دليل معيار GB/T 18438-2001 للمغناطيسات الرفع الكهرومغناطيسية LXD
GB/T 18438-2001 «آلات الرفع – مغناطيس الرفع الكهرومغناطيسي» هو معيار المنتج لمغناطيسات الرفع الكهرومغناطيسية في الرافعات. يحدد هذا المعيار تصنيف مغناطيسات الرفع الكهرومغناطيسية ومتطلباتها الفنية وطرق اختبارها وقواعد فحصها، وينطبق على مغناطيسات الرفع الكهرومغناطيسية التي تعمل بالتيار المستمر والمستخدمة في مناولة المواد الفولاذية (الألواح الفولاذية، والقضبان، والسبائك، والخردة الفولاذية، وغيرها).
يُعد المعيار GB/T 18438-2001 معيارًا متخصصًا لمغناطيسات الرفع الكهرومغناطيسية المستخدمة في آلات الرفع، حيث يحدد تصنيفها ومتطلباتها الفنية وطرق اختبارها وقواعد فحصها. تُستخدم مغناطيسات الرفع الكهرومغناطيسية كأجهزة التقاط الحمولة لنقل المواد الحديدية المغناطيسية مثل الألواح الفولاذية والمقاطع المعدنية والخردة، وتجد تطبيقًا واسعًا في صناعات المعادن ومعالجة الخردة.
تصنيف مغناطيسات الرفع وهيكلها
يصنف المعيار GB/T 18438-2001 مغناطيسات الرفع الكهرومغناطيسية حسب الاستخدام والهيكل إلى: مغناطيسات دائرية (سلسلة MW) — سطح الرفع دائري، مناسب لمناولة المواد الفولاذية غير المنتظمة مثل السبائك والقضبان والخردة، وهو النوع الأكثر استخدامًا، ويتراوح قطره من Φ300mm إلى Φ2000mm بأكثر من 10 مواصفات. مغناطيسات مستطيلة (سلسلة MR) — سطح الرفع مستطيل، مناسب لمناولة المواد الفولاذية الطويلة مثل الألواح والمقاطع والقضبان، ويتراوح طوله من 500mm إلى 3000mm. تُحدد قدرة الرفع وفقًا لمساحة سطح الرفع وكثافة التدفق المغناطيسي. مغناطيسات متخصصة — مثل مغناطيسات القضبان (بتوزيع متعدد الأقطاب يتناسب مع الشكل الشريطي للقضبان) ومغناطيسات الألواح (سطح رفع مسطح مع نتوءات مضادة للانزلاق تناسب السطح الأملس للألواح). الهيكل الأساسي لمغناطيس الرفع: الغلاف الخارجي (فولاذ مصبوب أو لوح فولاذي ملحوم، ذو نفاذية مغناطيسية جيدة)، الأقطاب المغناطيسية (مصنوعة من الحديد النقي أو الفولاذ منخفض الكربون، حيث يمر المسار المغناطيسي بين القطبين عبر المادة المرفوعة ليشكل دائرة مغلقة)، الملف (مصنوع من سلك نحاسي أو ألومنيوم ملفوف حول الأقطاب، يولّد مجالًا مغناطيسيًا عند مرور التيار)، صندوق التوصيل (مقاوم للماء والغبار)، الحماية العازلة وعين الرفع. ينص المعيار على أن درجة الحماية لمغناطيسات الرفع يجب ألا تقل عن IP55 (مقاوم للغبار ومقاوم لنفث الماء).
المتطلبات الكهربائية ومتطلبات العزل
المتطلبات التي يحددها المعيار للنظام الكهربائي لمغناطيسات الرفع: مصدر الطاقة — تعمل مغناطيسات الرفع بالتيار المستمر (220VDC أو 110VDC)، ويتم تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر عبر أجهزة التقويم. تتميز التغذية بالتيار المستمر بثبات المجال المغناطيسي وعدم وجود فقد التيارات الدوامية. انحراف الجهد المقنن — يجب أن يعمل مغناطيس الرفع بشكل طبيعي على رفع المواد المقننة ضمن نطاق انحراف الجهد المقنن ±10%. مقاومة العزل — يجب أن تكون مقاومة العزل بين ملف مغناطيس الرفع والهيكل (تُقاس بميجومتر 500V) ≥5MΩ في الحالة الباردة و≥1MΩ في الحالة الساخنة. التحمل العازلي — يجب أن يتحمل الملف بالنسبة للهيكل جهد اختبار التردد الصناعي (2 × الجهد المقنن + 1000V، لمدة دقيقة واحدة) دون انهيار أو وميض. ارتفاع حرارة الملف — عند التغذية المستمرة بالجهد المقنن (وفقًا لنسبة التشغيل التصميمية، عادةً FC=50% أي 5 دقائق تشغيل / 5 دقائق إيقاف)، يجب ألا يتجاوز ارتفاع حرارة الملف الحد المسموح به لعزل الفئة F (≤100K). جهاز إزالة المغناطيسية — يجب تزويد مغناطيس الرفع بجهاز إزالة مغناطيسية سريع (إزالة المغناطيسية بعكس اتجاه التيار)، بحيث لا تتجاوز المغناطيسية المتبقية بعد إزالة المغناطيسية 5% من القيمة المسموح بها للمواد المرفوعة، مما يضمن تفريغ المواد بسهولة (دون أن تبقى ملتصقة بسطح الرفع بسبب المغناطيسية المتبقية).
