Steel Cord Rubber Conveyor Belt: Compound, Cover Grade and Adhesion

نادراً ما تتعطل الأحزمة ذات الأسلاك الفولاذية بسبب ضعف السلك نفسه، بل بسبب رداءة نوعية المطاط الملفوف حوله. قد يحمل كل من الحزام ذي الهيكل القماشي والحزام ذي الأسلاك الفولاذية نفس الحمولة نظرياً، إلا أن المادة اللاصقة اللازمة لتثبيت سلك مطلي بالنحاس، وتحمل التفافاً حول بكرة بطول 1800 مم بسرعة 4.5 م/ث، مع إمكانية فصلها بسهولة تحت مكشطة، تختلف تماماً في تركيبتها، من حيث المكونات، وسرعة التصلب، ونطاق المعالجة.

تبدأ معظم نزاعات الشراء عند هذه الفجوة. يقارن المشتري ورقتي بيانات، فيرى علامة DIN Y على كلا الغطاءين وقيمة 1600 نيوتن/مم على كلا الحبلين، فيفترض أن الحزامين متطابقان. لكنهما ليسا كذلك. فدرجة الغطاء تُشير إلى قدرة المطاط على التحمل على السطح، ولا تُشير إلى ما إذا كانت طبقة التشحيم بين الحبلين ستظل متماسكة بعد 40,000 ساعة. في خط نقل فحم بسعة 1200 طن/ساعة، أخذنا عينة بعد 9 أشهر، ووجدنا أن قيمة مقاومة التقشير بين الحبل والمطاط قد انخفضت من 15 نيوتن/مم إلى 6 نيوتن/مم، بينما اجتازت جميع اختبارات الغطاء المواصفات. بدا الحزام سليمًا من الممر، ولم يتبق سوى شهرين قبل انفجار الوصلة.

أرسل لنا بياناتك المتعلقة بالخدمة، وحجم السلك، ونوع الغطاء - واحصل على توصية بشأن المركب ونموذج لبيانات المنتج.

تُحدد ثلاثة متغيرات أساسية عمر الخدمة، وهي: نظام البوليمر في المركب الأساسي، ومادة الالتصاق التي تربط المطاط بطبقة النحاس، ونوع الغطاء المُختار بناءً على ظروف التآكل ودرجة الحرارة الفعلية في الموقع. أما باقي المواصفات فهي تابعة لهذه المتغيرات الثلاثة. تشرح هذه المقالة كيفية تحديد كل متغير، ونقاط التفاعل بينها، وتأثيرها على عمر الخدمة.مصنع سيور النقليمكن تغييرها ولا يمكن تغييرها بمجرد معالجة الحزام. إذا كنت تدير أنظمة خام ثقيلة أو أنظمة نقل برية طويلة المركز، فإن المنطق نفسه ينطبق علىحزام ناقل صناعيالاختيار، ومن الجدير قراءة قسم المركب قبل قسم الحبل.

تنبيه هام قبل البدء: تصميم المركبات ليس مجرد قائمة تحقق. قد تستخدم شركتان مصنعتان نفس البوليمر، ونفس ملح الكوبالت، ونفس سماكة طلاء النحاس، ومع ذلك تنتجان قوة تقشير تختلف بنسبة 40%، لأن درجة حرارة الخلط، ووقت الصب، وحالة المعالجة بالضغط تؤثر على النتيجة أكثر من تأثير التركيبة نفسها. لذا، اعتبر الأرقام المذكورة أدناه أهدافًا يجب التحقق منها بالاختبار، وليست ضمانات.

01لماذا لا يمكن استخدام مركب حزام من القماش مع هيكل من سلك فولاذي

أول ما يجب فهمه هو أن حزام الأسلاك الفولاذية عبارة عن مادة مركبة متماسكة بالالتصاق، وليس بنسيج القماش. في حزام القماش، تتحمل خيوط السدى واللحمة الشد، ويحميها المطاط في الغالب. أما في حزام الأسلاك الفولاذية، فإن عناصر الشد عبارة عن أسلاك فردية تمر دون أي انحناء، ولا تتحمل أي شيء على الإطلاق ما لم يمسكها المطاط على طولها بالكامل. يتم نقل الحمل كليًا عبر السطح البيني. إذا فقد الحزام هذا السطح البيني، فإنه لا يفقد القليل من قوته، بل يفقدها بالكامل تقريبًا عند تلك النقطة.

يُغيّر ذلك من أولويات التركيبة. فتركيبة تغليف النسيج مُصممة خصيصًا لاختراق النسيج والحفاظ على تباعد الخيوط بالمقياس الصحيح. أما تركيبة قلب السلك الفولاذي، والتي تُسمى غالبًا تركيبة التغليف أو التبطين، فتتطلب أداءً أكثر صعوبة. إذ يجب أن تتدفق بين الأسلاك التي لا يفصل بينها سوى بضعة ملليمترات، وأن تُبلل سطحًا نحاسيًا أملسًا يكاد يخلو من أي تماسك ميكانيكي، وأن تتصلب لتُشكّل مادة صلبة ولكنها ليست هشة تُقاوم حركة السلك عند الانحناء المتكرر، وأن تُقاوم آثار التلف الناتجة عن الحرارة والأكسجين المتسرب من جانب الغطاء.

تُعدّ الصلابة أكثر أهمية مما يتوقعه الناس. فالحبال المضغوطة بمسافة 12 مم بينها، مع وجود طبقة مطاطية بسمك 4.5 مم بينها، ستتحرك من مكانها إذا كانت هذه الطبقة المطاطية لينة، ويظهر هذا التحرك على شكل حافة حزام متموجة، وتوتر غير متساوٍ، وفي النهاية انقطاع الحبل من المنتصف عند البكرة. كما يجب أن تكون الطبقة المطاطية صلبة بما يكفي لمنع الحزام من التقوس بين البكرة ومستوى الحبل، وهو ما يُسبب الشق الطولي المعتاد فوق الحبل بعد انحشاره.

