I. PDCren higadura termikoa eta kobaltoaren kentzea
PDCren presio altuko sinterizazio prozesuan, kobaltoak katalizatzaile gisa jokatzen du diamantearen eta diamantearen konbinazio zuzena sustatzeko, eta diamante geruza eta tungsteno karburo matrizea multzo bihurtzen ditu, eta ondorioz, PDC ebaketa hortzak petrolio-eremuetan zulaketa geologikoetarako egokiak dira, gogortasun handikoak eta higadura-erresistentzia bikaina dutenak.
Diamanteen beroarekiko erresistentzia nahiko mugatua da. Presio atmosferikopean, diamantearen gainazala 900 ℃ inguruko edo altuagoko tenperaturetan eraldatu daiteke. Erabileran zehar, PDC tradizionalek 750 ℃ inguruan degradatzen dute. Arroka geruza gogor eta urratzaileetan zulatzen denean, PDCek erraz irits daitezke tenperatura horretara marruskadura-beroaren ondorioz, eta berehalako tenperatura (hau da, maila mikroskopikoan lokalizatutako tenperatura) are handiagoa izan daiteke, kobaltoaren urtze-puntua (1495 °C) baino askoz handiagoa.
Diamante puruarekin alderatuta, kobaltoa dagoenez, diamantea grafito bihurtzen da tenperatura baxuagoetan. Ondorioz, diamantearen higadura bero lokalizatuaren ondoriozko grafitizazioak eragiten du. Gainera, kobaltoaren hedapen termikoaren koefizientea diamantearena baino askoz handiagoa da, beraz, berotzean, diamante-aleen arteko lotura eten daiteke kobaltoaren hedapenak.
1983an, bi ikertzailek diamanteak kentzeko tratamendua egin zuten PDC diamante geruza estandarren gainazalean, PDC hortzen errendimendua nabarmen hobetuz. Hala ere, asmakizun honek ez zuen merezi zuen arreta jaso. 2000. urtearen ondoren arte ez zuten, PDC diamante geruzen ulermen sakonago batekin, zulagailu hornitzaileek teknologia hau arroka zulatzeko erabiltzen diren PDC hortzetan aplikatzen hasi. Metodo honekin tratatutako hortzak egokiak dira higadura mekaniko termiko handia duten formazio oso urratzaileetarako, eta normalean "deskobaltatutako" hortzak deitzen zaie.
PDC egiteko “deskobaltoa” modu tradizionalean egiten da, eta gero, diamante geruzaren gainazala azido sendoan murgiltzen da kobalto fasea kentzeko azido bidezko grabatze prozesuaren bidez. Kobaltoa kentzeko sakonera 200 mikra ingurukoa izan daiteke.
Bi PDC hortz berdinetan higadura-proba astun bat egin zen (horietako batek diamante geruzaren gainazalean kobaltoa kentzeko tratamendua jasan zuen). 5000 m granito moztu ondoren, kobaltoa kendu gabeko PDCaren higadura-tasa nabarmen handitzen hasi zela ikusi zen. Aldiz, kobaltoa kendutako PDCak ebaketa-abiadura nahiko egonkorra mantendu zuen 15000 m arroka inguru ebaki zituen bitartean.
2. PDC detektatzeko metodoa
PDC hortzak detektatzeko bi metodo mota daude, hots, proba suntsitzaileak eta proba ez-suntsitzaileak.
1. Saiakuntza suntsitzaileak
Proba hauek zulo-hondoko baldintzak ahalik eta modu errealistenean simulatzeko dira, baldintza horietan ebaketa-hortzen errendimendua ebaluatzeko. Proba suntsitzaileen bi forma nagusiak higadura-erresistentzia probak eta inpaktu-erresistentzia probak dira.
