Фарсудашавии гармӣ ва бартараф кардани кобалт аз PDC

I. Фарсудашавии гармӣ ва бартараф кардани кобалт аз PDC

Дар раванди пухтани фишори баланди PDC, кобалт ҳамчун катализатор барои мусоидат ба омезиши мустақими алмос ва алмос амал мекунад ва қабати алмос ва матритсаи карбидии волфрамро ба як кулл табдил медиҳад, ки дар натиҷа дандонҳои буриши PDC барои пармакунии геологии конҳои нафт бо сахтии баланд ва муқовимати аълои фарсудашавӣ мувофиқанд.

Муқовимати гармии алмос хеле маҳдуд аст. Дар зери фишори атмосфера, сатҳи алмос метавонад дар ҳарорати тақрибан 900℃ ё баландтар тағйир ёбад. Ҳангоми истифода, PDC-ҳои анъанавӣ дар тақрибан 750℃ вайрон мешаванд. Ҳангоми пармакунӣ аз қабатҳои санги сахт ва абразивӣ, PDC-ҳо метавонанд ба осонӣ аз сабаби гармии соиш ба ин ҳарорат бирасанд ва ҳарорати фаврӣ (яъне ҳарорати маҳаллӣ дар сатҳи микроскопӣ) метавонад боз ҳам баландтар бошад ва аз нуқтаи обшавии кобалт (1495°C) хеле зиёдтар бошад.

Дар муқоиса бо алмоси холис, аз сабаби мавҷудияти кобалт, алмос дар ҳарорати пасттар ба графит табдил меёбад. Дар натиҷа, фарсудашавии алмос аз ҳисоби графитизатсия дар натиҷаи гармии соишӣ ба вуҷуд меояд. Илова бар ин, коэффитсиенти васеъшавии гармии кобалт нисбат ба алмос хеле баландтар аст, аз ин рӯ, ҳангоми гармкунӣ, пайванди байни донаҳои алмос метавонад аз сабаби васеъшавии кобалт халалдор шавад.

Дар соли 1983, ду муҳаққиқ дар сатҳи қабатҳои стандартии алмосии PDC коркарди тозакунии алмосро анҷом доданд, ки кори дандонҳои PDC-ро ба таври назаррас беҳтар кард. Аммо, ин ихтироъ таваҷҷӯҳи сазоворро ба даст наовард. Танҳо пас аз соли 2000, бо фаҳмиши амиқтари қабатҳои алмосии PDC, таъминкунандагони пармакунӣ истифодаи ин технологияро ба дандонҳои PDC, ки дар пармакунии сангӣ истифода мешаванд, оғоз карданд. Дандонҳое, ки бо ин усул коркард шудаанд, барои ташаккулҳои хеле абразивӣ бо фарсудашавии назарраси механикии гармӣ мувофиқанд ва одатан дандонҳои "де-кобалтатсияшуда" номида мешаванд.

Маъмулан "де-кобалт" бо роҳи анъанавӣ барои истеҳсоли PDC истеҳсол карда мешавад ва сипас сатҳи қабати алмосии он дар кислотаи қавӣ ғӯтонида мешавад, то фазаи кобалтро тавассути раванди кандакории кислотаӣ хориҷ кунад. Чуқурии тозакунии кобалт метавонад ба тақрибан 200 микрон расад.

Санҷиши фарсудашавии вазнин дар ду дандони якхелаи PDC (яке аз онҳо дар сатҳи қабати алмос коркарди тозакунии кобалтро аз сар гузаронида буд) гузаронида шуд. Пас аз буридани 5000 м гранит, муайян карда шуд, ки суръати фарсудашавии PDC-и бе кобалт якбора афзоиш ёфтааст. Баръакс, PDC-и бо кобалт тозашуда ҳангоми буридани тақрибан 15000 м санг суръати буриши нисбатан устуворро нигоҳ дошт.

2. Усули муайянкунии PDC

Ду намуди усул барои муайян кардани дандонҳои PDC мавҷуданд, яъне санҷиши харобиовар ва санҷиши ғайрихаробиовар.

1. Санҷиши харобиовар

Ин озмоишҳо барои тақлид кардани шароити зери чоҳ то ҳадди имкон воқеӣ барои арзёбии самаранокии дандонҳои буридан дар чунин шароит пешбинӣ шудаанд. Ду шакли асосии озмоиши харобиовар озмоишҳои муқовимат ба фарсудашавӣ ва озмоишҳои муқовимат ба зарба мебошанд.

