تشخيص أعطال المحامل: الضوضاء غير الطبيعية، والتسخين، والتآكل

نادراً ما تُعلن أعطال المحامل في محركات الدوران الخاصة بالمثاقب الهيدروليكية المستخدمة في مناجم الفحم عن نفسها عبر حدث مفاجئ واضح — فالانغلاق الكارثي الذي يوقف المثقاب عادةً ما يكون النهاية المتوقعة لتسلسل تدهور بدأ قبل أسابيع أو شهور. أما الإشارات المبكرة فهي خفية: تغيّر طفيف في نغمة صوت محرك الدوران عند التثقيب المنخفض، وارتفاع درجة حرارة زيت التصريف بمقدار ٥°م مقارنةً بما كانت عليه سابقاً، وازدياد تدريجي في عدد الجسيمات المعدنية في عينة الزيت بين فترات الصيانة المحددة. وبمجرد أن تصبح إحدى هذه العلامات واضحةً بما يكفي لتحفيز استدعاء فريق الصيانة، يكون المحمل عادةً قد تجاوز المرحلة التي يمكن فيها أن تُطيل عملية الفحص وإعادة تزييته عمره الافتراضي — وبالتالي فإن الاستبدال هو الحل الوحيد المتاح.

الكشف عن تدهور المحمل في مراحله المبكرة، عندما لا يزال التدخل مُجدٍ من حيث التكلفة، يتطلب فهم معنى كل إشارة ووقت ظهورها في الجدول الزمني للفشل—وبشكل خاص، أي الأعراض تظهر عادةً أولاً، وأي الإشارات تدل على أن المحمل على وشك الانغلاق خلال ساعات.

تسلسل الفشل: متى تظهر الإشارات؟

يمر فشل المحمل في محرك الدوران الخاص بمثقاب الصخور عادةً بمراحل تدريجية. وأول إشارة يمكن اكتشافها — والتي تظهر غالبًا قبل أن يلاحظ الإنسان أي ضوضاء — هي الزيادة في سعة الاهتزاز عند الترددات المميزة للمحمل. وفي بيئة الضرب (التصويب)، حيث يكون الاهتزاز الخلفي الناتج عن آلية الضرب شديدًا، فإن هذا التغير الطفيف في الاهتزاز دون العتبة المسموح بها لا يمكن اكتشافه فعليًّا دون تحليل اهتزازي قائم على أجهزة الاستشعار. ومعظم العمليات الميدانية لا تمتلك هذه الأجهزة المُركَّبة تحديدًا على محرك الدوران، ولذلك تبقى هذه الإشارة المبكرة غير مُلاحَظة.

الإشارَة التالية التي تظهر عادةً هي الضوضاء: وهي تغيُّر في الصوت المميِّز لمotor الدوران من همسٍ منخفضٍ ثابتٍ إلى صوتٍ يمتلك طابعًا دوريًّا أو متقطِّعًا — مكوِّنٌ معدنيٌّ دوريٌّ خفيفٌ يتكرَّر عند تردُّد حلقة المحمل. ويمكن سماع هذا الصوت من قِبل مشغِّلٍ متمكِّنٍ يعمل على الجهاز مع إيقاف وظيفة الطرق (Percussion) وتشغيل الدوران فقط، وبضغط دوران منخفض. وأهم تقنية تشخيصية هي: أثناء دورة التموضع (مع إيقاف وظيفة الطرق وتشغيل الدوران بسرعة منخفضة)، استمع تحديدًا إلى طرف محرك الدوران في جهاز الحفر (Drifter). فالمحامل الجديدة تكون شبه صامتة تمامًا عند السرعات المنخفضة للدوران؛ أما المحامل التي أصابها تلف في سطح الحلقة (Raceway) فإنها تُصدر همسًا غير منتظم أو كشطًا دوريًّا خافتًا يزداد شدَّته كلما ازدادت سرعة الدوران.

تتبع الحرارة الضوضاء في معظم سلاسل الفشل. وترتفع درجة حرارة المحمل في غلاف المحرك الدوار مع زيادة احتكاك السطح التالف للمسار الدوراني عند كل دورة. وتُعتبر درجة حرارة تشغيل مقبولة للمحامل المستخدمة في معظم محركات الدوران هي ٨٠°م أو أقل عند سطح الغلاف. ويمكن الكشف عن ارتفاع درجة حرارة المحمل قبل أن يقترب خطر الانسداد باستخدام فحص باللمس اليدوي (مع ملاحظة أن الغلاف يشعر بالسخونة مقارنةً بالمناطق الدائرية المجاورة) أو باستخدام مقياس حرارة بالأشعة تحت الحمراء على غلاف المحرك. أما ارتفاع درجة الحرارة الذي يحدث فجأةً وليس تدريجيًّا، فيوحي عادةً بفشل في التزييت بدلًا من التآكل التدريجي للمسار الدوراني — مثل فقدان زيت التشحيم الملوث ل(viscosity) لزوجته فجأةً، أو انسداد خط التزييت بسبب الأوساخ.