ثمّة مسألة أخرى تتعلق بآلية عمل الحزام. عادةً ما تعمل أحزمة الأسلاك الفولاذية على بكرات كبيرة القطر ذات زوايا التفاف عالية، مما يعني أن المادة الأساسية تتعرض لإجهاد انحناء أكبر بكثير في كل دورة مقارنةً بحزام نسيجي من نفس فئة القوة. كل دورة انحناء من هذه الدورات تُحدث قصًا بين طبقات الأسلاك والمطاط المحيط بها. المادة ذات التخلف العالي ترتفع درجة حرارتها بشكل مفرط تحت تأثير هذا القص، والحرارة تُسرّع عملية التلف التي تُضعف الالتصاق.

لذا فإن القاعدة العملية التي نقدمها للمشترين بسيطة: لا تقبل أبدًا عرض سعر يتضمن تركيبة واحدة للحزام بأكمله. يتطلب بناء الحزام باستخدام أسلاك فولاذية دائمًا تركيبتين مختلفتين على الأقل، وفي حالة مقاومة الحريق أو درجات الحرارة العالية، يتطلب الأمر ثلاث أو أربع تركيبات.مورد سيور النقلمن لا يستطيع إخبارك بتركيبة المادة الأساسية ومركبة الغلاف بشكل منفصل، إما أنه لم يستشر المصنع أو أنه لا يتحكم في العملية. اطلب كلا التركيبتين كتابيًا، ثم اطلب نتائج اختبار التقشير التي تثبت فعالية التركيبتين معًا.

هناك أيضًا سبب تجاري لفصل المكونات. فالمادة الأساسية باهظة الثمن، إذ تحتوي على مواد مُحسِّنة للالتصاق، وملح الكوبالت، وغالبًا ما تحتوي على نسبة أعلى من البوليمر الممتاز، لذا فإن لدى المصنع حافزًا قويًا لتخفيفها. عندما ترى عرض سعر أقل من سعر السوق بنسبة 15% لحزام ST 1600 بعرض 1800 مم، فإن أول ما يجب النظر إليه ليس عدد الخيوط، بل سُمك الطبقة السطحية وتركيبة المادة الأساسية.

02اختيار البوليمر ونافذة المعالجة في المركب الأساسي

تُصنع معظم مركبات قلب أسلاك الصلب من المطاط الطبيعي، وعادةً ما يُخلط بنسبة أقل من مطاط SBR أو البوتادين للتحكم في سرعة التصلب والالتصاق. يُوفر المطاط الطبيعي القوة الأولية اللازمة للحزام قبل التصلب، لأن الأسلاك يجب تثبيتها في مكانها أثناء بناء البلاطة، كما يُوفر مقاومة التمزق التي تمنع السلك من الانفصال عن المادة الأساسية عند الاصطدام. يُحسّن مطاط SBR مقاومة التقادم ويُقلل من ارتداد التصلب، ولكن زيادة نسبته بشكل مفرط تُفقد الالتصاق ومقاومة التمزق. تُعد نسبة الخلط أهم عامل في هذه التركيبة.

ما يُعنى به المزيج في الواقع هو تحديد نطاق التصلب. يجب أن يكون التصلب سطحيًا، أي يجب أن يصل المركب إلى كثافة الترابط الكاملة دون تصلب زائد، لأن لوح حزام الأسلاك الفولاذية سميك والأسلاك لا توصل الحرارة. يجب أن تنتقل الحرارة عبر المطاط لتصل إلى المركز. قد يستغرق حزام بسمك 20 مم على مكبس مسطح أكثر من 40 دقيقة لتسخين منطقة منتصف السلك إلى درجة حرارة التصلب، وبحلول ذلك الوقت يكون سطح الغطاء قد ظل ساخنًا طوال هذه المدة. إذا لم يكن نظام الفلكنة مناسبًا، فسيتصلب السطح بشكل زائد بينما لا يتصلب اللب بشكل كافٍ، وهذا هو سبب فشل الالتصاق أكثر من أي خطأ في التركيبة.

في الموقع، يظهر الغطاء المعالج بشكل مفرط كسطح صلب لامع يفقد قدرته على امتصاص الصدمات الناتجة عن تغذية الكتلة، ويبدأ بالتشقق بنمط فسيفسائي دقيق. أما اللب غير المعالج بشكل كافٍ فيظهر على شكل خيوط يمكن نزعها من الحزام بعد وصلها بسكين يدوي، أو على شكل رائحة نفاذة للمطاط غير المعالج عند فتح جزء مقطوع. كلا العيبين ناتجان عن عملية الضغط، وليسا عيبين في المادة، وكلاهما يظهر خلال الشهر الأول.

تُعدّ مقاومة الحرارة العامل الثاني المُحدد لاختيار البوليمر. يتحمّل مركب اللب القياسي المصنوع من المطاط الطبيعي درجات حرارة سطح الحزام حتى 60 درجة مئوية تقريبًا في التشغيل المستمر. عند تجاوز هذه الدرجة، تلين مصفوفة المطاط الطبيعي، وتنخفض قيمة الالتصاق، ويبدأ الحزام بالتمدد تحت الحمل أسرع مما هو متوقع في منحنى استطالة الحبل. بالنسبة لتغذية الكلنكر الساخن أو التلبيد، نستبدل اللب بقاعدة من مطاط الإيثيلين بروبيلين ديين مونومر (EPDM) أو بوليمر مكلور، ونعيد بناء حزمة الالتصاق حوله، لأن نظام الكوبالت الذي يعمل مع المطاط الطبيعي يتصرف بشكل مختلف في البوليمر المشبع.

هناك أمران جديران بالملاحظة من هذا الجدول. أولاً، مُحسِّن الالتصاق ذو نطاق ضيق، وليس بالضرورة أن تكون الزيادة فيه أفضل. ثانياً، يؤثر كلٌّ من كمية الحشو وتركيبة الالتصاق في اتجاهين متعاكسين، وهذا تحديداً ما يجعل تصميم المركب الأساسي واختباره كنظام متكامل أمراً ضرورياً.