(1) Санҷиши муқовимати фарсудашавӣ

Барои гузаронидани санҷишҳои муқовимати фарсудашавии PDC се намуди таҷҳизот истифода мешаванд:

A. Дастгоҳи токарии амудӣ (VTL)

Ҳангоми санҷиш, аввал бити PDC-ро ба дастгоҳи токарии VTL часпонед ва намунаи санг (одатан гранит)-ро дар паҳлӯи бити PDC ҷойгир кунед. Сипас, намунаи сангро дар атрофи меҳвари дастгоҳ бо суръати муайян гардонед. Бити PDC намунаи сангро бо чуқурии муайян мебурад. Ҳангоми истифодаи гранит барои санҷиш, ин чуқурии буриш одатан камтар аз 1 мм аст. Ин санҷиш метавонад хушк ё тар бошад. Дар "санҷиши хушки VTL", вақте ки бити PDC аз санг мебурад, хунуккунӣ истифода намешавад; тамоми гармии соишӣ, ки ҳосил мешавад, ба PDC ворид мешавад ва раванди графитизатсияи алмосро суръат мебахшад. Ин усули санҷиш ҳангоми арзёбии битҳои PDC дар шароите, ки фишори баланди пармакунӣ ё суръати баланди гардишро талаб мекунанд, натиҷаҳои аъло медиҳад.

«Озмоиши VTL-и тар» мӯҳлати кори PDC-ро дар шароити гармкунии мӯътадил тавассути хунук кардани дандонҳои PDC бо об ё ҳаво ҳангоми санҷиш муайян мекунад. Аз ин рӯ, манбаи асосии фарсудашавии ин санҷиш на омили гармкунӣ, балки майда кардани намунаи санг аст.

B, дастгоҳи токарии уфуқӣ

Ин санҷиш инчунин бо гранит гузаронида мешавад ва принсипи санҷиш асосан бо VTL якхела аст. Вақти санҷиш танҳо чанд дақиқа аст ва зарбаи гармӣ байни дандонҳои гранит ва PDC хеле маҳдуд аст.

Параметрҳои санҷиши гранит, ки аз ҷониби таъминкунандагони таҷҳизоти PDC истифода мешаванд, фарқ мекунанд. Масалан, параметрҳои санҷишие, ки аз ҷониби Synthetic Corporation ва DI Company дар Иёлоти Муттаҳида истифода мешаванд, комилан якхела нестанд, аммо онҳо барои санҷишҳои худ аз ҳамон маводи гранитӣ истифода мебаранд, санги магматикии поликристаллии дағал то миёна бо сӯрохии хеле кам ва қувваи фишурдашавии 190MPa.

C. Асбоби ченкунии таносуби фарсудашавӣ

Дар шароити муайяншуда, қабати алмосии PDC барои буридани чархи суфтакунии кремний карбид истифода мешавад ва таносуби суръати фарсудашавии чархи суфтакунӣ ва суръати фарсудашавии PDC ҳамчун индекси фарсудашавии PDC гирифта мешавад, ки онро таносуби фарсудашавӣ меноманд.

(2) Санҷиши муқовимати зарба

Усули санҷиши зарба насб кардани дандонҳои PDC-ро дар кунҷи 15-25 дараҷа ва сипас афтондани ашё аз баландии муайян барои зарба задан ба қабати алмосӣ дар дандонҳои PDC ба таври амудӣ дар бар мегирад. Вазн ва баландии ашёи афтида сатҳи энергияи зарбаро, ки дандони санҷишӣ аз сар мегузаронад, нишон медиҳад, ки он метавонад тадриҷан то 100 ҷоул афзоиш ёбад. Ҳар як дандон метавонад 3-7 маротиба зарба зада шавад, то он даме ки санҷиши минбаъда ғайриимкон бошад. Умуман, дар ҳар як сатҳи энергия ҳадди аққал 10 намуна аз ҳар як намуди дандон санҷида мешавад. Азбаски дар муқовимати дандонҳо ба зарба диапазони муайян вуҷуд дорад, натиҷаҳои санҷиш дар ҳар як сатҳи энергия майдони миёнаи пошидани алмос пас аз зарба барои ҳар як дандон мебошанд.

2. Санҷиши ғайривайронкунанда

Усули санҷиши ғайривайронкунандатарин (ба ғайр аз санҷиши визуалӣ ва микроскопӣ), ки ба таври васеъ истифода мешавад, сканеркунии ултрасадо (Cscan) мебошад.

Технологияи сканкунии C метавонад камбудиҳои хурдро муайян кунад ва макон ва андозаи камбудиҳоро муайян кунад. Ҳангоми анҷом додани ин санҷиш, аввал дандони PDC-ро дар зарфи об ҷойгир кунед ва сипас бо зонди ултрасадо скан кунед;

Ин мақола аз "Шабакаи байналмилалии коркарди металл"