar deben ser de carburo de silicio, con aglomerante cermico, autoafilantes y con la dureza y tamao de grano correctos. Todas las muelas de afilar estn marcadas con un cdigo alfanumrico, que indica sus caractersticas. No se deben usar muelas de afilar duras. Estas muelas, aunque pueden

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ofrecer una buena economa de afilado, destruyen el carburo cementado, con una mala economa total como resultado. Naturalmente, se deben usar muelas al agua para el afilado con agua, y muelas en seco cuando se afila sin agua.

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