تحليل أسباب كسر حلقات الدرفلة في وحدات الإنهاء بمصانع درفلة الأسلاك عالية السرعة

يضمن مصنع درفلة الأسلاك عالي السرعة دقة المقطع العرضي للمنتج بفضل تصميمه الدقيق لمسارات الدرفلة، والتحكم المحكم في الشد وحلقات التخزين (loopers)، واعتماده أسلوب الدرفلة المستمرة عالية السرعة دون ليّ المعدن، بالإضافة إلى توفير صلابة كافية في وحدات الدرفلة واستخدام حلقات درفلة مصنوعة من كربيد التنجستن المقاوم للتآكل وذات قطر صغير. ونظراً لسرعة الدرفلة العالية، فقد تحسنت كفاءة الإنتاج بشكل ملحوظ مقارنة بمصانع الدرفلة التقليدية، مما أدى في النهاية إلى خفض تكاليف الإنتاج بدرجة كبيرة.

تُستخدم حلقات الدرفلة المصنوعة من كربيد التنجستن بشكل عام في مراحل الدرفلة النهائية في مصانع إنتاج الأسلاك المعدنية عالية السرعة. وتتميز هذه الحلقات بموصلية حرارية جيدة، وانخفاض طفيف في الصلابة عند درجات الحرارة المرتفعة، ومقاومة عالية للإجهاد الحراري وللتآكل، فضلاً عن قوتها ومتانتها العاليتين؛ مما يجعلها خياراً شائعاً للاستخدام في وحدات الدرفلة النهائية ضمن مصانع إنتاج الأسلاك عالية السرعة.

• تحليل أسباب كسر حلقات الدرفلة في مرحلة التشطيب النهائي

1. الاختيار غير الملائم لمواد حلقات الدرفلة في مرحلة الدرفلة النهائية

تتكون وحدات الدرفلة النهائية للقضبان المعدنية (الأسلاك) عالية السرعة حالياً، بشكل عام، من 8 إلى 10 منصات درفلة. تختلف قوى الدرفلة وقوى الصدم المؤثرة على كل منصة؛ ومع زيادة عدد تمريرات الدرفلة، تزداد سرعة دوران حلقات الدرفلة بشكل كبير، مما يؤدي بدوره إلى زيادة تآكلها. لذا، ينبغي عند اختيار مادة حلقات الدرفلة لكل منصة مراعاة قوى الدرفلة وقوى الصدم ومقاومة التآكل بعناية فائقة. فالاختيار غير المناسب للمواد قد يؤدي إلى حدوث انهيار (تلف هيكلي) في حلقات الدرفلة أثناء عملية التشطيب، وهو أمر يصعب تحديد سببه بدقة. وفيما يخص منصات الدرفلة النهائية، تتعرض المنصات الأولى لأحمال درفلة وقوى صدم كبيرة نظراً لكبر مساحة المقطع العرضي للمعدن المدرفل وحجم التشوه الكبير الذي يطرأ عليه؛ لذا يجب أن تُصنع حلقات الدرفلة الخاصة بهذه المنصات الأولى من مواد تتمتع بقوة عالية ومقاومة جيدة للإجهاد الحراري، مع وضع مقاومة التآكل في مرتبة ثانوية. أما المنصات الأخيرة، فهي تتعرض لأحمال درفلة وقوى صدم أقل؛ وعليه، ينبغي إعطاء الأولوية لمقاومة التآكل والمقاومة ضد الإجهاد الحراري عند اختيار مواد حلقات الدرفلة الخاصة بها.

