دليل معيار GB/T 12602-2020 للحماية من الحمل الزائد للرافعات
يُعد معيار GB/T 12602-2020 «أجهزة الحماية من الحمل الزائد لآلات الرفع» المعيار الوطني الأساسي الحالي لسلامة الرافعات، وقد صدر في عام 2020 عن الهيئة الوطنية لإدارة التوحيد القياسي، ليحل محل المعيار GB/T 12602-2009. يحدد هذا المعيار المصطلحات والتعريفات والمتطلبات الفنية وطرق الاختبار وقواعد الفحص الخاصة بمحددات الحمل الزائد ومحددات عزم الحمل. وتشترط المواصفة أن تُزوَّد الرافعات الذراعية التي تبلغ سعة الرفع المقدرة لها ≥3t بمحدد عزم الحمل، بينما يجب أن تُزوَّد الرافعات الجسرية والرافعات القنطرية بمحدد الحمل الزائد، ولا يجوز استبدال أيٍّ من الجهازين بالآخر.
استند إعداد هذا المعيار إلى المتطلبات المتعلقة بأجهزة الحماية الواردة في معيار GB/T 3811-2008 «مواصفة تصميم الرافعات»، كما يتوافق مع أحكام الفحص الإلزامية المنصوص عليها في لائحة TSG 51-2023 «لوائح الإشراف الفني للسلامة على آلات الرفع».
خلفية إصدار المعيار ونطاق تطبيقه
صدر معيار GB/T 12602-2020 بالاشتراك بين إدارة الدولة لتنظيم السوق والهيئة الوطنية لإدارة التوحيد القياسي في 19 نوفمبر 2020، ودخل حيز التنفيذ الرسمي في 1 يونيو 2021، ليحل محل نسخة GB/T 12602-2009 التي ظلت معمولاً بها لمدة 11 عامًا. وقد شهدت النسخة الجديدة ترقية شاملة في فئة الدقة، وسرعة الاستجابة الديناميكية، ومتطلبات التشخيص الذاتي، والتكيف البيئي لأجهزة الحماية من الحمل الزائد.
ينطبق هذا المعيار على محددات الحمل الزائد ومحددات عزم الحمل المثبتة على مختلف أنواع آلات الرفع، بما في ذلك الرافعات الجسرية، والرافعات القنطرية، والرافعات الذراعية (ذات النوع المتحرك، والنوع البرجي، وقاعدة البوابة، ورافعات السكك الحديدية)، وكذلك الرافعات المحمولة على المركبات. ولا ينطبق على أجهزة الحماية من الحمل الزائد في معدات الرفع اليدوية، والمصاعد، ومصاعد البناء. الجهة المشرفة على هذا المعيار هي اللجنة الفنية الوطنية لتوحيد معايير آلات الرفع (SAC/TC 227).
تلتزم شركة كيلود للصناعات الثقيلة بشكل صارم بمتطلبات هذا المعيار في اختيار وتجهيز أجهزة الحماية لآلات الرفع، حيث تُزوَّد كل معداتها الصادرة من المصنع بأجهزة حماية من الحمل الزائد معتمدة بموجب اختبار النوع، إلى جانب شهادة معايرة من المصنع وخدمة تذكير بموعد إعادة المعايرة بعد 12 شهرًا.
الفرق الأساسي بين محدد الحمل الزائد ومحدد عزم الحمل
يصنّف معيار GB/T 12602-2020 أجهزة الحماية من الحمل الزائد إلى فئتين رئيسيتين: محدد الحمل الزائد (الذي يستشعر حمولة الرفع فقط) ومحدد عزم الحمل (الذي يستشعر حمولة الرفع ومدى الذراع معًا). ويُعد هذا التصنيف الإطار الفني الأهم في المعيار.
