دليل إصلاح وتعديل الرافعات: من التقوية إلى الترقية

بعد تشغيل الرافعة لمدة تتراوح بين 5 و10 سنوات، تصبح عوامل مثل إجهاد الهيكل، وتقادم النظام الكهربائي، وتحديث المعايير، تجعل التحديث خيارًا أكثر اقتصادًا من الاستبدال الكامل. تبلغ تكلفة استبدال رافعة جسرية بسعة رفع 50t حوالي 800,000 إلى 1,500,000 درهم، بينما لا تتجاوز تكلفة التحديث لنفس المستوى 200,000 إلى 500,000 درهم. في السنوات الأخيرة، استمرت معايير سلامة الرافعات في التحديث، حيث يفرض معيار GB/T 28264-2017 إلزامية تركيب نظام مراقبة وإدارة السلامة، كما يفرض TSG Q7016 متطلبات أكثر صرامة لقبول تركيب المعدات القديمة، مما دفع إلى زيادة كبيرة في طلبات تحديث الرافعات القائمة.

التقوية الهيكلية للرافعات

تُعد التقوية الهيكلية النوع الأكثر شيوعًا في تحديث الرافعات، وتستهدف ثلاث حالات رئيسية: انحناء العارضة الرئيسية بما يتجاوز الحد المسموح، وشقوق الإجهاد الموضعية، وضعف قدرة التحمل. عندما يتجاوز انحناء العارضة الرئيسية L/1500 (الحد الأدنى للانحناء العكسي للأعلى)، يجب إجراء استعادة التحدب أو التقوية. تشمل حلول التقوية الشائعة: تقوية باللوحة على الحافة السفلية للعارضة الرئيسية (بسماكة 6~10mm، مع استعادة تحدب 10~20mm)، وإضافة أضلاع تقوية طولية على لوح الويب (لتحسين مقاومة الالتواء الموضعي)، ولحام لوحات تقوية في منطقة توصيل العارضة الطرفية. يُنفذ لحام التقوية وفق معيار GB/T 50661، ويجب بعدها إجراء اختبار الحمل الساكن بنسبة 125% للتحقق.

تقنيات التحكم في تشوه اللحام للرافعات غير القياسية كبيرة الامتداد — تنطبق طرق التشوه المعاكس وتخليص الإجهاد الواردة فيها على لحام التقوية الهيكلية أيضًا. يتضمن تحديث زيادة سعة الرفع المقدرة (مثل 16t إلى 20t) التحقق من قوة العارضة الرئيسية، ومراجعة قدرة تحمل العارضة الطرفية ومجموعة العجلات. وفق معيار ISO 4301 / FEM 1.001، يجب ألا تتجاوز نسبة الإجهاد في العارضة الرئيسية بعد زيادة الحمولة 0.85. يُعد تحليل العناصر المحدودة خطوة إلزامية في تحديث زيادة الحمولة، حيث يتم التحقق من ثلاث حالات تشغيل لتحديد نطاق التقوية وسماكة الألواح. بعد التحديث، يجب إعادة اختبار النوع تحت فحص الإشراف من TSG. أنجزت كيلود للصناعات الثقيلة تحديث عدة رافعات جسرية من 16t إلى 20t ومن 20t إلى 32t، وجميعها اجتازت قبول TSG.

الترقية الكهربائية لنظام التحكم

تعتمد الرافعات القديمة غالبًا على محرك دوار ملفوف مع متحكم كامات وتحكم منطقي بالمرحلات، مما يؤدي إلى ضعف أداء التحكم بالسرعة، وارتفاع استهلاك الطاقة، وكثرة الأعطال. تنقسم حلول الترقية الكهربائية إلى ثلاثة مستويات: المستوى الأساسي (استبدال المحرك بمحرك متغير التردد مع محول تردد وتحكم PLC، مع الإبقاء على المفتاح الرئيسي الأصلي)، والمستوى القياسي (استبدال شامل بنظام تحكم بالسرعة عبر التردد مع PLC وشاشة لمس وبروتوكول PROFINET)، والمستوى الذكي (إضافة بوابة إنترنت الأشياء، ورفع البيانات عبر OPC UA إلى السحابة، والمراقبة عن بعد عبر الهاتف المحمول). تتراوح تكلفة الترقية الأساسية بين 50,000 و120,000 درهم، مع فترة استرداد تتراوح بين 8 و14 شهرًا.

