تعمل إستراتيجية إدارة سلسلة AFC على إطالة العمر ومنع التوقف غير المخطط له
سلسلة التعدينيمكن إجراء أو كسر العملية. في حين أن معظم المناجم ذات الجدران الطويلة تستخدم سلسلة 42 مم أو أكثر على ناقلات الوجه المدرعة (AFCs)، فإن العديد من المناجم تعمل بسلسلة 48 مم وبعضها يعمل بسلسلة يصل حجمها إلى 65 مم. يمكن للأقطار الأكبر إطالة عمر السلسلة. غالبًا ما يتوقع مشغلو Longwall أن يتجاوز 11 مليون طن بأحجام 48 مم وما يصل إلى 20 مليون طن بأحجام 65 مم قبل إخراج السلسلة من الخدمة. تعد السلسلة بهذه الأحجام الكبيرة باهظة الثمن ولكنها تستحق العناء إذا كان من الممكن تعدين لوحة كاملة أو اثنتين دون إيقاف التشغيل بسبب فشل السلسلة. ولكن، إذا حدث انقطاع في السلسلة بسبب سوء الإدارة، أو سوء التعامل، أو المراقبة غير السليمة، أو بسبب الظروف البيئية التي يمكن أن تسبب تكسير التآكل الإجهادي (SCC)، فإن المنجم يواجه مشاكل كبيرة. في هذه الحالة، يصبح السعر المدفوع لهذه السلسلة موضع نقاش.
إذا لم يكن مشغل الجدار الطويل يدير أفضل سلسلة ممكنة للظروف في المنجم، فقد يؤدي إيقاف التشغيل غير المخطط له بسهولة إلى محو أي وفورات في التكلفة تم الحصول عليها أثناء عملية الشراء. إذن ما الذي يجب أن يفعله مشغل longwall؟ يجب عليهم إيلاء اهتمام وثيق للظروف الخاصة بالموقع واختيار السلسلة بعناية. بعد شراء السلسلة، يحتاجون إلى إنفاق المزيد من الوقت والمال اللازم لإدارة الاستثمار بشكل صحيح. وهذا يمكن أن يحقق أرباحا كبيرة.
يمكن أن تؤدي المعالجة الحرارية إلى زيادة قوة السلسلة، أو تقليل هشاشتها، أو تخفيف الضغوط الداخلية، أو زيادة مقاومة التآكل، أو تحسين إمكانية تشغيل السلسلة. أصبحت المعالجة الحرارية شكلاً من أشكال الفنون الجميلة وتختلف من مصنع لآخر. الهدف هو الحصول على توازن في خصائص المعدن بما يناسب وظيفة المنتج على أفضل وجه. تعد السلسلة المقوية تفاضليًا إحدى التقنيات الأكثر تطوراً التي تستخدمها سلسلة بارسونز حيث يظل تاج رابط السلسلة صعبًا لمقاومة التآكل والأرجل إذا كانت الروابط أكثر ليونة مما يزيد من المتانة والليونة في الخدمة.
الصلابة هي القدرة على مقاومة التآكل ويتم الإشارة إليها إما برقم صلابة برينل بالرمز HB أو رقم صلابة فيكرز (HB). إن مقياس صلابة فيكرز متناسب حقًا، لذا فإن مادة ذات صلابة 800 فولت هي أكثر صلابة بثمانية أضعاف من مادة ذات صلابة 100 فولت. وبالتالي فهو يوفر مقياسًا منطقيًا للصلابة من المادة الأكثر ليونة إلى المادة الأكثر صلابة. بالنسبة لقيم الصلابة المنخفضة، التي تصل إلى حوالي 300، تكون نتائج صلابة فيكرز وبرينل هي نفسها تقريبًا، ولكن بالنسبة للقيم الأعلى، تكون نتائج برينل أقل بسبب تشويه المسافة البادئة للكرة.
اختبار تأثير شاربي هو مقياس لهشاشة المادة التي يمكن الحصول عليها من اختبار التأثير. يتم تحزيم وصلة السلسلة عند نقطة اللحام على الوصلة ويتم وضعها في مسار البندول المتأرجح، ويتم قياس الطاقة اللازمة لكسر العينة من خلال تقليل تأرجح البندول.