عادةً ما يكتفي محدد الحمل الزائد بخلية وزن واحدة (من النوع الشدّي، أو النوع المحوري، أو النوع العزمي)، تُركَّب عند طرف عمود البكرة الثابتة، أو على عارضة الخطاف، أو على عمود الخرج للمحرك، حيث يقيس شد الحبل السلكي أو عزم دوران المحرك لحساب الحمولة الفعلية. وعندما تتجاوز الحمولة 110% من القيمة الاسمية، يُطلق إنذارًا صوتيًا ومرئيًا، وعند بلوغها 125% يقوم تلقائيًا بقطع مصدر الطاقة. أما محدد عزم الحمل فيتطلب مستشعرين على الأقل — مستشعر الحمولة ومستشعر نصف القطر (مستشعر الزاوية أو مستشعر الإزاحة) — حيث يحدد حالة السلامة من خلال الحساب اللحظي للنسبة بين عزم الحمل الفعلي وعزم الحمل المقدر.
| مقارنةالبند | محدد الحمل الزائد | محدد عزم الحمل |
|---|---|---|
| مستشعرالكمية | 1قطعة(قوة الشد/مسمار المحور/عزم الدوران) | ≥2قطعة(الحمولة+مدى) |
| ينطبق علىرافعةالنوع | نوع جسري,نوع قنطري(بدونذراع) | ذراع(التدفق/نوع برجي/قاعدة البوابةإلخ) |
| الخطأ المركبالمتطلبات | ≤±5%(الحمولة المقدرة5%~100%النطاق) | ≤±10%(كاملنطاق نصف القطر) |
| حد الإنذار | ≥110%الحمولة المقدرة | ≥100%عزم الرفع الاسمي |
| الإيقاف التلقائيالعتبة | ≥125%الحمولة المقدرة | ≥110%عزم الرفع الاسمي |
| وقت الاستجابة | ≤1.0s | ≤1.5s(بدونمدىالعملية الحسابية) |
تكوين المستشعرات ومتطلبات التركيب
يعتمد أداء جهاز الحماية من الحمل الزائد بشكل كبير على الاختيار الصحيح للمستشعرات وتركيبها السليم. يحدد المعيار GB/T 12602-2020 متطلبات واضحة لموضع تركيب المستشعرات ودرجة الحماية المطلوبة.
بالنسبة للرافعات الجسرية والرافعات القنطرية، يُثبَّت مستشعر الوزن الخاص بمحدد الحمل الزائد عادةً في نهاية عمود البكرة الثابتة (مع تضمين مقياس الانفعال لقياس المركبة الرأسية لقوة شد الحبل السلكي)، أو في عارضة الخطاف (عبر توصيل مستشعر الشد مباشرةً)، أو على عمود خرج المحرك (باستخدام مستشعر عزم الدوران للحساب العكسي). يجب ألا تقل درجة حماية المستشعرات عن IP54 (ويفضل IP65 للخدمة الخارجية)، ويجب تمديد كابل المستشعر داخل أنبوب فولاذي مستقل مع الحفاظ على مسافة لا تقل عن 300 مم عن خط القدرة، لمنع تداخل PWM من محول التردد الذي قد يسبب تقلبات في القراءات. أما بالنسبة للرافعات الذراعية، فيتطلب محدد عزم الحمل تركيب مستشعر نصف القطر (مشفر زاوي أو مستشعر إزاحة سلكي) بدرجة دقة لا تقل عن 0.1°.
IP65 (خارجي)
2mV/V تحفيز
طرق الاختبار وقواعد الفحص
يحدد الفصل الخامس من المعيار بالتفصيل بنود اختبار النموذج واختبار القبول في المصنع لأجهزة الحماية من الحمل الزائد. يشمل اختبار النموذج اختبار الخطأ المركب، واختبار تكرار نقطة التشغيل، واختبار وقت الاستجابة، واختبار التكيف البيئي (درجة حرارة عالية +60°م / منخفضة -25°م / رطوبة حرارية)، واختبار التوافق الكهرومغناطيسي (سلسلة IEC 61000-4)، واختبار الاهتزاز الميكانيكي.
تُعد عملية المعايرة جوهر مرحلة الفحص:
أولاً، يتم تركيب الوزن القياسي أو جهاز تحميل هيدروليكي، وتحميل 50% من الحمولة المقدرة لمعايرة انزياح نقطة الصفر للمستشعر.
