Afiação de brocas de perfuração em rocha: quando e como restaurar o desempenho da perfuração
Uma broca de perfuração de rocha é uma ferramenta consumível, mas não deve ser considerada descartável após os primeiros sinais de desgaste. A retificação correta e oportuna pode restaurar o perfil de corte original, melhorar a taxa de penetração, reduzir a tensão na coluna de perfuração e prolongar a vida útil dos pastilhas ou insertos de metal duro.
Para minas, pedreiras, empresas de construção de túneis e equipes de construção civil, a afiação de brocas é uma das maneiras mais diretas de reduzir o custo de perfuração por metro. A chave é afiar no momento certo e usar um método que remova os danos superficiais sem superaquecer ou enfraquecer o carboneto.
Por que brocas desgastadas reduzem a eficiência da perfuração?
Durante a perfuração, pastilhas e insertos de metal duro golpeiam e trituram a rocha repetidamente. Em formações abrasivas, o metal duro torna-se gradualmente plano, arredondado ou irregular. À medida que o perfil de corte se deteriora, a broca precisa exercer mais força para atingir a mesma taxa de penetração.
Uma broca desgastada pode causar diversos problemas:
Menor taxa de penetração.
Maior consumo de energia.
Maior vibração e tensão na coluna de perfuração.
Aumento do risco de empenamento da haste ou desgaste da rosca.
Maior risco de fissuras no carboneto e quebra do botão.
Qualidade inferior dos furos e perda de espessura.
Uma broca pode continuar perfurando mesmo depois de perder o fio, mas isso não significa que esteja operando de forma eficiente. A rocha oferece maior resistência e mais energia da broca é absorvida pelo sistema da ferramenta em vez de quebrar a rocha.
A importância da retificação oportuna
A retificação remove a camada superficial desgastada e restaura a geometria de corte do metal duro. Também pode remover trincas superficiais de fadiga antes que se transformem em trincas maiores e levem à fratura do botão.
Isso é particularmente importante em rochas duras e abrasivas. Fissuras superficiais finas podem nem sempre ser visíveis a olho nu, mas podem aumentar sob cargas de impacto repetidas. A retificação preventiva ajuda a remover essa superfície danificada e prolonga a vida útil da ferramenta.
Um programa de retificação bem gerenciado pode melhorar substancialmente o número de metros perfurados obtidos com uma broca. O resultado final depende das condições da rocha, do projeto da broca, da qualidade do carboneto, dos parâmetros de perfuração e da qualidade da retificação, mas o benefício econômico costuma ser significativo.
As brocas de botão podem normalmente ser reafiaadas várias vezes, desde que o metal duro e o corpo da broca permaneçam em boas condições. Brocas de cinzel, cruzadas e integrais também podem ser restauradas repetidamente, contanto que seu perfil de trabalho, sistema de lavagem e suporte de metal duro permaneçam adequados.
Quando devo afiar uma broca de botão?
O melhor momento para afiar uma broca é antes que o desgaste se torne severo. Esperar muito tempo torna a afiação mais lenta, remove mais carboneto e pode permitir que as rachaduras se aprofundem.
Sinais comuns de que uma broca precisa ser inspecionada ou retificada incluem:
Uma queda nítida na taxa de penetração.
Superfícies de botões achatadas.
Perda de espessura nos botões externos.
Rachaduras visíveis, padrões semelhantes a "pele de cobra" ou fissuras superficiais.
Protrusão excessiva de carboneto causada pelo desgaste do corpo da broca.
Botões quebrados ou danificados.
Desgaste irregular entre os botões frontais e os botões do medidor.
Uma diretriz útil para o trabalho de campo é programar o lixamento quando a área plana de um botão se aproximar de aproximadamente um terço do seu diâmetro. Isso serve como um gatilho prático, e não como um substituto para a inspeção. Em rochas altamente abrasivas, verificações mais frequentes podem ser necessárias.
Mesmo quando a penetração ainda parece aceitável, o desbaste preventivo pode ser vantajoso após um intervalo de perfuração planejado. O intervalo correto depende da rocha, do método de perfuração, do projeto do botão e da experiência no local. O objetivo é remover os danos iniciais por fadiga antes que se tornem falhas visíveis.
Prática correta de moagem
A retificação deve restaurar o perfil desejado sem causar danos térmicos. O calor excessivo pode trincar o carboneto, alterar a ligação entre o carboneto e o aço ou introduzir novos defeitos na superfície.
Um bom processo de moagem inclui:
Limpe a broca e inspecione cada botão antes de lixar.
Remova gradualmente o material da superfície danificada.
Utilize o copo ou pino de moagem correto para o formato e diâmetro do botão.
Mantenha um sistema de refrigeração adequado, geralmente com água, quando o equipamento for projetado para moagem úmida.
Evite aplicar pressão excessiva ou manter o moedor em um só lugar.
Restaure a forma do botão de maneira consistente em toda a face da broca.
Verifique atentamente os botões de medição, pois eles determinam o diâmetro do furo.
Remova botões gravemente danificados somente por meio de um método de reparo aprovado.
Para brocas de cinzel e brocas cruzadas, o objetivo da afiação é restaurar o perfil original da aresta e os sulcos de nivelamento. Uma afiação irregular pode reduzir a estabilidade da perfuração e fazer com que a broca deslize mal no furo.
Associe o bit à aplicação.
A retificação não corrige a seleção inadequada da broca. A broca, o aço de perfuração, a broca de perfuração de rocha e a formação rochosa devem ser considerados como um sistema único.
Uma broca selecionada para rochas macias e não abrasivas pode sofrer desgaste rápido em rochas duras ricas em quartzo. Um padrão de botões projetado para um método de perfuração pode não ser ideal para outro. O diâmetro da broca, o desenho da face, a qualidade do carboneto, os furos de lavagem e a proteção do calibrador devem ser adequados às condições de operação.
Quando um local apresenta quebras frequentes de botões, perda rápida de calibre ou baixa taxa de penetração, a solução pode envolver mais do que simplesmente alterar o intervalo de retificação. Analise a energia de impacto da broca, a força de avanço, a rotação, a lavagem, a condição da haste e as especificações da broca.
Incorpore a retificação na manutenção preventiva.
A abordagem mais econômica é incorporar a inspeção e a retificação da broca ao fluxo de trabalho regular de perfuração. Mantenha registros da metragem perfurada, da taxa de penetração, dos intervalos de retificação, das falhas do botão e das condições da rocha. Com o tempo, esses registros ajudam a identificar o intervalo de manutenção ideal para cada tipo de broca e aplicação.
Uma broca de perfuração afiada e com manutenção adequada não apenas aumenta sua vida útil, como também protege as hastes de perfuração, os acoplamentos e a própria broca, reduzindo vibrações desnecessárias e tensões internas. Portanto, a afiação periódica é um investimento prático em manutenção que melhora a eficiência da perfuração, a confiabilidade da ferramenta e a rentabilidade geral do processo.