توفر معظم الشركات المصنعة للسلاسل بضعة أمتار من كل طلب دفعة للسماح بإجراء اختبار تدميري كامل. يتم عادةً توفير نتائج الاختبار الكاملة والشهادات مع السلسلة التي يتم شحنها عادةً في أزواج متطابقة طولها 50 مترًا. يتم أيضًا رسم الاستطالة عند قوة الاختبار والاستطالة الكلية عند الكسر خلال هذا الاختبار المدمر.
السلسلة الأمثل
الهدف هو الجمع بين كل هذه الخصائص لإنشاء السلسلة المثالية، والتي تتضمن الأداء التالي:
• قوة شد أعلى.
• مقاومة أعلى لتآكل الوصلة الداخلية.
• مقاومة عالية لتلف العجلة المسننة.
• مقاومة أكبر للتشقق المارتنسيتي.
• تحسين المتانة.
• زيادة التعب الحياة. و
• مقاومة SCC.
ومع ذلك، لا يوجد حل واحد مثالي، بل هناك تسويات مختلفة فقط. سوف تميل نقطة الإنتاجية العالية إلى أن تؤدي إلى إجهاد متبقي مرتفع، إذا ارتبطت بالصلابة العالية لزيادة مقاومة التآكل، فإنها ستميل أيضًا إلى تقليل المتانة ومقاومة التآكل الناتج عن الإجهاد.
يسعى المصنعون باستمرار إلى تطوير سلسلة تعمل لفترة أطول وتتحمل الظروف الصعبة. تقوم بعض الشركات المصنعة بتعبئة السلسلة للتعامل مع البيئات المسببة للتآكل. خيار آخر هو سلسلة COR-X، وهي مصنوعة من سبائك الفاناديوم والنيكل والكروم والموليبدينوم الحاصلة على براءة اختراع والتي تحارب SCC. ما يجعل هذا الحل فريدًا من نوعه هو أن خصائص مقاومة التآكل الناتج عن الإجهاد تكون متجانسة في جميع أنحاء الهيكل المعدني للسلسلة ولا تتغير فعاليتها مع تآكل السلسلة. لقد أثبت COR-X قدرته على زيادة عمر السلسلة بشكل كبير في البيئات المسببة للتآكل والقضاء فعليًا على الفشل الناتج عن التآكل الناتج عن الإجهاد. أثبتت الاختبارات أن قوة الكسر والتشغيل تزيد بنسبة 10%. تم زيادة تأثير الشق بنسبة 40% وزيادة مقاومة SCC بنسبة 350% مقارنة بالسلسلة العادية (DIN 22252).
هناك حالات تم فيها تشغيل سلسلة COR-X مقاس 48 مم بمقدار 11 مليون طن دون حدوث عطل متعلق بالسلسلة قبل إيقاف تشغيلها. وقام التثبيت الأولي لسلسلة OEM Broadband بواسطة Joy في منجم BHP Billiton San Juan بتشغيل سلسلة Parsons COR-X المصنعة في المملكة المتحدة، والتي يقال إنها نقلت ما يصل إلى 20 مليون طن من الوجه خلال حياتها.
سلسلة عكسية لإطالة عمر السلسلة
السبب الرئيسي لتآكل السلسلة هو حركة كل وصلة رأسية تدور حول الوصلة الأفقية المجاورة لها عند دخولها وخروجها من العجلة المسننة. يؤدي هذا أيضًا إلى مزيد من التآكل في مستوى واحد من الوصلات أثناء دورانها عبر العجلة المسننة، وبالتالي فإن إحدى أكثر الطرق فعالية لإطالة عمر السلسلة المستخدمة هي تدويرها أو عكسها 180 درجة لتشغيل السلسلة في الاتجاه المعاكس. . سيؤدي هذا إلى تشغيل الأسطح "غير المستخدمة" للروابط ويؤدي إلى تقليل مساحة الارتباط مما يعادل عمر سلسلة أطول.
يمكن أن يؤدي التحميل غير المتساوي للناقل، لأسباب مختلفة، إلى تآكل غير متساوٍ في السلسلتين مما يؤدي إلى تآكل إحدى السلسلة بشكل أسرع من الأخرى. يمكن أن يؤدي التآكل أو التمدد غير المتساوي في أي من السلسلتين أو كلتيهما كما يحدث مع المجموعات الخارجية المزدوجة إلى عدم تطابق الرحلات الجوية، أو خروجها عن المسار أثناء دورانها حول العجلة المسننة. يمكن أن يحدث هذا أيضًا بسبب ارتخاء إحدى السلسلتين. سيؤدي هذا التأثير غير المتوازن إلى مشاكل تشغيلية، بالإضافة إلى التسبب في تآكل مفرط وتلف محتمل لعجلات العجلة المسننة.
