كيف تتعامل محركات الصناعات التعدينية مع بيئة العمل التي تتغير فيها الرطوبة والجفاف بشكل متكرر داخل أنفاق المناجم

موثوقية المحرّك الصناعي للتعدين في أماكن العمل في الأنفاق الرطبة والجافة

تتعرّض محطّات نقل الفحم تحت الأرض، التي تُشغّل ناقلات حزاميّة مستمرّة، لـ ٨٤٠٠ ساعة سنويًّا، لتغيّرات جوّية شديدة بين الممرّات المغمورة بالماء المشبع والهواء المُنتَشِر عالي السرعة. ويعني تشغيل محرّك صناعي للتعدين عبر هذه المناطق المتقلّبة من الرطوبة أن الآلات الكهربائية تتعرّض لتَكاثف رطب سريع، وتراكم عدوانّي لأملاح، وتقلّبات حرارية مستمرّة. ولضمان استمرار استخراج المواد دون انقطاع، لا بدّ من تزويج كل محرّك صناعي للتعدين بحواجز غلاف متخصّصة، وتشريب متقدّم للمحطة الثابتة، وعزل مغناطيسي محكم، بدل الاعتماد على المعدّات التجارية القياسية.

التعرُّض المستمر لتقلبات الرطوبة النسبية بين أربعين في المئة وثمانية وتسعين في المئة يؤدي إلى امتصاصٍ وطردٍ سريعٍ للرطوبة عبر أغطية المحركات التقليدية، ما يسبب أعطالاً في تتبع الملف الثابت، وتآكلاً موضعياً، وانفجارات كهربائية كارثية في العزل. ENNENG تُطوِّر الشركة تقنيات متقدمة لمحركات المغناطيس الدائم المصمَّمة لتحمل دورة الترطيب والتجفيف القاسية، مما يضمن أداءً ميكانيكياً موثوقاً وحمايةً كهربائيةً فائقةً في بيئات التعدين تحت الأرض الشديدة.

هندسة الحماية المتكاملة بالختم والحماية الكهرومغناطيسية

يقتضي حماية محرك صناعي للتعدين من أجواء رطبة متغيرة نظام احتواء شامل يغلق مسارات الدخول الخارجية ويُحيِّد التكثُّف الداخلي في الوقت نفسه.

ديناميكية حماية الدخول وصمامات التنفُّس ذات الضغط التفاضلي

تُحدِّد درجات الحماية القياسية من الدخول، المُعرَّفة وفق معيار الآي إي سي ٦٠٥٢٩، قدرة المعدات على مقاومة الغبار والرشات المائية الثابتة، لكنها لا تتناول اختلالات الضغط الديناميكية الناتجة عن دورة الرطوبة-الجفاف تحت الأرض. ويجب أن يمتلك محرك التعدين الصناعي الموثوق به غلافًا معتمَدًا بدرجة حماية آي بي ٦٦ أو آي بي ٦٧، ومزوَّدًا بهندسة إغلاق ديناميكية. أما مداخل العمود فتستخدم واقيات متعرِّجة من الفولاذ المقاوم للصدأ غير التماسكية، مقترنةً بأختام شفاهية مصنوعة من المطاط الفلوريني، لمنع رشات المياه المضغوطة في الأنفاق من الاختراق إلى داخل أجزاء تحمل المحرك.

للتغلب على تأثير تنفُّس الفراغ أثناء الإيقاف، يدمج محرك التيار المتردد المقاوم للانفجار وحدة تنفُّس وتصريف مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ومزودة بأغشية كارهة للماء. وتسمح هذه الوحدات الخاصة بمعادلة ضغط الهواء الداخلي مع ضغط هواء النفق المحيط، مع منع قطرات السوائل وجزيئات الفحم. أما أي رطوبة تتراكم أثناء فترات إيقاف طويلة، فتُصرف تلقائيًا عبر منافذ تصريف مسنَّدة ذات اتجاه واحد، مما يمنع تجمُّع السوائل حول لفات المُحرِّك الثابت.