03الطلاء النحاسي والكيمياء اللاصقة التي تثبت السلك فعليًا

لا يلتصق السلك الفولاذي بالمطاط عن طريق التماسك الميكانيكي. يُسحب السلك ثم يُطلى كهربائيًا بطبقة رقيقة من النحاس الأصفر، يتراوح سمكها عادةً بين 0.20 و0.35 ميكرومتر، بنسبة نحاس إلى زنك تتراوح بين 60:40 و70:30. أثناء عملية المعالجة، يتفاعل الكبريت الموجود في المركب على سطح النحاس الأصفر، مكونًا طبقة من كبريتيد النحاس متصلة كيميائيًا مع كل من المعدن والمطاط المتشابك. هذه الرابطة عبارة عن جسر كيميائي بعمق بضعة نانومترات، وتعتمد جميع خصائصها على نسبة النحاس إلى الزنك، وسمك الطلاء، وكمية الكبريت التي تصل إلى السطح البيني في الوقت المناسب.

لهذا السبب، لا يمكن تحديد خصائص الحبل والمركب بشكل منفصل. بتغيير نسبة الطلاء، تتغير حركية تصلب المركب تبعًا لذلك. على سبيل المثال، قد يلتصق طلاء بنسبة 67:33، والذي يلتصق جيدًا بنظام مطاط طبيعي شبه كهربائي عند درجة حرارة 145 درجة مئوية، بشكل ضعيف بنظام منخفض الكبريت، لأن كمية الكبريت المنتشرة إلى السطح البيني لا تكون كافية قبل أن تتصلب المادة الأساسية. يُعد تصلب المادة الأساسية هو العامل المحدد الرئيسي. بمجرد أن يتشابك المطاط المحيط بالحبل بشكل كافٍ، تتوقف حركة الكبريت، ولن يتشكل أي كبريتيد نحاسي لم يتشكل بعد.

يؤثر سُمك الطلاء بنفس الطريقة. فعندما يقل سُمك طبقة النحاس عن 0.15 ميكرومتر تقريبًا، تصبح رقيقة جدًا بحيث لا تتحمل التفاعل، وتكون الرابطة ضعيفة منذ البداية. أما عندما يزيد سُمكها عن 0.40 ميكرومتر تقريبًا، يصبح الطلاء طبقة مرنة بحد ذاتها، وعند ثنيها بشكل متكرر، تتشوه بشكل مختلف عن السلك الموجود أسفلها. يُعد هذا التباين أحد الآليات الكامنة وراء حالات الفشل الناتجة عن التآكل التي نراها في خطوط نقل الفحم الرطب. في إحدى الحالات، استمر فقدان التصاق سلك ناقل الفحم في محطة ساحلية لمدة 18 شهرًا تقريبًا على سير ناقل من طراز ST 1000 يحمل فحمًا مغسولًا بنسبة رطوبة سطحية 8%. كان سُمك الطلاء آنذاك 0.45 ميكرومتر. وقد أدى الانتقال إلى سُمك 0.28 ميكرومتر باستخدام نفس المركب إلى مضاعفة الوقت اللازم لظهور أول فشل في التقشر تقريبًا.

الماء هو العامل الخفي في كل هذا. حتى الرابطة المتماسكة تمامًا تتدهور إذا وصلت الرطوبة إلى سطح النحاس، لأن طبقة الكبريتيد تتحلل مائيًا ويتحول السطح البيني إلى أكسيد غير ملتصق. لهذا السبب يجب أن يكون المركب الرقيق غير منفذ للماء تمامًا، ولهذا السبب يُعد الغطاء الرقيق ذو السطح البيني غير المتصلب خطيرًا للغاية. يجد الماء مسار المقاومة الأقل، وهذا المسار عادةً ما يكون مستوى السلك.

إذا أردتَ رقمًا واحدًا للنقاش مع مصنع، فليكن اختبار تقشير الحبل المطاطي. تعتمد الطريقة القياسية على سحب حبال منفردة من عينة مُعالَجة بمعدل مُتحكَّم به، وتسجيل القوة لكل وحدة طول مُضمَّنة. بالنسبة لأحزمة ST شديدة التحمل، نبحث عن قيم تتجاوز 12 نيوتن/مم بعد التقادم، ونريد أن يُظهر سطح الكسر بقايا مطاط على السلك بدلًا من سطح نحاسي نظيف. السلك النظيف يعني أن الرابطة قد انفصلت؛ أما بقايا المطاط فتعني أن المطاط نفسه قد تمزق، وهو نمط الكسر المطلوب لأنه يُثبت تماسك السطح البيني.

04اختيار درجة الغطاء المناسبة للحماية من التآكل الحقيقي والصدمات ودرجات الحرارة

تُعدّ درجة الغطاء الجزءَ الأول من المواصفات الذي يقرأه المشترون أولاً، ولكنه الأقل فهماً. فالحروف والأرقام المستخدمة فيه مستمدة من معايير مختلفة لا تتطابق تماماً. يُنظّم معيار DIN 22131 أحزمة الأسلاك الفولاذية المستخدمة في النقل العام، ويُصنّف الغطاء بناءً على فقدان التآكل وخصائص الشد. أما معيار ISO 15236 فيُغطي أحزمة الأسلاك الفولاذية للاستخدام العام، ويستخدم هيكلاً تصنيفياً مشابهاً، ولكنه ليس مطابقاً تماماً. بالنسبة للمطاط نفسه، يُحدّد معيار DIN 22102 فئات الغطاء، بينما يُحدّد معيار ISO 4649 كيفية قياس فقدان التآكل. أما درجات RMA، فتأتي من منهج مختلف تماماً، وتُستخدم على نطاق واسع في أعمال تجميع المواد والتعدين في أمريكا الشمالية.

