استخدام تقنية ESC لتحسين متانة شفرات خيوط الكربيد الأسمنتية

تعد عملية ESC (تكييف الحافة والسطح) بمثابة عملية لتحسين (التخميل) وتلميع سطح حافة القطع. من خلال عملية ESC، يمكن تعزيز قوة حافة الأداة، وتحسين حالة إجهاد السطح، وتقليل قيمة خشونة السطح، وتكون متانة الأداة من 1 إلى 4 مرات. 

يبلغ استهلاك الصين السنوي للتنقيب عن النفط وإنتاج أنابيب الصلب أكثر من 800000 طن، وتحتاج معالجة أنابيب الصلب البترولية إلى استخدام عدد كبير من الشفرات الملولبة (مائة ألف قطعة / سنة)، لذا فإن استخدام تقنية ESC لتحسين جودة ومتانة الشفرات الملولبة له فوائد اقتصادية كبيرة.

1. خصائص الشكل لشفرات الخيط الواحدة هذه الورقة هي نوع من شفرة المشط ثلاثية الأسنان المستخدمة للخيط الخارجي لغلاف الزيت، ومادة الشفرة هي كربيد YT715. عند حافة القطع لكل سن من أسنان الشفرة، يتم تحديد 11 نقطة مميزة من A~q، حيث تمثل النقطة H طرف الشفرة، وتمثل النقاط A وQ حافة الجذر، وتمثل النقاط D وL جانب الحافة. عند التكبير العالي، لا تكون حافة الشفرة (أي تقاطع الوجه الأمامي والخلفي) خطًا بسيطًا، بل سطحًا معقدًا. 

تتم الإشارة إلى حدة الحافة بواسطة نصف القطر. يتم تشكيل الشفرة لتشكيل حافة طبيعية حادة، كما هو موضح في الشكل. نصف قطر حافة شكل السن غير منتظم (re=0.002~0.018mm).

من أجل تحسين موثوقية واستقرار أداة القطع، يمكن أن يؤدي الشحذ الدقيق للحافة بواسطة تقنية ESC إلى زيادة قوة الحافة (زيادة إعادة)، وتقليل قيمة خشونة السطح (ra

2. تكنولوجيا ESC وطريقة شحذ الاهتزاز يمكن تقسيم عملية ESC (معالجة تصلب الحواف والسطح) وفقًا للمبدأ إلى معالجة ميكانيكية وكيميائية وكهروكيميائية وكاشطة وحرارية وكهرومغناطيسية وغيرها من الطرق التقنية، مثل طريقة شحذ آلة الفرشاة، وطريقة شحذ جلخ الاهتزاز، وطريقة تعزيز تفجير الرمل، وطريقة قصف الجسيمات عالية السرعة. 

في هذا البحث، يتم استخدام طريقة الشحذ الكاشطة بالاهتزاز لتقوية سطح حافة الشفرة الملولبة، والتي تتميز باستثمار أقل وتكلفة أقل، ويمكن أن تقلل بشكل فعال أو تقضي على الضغط المتبقي على سطح الشفرة، وبالتالي زيادة متانة الشفرة. تتكون آلة شحذ الاهتزاز التقليدية من آلية اهتزاز (محرك، كامة، زنبرك، إلخ.) ومنضدة عمل، مادة كاشطة باستخدام جزيئات سيك أو الألومينا، شفرة ومواد كاشطة في الصندوق على طاولة العمل، من خلال الشفرة والاحتكاك الكاشطة، التأثير لتخميل الحافة. ومع ذلك، من الصعب ضمان نصف القطر الموحد لحافة القطع، وخطأ نصف القطر لأعلى السن وجذر السن هو 0.02 ~ 0.09 مم، مما يؤثر على جودة المعالجة والعمر الفعال للشفرة الملولبة. 

في هذا البحث، يتم استخدام نوع جديد من طريقة شحذ الاهتزاز الميكانيكي لاستبدال الكامة التقليدية وآلية المحرك بنوع جديد من محرك الاهتزاز، وتكون المادة الكاشطة عبارة عن خليط من الصنفرة وكربيد البورون، ويتم تحسين الحركة النسبية بين الشفرة والمادة الكاشطة باستخدام التركيبة الجديدة، بحيث يتم التحكم في قمة السن ونصف قطر حافة الخطأ في حدود 0.01 مم، وبالتالي تحسين معدل تمرير معالجة الخيط والعمر الفعال للشفرة.