الغمر بالضغط الفراغي الخالي من الفراغات وتغليف المغناطيس

يعتمد سلامة عزل الجزء الثابت تحت ظروف الرطوبة المتكررة اعتماداً كبيراً على دقة التنفيذ التصنيعي. فبينما يترك التلميع القياسي بالغمر والتجفيف في الفرن فراغات هوائية دقيقة تجمع فيها قطرات التكثف، منتجات محركات ENNENG استخدام عملية الترطيب الآلي بالضغط الفراغي مع راتنج إيبوكسي من الفئة هـ خالٍ من المذيبات. وتُجبر هذه العملية الراتنج الواقي عميقًا داخل المسافات بين اللفات تحت ضغطٍ عالٍ، مُشكِّلةً كتلة عازلة صلبة وكثيفة وخالية تمامًا من الفراغات، لا يمكن للرطوبة اختراقها.

يُعَدُّ حماية مغناطيسات الدوار من الأكسدة الجوية أولويةً جوهريةً أخرى في محركات التزامن ذات المغناطيس الدائم المستخدمة في الأنفاق. فتحتوي مواد المغناطيس المصنوعة من نيوديميوم-حديد-بورون على تركيزات كبيرة من الحديد، ما يجعلها عرضةً للصدأ السريع والتورُّم الحجمي عند التعرُّض لهواء الأنفاق الرطب. ويتضمَّن تصميمٌ خاصٌ مخصَّصٌ لمثل هذه المحركات طلاءً متعدد الطبقات من النيكل والنحاس والراتنج الإيبوكسي على كل قطعةٍ مغناطيسيةٍ على حدة، ثم تُغلَّف هذه القطع بإحكامٍ داخل أغمادٍ احترازيةٍ من الفولاذ المقاوم للصدأ غير المغناطيسي من النوع ٣٠٤. ويضمن هذا الغلاف الميكانيكي أن هواء المناجم المسبب للتآكل لا يصل أبدًا إلى المغناطيسات الأرضية النادرة، حتى أثناء التحوُّلات الشديدة بين الأجواء الرطبة والجافة.

تسخين مضاد للتَّكاثف مدمج وسدادات محامل متعرِّجة

للحماية من التلف الذي قد يصيب محرك صناعي للتعدين أثناء حالة السكون، مثل إيقاف أنظمة التهوية أو خلال فترات الصيانة الأسبوعية، فإن العناصر الحرارية الكهربائية الداخلية ضرورية. ويعمل دمج عناصر تسخين مضادة للتَّكاثف، الخاضعة للتحكم الحراري، داخل هيكل المُحرِّك الثابت على الحفاظ على درجة حرارة الهواء الداخلي عند مستوى يزيد ٥°م عن درجة حرارة الجو المحيط. وهذه الهامش الحراري يمنع هبوط درجة حرارة الهواء الداخلي إلى ما دون نقطة الندى، مما يحافظ على جفاف محرك المغناطيس الدائم (PMSM) خلال الفترات غير التشغيلية ذات الرطوبة العالية.

وتتطلب موثوقية المحامل في الأنفاق التعدينية الرطبة حماية ميكانيكية قوية. ويضم محرك صناعي متقدم للتعدين عوازل محامل متعرجة قابلة لإعادة تزييتها، ومعبأة بدهن اصطناعي من مادة البوليوريا عالي الالتصاق ومقاوم للماء. وتتميَّز هذه التركيبات الخاصة من الدهون بقدرتها على مقاومة الغسل بالماء والانحلال المائي، ما يضمن استقرار فيلم التزييت الهيدرو ديناميكي حتى عند ملامسته المباشرة لمياه تصريف المناجم المالحة.

تُقدِّم شركة إينينغ معداتٍ مُصنَّفة ضمن نطاقات جهد موحَّدة تتراوح بين ١١٠ فولت و٦٩٠ فولت، ونطاقات قدرة كهربائية موحَّدة تتراوح بين ٥ كيلوواط و٥ ميغاواط لدعم آلات الاستخراج المتنوعة. وللخيام السطحية النائية الخاصة باستكشاف الموارد والمحطات المراقبة للتهوية خارج الشبكة الكهربائية، تزود إينينغ أيضًا أنظمة توربينات الرياح ذات المحور الرأسي المصنَّفة بقدرات تتراوح بين ١ كيلوواط و١٠ كيلوواط، مع التركيز على المنصات ذات القدرات ٣ كيلوواط و٥ كيلوواط و١٠ كيلوواط لتوفير طاقة نظيفة مساعدةٍ موثوقة.

