تساهم استراتيجية إدارة سلسلة التوريد الآلية في إطالة عمر المعدات ومنع توقفها غير المخطط له.
سلسلة التعدينيمكن أن تُحدث السلسلة فرقًا كبيرًا في نجاح أو فشل أي عملية تعدين. فبينما تستخدم معظم مناجم الجدران الطويلة سلاسل بقطر 42 مم أو أكبر على سيور النقل المدرعة، تستخدم العديد من المناجم سلاسل بقطر 48 مم، وبعضها يستخدم سلاسل يصل قطرها إلى 65 مم. تساهم الأقطار الأكبر في إطالة عمر السلسلة. ويتوقع مشغلو مناجم الجدران الطويلة عادةً تجاوز إنتاجية السلسلة 11 مليون طن باستخدام سلاسل بقطر 48 مم، وما يصل إلى 20 مليون طن باستخدام سلاسل بقطر 65 مم قبل إخراجها من الخدمة. صحيح أن السلاسل بهذه الأحجام الكبيرة مكلفة، إلا أنها تستحق ثمنها إذا أمكن استخراج لوحة كاملة أو اثنتين دون توقف بسبب عطل في السلسلة. ولكن، إذا حدث انقطاع في السلسلة نتيجة لسوء الإدارة أو سوء التعامل أو عدم المراقبة السليمة أو بسبب ظروف بيئية قد تُسبب تشقق التآكل الإجهادي، فإن المنجم يواجه مشاكل جسيمة. وفي هذه الحالة، يصبح ثمن السلسلة غير ذي جدوى.
إذا لم يستخدم مشغل مناجم الجدران الطويلة أفضل سلسلة حفر ممكنة تتناسب مع ظروف المنجم، فإن أي توقف غير مخطط له قد يُبدد بسهولة أي وفورات في التكاليف تم تحقيقها أثناء عملية الشراء. فماذا ينبغي على مشغل مناجم الجدران الطويلة فعله؟ عليه أن يُولي اهتمامًا دقيقًا لظروف الموقع وأن يختار سلسلة الحفر بعناية. بعد شراء السلسلة، يحتاج إلى استثمار المزيد من الوقت والمال اللازمين لإدارة الاستثمار بشكل سليم، وهذا قد يُؤتي ثماره بشكل كبير.
يمكن للمعالجة الحرارية أن تزيد من قوة السلسلة، وتقلل من هشاشتها، وتخفف من الإجهادات الداخلية، وتزيد من مقاومتها للتآكل، أو تُحسّن من قابليتها للتشكيل. وقد أصبحت المعالجة الحرارية فنًا دقيقًا، وتختلف من مُصنِّع لآخر. والهدف هو تحقيق توازن في خصائص المعدن بما يُناسب وظيفة المنتج على أفضل وجه. وتُعد السلسلة المُقساة تفاضليًا إحدى التقنيات الأكثر تطورًا التي تستخدمها شركة بارسونز تشين، حيث يبقى تاج حلقة السلسلة صلبًا لمقاومة التآكل، بينما تكون أطراف الحلقات أكثر ليونة لزيادة المتانة والليونة أثناء الاستخدام.
الصلابة هي قدرة المادة على مقاومة التآكل، ويُرمز لها إما برقم صلابة برينل (HB) أو برقم صلابة فيكرز (HB). مقياس صلابة فيكرز متناسب تمامًا، لذا فإن مادة ذات صلابة 800 HV تكون أصلب بثماني مرات من مادة ذات صلابة 100 HV. وبالتالي، يوفر هذا المقياس تدرجًا منطقيًا للصلابة من الأقل صلابة إلى الأكثر صلابة. بالنسبة لقيم الصلابة المنخفضة، حتى حوالي 300، تكون نتائج صلابة فيكرز وبرينل متقاربة، ولكن بالنسبة للقيم الأعلى، تكون نتائج برينل أقل بسبب تشوه رأس الاختبار الكروي.
يُعد اختبار شاربي للصدمات مقياسًا لهشاشة المادة، ويمكن الحصول على هذه النتيجة من خلال اختبار الصدم. يتم عمل شق في وصلة السلسلة عند نقطة اللحام، ثم توضع في مسار بندول متأرجح، ويتم قياس الطاقة اللازمة لكسر العينة من خلال انخفاض مدى تأرجح البندول.
