شرح المعيار JB/T 6392.2-2017 «الرافعات — العجلات — الجزء 2: سطح العجلة»
📌JB/T 6392.2-2017 «الرافعات — العجلات — الجزء 2: سطح العجلة» هو معيار خاص بسطح عجلات الرافعات. يحدد هذا المعيار المتطلبات الفنية لسطح العجلة، ومواصفات المعالجة الحرارية، وطرق الفحص.
المتطلبات الفنية لسطح المداس
توفر شركة «كرويد للصناعات الثقيلة» عجلات بمختلف المواصفات. تنص المعايير على أن سطح العجلة هو الجزء الذي يتلامس مباشرة مع القضبان، ويتحمل ضغوط تلامس وتآكل هائلة. ويؤدي المعالجة الحرارية لسطح العجلة (التصلب السطحي) إلى رفع صلابة السطح إلى HB300~380، مع الحفاظ على المرونة الأصلية للجزء الداخلي عند HB≤269. يبلغ عمق الطبقة المقسّاة ≥15 مم (يُقاس من سطح التلامس إلى الداخل). يتم استخدام التسخين والتصلب بالحثّ بالتردد المتوسط، حيث تتراوح درجة حرارة التسخين بين 880 و920 درجة مئوية مع التبريد بالرش المائي، وتبلغ درجة حرارة التلدين 400~500 درجة مئوية. تتطلب متطلبات توحيد الصلابة أن يكون الفرق في الصلابة بين مختلف نقاط العجلة ≤HB40.
يجب أن تتناسب صلابة سطح العجلة بشكل معقول مع صلابة القضيب — وعادةً ما تكون صلابة العجلة أعلى من صلابة القضيب بمقدار 30 إلى 50 وحدة HB. فالصلابة المفرطة تؤدي إلى تآكل القضيب بسرعة مفرطة، بينما تؤدي الصلابة المنخفضة إلى تآكل العجلة بسرعة مفرطة. المطابقة الشائعة: عجلات HB300~350 مع سكة HB250~280 (سكة من نوع QU70 أو QU80). كما تنص المعايير على متطلبات التركيب المجهري لسطح العجلة — يجب أن تكون طبقة التصلب عبارة عن مارتنسيت إبرية دقيقة، وأن تتحول بعد التلدين إلى تركيب مارتنسيت ملدن.
تحدد المعايير بالتفصيل طرق فحص جودة المعالجة الحرارية لسطح العجلة — حيث يُجرى فحص الصلابة عن طريق أخذ قياسات من 4 نقاط موزعة بالتساوي على محيط سطح العجلة وحساب المتوسط، على أن لا يتجاوز الفرق في الصلابة بين النقاط المختلفة في نفس العجلة 40 وحدة على مقياس هب. يتم فحص عمق طبقة التصلب باستخدام طريقة صلابة فيس، حيث يتم القياس نقطةً نقطةً من سطح العجلة باتجاه المركز حتى الوصول إلى المسافة التي تنخفض عندها الصلابة إلى 1.1 ضعف صلابة المركز. أما الفحص المجهري فيتم أخذ عينة من المقطع العرضي للعجلة لمراقبة البنية المجهرية لطبقة التصلب، والتي يجب أن تكون على شكل مارتيسي إبرية دقيقة، وتصبح بنية مارتيسية مُتَرددة بعد الترطيب. ولا يُسمح بوجود بنية مارتيسية خشنة أو بنية أوستيتية متبقية.
متطلبات المعيار الخاصة بصيانة سطح العجلة — يجب إجراء تشغيل تجريبي للعجلات الجديدة قبل بدء استخدامها، وذلك من خلال تشغيلها لمدة ساعتين دون حمولة لضمان التلامس الكامل بين سطح العجلة والسكك الحديدية. أثناء الاستخدام، يجب قياس قطر العجلة كل 500 ساعة عمل لفحص مقدار التآكل، وفحص صلابة سطح العجلة كل 1000 ساعة عمل للتأكد من أنها تقع في النطاق HB300~380. وعندما يظهر تقشر على سطح العجلة أو يتجاوز عمق الانبعاج 1 مم، يجب إيقاف الاستخدام لإجراء الإصلاح أو الاستبدال. يجب استبدال العجلة عندما ينخفض سمك الحافة المتآكلة عن السماكة الأصلية بمقدار 40% أو ينخفض ارتفاع الحافة بمقدار 50%. يجب ألا يزيد الفرق في قطر العجلتين على جانبي المحور عن 0.5 مم، وإلا سيحدث تآكل في السكة.
فحص الطبقة المقسّاة
تشمل فحوصات طبقة التصلب المنصوص عليها في المعيار فحص الصلابة (السطح HB 300~380، مع انخفاض تدريجي في المنطقة الانتقالية، والقلب HB ≤ 269)، فحص عمق الطبقة المقسّاة (≥15 مم)، وفحص البنية الميكروسكوبية (مارسيت إبرية دقيقة في الطبقة المقسّاة، ومارسيت مُتُرددة بعد التلدين). طرق الفحص — تُستخدم مقياس صلابة روكويل أو مقياس صلابة برونز لفحص الصلابة، بينما تُستخدم طريقة صلابة فيس أو الطريقة الميكروسكوبية لفحص عمق الطبقة المقسّاة. يتم أخذ عينة واحدة (لا تقل عن قطعة واحدة) من كل دفعة لإجراء قياس توزيع الصلابة على المقطع الكامل.
