武占江
中国电建集团港航建设有限公司 天津 300467
摘要：某项目为引水隧洞用TBM施工，使用设备配套钻机进行喷锚施工。在TBM掘进同时进行锚杆作业和混凝土喷锚作业，围岩支护施工，适用IIIb、Ⅳ、Ⅴ类围岩作支护如初喷混凝土，挂网、锚杆、钢拱架等。岩石为混合花岗岩及花岗岩，强度高达到90－140MPa，可钻性很差，吸水率小，整体性很好，相对钻头消耗量稳定；某段时间内使用钻机过程中发现钻头，连接套等耗材使用量超出正常使用估算量。设备管理与物资管理相结合，及时沟通评估分析，采取改进措施，提高设备安好率，利用率。
关键词：钻机系统；球齿钻头；设备操作；维护保养；钻具管理
1 设备概述
设备本身配备两台钻机钻孔，机械手喷射混凝土，TBM配有拱架安装机构。钻机为COP1238ME，配套钎具钎尾为R38㎜，连接套为R38变R32㎜，钎杆为R32-R28/H28/3090mm，SR28/D38mm球齿钻头用于Φ25，3000mm锚杆。锚杆用Φ22，3000mm时，用钎尾R38-L485，钎杆R25，长3050mm，R28/D33mm的球齿钻头。
2 设备耗材管理
因整体地质情况变化较小，相对钻头消耗量稳定。在一段时间内钻具消耗量突然增大。连接套使用4件，钎尾2件，钎杆70支，冲洗头一个，冲击活塞一个。球齿钻头消耗量增加约40%。物资供应部门加强旧件回收管理，与生产厂家试验室协调对钻头及连接套送检作质量检查与分析。
钻头送检两批，一批21个，另一批17个。经厂家试验室按厂家及相关生产规范进行外观检查，强度测试，弯曲测试，尺寸检验，材质检查，合金耐磨材料检查，机械特性检查。
检验结果是：球齿掉落的有8个，外径尺寸基本无磨损但头部磨损严重的有4个，钻头顶面损坏掉落的有4个，喷水孔堵塞的6个，属于正常磨损或过度使用磨损的20个。过热的有8个，过热没有达到损坏钻头的本体的金相或改变金相。所用金属材料力性能符合要求。球齿掉落的8个中合金球齿材质，合金材料成分，强度检测符合标准，镶齿球的齿座强度，深度符合，磨损没达到球齿掉落是原因从检测上无法得出具体结论。应认为是质量原因。外径尺寸基本无磨损轻微头部磨损严重的有4个，检测断裂缺陷的样本认为是球齿掉落碎屑造成干扰损坏钎头碎片造成的。不正常损坏占到50%，需详细检查使用条件及避免可能原因。
连接套4件，厂家试验室外观检查，强度测试，尺寸检验，材质检查，材料检查，机械特性检查。
检验结果是：一件从中间断裂，表面损伤，螺纹腐蚀严重；另三件外观表面有损坏，螺纹明显的疲劳冲击损坏；内部反螺纹R32mm位置磨损严重，几乎要麿平了；R38mm位置螺纹损伤较轻微；对样品做横切及竖切取样测试，材料及强度符合要求；螺纹表面强度符合要求；金属金相报告有轻微腐蚀。结论符合正常损坏情况。
3 设备运行情况
项目部安排人员，检查设备运行情况发现：
（1）定位顶盘旁的夹紧器被拆除，原因是损坏后没来得及修理。
（2）推进器中间夹紧器部位无胶套，导致钎杆磨损及六棱体旋转钻进中过程中磨损并严重抖动。
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（3）钻机水箱接水管损坏，另一个水阀不灵，加水后很快流失。如缺水或供水不足或堵钻头出水孔或钎杆堵或钻机水封坏。都可能造成供水不足，阀开不到位，也是原因。
（4）钻机整个系统的浮动装置不灵，或钻机台车发卡在TBM掘进时正在钻进，发生钻杆弯曲变形，卡钻，导致钎杆断裂损坏，是钎杆损耗增加的一个原因。
（5）检查发现高低压蓄能器充氮压力不足，冲击和旋转阀组压力不足。
（6）操作人员个人不良操作习惯。
（7）锚杆钻头，连接套等安排专人领用，使用管理及回收。
4 设备检测整改措施
针对相关检查情况检测结果汇总整理采取整改措施，总结如下：