ثانيًا، يتم التحميل حتى 100% من الحمولة المقدرة، وضبط كسب وحدة التحكم بحيث لا يتجاوز انحراف القراءة ±3%.
ثم يتم التحميل إلى 110% و125% على التوالي للتحقق من وظيفتي الإنذار والقطع.
وأخيرًا، يتم خفض الحمولة إلى الصفر للتحقق من خطأ العودة إلى الصفر (انزياح الصفر ≤ 1% FS).
بالنسبة للرافعات الذراعية، يجب التحقق من معايرة محدد عزم الحمل عند ثلاث نقاط مدى: طول الذراع الأدنى، والطول المتوسط، والطول الأقصى.
| بنود الفحص | متطلبات المعيار | طريقة الاختبار |
|---|---|---|
| الخطأ المركب | ≤±5%(محدد الحمل الزائد)/ ≤±10%(محدد عزم الحمل) | الوزن القياسيالتحميل التدريجي،أخذ3متوسط القيم |
| تكرارية نقطة التشغيل | خطأ التكرارية≤±3% | نفسالحمولةتطبيق5مرة،الحسابالمعيارانحراف |
| وقت الاستجابة | محدد الحمل الزائد≤1.0s / محدد عزم الحمل≤1.5s | التحميل المفاجئالحمولةالطريقة،من التحميل إلىإشارة إنذارتوقيت الإشارة الكهربائية |
| درجة الحرارة المحيطةالاختبار | -25°Cو+60°Cكل يحافظ على2h | داخل الحاضنة الحرارية عند البرودة/قياس الخطأ عند القيم القصوى للحرارة |
| التوافق الكهرومغناطيسي | IEC 61000-4-2/4/5المستوى الثالث | التفريغ الكهروستاتيكي/نبضات متتالية/موجة عابرةالاختبار |
| اختبار الاهتزاز | 10~55Hz, 0.35mmالسعة, 10دورة | اهتزازعلى المنصةبعد التركيبإجراء مسح الترددالاختبار |
قراءات ذات صلة: الفرق بين محدد الحمل الزائد ومحدد عزم الحمل في الرافعات: مقارنة شاملة لمبدأ العمل وموضع التركيب والاختيار والتحقق — مقارنة تقنية بين نوعي أجهزة الحماية من الحمل الزائد مع أمثلة على الاختيار
أبرز التغييرات في المعيار المحدث
بالمقارنة مع نسخة 2009، يتضمن المعيار GB/T 12602-2020 التحديثات المهمة التالية:
أولاً: إضافة متطلبات وظيفة التشخيص الذاتي — يجب أن يتمتع جهاز الحماية من الحمل الزائد بالقدرة على الكشف الذاتي عن انقطاع سلك المستشعر، وقصر الدائرة، وانحراف نقطة الصفر، مع إطلاق إشارة إنذار تلقائيًا وتسجيل رمز الخطأ في حالة حدوث عطل.
ثانيًا: رفع درجة الحماية — تم رفع درجة الحماية للأنواع الداخلية من IP42 إلى IP54، وللأنواع الخارجية من IP54 إلى IP65.
ثالثًا: إضافة وظيفة تسجيل البيانات — تسجيل آخر 100 حدث إنذار وإيقاف تلقائي على الأقل (بما في ذلك الطابع الزمني وقيمة الحمولة)، لتسهيل تتبع الحوادث.
رابعًا: تحديد متطلبات واجهة الاتصال — يجب توفير واجهة RS-485 أو ناقل CAN، مع دعم بروتوكول Modbus RTU أو CANopen، لتسهيل الربط مع نظام مراقبة وإدارة السلامة في الرافعات.
قامت كيلود للصناعات الثقيلة بدمج وظائف التشخيص الذاتي وتسجيل البيانات وفق المعيار GB/T 12602-2020 كتكوين قياسي في نظام مراقبة وإدارة السلامة الخاص بالرافعات، لضمان تلبية كل معداتها لمتطلبات المعيار الجديد.
