كشف اهتراء أخدود أسطوانة الرافعة ومعايير الإعدام
📋 الملخص الرئيسي
إذا تُرك تآكل أخدود الأسطوانة دون رقابة، فإن ذلك يؤدي إلى فقدان استقرار تلفيف الحبل السلكي وتسريع التآكل المتبادل بين الحبل والأخدود. يركز الفحص في الموقع بشكل أساسي على قياس سمك الجدار المتبقي في قاع الأخدود، والتغيرات في نصف قطر القوس القاعدي، وظهور الشقوق السطحية. وعلى سبيل المثال، بالنسبة لأسطوانة عوارض مزدوجة وفق المعيار الأوروبي بقدرة 50t، عادةً ما يُطلب بدء إجراءات الإعدام عندما يصل تآكل قاع الأخدود إلى 40% من العمق الأصلي، أو ينخفض سمك الجدار المقاس فعلياً عن 60% من قيمة التصميم الأصلية. يجب أن يضمن تعديل الملف (الخراطة) ألا يقل سمك الجدار المتبقي عن 65% من السمك الاسمي للأسطوانة، مع ضبط انحراف خطوة الأخدود ضمن حدود 0.3mm.
في نظام خدمات ما بعد البيع والصيانة لدى كيلود للصناعات الثقيلة، يُعد تشخيص تآكل أخدود الأسطوانة فحصاً إلزامياً قبل عمليات الإصلاح الشامل والإصلاح المتوسط للرافعات ذات النوع الجسري والقنطري. نظراً لتكلفة استبدال جسم الأسطوانة العالية وطول فترة الاستبدال، غالباً ما يركز طاقم الموقع فقط على تآكل الحبل السلكي متجاهلين التأثير المضاعف للتغيرات في الشكل الهندسي للأخدود على عمر الحبل. ووفقاً لمبدأ مطابقة الأسطوانة والحبل السلكي الوارد في معيار FEM 1.001 مواصفة تصميم الرافعات، فإن علاقة النسبة بين خطوة أخدود الأسطوانة وقطر الأسطوانة وقطر الحبل السلكي تحدد بشكل مباشر حالة إجهاد الانحناء والضغط للحبل. بمجرد اختلال التوازن في الأسطوانة، تتأثر المراحل السابقة مثل مboxes السرعة والقارنة، والمراحل اللاحقة مثل بكرة الخطاف، بحمول إضافية. يقدم هذا المقال أساليب قابلة للتنفيذ المباشر من ثلاثة جوانب: الكشف، والإصلاح، ومعايير الإعدام.
تستخدم كيلود للصناعات الثقيلة تقنية أخدود مثبتة عبر عدة تعديلات في منتجات العوارض المزدوجة الأوروبية بسعة 50t~300t، مما يضمن انحراف خطوة الأخدود بأقل من 0.2mm عند خروجها من المصنع. ومع ذلك، في ظل ظروف التشغيل طويلة الأمد ذات الحمل الثقيل والانحراف الجانبي، لا يزال يتعين على المستخدمين إجراء فحوصات دورية في الموقع. ووفقاً لمتطلبات لائحة TSG 51-2023 لوائح الإشراف الفني للسلامة، تُصنف الأسطوانة كعنصر رئيسي لتحمل الحمل يؤثر على أداء السلامة لآلات الرفع، ويجب إدراج أي ترقق في سمك الجدار وعيوب سطحية ضمن سجلات الفحص اليومي لجهة الاستخدام. فيما يلي تفصيل ذلك عبر أربعة أبعاد.
طريقة قياس تآكل أخدود الأسطوانة في الموقع وتصحيح قراءة الأدوات
يبدأ الفحص في الموقع بتحديد المستوى المرجعي. يمكن استخدام سطح معالجة مبيت المحمل في طرفي الأسطوانة أو حافة الأخدود غير المتآكلة كمحور مرجعي محوري، بينما يمكن استخدام المنطقة الخارجية غير الملامسة للأسطوانة كمحور مرجعي شعاعي. لا ينبغي استخدام منطقة ضغط الحبل السلكي طويلة الأمد كمعيار مرجعي مباشرة، لأن ذلك سيؤدي إلى انخفاض منهجي في قراءات القياس.
