تقييم خطافات التثبيت سريعة الفك المصبوبة مقابل المطروقة: مقارنة تفصيلية

تتضمن الأجزاء الأساسية لآلية خطافات التثبيت سريعة الفك جسم الخطاف، وقطعة الدوران، وقاعدة الخطاف.

هناك عمليتان لتصنيع هذه الأجزاء الأساسية: الفولاذ المطروق والصفائح الفولاذية وصب الفولاذ.

يتجه قطاع مناولة المواد (الرفع، والتركيب، والربط، والقطر) بسرعة نحو حلول التشكيل. وبالتالي، يتم استبعاد التقنيات البديلة الأخرى مثل الصب والتصنيع الإضافي.

يتمثل الاختلاف الرئيسي بين التشكيل بالحدادة وتقنيات معالجة الفولاذ البديلة الأخرى في أن التشكيل بالحدادة يتم ميكانيكياً بعد التصلب. وبفضل هذه الخاصية الميكانيكية، يكون الهيكل الداخلي للفولاذ دقيقاً ومتشابكاً ومتراصفاً، مما يُنتج شبكة قوية ومنظمة.

على سبيل المثال، إذا نظرت من خلال المجهر الإلكتروني إلى الأجزاء المطروقة والمصبوبة، ستجد الفرق الموضح أدناه:

مع هذا التدفق الحبيبي في الجزء الفولاذي وبالنظر إلى التطبيقات التي تتعرض فيها الأجزاء المطروقة للإجهادات الرئيسية، فإنها توفر العديد من المزايا:

• قوة فائقة للجزء النهائي.
• السلامة الهيكلية وموثوقية المنتج.
• تقليل متطلبات مراقبة العمليات والتفتيش.
• استجابة أكثر قابلية للتنبؤ للمعالجة الحرارية.
• الخواص الميكانيكية للمادة

بمقارنة "الفولاذ المطروق" و"الفولاذ المصبوب" من خلال حساب القوة، تبين ما يلي:

• يوفر الجزء المطروق قوة شد أعلى بنسبة 26٪ من الأجزاء المصبوبة، وبفضل ذلك، يمكن لنوع F من QRMH تحمل نفس حمل الإرساء أو حمل أعلى من النوع C، بحجم أصغر وأكثر إحكاما.
• يتمتع الجزء المطروق بقوة تحمل أعلى بنسبة 37٪ للإجهاد ويؤدي إلى عمر إجهاد أطول بست مرات، مما يمنح الخطاف من النوع F عمرًا أطول من النوع C في نفس الظروف.
• يُظهر الجزء المطروق انخفاضًا في المساحة بنسبة 58% عند تعرضه للشد حتى الكسر، بينما لا تتجاوز نسبة الانخفاض في مساحة الجزء المصبوب 6%. وهذا يعني أن الجزء المطروق سيتعرض لتشوه أكبر بكثير قبل الكسر.

لا تختلف تطبيقات خطافات الإرساء؛ إذ تتوفر في السوق خطافات إرساء مطروقة ومصبوبة. وبالمقارنة مع الخطافات المطروقة، توضح مواصفات DIN 15400 تأثير عملية الصب على خصائص الخطافات، ويجب أخذ ذلك في الاعتبار.

سيأخذ معيار EN 13001-3-5 الجديد كلا الخيارين في الاعتبار، إلا أنه يُشير إلى الفرق الرئيسي ويُبرزه. فهو يُحدد بوضوح أن بعض العوامل المتعلقة بالمواد المستخدمة في خطافات الصب تُقلل من قوة التصميم الحدية الثابتة، بالإضافة إلى مقاومتها للإجهاد.

ملخص

بكل تأكيد، إذا كان هدفنا هو الحصول على خطاف موثوق به وربط آمن، فإن الخيار المصنوع بالتشكيل هو الأمثل. إضافةً إلى ذلك، يمكن الاستفادة من خصائص القوة العالية لعملية التشكيل لتقليل سُمك المقطع والوزن الإجمالي دون المساس بسلامة القطعة النهائية. ولا شك أن على مهندس التصميم تقييم جميع خصائص وظروف التحميل قبل استخدام الخطاف.

مراجع

[1] "المسابك مقابل المطروقات - تقييم واقعي"، مالكولم بلير، ريموند مونرو، SFSA

[2] "دليل مصبوبات الصلب"، الطبعة الخامسة، SFSA

[3] "قابلية لحام الفولاذ المصبوب"، مراجعة أدبية، تقرير خاص من جمعية SFSA رقم

[4] PIANC (PIANC 2017)، "توصيات لتصميم محطات النفط البحرية"، مجموعة عمل PIANC MarCom 153، PIANC، بروكسل. 2017.