الاختبارات غير المدمرة (NDT) لمكونات الكسارة

الاختبارات غير المدمرة (NDT) لمكونات الكسارة

تتعرض الكسارات في صناعات التعدين والمواد الإنشائية لأحمال متناوبة، وصدمات شديدة، وتآكل مستمر. وعندما تتعطل المكونات الحيوية، مثل المحاور العائمة المتكاملة، والمجموعات اللامركزية، ومجموعات الفك المتحرك، أو الإطارات الملحومة، ينتج عن ذلك توقف غير مخطط له، وفقدان في الإنتاج، وتكاليف استبدال باهظة. لذلك، سواء أثناء التصنيع أو التشغيل، أصبح الاختبار غير المتلف (NDT) إجراءً أساسيًا لمراقبة الجودة.

يشير مصطلح "الاختبار غير الإتلافي" إلى سلسلة من أساليب الفحص التي لا تُلحق الضرر بالمكونات نفسها، مع تحديد العيوب الداخلية والسطحية. فهو قادر على كشف الانقطاعات الداخلية في المادة، وتقييم سلامة المقطع العرضي، والتحقق من بقاء الأبعاد الحرجة ضمن المواصفات، كل ذلك دون التأثير على صلاحية الأجزاء للاستخدام.

1. تقنيات الفحص الحجمي: الموجات فوق الصوتية والتصوير الإشعاعي

يفحص فحص الحجم بشكل أساسي سمك المقطع العرضي الكامل للمكون للكشف عن العيوب الداخلية، والفراغات الناتجة عن الصب، وشقوق الإجهاد التي لا يمكن رؤيتها على السطح.

الفحص بالموجات فوق الصوتية (UT)

يعمل الفحص بالموجات فوق الصوتية عن طريق إرسال نبضات صوتية عالية التردد إلى المادة، باستخدام محولات كهرضغطية بترددات تشغيل تتراوح بين 1 و5 ميجاهرتز. عندما تنتقل الموجات الصوتية عبر المادة وتصطدم بعيوب فيها - مثل الشوائب غير المعدنية، أو فراغات الانكماش، أو الشقوق الصفائحية الداخلية - ينعكس جزء من الطاقة. ومن خلال تحليل زمن الصدى وشدة الإشارة، يستطيع الفاحص تحديد عمق العيب وحجمه وشكله.

تُعدّ هذه الطريقة الأمثل لفحص المشغولات المطروقة ذات الجدران السميكة، مثل الأعمدة الرئيسية، والأعمدة اللامركزية، وأعمدة الدوران في الكسارات المخروطية، بالإضافة إلى قواعد الصلب المصبوب شديدة التحمل. فهي قادرة على كشف الشقوق الدقيقة الداخلية وانفصال المكونات في اللب قبل تركيب المشغولات في المعدات، مما يمنع تطور هذه المخاطر المحتملة إلى كسور إجهادية تحت ظروف عزم الدوران المتناوب عالي الإجهاد.

الفحص الإشعاعي (RT)

تعتمد تقنية التصوير الإشعاعي على الأشعة السينية أو أشعة غاما لاختراق المكون وتكوين صورة على كاشف رقمي أو فيلم. في حال وجود فراغات أو مسامية أو شوائب في المادة، سيمر المزيد من الإشعاع، مما ينتج عنه منطقة داكنة في الموقع المقابل على الفيلم. وهذا يسمح بالفحص البصري للعيوب الداخلية.

في صناعة الكسارات، يُستخدم التصوير الإشعاعي عادةً لفحص اللحامات ذات الاختراق الكامل الحرجة، مثل تلك الموجودة عند الوصلات بين هيكل الشاسيه والقاعدة والغطاء العلوي، بالإضافة إلى مجموعة الفك المتحرك المصبوب. وهو فعال للغاية في الكشف عن العيوب الحجمية مثل المسامية وتجاويف الانكماش. مع ذلك، إذا كان الشق قريبًا من السطح وموازيًا لشعاع الإشعاع، يصعب اكتشافه باستخدام التصوير الإشعاعي وحده؛ في مثل هذه الحالات، يُستخدم التصوير الإشعاعي عادةً بالتزامن مع الفحص بالموجات فوق الصوتية أو الفحص المغناطيسي.