يُعدّ هذا الالتباس مهمًا لأنّ الحزام المُصنّف DIN Y والحزام المُصنّف RMA Grade II ليسا قابلين للتبديل في الاستخدام، على الرغم من تسويقهما كمقاومين للتآكل. يُقاس فقدان التآكل بالمليمترات المكعبة من المطاط المُزال من عينة قياسية تحت حمل مُحدّد وعلى سطح كاشط. كلما انخفضت القيمة كان ذلك أفضل. ما لا يُوضّحه هذا الرقم هو كيفية تفاعل المادة المُركّبة مع الصدمات، أو الحرارة، أو وجود الزيت، وهذه هي الظروف التي تُحدّد عادةً عمر الحزام في ظروف التشغيل الفعلية.

تكمن المشكلة الأكبر في قراءة بيانات مقاومة التآكل عند التعرض للصدمات. فالغطاء الصلب للغاية والمقاوم للتآكل قد يكون هشًا، وقد يؤدي سقوط كتلة من الخام بحجم 300 مم من قناة النقل بسرعة 6 م/ث إلى قطعه وتمزقه. في نقاط النقل المعرضة للصدمات العالية، غالبًا ما نحدد معدل فقدان تآكل أعلى قليلًا مقابل مقاومة أفضل بكثير للقطع والتمزق، وندعم ذلك بغطاء أكثر سمكًا، وأحيانًا بطبقة حماية إضافية. هذا النوع من المفاضلة لا توفره لك بيانات المنتج.

لاحظ أن كلاً من معيار DIN ومعيار RMA لا يقدّمان تصنيفًا يصف مقاومة الزيت أو مقاومة المواد الكيميائية أو مرونة درجات الحرارة المنخفضة. فهذه فئات مركبات منفصلة. إذا كان حزامك يتعرض لتسرب زيت هيدروليكي تحت الكسارة، أو يعمل في الهواء الطلق عند درجة حرارة -25 درجة مئوية في الشتاء، فأنت خارج نطاق نظام التصنيف المعتمد، ويجب عليك تحديد نوع المركب المناسب مباشرةً لهذه الظروف. وقد كتبنا بشكل منفصل عن هذا الموضوع.حزام ناقل مقاوم للزيتالمركبات و حولحزام ناقل مقاوم للتآكلفي مجال الإنشاءات، لأن هذه الظروف تتطلب دراسة منفصلة. أما الحرارة فهي فئة ثالثة منفصلة، ​​ويتم تحديد الكلنكر المواجه للحزام عند درجة حرارة 110 درجة مئوية من خلال مسار درجة الحرارة بدلاً من مسار فئة التآكل.

يُعد نقل الطاقة فرعًا مختلفًا من هندسة المطاط، ومصنع أحزمة ناقل الحركةتعمل هذه الأنظمة على ترسيخ قواعد لا تنطبق على غطاء النقل. تعمل هذه الأحزمة على بكرات ذات أخاديد أو أسنان، لذا فإن خاصية الحدّ من أدائها عادةً ما تكون تراكم الحرارة على الجانب أو السن، وليس الاحتكاك الناتج عن الانزلاق على المواد السائبة. يُعدّ خلط لغتي المواصفات سببًا شائعًا لخيبة الأمل لدى طرفي المشروع. لذا، يُنصح بفصل أحزمة القيادة عن أحزمة النقل في قسمين منفصلين من نفس الاستفسار، وترك المورد يُجيب على كل قسم وفقًا لشروطه الخاصة.

قبل أن ننتقل إلى موضوع آخر، أودّ أن أضيف نقطة أخيرة بخصوص الأغطية. سُمك الغطاء ليس بديلاً عن جودته. فمضاعفة سُمك الغطاء على مادة رديئة الجودة قد يزيد عمره بنسبة 30% فقط، ولكنه يزيد من وزنه ووزن البكرات، وبالتالي التكلفة. أما إصلاح المادة اللاصقة أسفله فيؤدي عادةً إلى زيادة كبيرة في العمر.

05أربع طرق لفشل الالتصاق، وكيف تبدو كل منها في الموقع

عندما ينقطع حزام سلك فولاذي، فإن العطل غالباً ما ينحصر في أحد أربعة أسباب. تبدو هذه الأسباب متشابهة من الخارج، ومختلفة تماماً عند فحص مقطع عرضي، ولذلك يجب أن يبدأ التشخيص من عينة فعلية بدلاً من صورة لحزام ممزق. تحديد السبب الصحيح هو ما يحدد ما إذا كنت بحاجة إلى حزام جديد، أو مواصفات مختلفة للتركيبة، أو مجرد إصلاح دورة الضغط.

الشيخوخة وانعكاس المركب الأساسي

الآلية الأكثر شيوعًا هي التقادم الكيميائي البطيء. يؤدي وصول الحرارة والأكسجين إلى سطح الحبل تدريجيًا إلى تقليل كثافة الروابط المتشابكة وتفكيك طبقة الكبريتيد البينية. تنخفض قوة الشد من 15 نيوتن/مم إلى 5 نيوتن/مم على مدى أشهر، ويستمر الحزام في الدوران لأن الرابطة المتبقية لا تزال كافية للشد الطبيعي. بعد ذلك، يتسبب انحشار أو تعطل بكرة أو انسداد في قناة السحب في زيادة مؤقتة في الحمل على الحبال، ولا تستطيع الطبقة البينية الضعيفة إعادة توزيعه، فينفصل جزء طويل من الغطاء العلوي عن الهيكل. عند فحص المقاطع المقطوعة، ستجد منطقة الحبل لينة ودهنية قليلاً، مع وجود طبقة أكسيد بنية محمرة على الأسلاك.

لاحظنا هذا النمط بوضوح على ناقل أرضي مصنوع من الحجر الجيري، يعمل على مدار الساعة عند درجة حرارة سطحية تبلغ 90 درجة مئوية. كان الحزام مصنفًا نظريًا كحزام مقاوم للحرارة، لكن مركب اللب فيه كان مصنوعًا من نظام مطاط طبيعي تقليدي مع إضافة بسيطة لمقاومة التقادم. بلغت قيم مقاومة التقشير بعد 14 شهرًا 6.5 نيوتن/مم، وهي في انخفاض. استخدم الحزام البديل نفس الحبل ولبًّا مصنوعًا من مادة EPDM بتكلفة وحدة أعلى بنحو 18%، وبعد 30 شهرًا، ظلت قيم مقاومة التقشير أعلى من 11 نيوتن/مم.