（1）钎头钻入使用寿命研究。正常情况下在本项目的岩石条件下，一个球齿钻头可钻3米长锚杆120孔。此时磨损相对均匀。当达到135－140根锚杆时应是球齿脱落，使钻头外表磨损状态。会造成夹钎或钻不进情况。不堵塞钎杆钻头的情况下，达到前述状态及时更换钻头。
（2）解决冲水及水道堵塞问题。发现钎杆水道堵塞时及时停机更换钎杆，换下的钎杆放入水中浸泡，有铜焊条或钢丝通透。通好的可继续使用。
（3）钎头孔直径检查和控制。配套用锚杆时应选择相对应的钻头，以加快钻进速度及节省锚固剂的使用。Φ22锚杆用R28/D33mm的球齿钻头；Φ25锚杆3000mm用SR28/D38mm球齿钻头。造成夹钎时应注意不能硬拉出来，否则可能造成钻头，钎杆，连接套及钎尾损坏。明显表现是断钎或连接套或钎尾受伤。
（4）钻具消耗材料管理。采用电算化管理软件管理，保证账卡物相符，查询及库存准确，保证及时供应。常规下消耗50－60个钻头对应一根钎杆。发生堵塞钻头，卡钻或夹钎时不好评估。需详细统计取不出的钎杆数量。按月统计由领用单位作出说明，数量不符者需找出原因，不能说明者需按50%赔偿。如发现有主观故意行为，按原价赔偿。对钻头钎杆等的消耗，每月报表，每个班组自己将自己的消耗统计清楚，物资管理部门提供详细记录，对比检查原因。超支部分与使用消耗对比，在正常的损耗范围内，不做处理，超出部分与奖金挂钩，按百分比扣除。
（5）操作人员培训。操作人员使用中应注意钻进时岩石面为弧形面，不平整受力不均，先接触的齿受力，此时冲击易依次出现掉齿，连续多个球齿损坏。此时应钻成浅孔，使钻头均匀受力，钻进达3cm以后再冲击。此时不能太用力推进。也不能光冲击不钻进。三个水孔，上孔堵时上边先损坏，侧面堵时侧面先坏齿。有一个齿掉时会造成损伤，钻头报废。还有一种情况是，当水不足或堵塞时发现不及时，没停下来。仍在钻进及冲击，造成全面损坏及磨损。检测及说明中说到了过度使用。现场情况是推进梁中间及上部没安装夹紧胶套，振动过大，可能导致球齿抖动，松脱。抖动可能会损坏及掉齿，导致钻头损坏加剧。在对准钻进时没有把推进梁顶盘顶住岩面，使梁，钎头，钎杆受力稳定，距离过远，钎杆弯曲，钻头进入方向是一个方向；随着钻进深度增加，钎杆逐渐变直。弧度变小，钻头再进入时方向改变了，会造成钻头受力改变，加剧损坏。钻杆中部位置无固定胶套，钎杆会弯，也出现钻进方向改变情况。这些都可能是钻具受损原因。
（6）加强维护保养。消除设备故障。指定维护人员及操作人员进行培训，手拉手交接班，填写交接班记录及当班设备维修保养记录。按照使用操作说明书要求制定相关的维修保养项目明细表，按保养周期标示，有每班维修检查保养项目，每天项目，每周，每月，具体间隔时间等。经常对照维修保养明细周期表检查，及时发现问题，及时通知安排相关人员解决。每周进行工作例会，相关的操作维护人员进行及时有效沟通，解决。
5 结语
总之，企业如果想要做好设备管理与耗材管理，组织机构及职责应明确划分。做好设备管理与耗材管理，不仅从设备组织管理，重点设备管理，备件管理，设备耗材费用管理等方面入手，还可以从加强状态监测，提高设备预知维修水平等其他方面着手，采取有效措施做好设备管理以及耗材管理工作。
参考文献：
[1]安光晨.供电企业设备维修管理研究[D].华北电力大学，2012.
[2]周以德.工程机械设备管理[M].人民交通出版社出版，2016，1.
[3]Atlas copco.液压钻机系统DCS 12操作说明书，1999－03.
论文作者:武占江
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第18期
论文发表时间:2019/3/26
标签：钻头论文; 钻机论文; 磨损论文; 设备论文; 设备管理论文; 原因论文; 情况论文; 《建筑细部》2018年第18期论文;