2. تقنيات فحص الأسطح وما تحت السطح: MT وPT

تبدأ عملية الإجهاد الميكانيكي من الشقوق السطحية. وإذا أمكن اكتشاف الشقوق الدقيقة، أو شقوق التآكل الإجهادي، أو شقوق التبريد السريع فور ظهورها - قبل أن تتاح لها فرصة الانتشار إلى أعماق المادة - فإنه يمكن تجنب العديد من المشاكل الخطيرة. وقد صُممت طرق فحص الأسطح خصيصًا لهذا الغرض.

اختبار الجسيمات المغناطيسية (MT)

لا تُجدي تقنية التمغنط المغناطيسي نفعًا إلا مع المواد المغناطيسية الحديدية، مثل الفولاذ الكربوني، والفولاذ منخفض السبائك، والحديد الزهر. خلال هذه العملية، تُمغنط قطعة العمل باستخدام نير مغناطيسي أو مسبارين بحيث تمر خطوط المجال المغناطيسي عبرها بشكل منتظم. في حال وجود شقوق على السطح أو في الطبقات السطحية الضحلة، ستتشتت خطوط المجال المغناطيسي وتتسرب بالقرب من الشقوق. عند هذه النقطة، يُرش مسحوق حديد ناعم - مسحوق ملون في الطريقة الجافة، أو معلق فلوري في الطريقة الرطبة - ويتراكم المسحوق عند نقاط التسرب المغناطيسي، مما يسمح برؤية شكل الشق مباشرةً تحت الضوء الأبيض أو مصباح الأشعة فوق البنفسجية.

في الكسارات، يُستخدم الفحص المجهري المغناطيسي (MT) بشكل شائع في المناطق ذات التركيز العالي للإجهاد: جذر وصلة العمود الرئيسي، وجذر أسنان الترس الصغير، وحواف لحامات الإطار، وأسطح بطانات فولاذ المنغنيز المستعملة. تشمل مزاياه السرعة، والحساسية العالية للتشققات الدقيقة الناتجة عن الإجهاد، والقدرة على اكتشاف العيوب حتى عمق 2 أو 3 ملليمترات تحت السطح.

اختبار الاختراق السائل (PT)

ببساطة، يعتمد مبدأ اختبار الاختراق على الخاصية الشعرية. يُوضع سائلٌ سائلٌ ذو لونٍ زاهٍ على سطحٍ نظيف، فيتغلغل السائل تلقائيًا في أي شقوقٍ مفتوحةٍ في السطح. بعد تركه لفترةٍ وجيزة، يُمسح السائل الزائد عن السطح، ثم تُرش طبقةٌ من المُظهِر. يعمل المُظهِر كالمُنشِّط، فيسحب السائل الذي تغلغل في الشقوق، مُكبِّرًا إياها وكاشفًا إياها.

يمكن استخدام تقنية المسح بالطور (PT) لفحص أي مادة تقريبًا، ليس فقط الفولاذ، بل أيضًا سبائك النحاس والفولاذ المقاوم للصدأ ومكونات الألومنيوم. في الكسارات، تُستخدم هذه التقنية عادةً لفحص جلبات البرونز، وقضبان مكابس الأسطوانات الهيدروليكية، ووصلات الفولاذ المقاوم للصدأ، ومجموعات علب زيت الألومنيوم. وتُعدّ تقنية المسح بالطور أكثر ملاءمة من تقنية المسح المغناطيسي (MT) لفحص المناطق ذات الأشكال المعقدة التي لا يمكن الوصول إليها باستخدام المغناطيس التقليدي.