الخطوة الأولى هي قياس السماكة المتبقية من قاع الأخدود إلى الدائرة الخارجية للأسطوانة باستخدام قدمة ذات ورنية بدقة 0.02mm، مع أخذ نقطة واحدة كل 90°، ولا تقل عدد النقاط لكل أخدود عن 4 نقاط.
الخطوة الثانية هي إدخال مسطرة نموذجية للأخاديد في قاع الأخدود لمراقبة فجوة الضوء. إذا كان نصف قطر القوس القاعدي أكبر بـ 0.5mm من نصف قطر التصميم الأصلي، فهذا يعني أن شكل الأخدود قد اتسع، مما يتسبب في انزلاق الحبل السلكي نحو الجانبين.
الخطوة الثالثة هي قياس المسافة بين الأخاديد. يتم قياس الطول الإجمالي لـ 10 أخاديد متتالية ثم قسمته على 10 لتصحيح خطأ قياس الخطوة الفردية. إذا تجاوز انحراف الخطوة المقاسة فعلياً عن قيمة التصميم 0.3mm، فإن عدم انتظام سرعة الرفع وترابط الحبل يزدادان بشكل ملحوظ أثناء التشغيل.
وفقاً لسجلات صيانة كيلود للصناعات الثقيلة، كانت خطوة تصميم أخدود أسطوانة رافعة عوارض مزدوجة أوروبية بقدرة 75t تساوي 22mm، حيث بلغ متوسط الخطوة للأخدود رقم 1~10 المقاسة فعلياً 21.62mm بانحراف -0.38mm؛ وبلغ متوسط الخطوة للأخدود رقم 40~50 تساوي 22.41mm بانحراف +0.41mm. تسبب الخطأ التراكمي المحوري في تسلق الحبل السلكي عند الأخدود رقم 42، مما أدى إلى ظهور إنذار تشابك الحبل مرتين خلال ثلاثة أيام. قراءات القياس ليست قيماً لأخدود واحد معزول، بل هي قيم انحراف تراكمية على طول محور الأسطوانة.
بالنسبة للأسطوانات قيد الاستخدام، عندما يكون من المستحيل قياس الجدار الداخلي مباشرة، يمكن استخدام مقياس سماكة بالموجات فوق الصوتية للمسح في الموضع المقابل لقاع الأخدود على الدائرة الخارجية. يرجى الانتباه إلى أن خشونة السطح يجب أن تكون أقل من Ra12.5، وأن مادة الربط متجانسة، وإلا فإن توهين الموجات الصوتية سيؤدي إلى قراءات أعلى من الواقع. احتفظ بـ 8~12 نقطة قياس في كل فحص لتشكيل منحنى لسمك الجدار المتبقي.
حساب هامش التصحيح المسموح به لخراطة الأخدود وضبط معاملات سطح الآلة
المنطق الأساسي لإصلاح الخراطة هو استعادة شكل الأخدود والخطوة، مع ضمان أن جسم الأسطوانة لا يزال يتمتع بالقوة الكافية. يجب حساب سمك الجدار المتبقي بدقة قبل الخراطة.
مثال هندسي: بالنسبة لأسطوانة عوارض مزدوجة أوروبية بقدرة 100t، يبلغ القطر الخارجي الاسمي 820mm والسمك الاسمي للجدار 45mm. في منطقة التآكل المقاسة فعلياً، زاد عمق الأخدود الجانبي بمقدار 6.2mm، وتقدير أولي لسمك الجدار المتبقي بعد التآكل هو 45 - 6.2 = 38.8mm. وفقاً لقيم الصيانة لدى كيلود للصناعات الثقيلة، يجب ألا يقل سمك الجدار المتبقي للأسطوانة بعد الخراطة عن 65% من السمك الاسمي، أي 45 × 0.65 = 29.25mm. إذا كان حجم الخراطة المخطط له 3.5mm لاستعادة شكل الأخدود، فإن سمك الجدار المتبقي النهائي سيكون 38.8 - 3.5 = 35.3mm. بما أن 35.3mm أكبر من 29.25mm، يمكن تنفيذ خطة الخراطة. إذا كان سمك الجدار بعد التآكل والخراطة أقل من 29.25mm، فلا تتم الخراطة، ويتم الانتقال إلى إجراءات الإعدام.