يحرص معظم مصنّعي السلاسل على توفير بضعة أمتار من كل دفعة طلبية لإجراء اختبارات إتلافية شاملة. تُرفق نتائج الاختبارات الكاملة والشهادات عادةً مع السلسلة، التي تُشحن عادةً في أزواج متطابقة بطول 50 مترًا. كما يتم رسم منحنى الاستطالة عند قوة الاختبار والاستطالة الكلية عند الكسر خلال هذا الاختبار الإتلافي.
السلسلة المثلى
الهدف هو الجمع بين كل هذه الخصائص لإنشاء السلسلة المثلى، والتي تتضمن الأداء التالي:
• قوة شد أعلى؛
• مقاومة أعلى لتآكل الوصلة الداخلية؛
• مقاومة عالية لتلف التروس؛
• مقاومة أكبر للتشقق المارتنسيتي؛
• تحسين المتانة؛
• زيادة عمر التحمل؛ و
• مقاومة التآكل الناتج عن الإجهاد.
مع ذلك، لا يوجد حل مثالي واحد، بل حلول وسطية متعددة. فارتفاع نقطة الخضوع يؤدي عادةً إلى ارتفاع الإجهاد المتبقي، وإذا اقترن بصلابة عالية لزيادة مقاومة التآكل، فإنه يميل أيضاً إلى تقليل المتانة ومقاومة التآكل الإجهادي.
يسعى المصنّعون باستمرار لتطوير سلاسل تدوم لفترة أطول وتتحمل الظروف القاسية. يلجأ بعضهم إلى جلفنة السلاسل لمقاومة البيئات المسببة للتآكل. وثمة خيار آخر هو سلسلة COR-X، المصنوعة من سبيكة حاصلة على براءة اختراع من الفاناديوم والنيكل والكروم والموليبدينوم، والتي تقاوم تآكل الإجهاد. ما يُميّز هذا الحل هو تجانس خصائص مقاومة تآكل الإجهاد في جميع أنحاء البنية المعدنية للسلسلة، وعدم تغيّر فعاليتها مع تآكل السلسلة. أثبتت سلسلة COR-X قدرتها على زيادة عمر السلسلة بشكل ملحوظ في البيئات المسببة للتآكل، والقضاء فعلياً على الأعطال الناتجة عن تآكل الإجهاد. وقد أثبتت الاختبارات زيادة قوة الكسر والتشغيل بنسبة 10%، وزيادة مقاومة الصدمات بنسبة 40%، وزيادة مقاومة تآكل الإجهاد بنسبة 350% مقارنةً بالسلاسل العادية (DIN 22252).
هناك حالاتٌ عملت فيها سلاسل COR-X بقطر 48 مم على نقل 11 مليون طن دون أي عطلٍ متعلقٍ بها قبل إيقاف تشغيلها. كما أن أول تركيبٍ لسلسلة Broadband الأصلية من قِبل شركة Joy في منجم BHP Billiton San Juan كان باستخدام سلسلة Parsons COR-X المصنّعة في المملكة المتحدة، والتي يُقال إنها نقلت ما يصل إلى 20 مليون طن من جبهة التعدين خلال فترة تشغيلها.
قم بعكس السلسلة لإطالة عمر السلسلة
السبب الرئيسي لتآكل السلسلة هو حركة كل وصلة رأسية تدور حول الوصلة الأفقية المجاورة لها عند دخولها وخروجها من ترس القيادة. يؤدي هذا أيضًا إلى زيادة التآكل في مستوى واحد من الوصلات أثناء دورانها عبر الترس، ولذلك فإن إحدى أكثر الطرق فعالية لإطالة عمر السلسلة المستعملة هي تدويرها، أو عكس اتجاهها 180 درجة، لتشغيلها في الاتجاه المعاكس. سيؤدي ذلك إلى استخدام أسطح الوصلات "غير المستخدمة"، مما يقلل من مساحة التآكل، وبالتالي يطيل عمر السلسلة.
