Warum Ihre Gesteinsbohrgestänge immer wieder versagen: Die vier Faktoren, über die niemand spricht

Vor ein paar Monaten telefonierte ich mit einem Steinbruchvorarbeiter im Oman. Er hatte in sechs Wochen mehr Gesteinsbohrstangen verbraucht als auf seiner vorherigen Baustelle in sechs Monaten. „Die brechen einfach“, sagte er. „Das Gewinde reißt, die Schäfte verbiegen sich, und ich verstehe nicht, warum die andere Mannschaft keinerlei Probleme hatte.“

Ich habe ihm eine Frage gestellt: Was hat sich zwischen den Standorten geändert?

Es stellte sich heraus, dass alles zusammenwirkte. Der Fels, die Bohreinstellungen, das Wasser, sogar die Art und Weise, wie seine Crew die Ruten zwischen den Schichten handhabte. Nichts davon war die Schuld der Ruten – aber all das führte zu ihrem Untergang.

Die unangenehme Wahrheit über Gesteinsbohrgestänge ist: Die meisten verschleißen nicht. Ihr vorzeitiger Verschleiß wird durch einige wenige Faktoren verursacht, die sich vollständig vermeiden lassen, wenn man weiß, worauf man achten muss.

1. Der Stahl selbst: Was du nicht siehst, wird dir wehtun

Nicht jeder Bohrgestängestahl ist gleich. Der Unterschied zwischen einem Gestänge, das 1000 Meter hält, und einem, das nach 200 Metern bricht, liegt oft in den inneren Bestandteilen des Metalls – und die kann man mit bloßem Auge nicht erkennen.

Minderwertiger Stahl mit Oxideinschlüssen, Sulfidadern oder inneren Hohlräumen mag auf dem Gestell einwandfrei aussehen. Setzt man ihn jedoch hochfrequenten Schlägen in hartem Gestein aus, werden diese Mikrodefekte zu Ausgangspunkten für Ermüdungsrisse. Sobald sich ein Riss ausbreitet, ist er nicht mehr aufzuhalten. Der Stab bricht ohne Vorwarnung.

Hier gilt wieder einmal: Qualität hat ihren Preis. Ein Gesteinsbohrgestänge aus sauberem, vakuumentgastem legiertem Stahl ist in der Anschaffung teurer. Vergleicht man es aber mit drei Ersatzteilen aus billigerem Material – plus Ausfallzeiten und Arbeitskosten für den Austausch –, rechnet sich das schnell.

2. Die Baustelle ist härter als du denkst

Selbst das beste Bohrgestänge kann nichts nützen, wenn die Arbeitsbedingungen ungünstig sind.

Betrachten wir das Gestein selbst. In Granit, Quarzit oder anderen kieselsäurereichen Gesteinsformationen vervielfacht sich die Stoßspannung auf das Bohrgestänge. Jeder Schlag des Bohrhammers oder Gesteinsbohrers erzeugt eine Stoßwelle im Stahl, und abrasives Gestein widersteht dieser Energie nicht nur, sondern reflektiert sie direkt zurück. Hinzu kommt zerklüftetes Gestein mit Verwerfungszonen und geklüfteten Schichten – und schon hat man die perfekte Mischung für Blockierungen, Verdrehungen und Biegungen.

Dann ist da noch der Aufbau des Rigs. Drei Dinge, die meiner Meinung nach ständig schiefgehen:

Der Aufpralldruck ist zu hoch eingestellt – das Bohrgestänge absorbiert Energie über seine Auslegungsgrenze hinaus. Die Vorschubkraft ist zu niedrig – der Meißel verliert den Kontakt zur Felswand, und es kommt zu einem Leerschuss, wodurch der Rückstoß direkt in den Gestängekörper statt ins Gestein geleitet wird. Hinzu kommt eine zu hohe Drehzahl, die Schwingungen erzeugt, welche den Stahl innerhalb von Stunden statt Wochen ermüden lassen.

Und der menschliche Faktor? Leerschüsse, weil niemand die Zuführung eingestellt hat. Mit einer bereits leicht verbogenen Rute hantieren, weil man denkt: „Die passt schon noch durch ein Loch.“ Die Montage falsch ausrichten, sodass die Rute schräg eindringt und sich bei jedem Schuss biegt. Das sind keine Materialfehler – es sind Gewohnheiten, und sie kosten mehr als jede noch so günstige Rute.

3. Wasser ist nicht einfach nur Wasser

Wenn auf Ihrem Gelände Grundwasser mit auch nur leichter Säure, Sulfaten oder Chloriden vorhanden ist – und das trifft auf viele Bergbau- und Steinbruchstandorte zu – dann haben Sie neben Ihrem mechanischen Korrosionsproblem auch ein elektrochemisches Korrosionsproblem.

Korrosion führt zu Lochfraß an der Oberfläche des Bohrgestänges. Diese Lochfraßstellen wirken als Spannungskonzentrationspunkte. Unter zyklischer Stoßbelastung entsteht Spannungsrisskorrosion, und das Gestänge versagt bereits bei Belastungen weit unterhalb seiner Nennlast. Das Tückische daran? Man sieht es nicht kommen. Äußerlich sieht das Gestänge intakt aus – bis es plötzlich kaputtgeht.

Die Lösung ist einfach: Stangen nach Gebrauch abspülen, trocknen lassen und, falls sie eingelagert werden sollen, mit Rostschutzöl behandeln. Auf stark frequentierten Baustellen wird dieser Schritt jedoch ständig vergessen.

4. Das Paarungsspiel: Die Passung von Rute und Gebiss ist wichtiger als Sie denken

Ein Gesteinsbohrgestänge funktioniert nicht allein. Es ist Teil eines Systems – Schaftadapter an einem Ende, Knopfbohrkrone oder DTH-Bohrkrone am anderen – und wenn diese Verbindungen nicht stimmen, leidet das Gestänge.

Abgenutzte Gewinde, eine zu lockere oder zu enge Passung zwischen Stange und Bohrmeißel, eine Fehlausrichtung der Komponenten – all dies erzeugt lokale Spannungen, die sich genau an der Verbindungsstelle konzentrieren. Dort entsteht jedes Mal ein Ermüdungsriss.

Ich habe schon erlebt, wie sich Monteure vergeblich mit dem Austausch von Stangen abmühten, obwohl das eigentliche Problem ein verschlissener Schaftadapter war, der die gesamte Schnur aus der Ausrichtung brachte. Überprüfen Sie Ihre Verbindungen. Wenn sich eine Stange zu leicht aufschrauben lässt oder mit Gewalt aufgezogen werden muss, stimmt etwas nicht.

Fazit

Die meisten Gesteinsbohrgestänge verschleißen nicht einfach – sie werden vorzeitig durch eine Kombination aus minderwertigem Stahl, ungünstigen Bedingungen, falschen Einstellungen und unsachgemäßer Handhabung zerstört. Optimieren Sie die beeinflussbaren Faktoren: Kaufen Sie bei Lieferanten, die hochwertigen legierten Stahl verwenden, passen Sie Schlag- und Vorschubeinstellungen an das Gestein an, halten Sie die Gestänge zwischen den Schichten sauber und trocken und überprüfen Sie die Verbindungen vor jedem Bohrvorgang.

Tun Sie das, und Sie werden vielleicht überrascht sein, wie lange eine gute Bohrstange tatsächlich hält.