خصائص الضوضاء حسب نوع الفشل

تشخيص عينة الزيت: اكتشاف تآكل المحامل قبل ظهور الأصوات

في العمليات التي تُجرى فيها تحليلات منتظمة لزيت الهيدروليك—وينبغي أن تشمل هذه التحليلات زيت تصريف محرك الدوران، وليس فقط دائرة الضرب— فإن ازدياد عدد الجسيمات المعدنية في عينة الصرف يُعَدّ أبكر إشارة عملية يمكن مراقبتها لتدهور المحامل. فتظهر جسيمات الحديد والصلب الناتجة عن تآكل السطح الحلقي وعناصر التدحرج في الزيت قبل أن تصبح الأصوات أو الحرارة ملحوظة. أما إذا تضاعف عدد الجسيمات بين عينتين متتاليتين تم أخذهما بعد كل ٢٠٠ ساعة من التشغيل (حتى لو بقي العدد المطلق للجسيمات ضمن النطاق الطبيعي)، فهذا يدل على تسارع في معدل التآكل في مكان ما ضمن دائرة التزييت. ويتم تأكيد مصدر التآكل عبر المقارنة مع نتائج فحوصات الضوضاء ودرجة الحرارة.

تشير أنواع جسيمات التآكل المختلفة إلى أوضاع فشل مختلفة: فالجسيمات الحديديّة الكبيرة وغير المنتظمة تشير إلى تقشُّر سطح المسار الناتج عن الإجهاد التعبّي؛ بينما تشير جسيمات الحديد الدقيقة على شكل «مَقْشَر» دون وجود جسيمات تقشُّر إلى التآكل الاحتكاكي الناجم عن تشويش زيت التشحيم؛ أما الجسيمات غير الحديديّة (مثل النحاس والقصدير) فهي تشير إلى مادة القفص أو الفاصل، ما يدلّ على حدوث تحميل زائد أو استخدام نوع خاطئ من المحامل في بيئة تتعرّض لصدمات. ويمكن ملاحظة هذه الاختلافات بسهولة عبر فحص بسيط باستخدام سدادة مغناطيسية — أي وضع مغناطيس في خط التصريف — أو عبر تحليل عيّنة في المختبر.

السبب الجذري: ما الذي يؤدي فعليًّا إلى تلف محامل المحرك الدوراني

تُعَدُّ فشل عملية التزييت السبب الرئيسي في معظم حالات فشل المحامل المبكر في محركات الدوران الخاصة بأجهزة الحفر الصخري. وهناك شكلان رئيسيان لهذا الفشل: الأول هو نقص كمية الزيت (الذي ينتج عن انسداد أو فراغ خط تزييت الجذع، الذي يغذّي أيضًا منطقة محامل المحرك)، والثاني هو استخدام مركب زيت غير مناسب (مثل استبدال زيت الحفر الصخري متعدد الأغراض المضاد للضغط العالي بزيت هيدروليكي عام عند عدم توافر الدرجة الصحيحة). وكلا الحالتين يؤديان إلى تآكلٍ سطحيٍّ متسارع خلال ٥٠–١٠٠ ساعة، ويولِّدان حرارةً تُسرِّع من تدهور الزيت أكثر فأكثر — ما يشكِّل دورة تراكمية.

وتُعَدُّ التلوث الناتج عن ماء الغسل السبب الثاني الرئيسي للفشل. وعندما تفشل أختام صندوق الغسل، ينتقل الماء تدريجيًّا نحو منطقة محرك الدوران مع مرور الوقت. ويؤدي وجود الماء في زيت تزييت المحامل إلى زيادة كبيرة في معدلات التآكل الكاشط، لأن الماء لا يشكِّل غشاءً واقيًا بين الأسطح المعدنية تحت التحميل. وسوف يظهر على السدادة المغناطيسية رقائق معدنية دقيقة (وليس جزيئات تقشُّر كبيرة) عندما يكون سبب التلوث هو الماء الملوَّث — ويمكن التمييز بين هذه الحالة وحالة الفشل الناتجة عن التقشُّر من خلال شكل الجزيئات.

الإحمال الزائدة الناتجة عن تآكل الغلاف التوجيهي هي السبب الثالث. فعندما يحتوي الغلاف التوجيهي على مسافة تشغيل زائدة، يسمح ذلك بتمايل الجذع جانبيًّا تحت تأثير الضربات، ويُنقل جزءٌ من هذا الحمل الجانبي إلى محمل محرك الدوران عبر تجميع المقبض. ويتعرَّض المحمل لحملٍ شعاعيٍّ لم يُصمَّم لتحمله. والتشخيص هو: إذا كانت المحامل تفشل بشكل متكرر وكانت مسافة التشغيل في الغلاف التوجيهي عند الحد الأقصى المسموح به أو تجاوزته، فإن الغلاف التوجيهي هو السبب الجذري حتى لو لم يكن المشكلة الظاهرة الواضحة.

الاستبدال وإعادة التركيب: تجنُّب حدوث الأعطال المتكررة

إن تركيب محمل جديد في نفس الدار حيث حدث فشل للتو دون فحص سطح فتحة الدار وأكثر أسطح كتف العمود شيوعًا هو السبب الأكثر شيوعًا لتكرار فشل المحامل المبكر. العناصر المتداولة في المحامل الفاشلة تسجل ثقافة السكن؛ هذه النقاط تخلق تركيزات الإجهاد التي تضر بالمسار الخارجي للمحامل الجديد في غضون ساعات تشغيله الأولى. نظف، وقياس، وإذا لزم الأمر، صقل أو استبدال المقصورة قبل تركيب محامل جديدة.

يجب أن يتم تطبيق قوة تركيب المحامل على الحلقة الصحيحة الحلقة التي يتم وضعها بالضغط. يضر الضغط على العنصر المتدحرج فوراً بالمسارات، مما يؤدي إلى فشل يبدو كارتداء مبكر لكنه في الواقع تلف في التثبيت. توفر شركة HOVOO مجموعات سدادات محركات الدوران لجميع العلامات التجارية الرئيسية للمتجولين. المراجع الكاملة في موقع "هوووسال"