Nel contesto dello sviluppo accelerato di formazioni profonde, ultra-profonde e altamente abrasive, le punte da trapano PDC (diamante policristallino compatto) richiedono una maggiore resistenza all'usura e all'erosione per le loro alette di taglio, le sedi dei denti e i canali di flusso.
Saldatura ad arco a trasferimento di plasma (PTAW), caratterizzata da bassi tassi di diluizione, legame metallurgico e zone termicamente alterate minime, si è affermata come la soluzione di rinforzo superficiale più diffusa per la produzione e la riparazione di punte da trapano PDC. Questa tecnologia consente alle aziende petrolifere e del gas di ottenere maggiori tassi di penetrazione, ridurre la frequenza di sostituzione delle punte e ottimizzare i costi complessivi.
Cos'è una punta da trapano PDC? Perché è necessario il rinforzo superficiale?
Le punte da perforazione PDC sono punte a tagliente fisso che sfruttano la raschiatura continua delle lame PDC per frantumare la roccia. La loro struttura include componenti chiave come alette di taglio, lame PDC, ugelli e canali di evacuazione dei detriti. Offrono prestazioni eccezionali in formazioni come lo scisto. Tuttavia, in presenza di fluidi di perforazione ad alto contenuto di solidi e intensa erosione abrasiva, la sede del dente/flauto è soggetta a usura e rottura per erosione, il che a sua volta influisce sulla velocità di penetrazione (ROP) e sulla durata utile.
Vantaggi del PTAW
-Basso tasso di diluizione (tipicamente 2%–5%):L'elevata ritenzione della composizione della lega garantisce una maggiore stabilità in termini di durezza e resistenza all'usura.
-Legatura metallurgica con minima zona termicamente alterata: Elevata forza di adesione e resistenza superiore alla scheggiatura, con impatto minimo sulla microstruttura del substrato, rendendolo ideale per aree portanti di precisione.
-Compatibilità con automazione e CNC:Facilmente integrabile con sistemi robotici/CNC per ottenere una formatura uniforme e consentire la produzione di massa.
Applicazioni tipiche sulle punte da trapano PDC
1. Rivestimento antiusura sulle ali di taglio
Eseguire il rivestimento PTAW sulle ali di taglio e sulla superficie a monte dei canali di flusso per aumentare la resistenza all'erosione abrasiva e all'erosione del flusso trasportato dalla sabbia, ritardando così il degrado delle superfici e dei bordi delle ali.
2. Rinforzo periferico del porta-denti/lama PDC
Il rivestimento in metallo duro attorno alla periferia del portadente riduce il rischio di allentamento o distacco della lama causato dalla deformazione del substrato, migliorando la stabilità di ritenzione del filo della lama.
3. Riparazione e rigenerazione
La riparazione della saldatura e la ricostruzione del rivestimento vengono eseguite sulle ali delle pale e sui canali di flusso usurati o localmente scheggiati, ripristinando la geometria e la resistenza all'usura per ottenere una rigenerazione economicamente vantaggiosa.
La tecnologia PTAW è ampiamente adottata nel settore anche per gli stabilizzatori e il riporto duro degli utensili da trapano, a dimostrazione della sua maturità e riproducibilità.
Domande frequenti (FAQ)
D1 Che cos'è la tecnologia PTAW?
R: La saldatura PTAW (Plasma Transferred Arc Welding) è una tecnologia di rivestimento e rinforzo superficiale. Utilizza un arco plasma come fonte di calore per depositare polvere di lega sulla superficie del substrato, formando uno strato metallurgico denso e ad alta durezza. I suoi vantaggi includono un basso tasso di diluizione (2-5%), un'elevata resistenza del legame e uno spessore dello strato di rivestimento controllabile (1,5-5 mm).
D2. Perché la saldatura PTAW è adatta alle punte da trapano PDC?
R: I fianchi e le sedi delle punte da trapano PDC sono sottoposti ad ambienti altamente abrasivi per un lungo periodo di tempo e sono soggetti a sfaldamento o rottura a causa della saldatura o della spruzzatura convenzionali; lo strato legante metallurgico PTAW è resistente all'abrasione e agli urti, il che prolunga notevolmente la durata della punta da trapano e riduce la frequenza dei cambi di punta.
D3. Quanto tempo in più possono durare le punte da trapano PDC rinforzate con PTAW?
R: Secondo la prassi del settore, la durata di una punta rinforzata può essere aumentata da 2 a 5 volte; il costo della riparazione è solitamente pari al 20-40% di quello di una punta nuova, il che riduce significativamente il costo complessivo della perforazione mantenendo inalterate le prestazioni.
D4 La saldatura PTAW influisce sulle proprietà di brasatura o di matrice delle punte da trapano PDC?
R: Un controllo ragionevole dei parametri di processo e dell'apporto termico, insieme a misure di raffreddamento e isolamento termico, possono evitare effetti negativi sull'organizzazione del substrato e sulla qualità della brasatura della pala. In genere, si raccomanda di completare un'ampia area di rivestimento per fusione prima dell'assemblaggio della pala e di eseguire solo il rinforzo necessario dopo il caricamento della pala.
Per saperne di più sull'applicazione della tecnologia di saldatura PTAW sulle punte da trapano PDC o per discutere delle tue specifiche esigenze di riparazione,contattaci! Il nostro team di esperti è pronto a fornirti soluzioni personalizzate per la tua specifica applicazione.
Data di pubblicazione: 04-09-2025