Буровой шестигранник ТУ 14-1-681-73 — технические характеристики и применение
Буровой шестигранник, изготовленный по ТУ 14-1-681-73, представляет собой горячекатаный профиль шестигранного сечения, предназначенный для изготовления буровых штанг и соединительных элементов ударно-вращательного инструмента. Профиль производится из легированных сталей, обеспечивающих сочетание высокой ударной вязкости и сопротивления циклическим нагрузкам при работе в скважинных условиях.
Геометрия шестигранника нормируется по размеру «под ключ» — расстоянию между параллельными гранями. Стандартный размерный ряд включает профили 19, 22, 25, 28 и 32 мм, что соответствует присоединительным размерам буровых головок и переходников, применяемых в горнодобывающей отрасли. Допуски на размеры и кривизну профиля регламентируются ТУ 14-1-681-73 и обеспечивают взаимозаменяемость при сборке буровых колонн.
Материал и механические свойства
Для производства бурового шестигранника по ТУ 14-1-681-73 используются стали марок 25ХГНМ, 30ХГСА и 35ХГСА. Выбор марки стали определяется условиями эксплуатации: для бурения пород средней крепости применяется 30ХГСА, для крепких и абразивных пород — 25ХГНМ с повышенным содержанием никеля и молибдена, обеспечивающим прокаливаемость по всему сечению профиля.
Механические свойства готового шестигранника формируются термической обработкой — закалкой с последующим высоким отпуском. В результате обеспечивается твердость 269–341 HB, предел текучести не менее 785 МПа и ударная вязкость KCU не ниже 59 Дж/см. Такое сочетание характеристик исключает хрупкое разрушение при ударных нагрузках, возникающих при вращательно-ударном бурении.
| Размер под ключ, мм | Марка стали | Предел текучести, МПа | Твердость, HB | Ударная вязкость, Дж/см |
|---|---|---|---|---|
| 19 | 30ХГСА | 785 | 269–302 | 59 |
| 22 | 30ХГСА | 785 | 269–302 | 59 |
| 25 | 25ХГНМ | 835 | 302–341 | 69 |
| 28 | 25ХГНМ | 835 | 302–341 | 69 |
| 32 | 35ХГСА | 785 | 269–302 | 59 |
Конструктивные особенности и технология производства
Профиль шестигранного сечения обеспечивает передачу крутящего момента от бурового станка к породоразрушающему инструменту без проскальзывания в патроне. Прямолинейность профиля после прокатки и термической обработки контролируется на стендах, исключающих биение буровой штанги при вращении с частотой до 300 об/мин.
Поставка осуществляется в прутках мерной длины от 3 до 6 метров либо в бухтах для профилей малых сечений. Поверхность шестигранника не требует дополнительной механической обработки — допуски на размеры соответствуют классу точности, достаточному для непосредственной запрессовки в муфты и переходники бурового инструмента.
Применение в горнодобывающей отрасли
Буровой шестигранник ТУ 14-1-681-73 используется при изготовлении штанг для перфораторных установок и буровых кареток, применяемых при проходке горных выработок, сооружении тоннелей и добыче полезных ископаемых открытым и подземным способом. Профиль 19 и 22 мм применяется в ручных перфораторах при бурении шпуров диаметром 32–40 мм, профиль 25 и 28 мм — в телескопических перфораторах и буровых установках с гидравлическим приводом.
Шестигранник 32 мм используется в тяжелых буровых станках для бурения скважин диаметром до 105 мм при взрывных работах на карьерах. Соединение штанг между собой выполняется резьбовыми муфтами с конусной посадкой, что обеспечивает быструю сборку и разборку буровой колонны непосредственно в забое.
Преимущества применения профиля
- Передача высокого крутящего момента без деформации граней при зажиме в патроне
- Стабильная работа при температурах до –50 C в условиях вечной мерзлоты
- Стойкость к ударным нагрузкам при бурении пород с коэффициентом крепости до 18 по шкале Протодьяконова
- Возможность многократной переточки хвостовика без потери несущей способности
- Соответствие присоединительным размерам стандартных буровых головок и муфт
Контроль качества и приемка
Каждая партия бурового шестигранника проходит входной контроль химического состава, проверку геометрических размеров и механических испытаний на образцах, отобранных от прутков. Ультразвуковой контроль выявляет внутренние дефекты — флокены, расслоения и неметаллические включения, недопустимые в материале, работающем на знакопеременные нагрузки.
Маркировка наносится на каждый пруток с указанием марки стали, номера плавки и размера профиля. Документ о качестве содержит данные о результатах испытаний и подтверждает соответствие требованиям ТУ 14-1-681-73.
Вопросы и ответы
Какие марки стали используются для бурового шестигранника по ТУ 14-1-681-73?
Применяются легированные стали 25ХГНМ, 30ХГСА и 35ХГСА. Выбор марки зависит от крепости буримых пород: для пород средней крепости — 30ХГСА, для крепких и абразивных — 25ХГНМ с повышенной прокаливаемостью.
Какие размеры шестигранника выпускаются по данному ТУ?
Стандартный размерный ряд включает профили 19, 22, 25, 28 и 32 мм. Размер определяется расстоянием между параллельными гранями и соответствует присоединительным размерам буровых головок.
В каких условиях эксплуатируется буровой шестигранник?
Профиль рассчитан на работу при ударно-вращательном бурении с частотой вращения до 300 об/мин, при температурах до –50 C и ударных нагрузках при бурении пород с коэффициентом крепости до 18 по шкале Протодьяконова.
Как поставляется буровой шестигранник?
Профиль поставляется в прутках мерной длины от 3 до 6 метров, для малых сечений возможна поставка в бухтах. Поверхность не требует дополнительной механической обработки.
