Detritio thermalis et remotio cobalti PDC

I. Detritio thermalis et remotio cobalti PDC

In processu sinterizationis PDC sub alta pressione, cobaltum quasi catalysator agit ad combinationem directam adamantis et adamantis promovendam, atque stratum adamantis et matricem carburi tungsteni in unum fiant, quo fit ut dentes secantes PDC ad perforationem geologicam in agris petrolei apti sint, magna tenacitate et excellenti resistentia attritionis.

Adamantium resistentia calori satis limitata est. Sub pressione atmosphaerica, superficies adamantis transformari potest ad temperaturas circa 900℃ vel altiores. In usu, PDC traditionales degradi solent ad circiter 750℃. Cum per stratas petrae durae et abrasivae perforantur, PDC hanc temperaturam facile attingere possunt propter calorem frictionis, et temperatura instantanea (id est, temperatura localizata in gradu microscopico) etiam altior esse potest, punctum liquefactionis cobalti (1495°C) longe excedens.

Comparatus cum adamante puro, propter praesentiam cobalti, adamas in graphitum convertitur temperaturis inferioribus. Quam ob rem, detritio adamantis causatur a graphitizatione orta ex calore frictionis locali. Praeterea, coefficiens expansionis thermalis cobalti multo altior est quam adamantis, ita durante calefactione, nexus inter grana adamantis dilatari potest expansione cobalti.

Anno MCMLXXXIII, duo investigatores curationem ad adamantum removendum in superficie stratorum adamantum PDC vulgarium perfecerunt, efficaciam dentium PDC insigniter augentes. Attamen haec inventio non eam attentionem, quam meruit, accepit. Non ante annum MM, cum altiorem intellectum stratorum adamantum PDC haberent, venditores terebrarum hanc technologiam ad dentes PDC in perforatione saxorum adhibitos applicare coeperunt. Dentes hac methodo tractati apti sunt ad formationes valde abrasivas cum significanti detritione thermali mechanica et vulgo dentes "de-cobaltati" appellantur.

Quod "de-cobaltum" appellatur modo tradito ad PDC faciendum fit, deinde superficies strati adamantini eius in acido forti immergitur ut phasis cobalti per processum corrosionis acidi removeatur. Profunditas remotionis cobalti ad circiter 200 microna pervenire potest.

Examen detritionis gravis in duobus dentibus PDC identicis peractum est (quorum alter curationem cobalti remotionis in superficie strati adamantini subierat). Post sectionem 5000 metrorum graniti, inventum est detritionem PDC non cobalto remoti vehementer crescere coepisse. Contra, PDC cobalto remoti celeritatem sectionis relative stabilem servavit dum circiter 15000 metrorum saxi secabat.

2. Methodus detectionis PDC

Duo genera methodorum ad dentes PDC detegendos sunt, videlicet probationes destructivae et probationes non destructivae.

1. Examinatio destructiva

Hae probationes destinantur ad condiciones putei quam realisticam imitationem, ut effectum dentium secantium sub talibus condicionibus aestiment. Duae formae principales probationum destructivarum sunt probationes resistentiae attritionis et probationes resistentiae impactus.

(1) Examen resistentiae attritionis

Tria genera instrumentorum ad probationes resistentiae attritionis PDC perficiendas adhibentur:

A. Tornus verticalis (VTL)

Inter experimentum, primum terebra PDC torno VTL fige et exemplum saxi (plerumque granitum) iuxta terebram PDC pone. Deinde exemplum saxi circa axem torni certa celeritate verte. Terebra PDC in exemplum saxi certa profunditate secat. Cum granitum ad experimentum adhibetur, haec profunditas sectionis plerumque minor quam 1 mm est. Hoc experimentum vel sicca vel humida esse potest. In "experimento VTL sicco," cum terebra PDC per saxum secat, nulla refrigeratio adhibetur; omnis calor frictionis generatus in PDC intrat, processum graphitizationis adamanti accelerans. Haec methodus experimenti optima resultata praebet cum terebrae PDC sub condicionibus quae magnam pressionem perforationis vel magnam celeritatem rotationis requirunt aestimantur.

"Experimentum VTL humidum" vitam PDC sub moderatis condicionibus calefactionis detegit refrigerando dentes PDC aqua vel aere durante experimento. Ergo, fons principalis attritionis huius experimenti est attritio exempli rupis potius quam factor calefactionis.

B, tornus horizontalis

Haec probatio etiam cum granito perficitur, et principium probationis fere idem est ac VTL. Tempus probationis pauca tantum minuta est, et impetus thermalis inter granitum et dentes PDC valde limitatus est.

Parametri probationum graniti a praebitoribus apparatuum PDC adhibiti variant. Exempli gratia, parametri probationum a Synthetic Corporation et DI Company in Civitatibus Foederatis Americae adhibiti non prorsus iidem sunt, sed eandem materiam graniti ad probationes suas utuntur, saxum igneum polycrystallinum crassum vel mediocre, porositate minima et robore compressionis 190MPa.

C. Instrumentum mensurae proportionis abrasionis

Sub condicionibus specificatis, stratum adamantum PDC ad rotam trituram e carburo silicii resecandam adhibetur, et proportio inter ratem detritionis rotae triturae et ratem detritionis PDC pro indice detritionis PDC accipitur, quae proportio detritionis appellatur.

(2) Examen resistentiae impacti

Methodus ad probationem impactus implicat dentes PDC ad angulum 15-25 graduum inserendos, deinde objectum ex certa altitudine demittendum ut stratum adamantum in dentibus PDC verticaliter percutiat. Pondus et altitudo objecti cadentis gradum energiae impactus a dente probato expertum indicant, qui gradatim usque ad 100 joulia crescere potest. Quisque dens ter ad septies impactus fieri potest donec ulterius probari non possit. Generaliter, saltem decem exempla cuiusque generis dentis in quoque gradu energiae probantur. Cum varietas in resistentia dentium ad impactum sit, eventus probationis in quoque gradu energiae sunt area media fragmentationis adamantis post impactum pro quolibet dente.

2. Examinatio non destructiva

Ars probationum non destructivarum (praeter inspectionem visualem et microscopicam) latissime adhibita est perscrutatio ultrasonica (Cscan).

Technologia C perscrutationis vitia parva detegere et locum magnitudinemque vitiorum determinare potest. Cum hoc experimentum facis, primum dentem PDC in cisterna aquaria pone, deinde cum specillo ultrasonico perscrutare;

Hic articulus iterum impressus est ex "Rete Internationale Metallorum"