تسرب الرطوبة على طول مستوى الحبل

الآلية الثانية هي الماء. فبمجرد وصول الرطوبة إلى سطح النحاس، تُحلل طبقة الكبريتيد، وتحولها إلى أكسيد غير لاصق، مما يؤدي إلى فقدان الرابطة نهائيًا. يتسرب الماء عبر قطع، أو وصلة تالفة، أو غطاء مهترئ عند الحافة، أو عبر سطح تلامس مسامي غير معالج جيدًا بين الغطاء واللب. وتتمثل العلامة المميزة في بقع الصدأ الطولية ومعجون الأكسيد الأسود داخل الحزام، والذي غالبًا ما يمتد إلى ما هو أبعد بكثير من الضرر الظاهر على السطح.

تكمن المشكلة في العمل تحت الماء، وهذا يفسر سبب...حزام ناقل مطاطيتختلف طريقة عمل الأقمشة المخصصة للأحواض الجافة عن تلك المخصصة لخطوط الإنتاج المغسولة، حتى وإن كانت الخيوط متطابقة. لذا، استفسر تحديدًا عن كيفية تحكم المصنع في الرطوبة قبل البدء بالبناء. فالخيوط التي تُخزن في مستودع رطب، أو الألواح الخرسانية التي تُبنى في اليوم التالي لليلة باردة، تحمل تكثيفًا عند نقاط التماس، ولا تستطيع آلة الكبس التخلص منه.

الإجهاد الميكانيكي وهجرة الحبل الشوكي

الآلية الثالثة ميكانيكية وليست كيميائية. يؤدي صغر قطر البكرات، وزوايا الالتفاف العالية، وكثرة عمليات البدء إلى قص بين الطبقات في منطقة الحبال. إذا كانت مادة اللب لينة جدًا، فإن الحبال تتحرك جانبيًا، ويتشوه مستوى الحبال، ويتركز الإجهاد عند الحبال الخارجية. والنتيجة المرئية هي سير ذو مسار غير دقيق، ثم تظهر عليه حافة متموجة، ثم يتطور فيه شق طولي مباشرة فوق أحد الحبال الخارجية. في محطة نقل، قمنا بقياس حركة جانبية للحبال مقدارها 6 مم على طول 220 مترًا من السير، باستخدام مادة كانت صلابتها أقل بنسبة 12% من الصلابة المحددة. وقد أدى استبدال السير بالمادة الصحيحة إلى حل مشكلة المسار تمامًا في غضون أسبوع واحد.

يُعدّ التلف الناتج عن الصدمات أحد هذه الأنواع أيضًا. إذ يؤدي اصطدام جسم حاد بالحزام إلى ضغط الغطاء واللب، وإذا كانت المادة المركبة ذات مقاومة ضعيفة للتمزق، فقد يندفع الحبل عبر المطاط المجاور، مما يُسبب تمزقًا ينتشر على طول مستوى الحبل. ولهذا السبب، تتطلب نقاط نقل الصدمات العالية غطاءً أكثر سمكًا ومادة مركبة ذات مقاومة حقيقية للتمزق، وليس مجرد مقاومة منخفضة للتآكل.

عيوب الضغط والمعالجة التي تحاكي عيوب المواد

الآلية الرابعة ليست عطلاً في الحزام أثناء التشغيل، بل عطلاً في دورة الضغط لا يظهر إلا لاحقاً. يؤدي عدم كفاية ضغط اللوح إلى مسامية في منطقة الحبل. كما أن برودة اللوح في أحد طرفي مكبس طويل تُحدث تدرجاً في حالة التصلب عبر عرض الحزام. أما فتح المكبس مبكراً جداً فيؤدي إلى عدم تصلب منطقة الحبل الوسطى بشكل كافٍ، بينما تكون قراءة السطح صحيحة عند فحص الصلابة. كل هذه العوامل تظهر على شكل قيم تقشير متناثرة وغير متوقعة، ولن يُصلحها أي تغيير في التركيبة.

هذا هو المبرر العملي لإجراء تدقيق للموردين قبل طلبية كبيرة، وقد تناولنا إطار التدقيق في ملاحظاتنا حول فحص الموردين.سيور ناقلة بالجملةبرنامج. ستتفوق مطحنة مزودة بمكبس معاير، ومسجل لدرجة حرارة وضغط اللوح، ودورة معالجة مكتوبة لكل سُمك حزام، على مطحنة ذات وصفة أفضل ولكن بدون تحكم في العملية في كل مرة. عند زيارة شركة محتملةمصنع سيور النقلاطلب الاطلاع على آخر ثلاث سجلات ضغط لحزام من سمكك واسأل عن التباين المقاس عبر اللوح.

من العادات الجيدة التي يُنصح بترسيخها أخذ عينة من كل حزام عند استلامه لأول مرة، وحفظها في مكان مظلم وجاف مع تاريخ الإنتاج. فعندما يتعطل الحزام بعد أربع سنوات، يكون لديك معيار للمقارنة، وعادةً ما تحسم هذه المقارنة الجدل حول ما إذا كان الحزام قد تم توريده بشكل خاطئ أو أنه يعمل خارج نطاق مواصفاته.

06مركب اللب ومركب التغطية وظيفتان مختلفتان

كثيرًا ما يظن المشترون أن الحزام عبارة عن قطعة مطاطية واحدة بنقش على سطحها. في الواقع، صُمم اللب والغطاء وفقًا لمتطلبات مختلفة، وكونهما مضغوطين معًا لا يعني أنهما من نفس المادة. يُشترط في اللب أقصى قدر من الالتصاق بالنحاس، وصلابة عالية لتثبيت الأوتار في النغمة المطلوبة، وانخفاض تراكم الحرارة عند الثني، ومقاومة طويلة الأمد للتقادم من الداخل. أما الغطاء، فيُشترط فيه مقاومة التآكل والقطع والتمزق، ومقاومة منخفضة للدوران، ومقاومة خاصة به للتقادم في مواجهة أشعة الشمس والأوزون ودرجة حرارة المادة من الخارج.