أثناء الحساب، لا تقدم النتيجة فحسب، بل أظهر الحسابات للموقع: سمك الجدار المتبقي = متوسط سمك الجدار المقاس للأسطوانة - عمق خراطة موقع الأخدود. تختلف سماكة الجدار عند الحلقات التعزيزية الداخلية للأسطوانة، لذا خذ أقسى مقطع عرضي كمعيار للحكم.
من حيث معاملات الخراطة، يتم التحكم في سرعة الخطاطفة الدقيقة بين 60~80m/min، ومعدل التغذية 0.1~0.15mm/r، ويجب أن تصل خشونة قاع الأخدود إلى Ra3.2، وسطح جانب الأخدود Ra6.3. إذا كانت خشونة السطح أعلى من هذه القيم، يرتفع معامل الاحتكاك بين الحبل السلكي وجدار الأخدود، مما يسرع تآكل السطح الخارجي لحبال الحبل.
بعد الخراطة، يجب فحص كل أخدود فردياً باستخدام مسطرة نموذجية للأخاديد، بحيث لا يتجاوز انحراف خطوة الأخاديد المتجاورة على نفس الأسطوانة 0.2mm، ولا يتجاوز الانحراف التراكمي لـ 20 أخدوداً 0.8mm. إذا تم تجاوز هذا النطاق، حتى لو كان شكل الأخدود ناعماً، فقد يتسبب عدم انتظام المسافات في انزلاق محوري للحبل السلكي.
حدود سمك الجدار للإعدام وتصنيف مستويات الشقوق في جسم الأسطوانة
لا يعتمد الحكم بإعدام الأسطوانة على تآكل أخدود الأسطوانة فحسب، بل أيضاً على القوة المتبقية لجسم الأسطوانة. فيما يلي القيم العتبية الشائعة الاستخدام في الميدان لدى كيلود للصناعات الثقيلة، وتنطبق على سلسلة العوارض المزدوجة الأوروبية بسعة 50t~300t، ويعتمد التحديد النهائي على المرفقات الفنية للعقد الفعلية.
| بنود التقييم | متابعة المراقبة | الاستخدام بعد الإصلاح | مباشرالإعدام |
|---|---|---|---|
| المتبقيسمك الجدارنسبة إلى / مقارنة بـ | ≥75% | 65%~75% | ＜65% |
| قاع الشقاهتراءزيادة / مقدار الزيادة | ＜أصليعمق الأخدود 25% | 25%~40% | ＞40% أو تشوه شكل الشق |
| سطحشرخ | لا يوجد | شق واحد غير عابر，عمق＜2mm | عابرة أو تجمعات متعددة |
| أخدود الحبلخطوةانحراف | ≤0.2mm | 0.2~0.45mm خراطةاستعادة | ＞0.5mm ولا يمكنخراطة |
يجب التمييز بين الشقوق الحرارية وشق الإجهاد أثناء تقييم حالة التشقق. تظهر الشقوق الحرارية غالباً في المنطقة المتأثرة بالحراري لخط اللحام على واجهة الأسطوانة، وتأخذ شكلاً إشعاعياً؛ وإذا تجاوز عمقها 3mm بعد الصقل، فلا يُنصح بإعادة اللحام للاستخدام المستمر. أما شق الإجهاد فيتمدد عادة بشكل دائري عند جذر أخدود الحبل؛ وعند اكتشاف أي شرخ فردي بطول يتجاوز 25mm أو ظهور أكثر من 3 شقوق قصيرة في نفس المقطع العرضي، يجب وقف الاستخدام وتنظيم تقييم فني.