2. اهتزاز وتراكم الوحدات المدرفلة في مرحلة الدرفلة النهائية

2.1 حلقة الأسطوانة غير متوافقة بشكل جيد مع الأسطوانة

تتطلب شركة "مورغان" (Morgan Company) -بالإضافة إلى ضبط نسب نقل الحركة بين كل منصة دلفنة وأخرى- أن يقع الخطأ في القطر الخارجي لحلقات الدلفنة (roll rings) ضمن نطاق ±0.05 مم للممر الواحد. كما تشترط ألا يكون قطر أسطوانة أي منصة دلفنة أصغر من قطر أسطوانة المنصة التي تسبقها؛ فإذا كان قطر أسطوانة المنصة المخصصة لتشكيل القطعة البيضاوية أكبر من قطر أسطوانة المنصة السابقة (المخصصة للتشكيل الدائري)، فإن القطعة المعدنية ستتعرض لاهتزازات بين المنصتين، مما يؤدي في النهاية إلى تراكم المعدن (انحشاره) بينهما. وفي هذه الحالة، تنتقل الحرارة من القطعة المعدنية إلى حلقات الدلفنة في كلتا المنصتين، مما يتسبب في ارتفاع درجة حرارة هذه الحلقات وتراكم الإجهادات الحرارية فيها.

2.2 ضبط فجوة الدرفلة غير جيد

نظراً لأن شركة "مورغان" (Morgan Company) تفرض متطلبات صارمة فيما يتعلق بتوافق حلقات الدرفلة في مرحلة الدرفلة النهائية، يتعين على المشغل ضبط فجوة الدرفلة لكل منصة (إطار) في هذه المرحلة بدقة متناهية، وفقاً للقيم المحددة في تعليمات التشغيل. ويساعد هذا الضبط في تقليل احتمالية تراكم المعدن (الفولاذ) الناتج عن ضبط غير دقيق للفجوات بين المنصات، كما يحد من قوى الصدم المؤثرة على حلقات الدرفلة جراء تراكم المعدن، ويقلل من تركز الإجهادات الحرارية التي قد تزيد من احتمالية تعرض حلقات الدرفلة للكسر؛ مما يضمن سير عملية الإنتاج بسلاسة.

2.3 حجم الوحدات المتحركة المُنجزة غير جيد

عند خروج المعدن المدرفل من وحدة الدرفلة الأولية (ما قبل الإنهاء)، ونظراً لعدم دقة أبعاده — لا سيما في حالات زيادة الحجم عن الحد المطلوب — تزداد قوة الصدم المؤثرة على حلقات الدرفلة في المنصة الأولى من وحدة الدرفلة النهائية، مما يؤدي إلى زيادة التشوه وقوة الدرفلة. وفي الوقت ذاته، تزداد قوة الدرفلة في المنصات الأولى من وحدة الدرفلة النهائية، مما يتسبب في حدوث اهتزازات للمعدن المدرفل أثناء مروره بين تلك المنصات، وهو ما يؤدي في نهاية المطاف إلى زيادة احتمالية تعرض حلقات الدرفلة في المنصات الأولى من وحدة الدرفلة النهائية للتلف أو الضرر.

3. تتعرض حلقة الدرفلة لصدمات مفرطة نتيجة عدم محاذاة تركيب الموجهات والحواجز الواقية.

يجب تركيب الموجهات الخاصة بكل منصة في مرحلة الدرفلة النهائية بحيث يمكن للمعدن المار عبرها أن يتحرك بسلاسة دون الاصطدام بحلقة الدرفلة. لذا، وبعد كل عملية استبدال للموجهات الداخلية في خط الدرفلة النهائية، ينبغي استخدام مصباح يدوي ومرآة صغيرة لفحص الأجزاء الداخلية لهذا الخط. كما يجب التحقق من تركيب واقيات التوجيه عند مداخل ومخارج كل منصة؛ فإذا لم تكن هذه الواقيات مثبتة بشكل صحيح، سيؤدي مرور المعدن إلى توليد قوة اصطدام تؤثر على حلقة الدرفلة في كل مرة، مما قد يتسبب في تلفها، أو حتى كسرها إذا كانت قوة الاصطدام كبيرة بما يكفي. وبناءً على ذلك، فإنه عند كل عملية استبدال للموجهات الداخلية أو إجراء فحص لخط الدرفلة النهائية، يجب التأكد من دقة محاذاة واقيات التوجيه عند مداخل ومخارج كل منصة؛ وذلك للحد من الأضرار الناجمة عن سوء التوجيه، وتقليل قوة الاصطدام الواقعة على حلقة الدرفلة، وتجنب احتمالية تعرضها للكسر.

تحميل