نظرًا لاختلاف متطلبات الشد، يتم معالجة المركبين معًا. يُوضع المركب العلوي فوق اللب، ويتصلبان معًا في دورة الضغط نفسها، ويجب أن تتطابق أنظمة المعالجة الخاصة بهما لضمان وصولهما إلى الحالة المطلوبة في الدورة نفسها. إذا تصلب المركب العلوي أسرع بكثير من اللب، يصبح السطح الفاصل بينهما نقطة ضعف. تُعدّ نقطة الضعف هذه مسارًا شائعًا لدخول الماء، وهي غير مرئية من الخارج.

يُعدّ شرط المعالجة المتطابقة هذا أحد أسباب عدم كون تغيير درجة الغطاء عملية استبدال بسيطة. فنقل حزام من نوع DIN Y إلى غطاء مقاوم للحريق يُغيّر عائلة مركّب الغطاء بالكامل، وعادةً ما يتعيّن تغيير المركّب الأساسي معه للحفاظ على ثبات الالتصاق وسلوك المعالجة.موزع السيور الناقلةإن التعامل مع درجة التغطية كخيار مجاني في نموذج الطلب يُعرّض الشركة لخطر الفشل مستقبلاً. يجب ذكر كليهما معًا، وينبغي أن يكون المصنع قادرًا على توضيح توافق المعالجة في ورقة البيانات.

هناك نقطة ذات صلة تتعلق بعرض الحزام ومادة تغليف الحواف. حافة حزام الأسلاك الفولاذية هي المكان الذي تلامس فيه الأسلاك الخارجية السطح مباشرةً، وهي المكان الذي يبدأ فيه معظم التلف. تستخدم العديد من التصاميم مادة تغليف حواف مخصصة ذات مقاومة أعلى للتمزق، وأحيانًا شريط حافة مقوى. إذا كنت تشتري من خلالمصنع أحزمة Vإذا كنتَ تُورّد أيضًا أحزمة مسطحة، فاسأل عمّا إذا كانت مجموعة الأحزمة ذات الأسلاك الفولاذية تستخدم تركيبة حواف منفصلة أم أنها تقص الحزام من لوح أعرض بدون حماية للحواف. يظهر الفرق جليًا في السنة الثانية والثالثة من الاستخدام، وبحلول ذلك الوقت يكون الطلب قد انتهى منذ فترة طويلة.

07نقاط الاختلاف بين مركبات أسلاك الفولاذ وهياكل الأقمشة

غالبًا ما تُدرج الأحزمة القماشية والأحزمة ذات الأسلاك الفولاذية في نفس ورقة المواصفات وتُقارن في نفس الأعمدة، وهذا خطأ. يفرض نوعا الهيكل متطلبات مختلفة على المطاط، والاختلافات في التركيبة ليست شكلية. بمجرد فهمك لهذا الاختلاف، ستتمكن من قراءة ورقة البيانات بشكل صحيح، وستتمكن من معرفة ما إذا كان المصنع يُقدم تركيبة حزام قماشي مُغلّفة على أنها تركيبة حزام فولاذي.

يكمن الاختلاف الأكبر في تباعد الحبال. يتكون الحزام القماشي من طبقات منسوجة، لذا يكون المطاط مُدمجًا في طبقة متصلة بخيوط متقاربة. أما الحزام ذو الحبال الفولاذية، فيتكون من حبال متباعدة ذات أقطار كبيرة، تصل أحيانًا إلى 30 مم، مع وجود كميات كبيرة من المطاط بينها. هذا المطاط ليس مجرد حشو، بل هو عنصر هيكلي يجب أن يكون صلبًا بما يكفي لمقاومة القص وتراكم الحرارة، مع الحفاظ على مرونته الكافية للمرور فوق البكرات، وتختلف مشكلة التصميم هذه تمامًا عن تصميم الحزام القماشي.

تختلف متطلبات الالتصاق اختلافًا كبيرًا. تحتاج طبقات النسيج إلى أن يتغلغل المطاط في النسيج ويثبت على سطح الألياف، وهي عملية ميكانيكية وكيميائية تتم مع التشطيب النسيجي. أما سلك الفولاذ فيحتاج إلى جسر كيميائي مع النحاس الأصفر، كما ذُكر سابقًا. تختلف حزم الإضافات، وتختلف كمية الكبريت المطلوبة عند السطح البيني، وتختلف طرق الاختبار. لن يوفر المركب المُحسَّن لالتصاق النسيج التصاقًا قويًا بالنحاس الأصفر، والعكس صحيح.

ثم تأتي الصلابة والتخلف. عادةً ما تكون أحزمة الأسلاك الفولاذية أطول بكثير، وتتحمل شدًا أعلى على مسافات أطول، وتنثني بشكل أقل بكثير لكل وحدة طول نظرًا لكبر أقطار البكرات. ما لا تتحمله هذه الأحزمة هو مركب يُولّد الحرارة ويحتفظ بها. أما الحزام القماشي على ناقل قصير وسريع ذي بكرات صغيرة فهو حالة معاكسة، حيث يكون انخفاض التخلف أكثر أهمية. يشير هدف التحسين نفسه إلى اتجاهات مختلفة اعتمادًا على نوع الهيكل.

نقطة أخرى ذات صلة بالإنشاءات المتخصصة. أحزام مائل ذو نتوءاتمبني على هيكل من أسلاك فولاذية، أوبناء الجدار الجانبيمع الحواف المموجة، تُضاف عملية معالجة ثانية للقطاعات. تُسخّن هذه المعالجة الثانية الهيكل مرة أخرى، ويجب أن يكون المركب الأساسي مستقرًا بما يكفي لتحمّل هذه العملية دون أن يتلف. لا تستطيع جميع المصانع القيام بذلك، ومن الجيد طرح هذا السؤال مبكرًا إذا كان مشروعك يتطلب كلاً من الشد العالي والقدرة على العمل على منحدرات شديدة.

