螺纹套筒的制造工艺及性能改进措施

岩锤钻机连接套是钻杆钻进系统中的关键部件，连接不同截面的钎尾、钻杆和延长杆。在实际凿岩作业中，联结套筒的内螺纹承受高频冲击应力波和活塞传递的扭矩。同时，两端的冲击端面受到反复的高频轴向冲击和横向弯曲应力。另外，在井下工况下，联轴套受到腐蚀性矿井水和岩尘的冲刷和腐蚀，使用环境极其恶劣。接套过早失效很容易导致螺纹卡死、钻杆断裂甚至整个钻具组合的损坏。因此，深入分析其失效模式并优化制造工艺对于延长钻具系统的整体使用寿命至关重要。

图 1 内螺纹连接套筒

一、螺纹套筒的主要失效模式

1、螺纹磨损失效：凿岩过程中的冲击和回弹振动在螺纹副间隙内产生强烈摩擦，导致螺纹牙形磨损、齿厚减小、配合间隙增大，进一步引起螺纹打滑或卡死。

2、中间释放槽应力集中引起断裂：当内部变截面、中心挡圈或联轴套释放槽根部的过渡圆角较小时，在弯曲、拉、压交变应力的共同作用下，容易萌生疲劳微裂纹，最终导致横向疲劳断裂。

二.提高联轴套制造质量的关键措施

1、几何和过渡结构的优化：严格控制中间过渡段、挡圈根部和联轴套退压槽底部过渡圆角的半径。采用平滑的大半径圆弧过渡，消除应力集中。螺纹牙形的完整性和螺距精度均受到严格控制，以确保与钻杆螺纹配合时接触均匀、应力分布均匀。

2、精密深度渗碳热处理：选用高强度优质合金钢。严格控制渗碳温度、碳势和渗碳层深度，以在渗碳层中获得均匀的细晶回火马氏体组织。

3、表面防腐处理：采用磷化等防腐、润滑处理，以减缓腐蚀性矿井水引起的裂纹加速萌生和扩展。

关于我们

洛阳XTC专业从事高品质凿岩工具的研发和制造。公司不断对接套、钻杆、钻头等全系列凿岩工具的失效机理进行深入研究。从结构设计、数控加工、精密热处理、表面强化等全流程实施严格的质量控制。我们为客户提供高度可靠、抗疲劳、耐磨的凿岩工具，帮助采矿和隧道工程项目降低成本并提高效率。