قد يؤدي التحميل غير المتساوي على الناقل، لأسباب متعددة، إلى تآكل غير متساوٍ في السلسلتين، مما يجعل إحداهما تتآكل أسرع من الأخرى. كما أن التآكل أو التمدد غير المتساوي في إحدى السلسلتين أو كلتيهما، كما يحدث في مجموعات السلاسل الخارجية المزدوجة، قد يتسبب في عدم تطابق أو عدم تزامن حركة الشفرات حول عجلة القيادة. وقد ينتج هذا أيضًا عن ارتخاء إحدى السلسلتين. سيؤدي هذا الخلل في التوازن إلى مشاكل تشغيلية، بالإضافة إلى التسبب في تآكل مفرط وتلف محتمل لعجلات القيادة.
شد النظام
هناك حاجة إلى برنامج شد وصيانة منهجي لضمان التحكم في معدل تآكل السلسلة بعد التركيب، بحيث تطول كلتا السلسلتين بسبب التآكل بمعدل متحكم فيه وقابل للمقارنة.
في إطار برنامج الصيانة، يقوم فريق الصيانة بقياس تآكل السلسلة وشدّها، واستبدالها عند تجاوز نسبة التآكل 3%. ولإدراك أهمية هذه النسبة عمليًا، تجدر الإشارة إلى أنه في جبهة تعدين بطول 200 متر، يعني تآكل السلسلة بنسبة 3% زيادة في طول السلسلة بمقدار 12 مترًا لكل خيط. كما يقوم فريق الصيانة باستبدال تروس التغذية والإرجاع، بالإضافة إلى أدوات فصل السلسلة، عند تآكلها أو تلفها، وفحص علبة التروس ومستوى الزيت، والتأكد من إحكام ربط البراغي على فترات منتظمة.
توجد طرق راسخة لحساب مستوى الشد المسبق الصحيح، وتُعدّ هذه الطرق دليلاً مفيداً للغاية للقيم الأولية. مع ذلك، فإنّ الطريقة الأكثر موثوقية هي مراقبة السلسلة عند خروجها من ترس القيادة أثناء تشغيل نظام التحكم الآلي في التردد (AFC) تحت ظروف الحمل الكامل. يجب أن تُلاحظ السلسلة عند خروجها من ترس القيادة وجود حد أدنى من الارتخاء (حلقتان). عند وجود هذا المستوى، يجب قياس الشد المسبق وتسجيله وتحديده كمستوى تشغيل مستقبلي لهذا الوجه المحدد. ينبغي أخذ قراءات الشد المسبق بانتظام وتسجيل عدد الحلقات التي أُزيلت. سيوفر هذا إنذاراً مبكراً ببداية التآكل التفاضلي أو التآكل المفرط.
يجب تقويم أو استبدال الشفرات المنحنية فوراً. فهي تقلل من كفاءة الناقل وقد تؤدي إلى سقوط القضيب من الحلقة السفلية وارتطامه بالعجلة المسننة، مما يتسبب في تلف السلاسل والعجلة المسننة وقضبان الشفرات.
ينبغي على مشغلي مناجم الجدران الطويلة أن يظلوا متيقظين لأدوات تجريد السلسلة البالية والتالفة لأنها قد تسمح ببقاء السلسلة المرتخية في العجلة المسننة، وهذا قد يؤدي إلى انحشارها وتلفها.
تبدأ إدارة السلسلة أثناء عملية التركيب
لا يمكن المبالغة في أهمية استقامة خط وجه الصنج. فأي انحراف في استقامة الوجه قد يؤدي إلى اختلاف في شد السلاسل بين جانبي الوجه والفك، مما يتسبب في تآكل غير متساوٍ. ويزداد احتمال حدوث ذلك على الوجه الجديد، حيث تمر السلاسل بفترة "التأقلم".
بمجرد تشكل نمط تآكل تفاضلي، يصبح من المستحيل تقريبًا إصلاحه. في أغلب الأحيان، يستمر التآكل التفاضلي في التفاقم مع تآكل السلسلة المرتخية مما يؤدي إلى مزيد من الارتخاء.