قدرة الرفع وعامل الأمان
قدرة الرفع المقدرة ومتطلبات السلامة التي يحددها المعيار: قدرة الرفع المقدرة — هي أقصى وزن مسموح به لرفع المواد المحددة (ألواح فولاذية قياسية Q235 بسماكة وحالة سطح محددة) عند الجهد المقنن. بالنسبة لمغناطيسات رفع الخردة، فإن قدرة الرفع المقدرة هي الوزن الذي يمكن رفعه من الخردة العادية (خردة مفككة وليست لوحًا فولاذيًا كاملًا) — وتكون عادةً 30%~50% فقط من قدرة رفع الألواح الفولاذية الكاملة. عامل الأمان — يجب أن يكون عامل الأمان لمغناطيس الرفع (نسبة قوة الجذب الساكنة إلى قدرة الرفع المقدرة) ≥2.5 (أي أن قوة الجذب الساكنة الناتجة عند الجهد المقنن تساوي على الأقل 2.5 ضعف سعة الرفع المقدرة). التكوين الاحتياطي — بالنسبة لمغناطيسات الرفع المستخدمة في مناولة المعدن المنصهر أو المواد الحرجة، يجب تزويدها بملفين (ملف رئيسي وملف احتياطي) أو مصدرَي طاقة (مصدر رئيسي ومصدر احتياطي) — بحيث يحتفظ أحدهما بقوة الجذب عند تعطل الآخر. الحماية عند انقطاع التيار — يجب تزويد مغناطيس الرفع بجهاز حفظ مغناطيسية عند انقطاع التيار (بطارية أو مكثف فائق)، بحيث يتم التبديل التلقائي إلى مصدر الطاقة الاحتياطي عند انقطاع التغذية عن الرافعة للحفاظ على قوة الجذب لمدة 5 دقائق على الأقل، مما يمنح المشغل وقتًا كافيًا لإنزال الحمولة بأمان. يمكن لشركة كيلود للصناعات الثقيلة توفير أنواع مختلفة من مغناطيسات الرفع الكهرومغناطيسية لتلبية احتياجات مناولة المواد في مصانع الصلب وساحات الخردة.
الاختبار والفحص
بنود الاختبار التي يحددها المعيار: الفحص البصري — يجب أن يكون الغلاف الخارجي خاليًا من الشروخ والمسامية والتلف، وأن يكون صندوق التوصيل محكم الإغلاق. اختبار مقاومة العزل — مقاومة العزل في الحالة الباردة ≥5MΩ. قياس مقاومة الملف — يجب أن تتطابق قيمة مقاومة التيار المستمر للملف مع قيمة التصميم (الانحراف ≤±5%). قياس تيار عدم التحميل — قياس تيار عدم التحميل عند الجهد المقنن ومقارنته بقيمة التصميم للكشف عن وجود قصر بين اللفات. اختبار قوة الجذب — قياس قوة الجذب الفعلية لمغناطيس الرفع عند الجهد المقنن باستخدام كتلة الاختبار القياسية (لوح فولاذي Q235 بسماكة وخشونة سطح محددة) — يجب ألا تقل عن 2.5 ضعف سعة الرفع المقدرة. اختبار ارتفاع الحرارة — التغذية المستمرة في الظروف الاسمية حتى الوصول إلى التوازن الحراري، وقياس ارتفاع حرارة الملف. يشمل اختبار النوع أيضًا اختبار التحمل العازلي واختبار مقاومة الماء (اختبار الرش IP55) واختبار الصدم (محاكاة ظروف الاصطدام). الفحص الروتيني أثناء الاستخدام — فحص الكابل وصندوق التوصيل قبل كل وردية عمل للتأكد من عدم وجود تلف وسلامة العزل؛ قياس مقاومة العزل مرة واحدة شهريًا؛ والتحقق من قوة الجذب الفعلية كل ثلاثة أشهر (باستخدام كتلة الاختبار).