معايير السلامة الكهربائية في البيئات تحت الأرض وبروتوكولات الصيانة الميدانية

يتطلب تركيب محرك كهربائي في مناطق الاستخراج تحت الأرض الامتثال الصارم للمعايير الدولية المتعلقة بالوقاية من الانفجارات والسلامة الكهربائية.

شهادات الوقاية من الانفجارات ولوائح المناطق الخطرة

في مناجم الفحم التي تحتوي على الميثان وفي الأجواء التي توجد فيها غبار قابل للاشتعال، يجب أن يتوافق محرك التيار المستمر المضاد للانفجارات مع معايير اعتماد صارمة وفقاً للمواصفات القياسية الآيسي ٦٠٠٧٩-٠ والآيسي ٦٠٠٧٩-١ الخاصة بالغلاف المقاوم للهب (Ex d)، أو أن يحمل شهادات الموافقة من أتكس وام إس إتش إيه. وتتميز الوصلات المقاومة للهب في دروع الأطراف وأغطية وصلات المحطات بعرض فجوات ومسارات لهب تم تصنيعها بدقة عالية لتبريد الغازات الساخنة الخارجة إلى ما دون حدود الاشتعال في حال حدوث اشتعال داخلي.

يجب أن تتوافق تصاميم توزيع الطاقة الكهربائية مع متطلبات مدونة NFPA 70 الوطنية للأنظمة الكهربائية المتعلقة بالمواقع الخطرة (المصنَّفة)، بينما يجب أن يلتزم الصيانة التشغيلية بدقة بمتطلبات السلامة الكهربائية الصناعية الواردة في البند الفرعي S من معيار OSHA 1910. ويجب على الفنيين تطبيق بروتوكولات قفل/وسم مُحقَّقة قبل الوصول إلى غلاف المعدات. وبما أن محرك التيار المستمر المقاوم للانفجار ذي العجلة الحرة يولِّد جهوداً كهربائية عكسية خطرة عند تشغيله بواسطة ناقلات النزول، فإن موظفي الصيانة يجب أن يستخدموا فرامل المحور الميكانيكية قبل فتح صناديق الطرفية.

الفحوصات التشخيصية التنبؤية ورصد العزل

الحفاظ على الموثوقية المستمرة في بيئة رطبة وجافة بالتناوب يتطلب رعاية تشخيصية تنبؤية منظمة. ويجب أن يقوم الفنيون الذين يصلون محركات الصناعات التعدينية بقياس مؤشر الاستقطاب ومقاومة العزل وفقًا لإرشادات معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) رقم 43، مستخدمين جهاز قياس مقاومة العزل المعاير ذي الجهد ١٠٠٠ فولت. ويساعد تسجيل هذه القيم على مر الزمن في اكتشاف دخول الرطوبة تدريجيًّا قبل وقت طويل من حدوث التتبع الكهربائي الذي يؤدي إلى فشل كارثي في الملفات.

يسمح مراقبة الطيف الاهتزازي وفقًا لإرشادات المنظمة الدولية للتقييس (ISO) رقم ١٠٨١٦-٣ بالكشف المبكر عن إرهاق المحامل أو عدم التوازن الميكانيكي أو تَرَخِّي قواعد التثبيت. ويجب على فرق الصيانة إزالة غبار الفحم المتراكم والرواسب المعدنية من زعانف التبريد باستخدام هواء مضغوط جاف ومنخفض الضغط، لضمان عدم التأثير على التبدد الحراري بالحمل الحراري. كما أن التعاون مع شركة مصنِّعة خبيرة لتنفيذ تصميم مخصص لمحرك الصيانة الوقائية (PM) يضمن تشغيل الآلات المحركة بأمان طوال عقود من التشغيل القاسي تحت سطح الأرض في عمليات التعدين.