تتضح الآثار السلبية لتشغيل خط جبهة غير مثالي، مما يؤدي إلى تباينات مفرطة في شد السلسلة بين الجانبين، من خلال مراجعة الأرقام. على سبيل المثال، جدار طويل بطول 1000 قدم مزود بسلسلة AFC بقطر 42 مم، تحتوي على حوالي 4000 وصلة في كل جانب. مع الأخذ في الاعتبار أن إزالة المعدن بالتآكل بين الوصلات تحدث عند طرفيها، فإن السلسلة تحتوي على 8000 نقطة يتآكل فيها المعدن بفعل ضغط الوصلات أثناء دفعها واهتزازها على الجبهة، أو تعرضها لأحمال صدمية، أو تأثرها بالتآكل الكيميائي. لذلك، مقابل كل 1/1000 بوصة من التآكل، ينتج عن ذلك زيادة في الطول بمقدار 8 بوصات. أي اختلاف طفيف بين معدلات التآكل على جانبي الجبهة ومنطقة التعدين، الناتج عن عدم انتظام الشد، يتضاعف بسرعة ليُحدث اختلافًا كبيرًا في أطوال السلسلة.
قد يؤدي وجود قطعتين معدنيتين مطروقتين على الترس المسنن في الوقت نفسه إلى تآكل مفرط في شكل الأسنان. ويعود ذلك إلى فقدان التثبيت المحكم في الترس المسنن الرئيسي، مما يسمح للوصلة بالانزلاق على أسنان الترس الرئيسي. هذا الانزلاق يُحدث قطعًا في الوصلة ويزيد من معدل تآكل أسنان الترس المسنن. وبمجرد أن يصبح نمط التآكل نمطًا، فإنه سيزداد سرعة. عند ظهور أول علامة على قطع الوصلة، يجب فحص التروس المسننة واستبدالها إذا لزم الأمر، قبل أن يتسبب التلف في تلف السلسلة.
يؤدي شد السلسلة المفرط إلى تآكل مفرط في كل من السلسلة والترس. يجب ضبط شد السلسلة على قيم تمنع ارتخاءها المفرط تحت الحمل الكامل. في هذه الحالة، قد تنزلق قضبان الكشط للخارج، مما يزيد من خطر تلف الترس الخلفي نتيجة لتكتل السلسلة عند خروجها منه. يؤدي شد السلسلة المفرط إلى خطرين واضحين: تآكل مفرط في حلقات السلسلة، وتآكل مفرط في تروس القيادة.
قد يكون شد السلسلة المفرط قاتلاً.
يميل الكثيرون إلى شد السلسلة أكثر من اللازم. لذا، ينبغي فحص شد السلسلة مسبقًا بانتظام وإزالة أي ارتخاء بمقدار حلقتين في كل مرة. يشير ارتخاء السلسلة بأكثر من حلقتين إلى أنها مرتخية جدًا، بينما يؤدي إزالة أربع حلقات إلى زيادة الشد المسبق بشكل مفرط، مما يتسبب في تآكل شديد بين الحلقات ويقلل بشكل كبير من عمر السلسلة.
بافتراض أن محاذاة الوجه جيدة، يجب ألا تتجاوز قيمة الشد المسبق في أحد الجانبين قيمتها في الجانب الآخر بأكثر من طن واحد. ويجب أن تضمن الإدارة الجيدة للوجه ألا يتجاوز أي فرق طنين طوال عمر تشغيل السلسلة.
يمكن السماح بزيادة الطول بسبب تآكل الوصلات الداخلية (والتي يشار إليها أحيانًا بشكل خاطئ باسم "تمدد السلسلة") لتصل إلى 2٪ مع الاستمرار في التشغيل باستخدام تروس جديدة.
لا تُشكّل درجة تآكل الوصلات مشكلةً إذا تآكلت السلسلة والتروس معًا، ما يحافظ على توافقهما. مع ذلك، يؤدي تآكل الوصلات إلى انخفاض في قوة تحمل السلسلة ومقاومتها للصدمات.
إحدى الطرق البسيطة لقياس تآكل حلقات السلسلة هي استخدام الفرجار، بقياس خمسة أقسام من طول السلسلة، ثم تطبيق القياس على مخطط استطالة السلسلة. يُنصح عمومًا باستبدال السلسلة عندما يتجاوز تآكل حلقاتها 3%. بعض مديري الصيانة المحافظين لا يفضلون أن تتجاوز استطالة السلسلة 2%.
تبدأ الإدارة الجيدة للسلاسل من مرحلة التركيب. فالمراقبة الدقيقة مع إجراء التصحيحات اللازمة خلال فترة التشغيل الأولي ستساعد على ضمان عمر طويل للسلسلة دون مشاكل.
(بإذن منإلتون لونغوال)
تاريخ النشر: 26 سبتمبر 2022