بخصوص برمجة PLC وتصميم واجهات الأتمتة لخزائن التحكم في الرافعات غير القياسية، يقدم مقال بناء خزانة التحكم للرافعات غير القياسية حلًا تفصيليًا. يتمثل جوهر الترقية الكهربائية في إعادة تطوير برنامج PLC، بما يشمل ضبط معاملات محولات التردد للأجهزة الثلاثة (الرفع، جسر الرافعة، العربة) وبرمجة منطق التعشيق. يجب إعادة تصميم دائرة الأمان وفق معيار IEC 60204-32، بما في ذلك التوقف الطارئ، وتعشيق محددات السير، وحماية الوضع الصفري. تُستبدل الكابلات القديمة بالكامل بنوع مقاوم للهب (ZC-YJV)، وتُزود خزانة التحكم بدرجة حماية IP54. بعد الترقية الكهربائية، يمكن رفع سرعة الرفع من 8m/min إلى 12m/min (تحكم بالسرعة عبر التردد)، مع تحقيق تأثير توفير طاقة يتراوح بين 25% و35%.

إضافة أجهزة الأمان والسلامة

وفق متطلبات GB/T 28264-2017 «نظام مراقبة وإدارة السلامة لآلات الرفع»، يجب تركيب نظام مراقبة السلامة على الرافعات المصنعة أو المحدثة بعد عام 2017. يجب على الرافعات القديمة عند تحديثها تركيب الأجهزة التالية بشكل متزامن: محدد سعة الرفع (إنذار عند 110% من الحمولة الزائدة، وإيقاف عند 120%)، ومحدد السير (للاتجاهات الثلاثة: جسر الرافعة، العربة، والرفع)، وجهاز منع التصادم (ليزر أو أشعة تحت الحمراء عند تشغيل عدة رافعات على نفس السكة)، ومقياس شدة الرياح (للرافعات الخارجية، إنذار تلقائي عند تجاوز سرعة الرياح 15m/s). تتراوح تكلفة تركيب نظام مراقبة السلامة الكامل بين 30,000 و80,000 درهم.

للتطبيقات الخاصة مثل المعادن والصناعات الكيميائية، يجب أيضًا تركيب جهاز مقاومة الرياح ومضاد الانزلاق (مشبك السكة أو جهاز الإرساء)، ومعدات كهربائية مقاومة للانفجار (بشهادة Ex d IIB T4)، وجهاز حماية بالترابط. بعد تركيب أجهزة الأمان، يجب التحقق من عمل كل جهاز على حدة: يعمل محدد السير على مسافة ≥200mm من الموضع الأقصى، ويتوقف محدد الحمل الزائد بشكل موثوق ضمن نطاق 110%~120% من الحمولة المقدرة. تُدرج سجلات الاختبار الوظيفي لجميع أجهزة الأمان كجزء من وثائق قبول التحديث.

إجراءات التحديث ومتطلبات القبول

يمر التحديث القياسي للرافعات بأربع مراحل: الفحص والتقييم (1~3 أيام)، وتصميم الحل (3~7 أيام)، والتنفيذ (7~20 يومًا)، والفحص والقبول (2~5 أيام). في مرحلة الفحص والتقييم، يجب إجراء قياس تقوس العارضة الرئيسية، وفحص اللحامات، واختبار سمك الجدران، واختبار العزل الكهربائي، مع إصدار تقرير الفحص. في مرحلة تصميم الحل، تُعد رسومات التقوية والمخطط الكهربائي بناءً على نتائج الفحص، ويُعتمد حل التنفيذ بعد التحقق عبر تحليل العناصر المحدودة. تُنفذ مرحلة التنفيذ وفق الرسومات التصميمية ومواصفات البناء، ويجب أن تخضع العمليات الرئيسية (اللحام والتوصيلات الكهربائية) لفحص تأكيدي قبل المتابعة.

بخصوص اختبار الحمولة بعد التحديث وإجراءات قبول TSG الكاملة، يمكن الرجوع إلى مقال التركيب والتشغيل وقبول TSG للرافعات غير القياسية. يُنفذ الفحص والقبول بعد التحديث وفق معيار FEM 1.001 «مواصفة اختبار الرافعة» وTSG Q7016-2016. يشمل ذلك: اختبار الحمل الساكن بنسبة 125% (مع تشوه متبقٍ في العارضة الرئيسية ≤ L/2000)، واختبار الحمل الديناميكي بنسبة 110% (3 دورات كاملة)، والتحقق من عمل أجهزة الأمان (اختبار وظيفي شامل). يجب على مالك الرافعة المحدثة التقدم بطلب فحص إلى جهة الإشراف على المعدات الخاصة خلال 30 يومًا، ولا يجوز وضعها في الخدمة إلا بعد الحصول على علامة القبول.

مقارنة بين أنواع التحديث الثلاثة