توتر النظام
هناك حاجة إلى برنامج شد وصيانة منهجي لضمان التحكم في معدل تآكل السلسلة بعد التثبيت، مع استطالة كلتا السلسلتين بسبب التآكل بمعدل متحكم فيه وقابل للمقارنة.
في إطار برنامج الصيانة، سيقوم موظفو الصيانة بقياس تآكل السلسلة بالإضافة إلى التوتر، واستبدال السلسلة عندما تتآكل بنسبة تزيد عن 3%. لتقدير ما تعنيه هذه الدرجة من تآكل السلسلة بالقيمة الحقيقية، يجب أن نتذكر أنه على وجه جدار بطول 200 متر، فإن تآكل السلسلة بنسبة 3٪ يعني زيادة في طول السلسلة بمقدار 12 مترًا لكل حبلا. سيقوم موظفو الصيانة أيضًا باستبدال أسنان التوصيل والإرجاع والمزالج عند تعرضها للتآكل أو التلف، كما يقومون بفحص علبة التروس ومستوى الزيت والتأكد، على فترات منتظمة، من إحكام ربط البراغي.
هناك طرق راسخة لحساب المستوى الصحيح للادعاء، وقد ثبت أنها دليل مفيد جدًا للقيم الأولية. ومع ذلك، فإن الطريقة الأكثر موثوقية هي مراقبة السلسلة لأنها تترك العجلة المسننة عندما يعمل AFC في ظل ظروف التحميل الكامل. يجب أن يُنظر إلى السلسلة على أنها تظهر الحد الأدنى من الركود (وصلتين) أثناء فصلها عن ضرس محرك الأقراص. عند وجود مثل هذا المستوى، يجب قياس التظاهر وتسجيله وتعيينه للمستقبل كمستوى التشغيل لذلك الوجه المعين. وينبغي أخذ قراءات ما قبل التوتر بشكل منتظم وتسجيل عدد الروابط التي تمت إزالتها. سيوفر هذا إنذارًا مبكرًا ببداية التآكل التفاضلي أو التآكل المفرط.
يجب تقويم الرحلات المنحنية أو تغييرها دون تأخير. إنها تقلل من أداء الناقل وقد تؤدي إلى سقوط الشريط من السباق السفلي والقفز على العجلة المسننة مما يتسبب في تلف كلتا السلسلتين والعجلة المسننة وقضبان الطيران.
يجب أن يظل مشغلو Longwall في حالة تأهب بشأن أدوات تجريد السلسلة البالية والتالفة لأنها قد تسمح لسلسلة مرتخية بالبقاء في العجلة المسننة وقد يؤدي ذلك إلى التشويش والضرر.
تبدأ إدارة السلسلة أثناء التثبيت
لا يمكن المبالغة في التأكيد على الحاجة إلى خط وجه مستقيم جيد. من المحتمل أن يؤدي أي انحراف في محاذاة الوجه إلى ادعاءات تفاضلية بين سلاسل الوجه والسلاسل الجانبية مما يؤدي إلى تآكل غير متساوٍ. من المرجح أن يحدث هذا على الوجه الذي تم إنشاؤه حديثًا حيث تمر السلاسل خلال فترة "الفراش".
بمجرد تشكيل نمط التآكل التفاضلي، يصبح من المستحيل تقريبًا تصحيحه. في أغلب الأحيان، يستمر الفارق في التفاقم مع تآكل السلسلة المتراخية لخلق المزيد من الركود.
يتم توضيح الآثار الضارة للجري بخط وجه ضعيف يؤدي إلى اختلافات مفرطة في الجانب للادعاءات الجانبية من خلال مراجعة الأرقام. على سبيل المثال، جدار طويل يبلغ طوله 1000 قدم مع سلسلة AFC مقاس 42 مم تحتوي على ما يقرب من 4000 وصلة في كل جانب. قبول أن إزالة التآكل المعدني للارتباط الداخلي تتم عند طرفي الارتباط. تحتوي السلسلة على 8000 نقطة يتم عندها تآكل المعدن بسبب ضغوط الوصلات البينية أثناء قيادتها وأثناء اهتزازها على الوجه أو تعرضها لتحميل الصدمات أو تأثرها بهجوم التآكل. لذلك، لكل 1/1000 بوصة من التآكل، فإننا نولد زيادة في الطول بمقدار 8 بوصات. أي اختلاف طفيف بين معدلات تآكل الوجه والجانب، الناتج عن التوترات غير المتساوية، يتضاعف بسرعة إلى اختلاف كبير في أطوال السلسلة.