الأسئلة الشائعة
س: ما الإجراءات التي يحددها المعيار GB/T 12602-2020 عند وصول الحمولة إلى 110% و125% من الحمولة المقدرة؟
ج: عندما تصل الحمولة الفعلية إلى 110% من الحمولة المقدرة، يجب أن يصدر محدد الحمل الزائد فورًا إنذارًا صوتيًا ومرئيًا واضحًا (صوت بقوة ≥85dB، وضوء أحمر وامض)، دون قطع مصدر الطاقة. أما عندما تصل الحمولة إلى 125%، فيجب قطع مصدر الطاقة لآلية الرفع تلقائيًا (إيقاف المحرك الكهربائي أو تفريغ النظام الهيدروليكي)، مع قطع الطاقة في نفس الوقت عن آليات السير في الاتجاهات الخطرة. ولا يمكن استئناف التشغيل بعد القطع إلا بإعادة الضبط اليدوية.
س: لماذا لا يمكن استخدام محدد الحمل الزائد الخاص بالرافعات الجسرية مباشرة على الرافعات الذراعية بدلاً من محدد عزم الحمل؟
ج: في الرافعات الجسرية، لا علاقة للحمولة بالمدى، ويكفي قياس الحمولة الرأسية للكشف عن الحمل الزائد. أما في الرافعات الذراعية، فإن عزم الرفع الاسمي ينخفض خطيًا مع زيادة المدى — فقد ترفع 100t عند أدنى مدى، بينما لا يُسمح إلا برفع 20t عند أقصى مدى. محدد الحمل الزائد لا يستشعر تغير المدى، وقد يسمح برفع حمولة تتجاوز بكثير عزم الحمل المقدر عند المدى الكبير، مما يؤدي إلى انقلاب الرافعة بالكامل. لذلك يجب تزويد الرافعات الذراعية بمحدد عزم الحمل الذي يستشعر كلاً من الحمولة والمدى في الوقت نفسه.
س: ما هي المتطلبات المحددة في المعيار GB/T 12602-2020 لوظيفة التشخيص الذاتي للمستشعرات؟
ج: تشمل متطلبات وظيفة التشخيص الذاتي المضافة في المعيار: كشف انقطاع سلك المستشعر (إنذار خلال 2 ثانية عند انخفاض الإشارة إلى 0mV)، وكشف قصر الدائرة (إنذار عند تشبع الإشارة ≥80% من جهد الإثارة)، وكشف انحراف نقطة الصفر (إنذار عند انحراف القراءة عن الصفر بأكثر من 3% من نطاق القياس الكامل في حالة عدم وجود حمل). في حالة حدوث عطل، يجب أن تعرض لوحة الجهاز رمز الخطأ المقابل (مثل E01 لانقطاع السلك / E02 لقصر الدائرة / E03 للانحراف)، مع رفع معلومات العطل عبر واجهة الاتصال في نفس الوقت.
س: ما هي متطلبات فترة المعايرة والفحص الإلزامي لجهاز الحماية من الحمل الزائد؟
ج: يخضع كل جهاز لاختبار الخطأ المركب واختبار نقاط التشغيل في المصنع، مع إصدار شهادة معايرة. بعد التركيب، يجب إجراء المعايرة مرة واحدة على الأقل كل 12 شهرًا أثناء الاستخدام. وتتطلب الحالات التالية إعادة المعايرة: بعد استبدال المستشعر أو وحدة التحكم، أو بعد تعرض جهاز الحماية من الحمل الزائد لصدمة ميكانيكية شديدة، أو عند انحراف نقاط التشغيل عن القيمة المحددة بنسبة ±5% في ثلاث مرات متتالية. جميع معدات الرفع التي توفرها كيلود للصناعات الثقيلة مزودة بأجهزة حماية من الحمل الزائد مع شهادات معايرة من المصنع، مع نظام تذكير تلقائي بموعد انتهاء فترة المعايرة.