3. مصفوفة تطبيقات الاختبارات غير المتلفة لمكونات الكسارة

يعتمد اختيار طريقة الفحص المناسبة على علم المعادن للمكونات، ومنهجية التصنيع (التشكيل، أو الصب، أو التصنيع)، وأنماط الفشل التشغيلي الأساسية:

4. كيفية قراءة تقرير الاختبارات غير الإتلافية

تقرير الفحص غير المتلف هو شهادة جودة مكتوبة. يُستخدم للتحقق من سلامة المكونات الجديدة من الناحية الهيكلية قبل تركيبها، ولتحديد ما إذا كان بالإمكان استخدام المكونات المستعملة بعد إجراء إصلاحات كبيرة. يجب أن يحدد التقرير الصحيح بوضوح العناصر التالية:

• معلومات المكونات: اسم الجزء، ورقم الرسم، ودرجة المادة، ورقم الفرن، والرقم التسلسلي - لا يجوز حذف أي من هذه العناصر لضمان مطابقتها للعنصر الفعلي.
• نطاق الفحص وحالة السطح: ما هي المناطق التي تم فحصها، وما هي خشونة السطح، وما إذا تمت إزالة الطلاء والصدأ، وما هو معدل تغطية الفحص.
• المعايير والإجراءات المطبقة: يرجى توضيح المعايير التي تم اتباعها في اختبارات UT و RT و MT و PT، مثل ASTM E2375 و E1742 و E1444 و E165.
• المعدات والمعايرة: طراز الجهاز، تردد المجس، الزاوية، عامل الاقتران، شدة مصدر الأشعة السينية، قوة المجال المغناطيسي، وأرقام كتل المعايرة.
• مؤهلات الموظفين: يجب أن يحمل موظفو التفتيش شهادة ASNT أو ISO 9712 المستوى الثاني أو المستوى الثالث، والتي يجب ذكرها في التقرير.
• تسجيل وتقييم العيوب: لكل عيب تم العثور عليه، قم بتسجيل الموقع والحجم والعمق ونسبة الإشارة إلى الضوضاء، وقدم استنتاجًا بالنجاح أو الفشل بناءً على معايير القبول.
• الخلاصة النهائية: يرجى توضيح ما إذا كان المنتج مقبولاً أو مرفوضاً أو مقبولاً بشروط، مع تضمين خطة إصلاح.

التقرير غير الواضح عديم الفائدة. لذا، سواء أجريت الفحص بنفسك أو تلقيت تقريرًا من مورد، يجب عليك التحقق من كل بند، وخاصة مواقع العيوب ومعايير القبول.

القيمة العملية للاختبارات غير المتلفة طوال دورة حياة الكسارة

إن إجراء الاختبارات غير المتلفة بدقة لا يقتصر فقط على اجتياز عمليات التفتيش، بل إنه يوفر المال في الواقع.

التوريد: قبل شحن قطع الغيار الأصلية أو المسبوكات الثقيلة المشتراة، يجب إجراء فحص غير إتلافي للتأكد من سلامة الهيكل. هذا يمنع اكتشاف المشاكل بعد التركيب، مما قد يؤدي إلى نزاعات الضمان.

الإنتاج والتشغيل: يجب فحص المكونات قيد التشغيل بانتظام باستخدام الفحص المغناطيسي أو الفحص بالموجات فوق الصوتية لمراقبة نمو الشقوق. يتيح ذلك جدولة عمليات الاستبدال خلال فترات التوقف المخطط لها، بدلاً من انتظار تعطل أحد المكونات فجأة في منتصف الليل.

إطالة عمر الخدمة: يمكن معالجة الكشف المبكر عن المناطق التي تعاني من تركيز الإجهاد السطحي من خلال الطحن أو تخفيف الإجهاد أو إصلاحات اللحام الموضعية، مما يؤدي إلى إطالة عمر خدمة المكون وتقليل تكلفة الاستبدال الكامل.

بشكل عام، يعد تحديد أساليب الفحص ومعايير القبول بوضوح، واشتراط توقيعات من موظفين مؤهلين، خطوة حاسمة لضمان التوافر العالي وانخفاض التكلفة الإجمالية لامتلاك معدات التكسير.