(1) Higaduraren aurkako erresistentzia proba
Hiru ekipamendu mota erabiltzen dira PDC higadura-erresistentzia probak egiteko:
A. Tornu bertikala (VTL)
Proban zehar, lehenik eta behin, finkatu PDC broka VTL tornuari eta jarri arroka lagin bat (normalean granitoa) PDC brokaren ondoan. Ondoren, biratu arroka lagina tornuaren ardatzaren inguruan abiadura jakin batean. PDC brokak arroka lagina sakonera jakin batekin ebakitzen du. Granitoa probak egiteko erabiltzean, ebaketa sakonera hori normalean 1 mm baino txikiagoa da. Proba hau lehorra edo hezea izan daiteke. "VTL proba lehorrean", PDC brokak arroka zeharkatzen duenean, ez da hozterik aplikatzen; sortutako marruskadura-bero guztia PDCra sartzen da, diamantearen grafitizazio-prozesua bizkortuz. Proba-metodo honek emaitza bikainak ematen ditu PDC brokak zulatzeko presio handia edo biraketa-abiadura handia behar duten baldintzetan ebaluatzerakoan.
«VTL proba hezeak» PDCaren bizitza detektatzen du berotze-baldintza moderatuetan, PDC hortzak urarekin edo airearekin hoztuz proban zehar. Beraz, proba honen higadura-iturri nagusia arroka-laginaren ehotzea da, berotze-faktorea baino gehiago.
B, tornu horizontala
Proba hau granitoarekin ere egiten da, eta probaren printzipioa funtsean VTL-ren berdina da. Probaren denbora minutu gutxi batzuk besterik ez da, eta granitoaren eta PDC hortzen arteko talka termikoa oso mugatua da.
PDC engranaje hornitzaileek erabiltzen dituzten granitozko proba-parametroak aldatu egiten dira. Adibidez, Estatu Batuetako Synthetic Corporation eta DI Company-k erabiltzen dituzten proba-parametroak ez dira berdin-berdinak, baina granitozko material bera erabiltzen dute beren probetan, porositate gutxiko eta 190 MPa-ko konpresio-erresistentzia duen arroka igneo polikristalino lodi edo ertain bat.
C. Higadura-erlazioa neurtzeko tresna
Zehaztutako baldintzetan, PDCren diamante geruza silizio karburozko artezketa-gurpila mozteko erabiltzen da, eta artezketa-gurpilaren higadura-tasaren eta PDCren higadura-tasaren arteko erlazioa hartzen da PDCren higadura-indize gisa, eta horri higadura-erlazioa deritzo.
(2) Talkaren aurkako erresistentzia proba
Talka-probak egiteko metodoak PDC hortzak 15-25 graduko angeluan jartzea eta, ondoren, objektu bat altuera jakin batetik botatzea dakar, PDC hortzetako diamante-geruza bertikalki jotzeko. Erortzen ari den objektuaren pisuak eta altuerak hortz probatuak jasaten duen talka-energiaren maila adierazten dute, eta maila hori pixkanaka 100 jouleraino igo daiteke. Hortz bakoitza 3-7 aldiz talka egin daiteke, gehiago probatu ezin arte. Oro har, hortz mota bakoitzeko gutxienez 10 lagin probatzen dira energia-maila bakoitzean. Hortzen talkarekiko erresistentzia-tarte bat dagoenez, energia-maila bakoitzeko proben emaitzak diamantearen zatiketaren batez besteko azalera dira hortz bakoitzaren talkaren ondoren.
2. Saiakuntza ez-suntsitzaileak
Saiakuntza ez-suntsitzaileetarako gehien erabiltzen den teknika (ikusmenezko eta mikroskopikoko ikuskapenaz gain) ultrasoinu bidezko eskanerra (Cscan) da.
C eskaneatze teknologiak akats txikiak detektatu eta akatsen kokapena eta tamaina zehaztu ditzake. Proba hau egiterakoan, lehenik eta behin PDC hortza ur-tang batean jarri, eta ondoren ultrasoinu-zunda batekin eskaneatu;
Artikulu hau ""etik berrargitaratu da""Nazioarteko Metalgintza Sarea"
Argitaratze data: 2025eko martxoaren 21a