تصلب السطح
الحفاظ على المرونة
التبريد التعريفي
HB30~50
الشقوق الناتجة عن التقشر
الارتفاع > 50%
| مواصفات العجلات | المواد | صلابة سطح المداس (HRC) | عمق الطبقة المتصلبة (مم) | ضغط العجلة (kN) |
|---|---|---|---|---|
| Φ350×130 | 65Mn | 40~48 | ≥15 | ≤120 |
| Φ400×130 | 65Mn | 40~48 | ≥15 | ≤160 |
| Φ500×150 | 65Mn | 40~48 | ≥15 | ≤250 |
| Φ600×150 | 65Mn | 40~48 | ≥15 | ≤360 |
التآكل والتلف
يجب استبدال الإطار إذا تجاوز مقدار تآكل سطح الدوران (انخفاض القطر) 5% من القطر الأصلي. كما يجب استبداله في حالة ظهور تقشر على سطح الدوران، أو إذا تجاوز عمق العلامات الناتجة عن الضغط 1 مم، أو في حالة وجود تشققات في سطح الدوران. ويجب استبداله أيضًا إذا انخفض سمك الحافة المتآكلة بأكثر من 40% من السماكة الأصلية، أو إذا انخفض ارتفاع الحافة بأكثر من 50%. يجب ألا يتجاوز الفرق بين قطر العجلتين على جانبي المحور نفسه 0.5 مم. أثناء الاستخدام، يجب قياس قطر العجلات كل 500 ساعة عمل للتحقق من مقدار التآكل.
| بنود الفحص | المتطلبات الفنية | الطريقة | الدورة |
|---|---|---|---|
| صلابة سطح المداس | HB300~380 | مقياس الصلابة | كل دفعة |
| عمق الطبقة المتصلبة | ≥15 مم | الميكروسكوب المجهري/مقياس فيك | كل دفعة |
| مقدار التآكل | تقليص القطر ≤ 5% | الفرجار | 500 ساعة |
| حافة العجلة | تخفيض السماكة ≤ 40% | الفرجار | 500 ساعة |
| فارق العجلات | المحور نفسه ≤ 0.5 مم | الفرجار | أثناء التثبيت |
طرق فحص جودة المعالجة الحرارية لسطح العجلة وفقًا للمعايير — فحص الصلابة: يتم أخذ 4 نقاط متساوية التوزيع على محيط سطح العجلة وقياس متوسط القيم. فحص عمق الطبقة المقواة: يتم استخدام طريقة صلابة فيس، حيث يتم القياس نقطةً نقطةً من سطح العجلة باتجاه المركز حتى تصل الصلابة إلى 1.1 ضعف صلابة المركز. الفحص المجهري: تُؤخذ عينة من المقطع العرضي للعجلة، ويُلاحظ أن البنية المجهرية لطبقة التصلب يجب أن تكون مارسيتية دقيقة الشكل.
الأسئلة الشائعة
سؤال: لماذا يخضع سطح العجلة للمعالجة الحرارية؟
الإجابة: يتلامس سطح العجلة مباشرة مع القضبان، ويتحمل إجهادات تلامس وتآكلًا هائلين. ويؤدي المعالجة الحرارية (التصلب السطحي) إلى رفع صلابة السطح إلى HB300~380، مع الحفاظ على ليونة القلب عند HB≤269. ويضمن عمق الطبقة المقسّاة الذي يبلغ 15 مم أو أكثر عمر الخدمة. كما تحافظ الطبقة المقسّاة على شكل سطح العجلة طوال دورة حياتها الكاملة، مما يقلل من التآكل.
سؤال: ما هي معلمات عملية المعالجة الحرارية لسطح العجلة؟
الإجابة: يتم استخدام التسخين والتصلب بالحث الكهرومغناطيسي متوسط التردد، حيث تتراوح درجة حرارة التسخين بين 880 و920 درجة مئوية مع التبريد بالرش المائي، وتبلغ درجة حرارة التلدين 400 إلى 500 درجة مئوية. يبلغ عمق طبقة التصلب 15 مم أو أكثر. صلابة سطح الدواسة تتراوح بين HB300 و380، وصلابة القلب لا تزيد عن HB269. لا يتجاوز الفرق في توزيع الصلابة بين مختلف نقاط العجلة 40 وحدة على مقياس هيرتز (HB).
سؤال: ما هي متطلبات التوافق بين صلابة سطح العجلة وصلابة القضبان؟
الإجابة: يجب أن تتناسب صلابة سطح العجلة مع صلابة القضبان بشكل معقول — وعادةً ما تكون صلابة العجلة أعلى من صلابة القضبان بمقدار HB30~50. فإذا كانت الصلابة مرتفعة جدًا، يتآكل السكة بسرعة كبيرة، وإذا كانت منخفضة جدًا، يتآكل العجلات بسرعة كبيرة. المطابقة الشائعة: عجلات HB300~350 مع سكة HB250~280.
سؤال: ما هو مستوى تآكل سطح العجلة الذي يستلزم استبدالها؟
الإجابة: يجب استبدال الإطار عندما يتجاوز مقدار تآكل سطح الدوران (انخفاض القطر) القطر الأصلي بمقدار 5%. يجب استبدال العجلة في حالة تقشر سطح الدوران، أو وجود انبعاجات تزيد عن 1 مم، أو وجود تشققات. يجب استبدال العجلة إذا انخفض سمك الحافة المتآكلة بنسبة تزيد عن 40% من السماكة الأصلية، أو انخفض ارتفاعها بنسبة تزيد عن 50%. يجب ألا يزيد الفرق في قطر العجلتين على نفس المحور عن 0.5 مم.