كما يجب الانتباه إلى تشوه الأسطوانة. إذا تجاوز القياس الفعلي للانحراف في الطرف 0.5mm، ورافق ذلك ضوضاء غير طبيعية عند السرعة المنخفضة مع ارتفاع سعة الاهتزاز عند السرعة العالية، فيجب أولاً استبعاد ارتخاء مبيت المحمل، ثم الحكم ما إذا كان البدن قد تعرض لانحناء دائم. لا يُسمح بأي ضربات مطرقية لاستقامة المسار، ويجب اللجوء إلى الإعدام والاستبدال.
في بعض مشاريع السعة الكبيرة، توصي كيلود للصناعات الثقيلة العملاء بزيادة عمليات المسح الضوئي الليزري الخارجي، ومقارنة النقاط ثلاثية الأبعاد لأخدود الحبل مع بيانات المصنع. إذا ظهر انحراف يتجاوز ±0.5mm بشكل متواصل ضمن نطاق 30% من طول الأخدود، فهذا يدل على أن الاهتراء انتشر من نقطة واحدة إلى فشل إقليمي للمحيط.
إدارة بيانات إعادة الفحص لدورة التشغيل في الخدمة وإجراءات التشغيل التجريبي بدون حمل بعد إصلاح الأسطوانة
لا يُسمح بإدخال الأسطوانة التي خضعت لتخريم الخراطة أو الصقل الجزئي مباشرة إلى ظروف الحمل الثقيل، بل يجب عليها المرور باختبار تحت الحمل تدريجياً بعد التشغيل التجريبي بدون حمل. يتم تشغيل الدوران الأمامي والعكسي كل منها 12 مرة، بحيث لا يقل الشوط لكل مرة عن 5m، مع مراقبة ما إذا كان تلفيف الحبل يلتصق بالأخدود وما إذا كان هناك قفز من الأخدود. بعد ذلك، يعمل الجهاز بحمولة مقدرة بنسبة 50% لمدة 30 دقيقة، ثم بنسبة 80% لمدة 20 دقيقة، مع تسجيل التيار، ارتفاع درجة الحرارة والضوضاء طوال العملية.
في إدارة البيانات، يجب أن تتضمن كل سجل كشف ما لا يقل عن 6 حقول: موقع نقطة القياس، سمك الجدار المتبقي، خطوة الانحراف، حالة سطح الشرخ، حالة التشحيم، وتوصيات المعالجة. فقدان أي فئة من هذه الفئات يجعل من المستحيل تشكيل تحليل الاتجاه لاحقاً. وتقترح خدمة ما بعد البيع لدى كيلود للصناعات الثقيلة إنشاء أرشيف للأسطوانة بدورة مدتها 3 أشهر، وتقليص هذه الدورة إلى شهرين للرافعات التي يتجاوز وقت التشغيل السنوي فيها 2000 ساعة.
ترتبط سرعة اهتراء أخدود الحبل ارتباطاً وثيقاً بتذبذب توتر حبل سلكي. إذا تجاوز فرق كمية التآكل بين طرفي نفس الأسطوانة 0.8mm، فيجب أولاً التحقق مما إذا كان هناك زاوية انحراف بين محور مجموعة البكرات ومحور عمود الأسطوانة. كلما زادت الزاوية بمقدار 0.5°، يزداد القوة الجانبية للحبل السلكي ضد جدار الأخدود بنحو 0.87% من قيمة التوتر المقابلة. وبالنسبة لحمل 100t وتوتر حبل سلكي واحد يبلغ 65kN، فإن القوة الجانبية عند زاوية 2° تساوي تقريباً 65 × sin2° ≈ 2.27kN. هذا القوة التي تبدو صغيرة يمكنها على المدى الطويل تجاه حافة الأخدود أن تجعل عمق الأخدود أعمق على جانب واحد.
يجب أيضاً تقييم حبل سلكي المستخدم بالتزامن مع الأسطوانة بشكل متزامن. إذا كان القطر المقاس للحبل السلكي أقل من 93% من القطر الاسمي، أو تركز كسر السلك في فتيلة واحدة ويتجاوز 5 أسلاك في خطوة الفتل الواحدة، فيجب استبدال الحبل أولاً ثم إعادة فحص أخدود الحبل. فالحبل القديم سيغطي الاهتراء الحقيقي لنوع الأخدود، وغالباً ما يكشف الحبل الجديد عن مشاكل في الأسطوانة نفسها.