وينطبق المنطق نفسه عندما يكون العمل شاقاً أو رطباً أو خطيراً بدلاً من مجرد كونه شديد الانحدار.حزام ناقل مقاوم للحرارةو أحزام ناقل مقاوم للحريقكلاهما يحتاج إلى إعادة بناء المركب الأساسي بالإضافة إلى الغطاء، ونقطة النقل التي تتعامل مع التغذية الخشنة والمتكتلة عادةً ما تتطلبحزام ناقل مقاوم للصدمات والقطعتتميز هذه الأحزمة بتصميم مبطن بدلاً من غطاء صلب. وفي كلتا الحالتين، يجب أن تتوزع الخصائص المتخصصة على كامل سمك الحزام، وهذا ما يفسر ارتفاع سعرها مقارنةً بالأحزمة العادية، ويبرر هذا السعر.

في التطبيقات الشاقة، نرى عادةً تحديد سلك فولاذي في أحد أربعة مواضع، وكل موضع منها يدفع المركب في اتجاه مختلف قليلاً. خطوط النقل البري الطويلة فيالتعدين واستخراج المحاجرالتركيز على الاستطالة المنخفضة والالتصاق المتناسق. الكلنكر وتغذية الأفران فيمصنع أسمنتيركز على استقرار الحرارة في كل من الغطاء واللب. شاحنات تفريغ وتكديس السفن فيمناولة البضائع السائبة في الموانئيركز هذا النهج على حماية الصدمات والحواف. أما خطوط المنحدرات ذات الحمولة العالية فتركز على التحكم في التمدد وسلوك الكبح، لأن حزام الأسلاك الفولاذية عند تمدد 0.25% على مسافة 3 كيلومترات في المنتصف يعيد الكثير من الطاقة عند التوقف.

08المعالجة والاختبار وتناسق الدفعات على المطبعة

كل ما كُتب حتى الآن يصف ما ينبغي أن يكون عليه المركب. أما احتواء الحزام الذي تستلمه على هذا المركب فعلياً فيعتمد على دقة الخلط ونوعية المكبس، وهنا تكمن الفجوة الأكبر بين المصانع. التركيبة وثيقة، أما الحزام فهو ناتج عملية التصنيع. والمشترون الذين يكتفون بمراجعة الوثيقة فقط سيُفاجأون.

تبدأ عملية الخلط. تُخلط مركبات المطاط في خلاطات داخلية بمعامل تعبئة وسرعة دوران ودرجة حرارة تفريغ محددة، وعادةً ما تتم على مرحلتين، حيث يُضاف المُسرِّع في المرحلة الثانية عند درجة حرارة منخفضة بما يكفي لتجنب الاحتراق. يؤدي اختلاف درجة حرارة التفريغ بمقدار ±10 درجات مئوية بين الدفعات إلى تغيير حالة معالجة الدفعة قبل وصولها إلى المكبس، وينتقل هذا الاختلاف وصولاً إلى نقطة اتصال الخيط. يتمتع المصنع الذي يسجل درجة حرارة التفريغ لكل دفعة بالتحكم الكامل، بينما يفقد المصنع الذي يسجلها فقط عند ظهور خلل ما هذا التحكم.

ثم تأتي مرحلة الضغط. تُعالج أحزمة الأسلاك الفولاذية على مكابس مسطحة تُسخّن الغطاء ليصل إلى الأسلاك، ويكون سطح الأسلاك آخر مكان يصل إلى درجة الحرارة المطلوبة. يُعدّ الضغط بنفس أهمية الحرارة، لأن المادة المركبة يجب أن تتدفق إلى فجوات الأسلاك وتطرد الهواء المحتبس. يؤدي انخفاض الضغط إلى ظهور المسامية، وهي عبارة عن شبكة من الفراغات على طول الأسلاك تمتلئ بالماء خلال موسم واحد. أما ارتفاع الضغط في بداية دورة المعالجة فيؤدي إلى ضغط المادة المركبة خارج منطقة الأسلاك قبل أن تتصلب، مما يجعل الأسلاك غير مغطاة بشكل كافٍ.

بعد المعالجة، يُبرّد الحزام تحت ضغط، وإلا سينكمش بشكل غير متساوٍ، وسيصبح توزيع شدّ الحبل غير منتظم من الحافة إلى المركز. الحزام ذو الشدّ غير المتساوي للحبل يسلك بشكل سيئ ويتآكل طرفه. هذه مشكلة في خط الضغط والتبريد، وليست مشكلة في المركب، ولن يُصلحها أي نوع من المطاط عالي الجودة.

الاختبار هو السبيل الوحيد للتأكد من جودة المنتج. نطلب أربع مجموعات من بيانات الاختبار مع كل طلبية أسلاك فولاذية، ونقارنها بعينة ما قبل الإنتاج بدلاً من مقارنتها بمواصفات عامة. تُعطي قوة سحب السلك رقم التداخل. ويُعطي فقدان التآكل في الغطاء وفقًا لمعيار ISO 4649 رقم التآكل. أما قوة الشد والاستطالة عند الكسر في كل من الغطاء واللب فتعطي الصورة الميكانيكية. وتُعطي اختبارات التقادم في الفرن، والتي تستغرق عادةً 7 أيام عند 70 درجة مئوية أو ما يعادلها، أرقام الاحتفاظ التي تتنبأ بالأداء على المدى الطويل.

ملاحظة حول كيفية قراءة بيانات التشتت: لا تُنتج أي مطحنة قيم شد متطابقة على كامل الحزام، والادعاء بذلك يُعدّ مؤشراً تحذيرياً. ما تحتاجه هو توزيع متقارب بحد أدنى أعلى من الحد الأدنى المتفق عليه. إذا كان المتوسط ​​14 نيوتن/مم، وكانت أدنى ثلاث حبال عند 7 نيوتن/مم، فهذا يعني أن الحزام يحتوي على مناطق ضعيفة، وهذه المناطق ستتعرض للتلف أولاً. اطلب الحد الأدنى، وليس المتوسط، واسأل عن عدد الحبال التي تم اختبارها.

