인조 다이아몬드의 내충격 성능

석유나 천연가스 또는 다른 광물원에 대한 탐사의 시추에는 초경 재료로 만든 드릴비트를 사용하여 지하의 단단한 암반을 관통해야하는 경우가 발생합니다. 이런 작업 용도로 디자인된 공업용 또는 천연 다이아몬드로 만들어진 드릴 비트는 최대의 경도와 내구성을 얻기 위하여 아주 높은 온도와 압력에서 제작됩니다.

경쟁력을 유지하기 위하여 시추 회사들은 드릴 헤드가 암반을 뚫는 속도를 최대화하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 조기 마모되거나 손상되는 드릴 비트는 이 과정의 속도를 낮추게 됩니다. 값비싼 유지보수비용과 굴착작업의 효율성을 개선하기 위하여 제조사들은 재료와 장비, 연구시설에 막대한 투자를 합니다. 드릴 비트 재료의 성분, 커팅구조, 제조과정 등을 비교연구하는 시험실의 장비들 중에는 충격시험기도 포함되어 있습니다.

시험 구성과 절차

우리는 드릴 비트를 사용하는 사용자로부터 그들이 사용하는 제품 중에 가장 좋은 것을 판단할 수 있는 시험 장비를 구성해 달라는 의뢰를 받았습니다. Instron® Dynatup® Model 9250에 Model 8691 (222 kN) tup과 Impulse ™ data acquisition을 사용하고 이 시험을 위한 주문형 tup insert를 추가하였습니다. 시편이 워낙 강해서 매 충격시험마다 carbide indenter를 교환할 수 있도록 tup insert를 디자인 하였습니다. 실제 산업 현장에서 개발된 치구를 이용하여 드릴 비트는 약 45도 각도로 고정하였습니다.

각 비트들은 균열이나 비트면의 색깔변화, 또는 비트면에서 재료의 일부가 떨어져나오는 등의 파손의 징후가 육안으로 보일 때까지 충격시험이 진행되었습니다. 의뢰 고객은 드릴 비트가 파손될 때까지의 누적 에너지 레벨에 관심을 갖고 있어서 충격 에너지를 시험방법을 제어하는 요소로 사용하였습니다. 이 방법을 사용하여 사용자는 최적의 드릴 비트를 찾아낼 수 있었습니다.