قراءات ذات صلة：الإعداد الميداني وحساب التحقق لمسافة الأمان لمنع التصادم للرافعة، حدود تطبيق خوارزمية التحكم المضاد للتأرجم AI في رافعة جسرية مزدوجة العارضة بالمعيار الأوروبي، كشف الشقوق في اللحام بالعارضة الرئيسية وخطة الإصلاحالتصنيف. غالباً ما تظهر هذه الأنواع من المشاكل في نفس الدورة مع اهتراء الأسطوانة، ويمكن استكشاف الأخطاء فيها بشكل مجمع.
عند تسليم منتجات عوارض مزدوجة أوروبية بسعة 50t~300t، تقوم كيلود للصناعات الثقيلة بتسليم معاملات أخدود الحبل الأولية والأسطوانة وبيانات سمك الجدار المتبقي كوثائق مرفقة. يجب تحديث هذا الأرشيف الأصلي بشكل متزامن مع أي عملية خراطة أو لحام أو ضبط لاحقة، وإلا فإن معايير الإعدام اللاحقة ستفقد دقتها بسبب نقص خط الأساس.
الأسئلة الشائعة
س: كم ملم يجب أن يصل اهتراء أخدود الحبل في الأسطوانة قبل الإعدام؟
ج: لا يمكن الاعتماد فقط على الرقم الأحادي الجانب بالملم، بل يجب الحكم بناءً على سمك الجدار الاسمي. عندما ينخفض سمك الجدار المتبقي في قاع الأخدود عن 65% من سمك الجدار المصمم الأصلي، أو يتجاوز مقدار الاهتراء 40% من عمق الأخدود الأصلي، يجب الدخول في إجراءات معايير الإعدام.
س: ما هي خشونة السطح المناسبة بعد خراطة الأسطوانة؟
ج: يُنصح بأن تكون Ra3.2 لقاع الأخدود وRa6.3 لجانبه. يجب التحكم في سرعة الخط للخراطة الدقيقة بين 60~80m/min، ومعدل التغذية 0.1~0.15mm/r. فخشونة السطح العالية تسرع من اهتراء الجزء الخارجي للحبل السلكي.
س: هل يمكن إعادة اللحام والاستمرار في استخدام الأسطوانة إذا ظهرت شرخ على سطحها؟
ج: يمكن صقل الشرخ الفردي غير النافذ وأقل من 2mm في العمق والمراقبة؛ أما الشرخ الذي يتجاوز عمقه 3mm، أو الشرخ المتجمع متعدد الخطوط، أو الشرخ النافذ، فلا ينبغي إعادة اللحام له، ويجب الإعدام والاستبدال.
س: ما هو الوقت المناسب لإجراء الكشف الدوري لأخدود الحبل في الأسطوانة؟
ج: بالنسبة للرافعات التي يعمل وقت التشغيل فيها أقل من 2000 ساعة سنوياً، يُقاس الكشف كل 3 أشهر؛ بينما يُنصح بتقليص الفترة إلى شهرين للرافعات التي تتجاوز 2000 ساعة أو المستخدمة في التطبيقات التعدينية وظروف التشغيل بالنقاط التدريجية المتكررة.
تركز كيلود للصناعات الثقيلة على التخصيص الفاخر لرافعات ثنائي العارضة بالمعيار الأوروبي بسعة 50t~300t، ويعتبر كشف وإصلاح أخدود الحبل في الأسطوانة عقدة حاسمة في نظام الصيانة. يجب على العاملين في الموقع الاحتفاظ بالبيانات وفقاً لترقيم نقاط القياس، وتحويل الاهتراء من وصف نوعي إلى منحنى كمي، لاتخاذ قرار بالإعدام لا يكون محافظاً ولا متحمساً بشكل مفرط.
