هل تتعطل قضبان الحفر الملحقة بالتعدين باستمرار؟ مقال واحد لفهم أنماط الأعطال وطرق علاجها
في عمليات التعدين، تُعد قضبان الحفر مكونًا أساسيًا لا غنى عنه، إذ يؤثر أداؤها بشكل مباشر على الكفاءة والسلامة. بالمقارنة مع قضبان حفر الأنفاق/الحفر المتقدم، تُعاني قضبان حفر التعدين من أعطال غير طبيعية أقل، ولكن حتى في حال حدوثها، فإنها قد تُسبب مشاكل كبيرة في الإنتاج. تتناول هذه المقالة أنماط الأعطال الشائعة لقضبان حفر التعدين، وأسبابها، والتدابير الوقائية التي تساعدك على تجنب "التعثر" في الإنتاج.
تآكل الخيوط الداخلية والخارجية: السبب الأكثر شيوعًا للتآكل. من بين أعطال قضبان الحفر المستخدمة في منصات التعدين، يُعد تآكل الخيوط الداخلية والخارجية الأكثر شيوعًا، مع غلبة تآكل الخيوط الداخلية. يشبه الأمر البرغي الذي تستخدمه يوميًا، إذ تتآكل خيوطه بمرور الوقت، فتصبح فضفاضة ويصعب شدها؛ وتتصرف خيوط قضبان الحفر بالطريقة نفسها.
ما الذي يحدد مقاومة التآكل لخيوط قضيب الحفر؟
عملية التصنيع كأساس: صلابة القضيب بعد المعالجة الحرارية، وعمق الغلاف (المكربن)، وتشطيب سطح الخيط، ودقة تركيبه، كلها عوامل رئيسية تؤثر على مقاومة التآكل. وكما هو الحال في صنع أداة متينة، فإن اختيار المواد وجودة العملية يُحددان عمر الخدمة بشكل مباشر.
ظروف التشغيل القاسية: تلعب صلابة الصخور والتعقيد الجيولوجي دورًا رئيسيًا. في هذه الظروف، يسهل حدوث التشويش وانحراف الثقوب، مما يؤدي إلى تآكل الخيوط بسرعة.
عوامل التشغيل مهمة: مهارة المشغل والإعدادات المستخدمة (ضغط التغذية/التقدم، ضغط ماء الشطف، إلخ) قد تؤثر على معدل تآكل الخيط. التشغيل غير السليم يُشبه تعريض القضيب لـ"التعذيب" ويُسبب تآكلًا غير طبيعي.
الاهتمام بالاستخدام والصيانة: إن الفشل في إعادة طحن رؤوس الحفر في الوقت المناسب لا يقلل من الاختراق فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى انحراف الفتحة؛ خلط القضبان البالية والجديدة أو استخدام قضبان من مصنعين مختلفين - بسبب الاختلافات في تحملات الخيط وخلوص التركيب - سوف يؤدي إلى تسريع تآكل الخيط.
كسر جذر الخيط الخارجي: نتيجة الإفراط في الاستخدام. يُعدّ الكسر عند جذر الخيوط الخارجية من حالات الفشل الشائعة الأخرى، ويحدث غالبًا عندما يصل القضيب إلى قياسه الطبيعي ولكنه لا يزال قيد الاستخدام. عادةً، تتآكل الخيوط الداخلية والخارجية قبل حدوث كسر الجذر؛ ومع ذلك، قد تُعاني بعض المنتجات التي لم تتآكل خيوطها من كسور الجذر إذا استمرت في الاستخدام. تشمل الأسباب الرئيسية ما يلي:
عملية التصنيع بالغة الأهمية: مستوى المعالجة الحرارية يُحدد قوة تحمل القضيب للتعب. ومن الضروري أن توفر البنية الدقيقة المعالجة حرارياً متانة ومقاومة تعب كافية. والبنية المثالية هي سطح مارتنسيتي عالي الكربون مع لب من الباينيت المنخفض، ومنطقة انتقالية مختلطة واسعة وناعمة بينهما. كما يؤثر تشطيب سطح الخيط على الأداء.
تزيد ظروف التشغيل من المشاكل: حيث تؤدي الظروف المعقدة مع التشويش المتكرر أو انحراف الثقب إلى كسور تعب غير طبيعية في جذر الخيط.
إن الاستخدام والصيانة يخفيان مخاطر: إن الفشل في إعادة طحن القطعة في الوقت المناسب يمكن أن يسبب انحرافًا في الفتحة وبالتالي كسورًا جذرية غير طبيعية لخيوط القضيب.
الكسر عند نقش الخيط الداخلي (القطع الفارغ) - نقطة ضعف هيكلية. يُعد الكسر عند نقش الخيط الداخلي (منطقة القطع السفلي/القطع الفارغ) نوعًا آخر من الفشل، ويحدث عادةً بسبب عاملين. أولًا، أثناء الحفر، يمكن للخيط الخارجي أن يُطبّق قوى على منطقة نقش الخيط الداخلي، وهي أضعف هيكليًا وبالتالي أكثر عرضة للكسر. ثانيًا، يُقلّل التآكل الشديد على السطح الخارجي للخيط الداخلي من متانة منطقة النقش ويزيد من خطر الكسر. من الإجراءات العملية المضادة لذلك اختيار قضبان ذات تصميم خيط داخلي ممتد: فكلما طالت مدة الترابط، زادت قوة الترابط، مما يُساعد على توزيع الأحمال وتقليل تركيز الإجهاد عند نقطة الضعف، مما يُعزز المنطقة المعرضة للكسر بفعالية.
كسر قضيب الجسم: خلل في مراقبة الجودة. كسور قضيب الجسم ليست شائعة، وعادةً ما ترتبط بمشاكل في الفولاذ نفسه أو بعمليات درفلة/تشكيل غير سليمة، وعادةً ما تحدث كحوادث فردية. مع ذلك، إذا حدثت كسور قضيب الجسم على دفعات، فمن المرجح أن يشير ذلك إلى مشكلة كبيرة في المعالجة الحرارية أو التحكم في العملية؛ لذا، يلزم إجراء فحص دقيق لعملية المعالجة الحرارية ومراقبة الجودة لتحديد العيوب وتصحيحها.
ثني القضبان: العامل الخفي في التشغيل المتسلسل. تُستخدم قضبان حفر التعدين بكثرة في سلاسل متسلسلة، عادةً ما تكون من 10 إلى 20 قضيبًا متصلة ببعضها. بمجرد ثني قضيب، لا يصبح غير صالح للاستخدام فحسب، بل قد يُسبب أعطالًا غير طبيعية في قضبان أخرى. لذلك، يُعدّ الاستقامة والمركزية معيارين أساسيين لجودة قضبان التعدين. إن ضمان هذه التفاوتات الهندسية يُحسّن بشكل كبير من الموثوقية والمتانة أثناء التشغيل المتواصل.
لمنع انحناء القضبان، يلزم إجراء عمليات تقويم متعددة أثناء التصنيع. قد تكون مادة القضبان الخام الواردة ملتوية، ويجب تقويمها قبل أي معالجة أخرى؛ كما قد تتشوه القضبان أثناء المعالجة الحرارية، وتحتاج إلى تقويم دقيق بعد ذلك لتلبية معايير الاستقامة الصارمة. بالإضافة إلى ذلك، يجب إدارة النقل والتخزين للحفاظ على استقامة القضبان وتجنب الانحناء.