استفسارات حول التعاون التقني وشراء محركات المناجم

يتطلب اختيار المحرك الصناعي الأمثل للمناجم في البيئات النفقية التي تتقلب بين الرطوبة والجفاف تحليل كيمياء مياه النفق المحلية، وسرعة التهوية، ودورات التشغيل المستمر. ويؤدي تحديث آلات الاستخراج تحت الأرض باستخدام محرك مغناطيسي دائم متقدم (PMSM) إلى خفض استهلاك الطاقة الكهربائية بشكل كبير، وإزالة الأعطال الناتجة عن الرطوبة، وضمان استمرارية وقت التشغيل الإنتاجي. ويوفر التعاون مع شركة راسخة لمحركات عالية الكفاءة ضمان إحكام غلاف المحرك، وهندسة مقاومة الانفجارات المُوثَّقة، ودعم فني شامل طوال دورة الحياة. اتصل اليوم بخبراء التطبيقات لتقييم معايير الأنفاق تحت الأرض وبدء هندسة المحركات المتخصصة.

• واتساب: +٨٦ ١٨٥٦٢٧٨٠٢٢٨
• البريد الإلكتروني:  [email protected]
• هاتف: +86 532 66000559

ف القيمة المضافة

س: لماذا يسبب تقلب الجو بين الرطب والجاف ضررًا أكبر للمحرك الصناعي في المناجم مقارنةً بالرطوبة المستمرة؟

أ: يسمح الرطوبات المستمرة للآلات الكهربائية بالوصول إلى حالة توازن رطوبة مستقرة. وعلى العكس من ذلك، فإن الظروف المتغيرة بين الرطوبة والجفاف تعرّض محرك الصناعات التعدينية لدورات متكررة من التكثّف والتبخّر. وعند تبخّر الماء، يترك وراءه رواسب ملحية مركزة وقشوراً من غبار الفحم على عزل الملفات. وبمرور الوقت، تتسلل هذه الرواسب الموصلة إلى الشقوق المجهرية في العزل عبر ظاهرة الشعريّة، ما يؤدي إلى تدهور مقاومة العزل الكهربائي وحدوث أعطال كهربائية كارثية بين الطور والأرض.

س: كيف يمنع المحرك الدائم المغناطيس المقاوم للانفجار تراكم الرطوبة داخله أثناء فترات التوقف؟

أ:  يستخدم محرك تيار متردد دائم المغناطيس المقاوم للانفجارات سخانات فراغية متكاملة لمكافحة التكثّف، تُفعَّل تلقائيًّا كلما انقطعت الطاقة عن المحرك. وتحافظ هذه العناصر الساخنة على درجة حرارة الهواء الداخلي أعلى بـ ٥°م من درجة حرارة الجو المحيط، ما يمنع هبوط درجة حرارة الهواء الداخلي دون نقطة الندى. علاوةً على ذلك، تسمح صمامات التنفُّس والتصريف المضادة لللهب المتخصِّصة بإخراج التكثّف الداخلي المحبوس، مع منع دخول الماء السائل وغبار الفحم.

س: ما التدابير الضرورية لحماية الدوار في محرك تيار متردد دائم المغناطيس المتزامن المستخدم في المناجم؟

أ: تحتوي أجواء التعدين تحت الأرض على رطوبة عالية وأملاح معدنية حمضية تسبب أكسدة سريعة وتورُّمًا حجميًّا في مغناطيسات النيوديميوم-الحديد-البورون. ويحمي محرك التزامن ذي المغناطيس الدائم الموثوق به المغناطيسات الدوارة باستخدام طبقات حاجزة متعددة من النيكل والنحاس والإيبوكسي، إلى جانب أكمام احتواء غير مغناطيسية من الفولاذ المقاوم للصدأ مغلقة إغلاقًا محكمًا. ويمنع هذا الاحتواء ثنائي الطبقات وصول رطوبة الأنفاق التآكلية إلى كتل المغناطيسات النادرة.