يمكن أن يؤدي وجود اثنين من المطروقات على العجلة المسننة في نفس الوقت إلى تآكل غير ضروري لشكل السن. ويرجع ذلك إلى فقدان الموقع الإيجابي في ضرس القيادة الذي يسمح للوصلة بالانزلاق على أسنان القيادة. يؤدي هذا الإجراء المنزلق إلى قطع الوصلة ويزيد أيضًا من معدل التآكل على أسنان العجلة المسننة. وبمجرد تأسيسه كنمط تآكل، فإنه يمكن أن يتسارع فقط. عند أول علامة على قطع الرابط، يجب فحص العجلة المسننة واستبدالها إذا لزم الأمر، قبل أن يؤدي التلف إلى تدمير السلسلة.
سيؤدي شد السلسلة المرتفع جدًا أيضًا إلى تآكل مفرط لكل من السلسلة والعجلة المسننة. يجب إنشاء ادعاءات السلسلة عند قيم تمنع إنشاء الكثير من سلسلة الركود تحت الحمل الكامل. ستسمح مثل هذه الظروف "بإخراج" قضبان الكاشطة وخطر تلف ضرس الذيل الناتج عن تجميع السلسلة أثناء مغادرتها للعجلة المسننة. إذا تم تعيين ادعاءات عالية جدًا، فهناك خطران واضحان: التآكل المبالغ فيه للوصلات البينية على السلسلة، والتآكل المبالغ فيه على أسنان العجلة المسننة.
يمكن أن يكون التوتر المفرط في السلسلة قاتلاً
الاتجاه الشائع هو تشغيل السلسلة بشكل محكم للغاية. يجب أن يكون الهدف هو التحقق بانتظام من التوتر وإزالة سلسلة الركود بزيادات الوصلة. قد يشير وجود أكثر من وصلتين إلى أن السلسلة كانت مرتخية للغاية أو أن إزالة أربع وصلات من شأنها أن تخلق شدًا مرتفعًا جدًا مما قد يؤدي إلى تآكل شديد للوصلات المتداخلة وسيقلل بشكل خطير من عمر السلسلة.
وبافتراض أن محاذاة الوجه جيدة، فإن قيمة الشد في أحد الجانبين يجب ألا تزيد عن قيمتها في الجانب الآخر بأكثر من طن واحد. يجب أن تضمن الإدارة الجيدة للوجه عدم إمكانية الاحتفاظ بأي فرق بما لا يزيد عن طنين طوال العمر التشغيلي للسلسلة.
يمكن السماح للزيادة في الطول بسبب تآكل الوصلة البينية (يشار إليها أحيانًا بشكل خاطئ باسم "امتداد السلسلة") بالوصول إلى 2% مع الاستمرار في العمل باستخدام أسنان مسننة جديدة.
لا تمثل درجة تآكل الارتباط البيني مشكلة في حالة تآكل السلسلة والعجلات المسننة معًا وبالتالي الحفاظ على توافقهما. ومع ذلك، فإن تآكل الوصلة البينية يؤدي إلى انخفاض حمل كسر السلاسل ومقاومة أحمال الصدمات.
هناك طريقة بسيطة لقياس تآكل الوصلات البينية وهي استخدام الفرجار، والقياس في خمسة أقسام درجة وتطبيقها على مخطط استطالة السلسلة. سيتم النظر في استبدال السلاسل بشكل عام عندما يتجاوز تآكل الوصلة البينية 3%. لا يحب بعض مديري الصيانة المحافظين رؤية سلسلتهم تتجاوز 2٪ من الاستطالة.
تبدأ الإدارة الجيدة للسلسلة في مرحلة التثبيت. إن المراقبة المكثفة مع التصحيحات إذا لزم الأمر أثناء الفراش في هذه الفترة ستساعد على ضمان عمر سلسلة طويل وخالي من المتاعب.
(بفضلإلتون لونجوال)
وقت النشر: 26 سبتمبر 2022