وينطبق المبدأ نفسه على المكونات المحيطة بالحزام.بكرةبفضل سطحه المقوس وبطانة ناعمة ذات شكل صحيح، يحمي هذا التصميم منطقة الحبل من خلال الحفاظ على مسار الحزام دون إجهاد الحواف. اختيار مناسببكرة التوجيهضبط زاوية الحوض بشكل صحيح يحافظ على مركزية الحمل ويمنع انسكاب المواد على مسار العودة، وهو ما يسبب معظم تلف الحواف. وبكرة وسيطة ذاتية المحاذاةيقلل هذا من القوى الجانبية التي تؤدي إلى فشل مبكر للرابطة الضعيفة بين الحبل والمطاط عند نقاط التغيير الحرجة. قد يتلف الحزام ذو الالتصاق المثالي خلال موسم واحد بسبب بكرات رديئة، بينما غالبًا ما يدوم الحزام ذو الالتصاق الكافي والمثبت على مكونات جيدة لفترة أطول من عمره الافتراضي.

بالنسبة للمشترين الذين يديرون حزمة كاملة من خطوط النقل بدلاً من سير ناقل واحد، يجدر الاطلاع على كيفية هيكلتنامكونات ناقلةالتوريد وكيفية عملناضمان الجودةتعالج هذه العملية سجلات الدفعات، لأن النقاش المركب في هذه الصفحة لا يصبح واقعيًا إلا عندما يتمكن المورد من إنتاج تلك السجلات عند الطلب. إذا كان تطبيقك يتضمن خطوة معالجة ثانية مثل وصلة ملحومة في موقع بعيد، فإن...خدمة ميدانيةتتضمن الملاحظات ما يجب تحضيره قبل تحرك الطاقم.

وأخيرًا، ملاحظة حول الكلمتين اللتين تُستخدمان بشكل متبادل، وهذا خطأ.حزام القيادة المتزامنوسهلحزام على شكل حرف Vكلاهما يتعامل مع مطاط نقل الطاقة، لكن منطق التركيب مختلف تمامًا، لأن هذه الأحزمة تعمل على بكرات مسننة أو ذات أخاديد، وأنماط تلفها هي قص الأسنان وإجهاد الأسلاك وليس التآكل. إذا كان مشروعك يتضمن أحزمة قيادة إلى جانب أحزمة نقل، فاحتفظ بالمواصفات منفصلة.

اطلب مراجعة لجودة المركب والغطاء لحزامك المصنوع من الأسلاك الفولاذية

09الأسئلة الشائعة

هل يمكن لمركب واحد أن يخدم كلاً من قلب وغطاء هذه الأحزمة؟

عمليًا، لا. يجب أن يرتبط اللب كيميائيًا بالأسلاك المطلية بالنحاس وأن يظل صلبًا بما يكفي لتثبيتها في مكانها، بينما يجب أن يقاوم الغطاء التآكل والصدمات الخارجية. عادةً ما تتجاهل المصانع التي تستخدم مركبًا واحدًا للحزام بأكمله مادة الالتصاق في تصميمها. اطلب وصفتين مختلفتين واسأل عن سلوك كل منهما بعد التصلب.

لماذا لا يخبرني تصنيف الغلاف وحده بمدة بقاء الحزام؟

لأن درجة الغطاء تصف سطح التآكل فقط، ولا تُشير إلى قوة الالتصاق عند نقطة اتصال الحبل، أو ثبات اللب الحراري، أو التحكم في الضغط خلف الحزام. لقد أخذنا عينات من أحزمة اجتازت جميع اختبارات الغطاء بعد تسعة أشهر، بينما كانت قيمة التقشير عند مستوى الحبل قد انخفضت إلى النصف.

ما هي قيمة التقشير التي يجب أن أضعها في مواصفات الشراء؟

بالنسبة للاستخدامات الشاقة من الفئة ST، ابحث عن قوة سحب لسلك الحزام الجديد تبلغ حوالي 12 نيوتن/مم أو أعلى، وأن تبقى هذه القيمة أعلى من 8 نيوتن/مم تقريبًا بعد اختبار التقادم الحراري. يجب أيضًا التأكد من أن سطح الكسر يُظهر التصاق المطاط بالسلك. يشير سلك النحاس النظيف بعد الاختبار إلى أن الكسر حدث عند نقطة التماس وليس عند المطاط.

كيف تتسرب الرطوبة إلى طبقة الحبل، وكيف يمكنني منع ذلك؟

يتسرب هذا العيب عبر الشقوق في الغطاء، والحواف التالفة، والوصلات غير المحكمة، والأسطح المسامية غير المعالجة جيدًا، ويدمر الرابطة كيميائيًا بدلًا من إزالتها بالغسل. لذا، تتطلب الوقاية استخدام طبقة عازلة غير منفذة، وحماية جيدة للحواف، وتخزين الأسلاك جافة قبل البناء، وإصلاح أي خلل في الغطاء بسرعة بدلًا من انتظار الإغلاق التالي.

هل زيادة سمك الغطاء بديل عن استخدام مركب أفضل؟

لا. إن زيادة سُمك الغطاء على مركب متوسط ​​الجودة يزيد من الكتلة، وحمل البكرة، والتكلفة، مقابل زيادة في العمر الافتراضي بنسبة 30% فقط. أما إصلاح الالتصاق والمركب الأساسي فيؤدي عادةً إلى زيادة العمر الافتراضي أضعاف ذلك، وفي ظروف التشغيل الحارة أو الرطبة، يكون الفرق أكبر بكثير لأن التلف يبدأ من أسفل الغطاء، وليس على سطحه.

ما الذي يجب أن أطلبه مع مستندات التسليم؟

أربعة أمور: نتيجة اختبار قوة سحب الحبل مع الحد الأدنى للقيمة وعدد الحبال المختبرة، ونسبة التآكل مقارنةً بالدرجة المعلنة، وقوة الشد والاستطالة لكل من الغطاء واللب، وسجل الضغط الخاص برقمك التسلسلي للحزام، والذي يوضح درجة حرارة وضغط اللوح خلال دورة المعالجة.