Буровой шестигранник ТУ 14-1-681-2015 в Минске


Буровой шестигранник ТУ 14-1-681-2015 — размерный ряд и механические характеристики

Буровой шестигранник, изготовленный по ТУ 14-1-681-2015, представляет собой горячекатаный или кованый профиль шестигранного сечения, предназначенный для изготовления буровых штанг и соединительных элементов погружных пневмоударных машин. Технические условия регламентируют геометрические параметры, химический состав и уровень механических свойств проката, применяемого в условиях интенсивных ударно-вращательных нагрузок. Сортамент по данному ТУ охватывает размеры от 19 до 45 мм (размер под ключ), при этом наиболее востребованными в горнодобывающей отрасли являются позиции 22, 25 и 32 мм. Профиль поставляется в прутках мерной длины от 1,5 до 6 метров, с допуском на длину 50 мм. Кривизна шестигранника не должна превышать 2 мм на 1 метр длины, что критично для обеспечения соосности буровой колонны.

Материал и требования к механическим свойствам

ТУ 14-1-681-2015 устанавливает изготовление бурового шестигранника из кремнистой стали марок 45ХНМФА, 55С2 и 60С2А. Выбор конкретной марки определяется условиями эксплуатации: для пород средней крепости применяется сталь 55С2, для высокоабразивных и трещиноватых массивов — легированная 45ХНМФА с повышенной ударной вязкостью. После термической обработки (закалка + средний отпуск) прокат должен обеспечивать:
  • временное сопротивление разрыву — не менее 980 МПа для стали 55С2;
  • предел текучести — не ниже 835 МПа;
  • относительное удлинение — не менее 10%;
  • ударная вязкость KCU — не менее 49 Дж/см при температуре 20 C;
  • твердость по Бринеллю — 269–341 HB.
Для стали 45ХНМФА требования ужесточаются: временное сопротивление разрыву достигает 1180 МПа, что обеспечивает ресурс работы штанги в условиях многократных знакопеременных нагрузок при бурении крепких пород с коэффициентом крепости по Протодьяконову f = 12–18.

Геометрическая точность и качество поверхности

Шестигранный профиль характеризуется номинальным размером под ключ и допуском на него. По ТУ 14-1-681-2015 поле допуска на размер под ключ составляет +0,4 / –0,7 мм для размеров до 32 мм. Отклонение от параллельности граней не должно превышать 0,3 мм, а скручивание профиля вокруг продольной оси — 1 на метр. Поверхность бурового шестигранника не должна содержать плен, трещин, закатов и волосовин глубиной более 0,2 мм. Допускаются незначительные следы зачистки абразивным инструментом при условии сохранения минимального сечения. Отсутствие поверхностных дефектов критично, поскольку концентраторы напряжений при ударных нагрузках инициируют усталостное разрушение штанги.

Применение в буровом оборудовании

Шестигранный профиль используется для изготовления буровых штанг перфораторов и пневмоударников, работающих в составе:
  • телескопных перфораторов для проходки восстающих выработок;
  • колонковых перфораторов на буровых каретках;
  • ручных перфораторов при проведении буровзрывных работ;
  • погружных пневмоударников для бурения скважин диаметром 85–160 мм.
Шестигранная форма хвостовика обеспечивает надежную передачу крутящего момента от поворотной головки перфоратора к коронке, исключая проворачивание штанги в патроне. Промывочные каналы, выполняемые в теле штанги, требуют точного соблюдения геометрии профиля для равномерного распределения напряжений.
Размер под ключ, ммМарка сталиПредел текучести, МПаТвердость, HBТип буровой установки
1955С2835269–302Ручные перфораторы
2255С2835269–302Телескопные перфораторы
2545ХНМФА980302–341Колонковые перфораторы
3245ХНМФА980302–341Погружные пневмоударники

Контроль качества и приемка

Каждая партия бурового шестигранника ТУ 14-1-681-2015 проходит входной контроль на металлургическом предприятии, включающий проверку химического состава спектральным методом, испытания на растяжение и измерение твердости. Выборочно контролируется макроструктура на наличие флокенов и ликвационных скоплений. Для ответственных применений рекомендуется проведение ультразвукового контроля на сплошность, позволяющего выявить внутренние дефекты сечением более 2 мм. При поставке шестигранника для буровых штанг, работающих в условиях Севера, дополнительно оговаривается ударная вязкость при температуре –50 C, которая должна составлять не менее 29 Дж/см.

Вопросы и ответы

Какие марки стали регламентирует ТУ 14-1-681-2015 для бурового шестигранника?

Технические условия допускают изготовление из сталей 45ХНМФА, 55С2 и 60С2А. Выбор марки зависит от крепости буримых пород и интенсивности нагрузок.

Каковы допуски на размер под ключ шестигранного профиля?

Для размеров до 32 мм поле допуска составляет +0,4 / –0,7 мм. Отклонение от параллельности граней ограничено 0,3 мм.

В каких диаметрах поставляется буровой шестигранник по данному ТУ?

Сортамент включает размеры от 19 до 45 мм. Наиболее распространены позиции 22, 25 и 32 мм для различных типов перфораторов.

Какая твердость обеспечивается после термообработки?

Для стали 55С2 твердость составляет 269–302 HB, для легированной 45ХНМФА — 302–341 HB, что соответствует требованиям к износостойкости бурового инструмента.