| معامل | دائريكوب الشفط(MW) | مستطيلكوب الشفط(MR) |
|---|---|---|
| كوب الشفطالشكل | دائري | مستطيل |
| المواد المناسبة | سبيكة فولاذية,خردة الفولاذ,قضيب فولاذي خام | لوح فولاذي,فولاذ مشكل,قضيب سكة حديد |
| القطر/الطول | Φ300~2000mm | 500~3000mm |
| عامل الأمان | ≥2.5 | ≥2.5 |
| شائع الاستخدامجهد كهربائي | 220VDC | 220VDC |
| درجة الحماية | IP55 | IP55 |
الأسئلة الشائعة
س: ما العوامل التي تؤثر على قدرة الرفع للمغناطيس الكهرومغناطيسي؟
ج: تتأثر قدرة الرفع للمغناطيس الكهرومغناطيسي بعدة عوامل رئيسية: 1) نوع المادة ودرجة حرارتها — يتمتع الفولاذ الكربوني المنخفض بأعلى قوة جذب، يليه الفولاذ الكربوني المرتفع، بينما يكون الحديد الزهر الأضعف؛ وعند تجاوز درجة الحرارة 600°C، تنخفض قدرة الرفع بنسبة تتراوح بين 50% و70%. 2) حالة سطح المادة — الألواح الفولاذية ذات الأسطح المستوية والخالية من الصدأ والتغطيات تحقق أقصى قوة جذب. 3) جهد التغذية — انخفاض الجهد بنسبة 10% يؤدي إلى انخفاض قوة الجذب بنسبة 19% تقريبًا. 4) الفجوة الهوائية — كل زيادة بمقدار 1 مم في الفجوة بين كوب الشفط والمادة تؤدي إلى انخفاض قوة الجذب بنسبة تتراوح بين 15% و25%.
س: كيف يتم ضمان السلامة عند انقطاع التيار الكهربائي المفاجئ؟
ج: تتطلب المعايير أن يكون المغناطيس الكهرومغناطيسي مزودًا بجهاز حماية مغناطيسية عند انقطاع التيار أو مصدر طاقة طوارئ. مبدأ عمل جهاز الحماية: يتم شحن المكثف الفائق أو البطارية الاحتياطية أثناء التشغيل العادي، وعند انقطاع التيار الرئيسي يتم التبديل التلقائي إلى مصدر الطاقة الاحتياطي للحفاظ على تيار الإثارة للمغناطيس، مما يحافظ على قوة الجذب لمدة تتراوح بين 20 و30 ثانية على الأقل، لإعطاء المشغل وقتًا كافيًا لخفض الحمولة إلى مكان آمن. رافعات كيلود للصناعات الثقيلة الكهرومغناطيسية مزودة بنظام حماية مغناطيسية عند انقطاع التيار بشكل قياسي.
س: ما هو محتوى الفحص اليومي للمغناطيس الكهرومغناطيسي؟
ج: الفحص اليومي: فحص الكابل بحثًا عن أي تلف، والتأكد من سلامة الختم المقاوم للماء في صندوق التوصيل، وفحص سطح كوب الشفط بحثًا عن اهتراء أو حروق شديدة. الفحص الأسبوعي: استخدام الميجومتر لقياس مقاومة العزل للملف الكهرومغناطيسي إلى الأرض (يجب أن تكون ≥5MΩ)، وفحص سلامة تشغيل مروحة التبريد. الفحص الشهري: التحقق من قدرة الرفع الفعلية لكوب الشفط (باستخدام كتلة الاختبار المعيارية للتأكد من أن قوة الجذب تصل إلى 90% على الأقل من السعة الاسمية). الفحص النصف سنوي: فتح صندوق التوصيل وفحص التوصيلات الداخلية بحثًا عن أي ارتخاء أو أكسدة.
س: ما هي القطاعات وظروف التشغيل التي ينطبق عليها المغناطيس الكهرومغناطيسي؟
ج: يُستخدم المغناطيس الكهرومغناطيسي على نطاق واسع في: 1) قطاع الحديد والصلب — الرفع والنقل للألواح الفولاذية والقضبان والفولاذ الإنشائي والخردة، بالتعاون مع الرافعات المعدنية. 2) قطاع إعادة تدوير الخردة — تحميل وتفريغ وفرز الخردة في ساحات التخزين. 3) قطاع التصنيع الميكانيكي — رفع الألواح الفولاذية الكبيرة والمكوّنات الهيكلية. لا ينطبق على رفع المواد ذات درجات الحرارة المرتفعة (>600°C)، أو المعادن غير الحديدية (الألومنيوم والنحاس وغيرها من المواد غير المغناطيسية)، أو البيئات القابلة للاشتعال والانفجار. بالنسبة لرفع الألواح الفولاذية الطويلة (≥10م)، يُنصح باستخدام عدة مغناطيسات رفع موزعة بالتوازي.
