العلاج بالصدمات عالية التردد
تُعد معالجة الصدمات عالية التردد أو طريقة HiFIT معالجة الهياكل الفولاذية الملحومة عند منطقة انتقال اللحام لزيادة قوة الإجهاد.
سمات
تعتمد متانة وعمر الهياكل الفولاذية الملحومة المعرضة لأحمال ديناميكية في كثير من الأحيان على اللحامات، وخاصةً مناطق انتقال اللحام. ومن خلال المعالجة الانتقائية لهذه المناطق ( كالطحن (القطع الكاشط) ، والتفجير الكاشط ، والطرق ، وغيرها)، تزداد متانة العديد من التصاميم بشكل ملحوظ. وقد أثبتت طرق الطرق فعاليتها كطرق معالجة، وتم دراستها وتطويرها على نطاق واسع ضمن مشروع REFRESH المشترك [ 1 ] . وتُعد عملية HiFIT (المعالجة بالصدمات عالية التردد، أو HFMI (الصدمات الميكانيكية عالية التردد)) إحدى طرق الطرق هذه، وهي قابلة للتطبيق عالميًا، ولا تتطلب سوى معدات بسيطة، ومع ذلك توفر إمكانية عالية للتكرار ومراقبة الجودة.
عملية
يعمل مطرقة HiFIT بدبوس صلب مزود بكرة قطرها 3 مم، مثبتة على قطعة العمل. [ 2 ] يُطرق هذا الدبوس بشدة قابلة للتعديل بتردد يتراوح بين 180 و300 هرتز عند حافة اللحام. تحدث تشوهات ميكانيكية موضعية على شكل مسار معالجة. تتشوه حافة اللحام تشوهًا لدنًا. يمنع الإجهاد المتبقي الانضغاطي الناتج تشقق المسار وانتشار الشقوق على السطح.
شهادة
نشر المعهد الدولي لتكنولوجيا اللحام (IIW) الدليل الإرشادي "توصيات لمعالجة HFMI" [ 3 ] في أكتوبر 2016. ويقدم الدليل نظرة عامة على مطارق التردد العالي (HFMI)، وتوصيات للتطبيق الصحيح للطريقة والقياسات الكمية لضمان الجودة. كما يوفر الدليل الإرشادي الأساس لقياسات وصلات اللحام المحسنة بتقنية HFMI بناءً على جميع مفاهيم حساب الإجهاد المعروفة.
أظهرت تجارب عديدة أُجريت في معاهد وجامعات مختلفة زيادةً في مقاومة الإجهاد تتراوح بين 80 و100%، وزيادةً في عمر اللحام تتراوح بين 5 و15 ضعفًا. وكان مشروع البحث الأوسع نطاقًا هو مشروع "REFRESH - إطالة عمر الهياكل الفولاذية الملحومة القائمة والجديدة (P702)"، الذي أُجري بين عامي 2006 و2009. وفي هذا المشروع، طُوِّر جهاز HiFIT وجُهِّز للإنتاج. هذا التقرير متوفر في كتاب لدى جمعية FOSTA (Forschungsvereinigung Stahlanwendung eV)، ويمكن طلبه برقم ISBN . 978-3-942541-03-9يحتوي الكتاب على عمليات تحقق وتأكيد علمية مفصلة.
خطوات في طريقة HiFIT
يمكن تطبيق طريقة HiFIT على كل من الهياكل الفولاذية القائمة والجديدة.
الخطوات التمهيدية
لضمان معالجة دقيقة، يُشترط وضوح منطقة الانتقال في المناطق الملحومة وسهولة الوصول إليها. عادةً ما تُجهز الهياكل القائمة عند منطقة الانتقال لتشطيب السطح . يجب أن تكون الأجزاء خالية من الصدأ السائب والطلاء القديم. عند الضرورة، يلزم إجراء عملية السفع الرملي مسبقًا.
يعمل الجهاز بإمداد هواء مضغوط يتراوح بين 6 و8 بار.
خطوات
يتم وضع جهاز HiFIT يدويًا على منطقة انتقال اللحام المعالجة وأثناء المعالجة، على طول هذا المسار.
نتيجة
بفعل التحولات الموضعية، تشوهت حافة اللحام تشوهاً لدناً وتصلبت. يجب أن يتراوح عمق مسار المعالجة اللاحقة بين 0.2 و 0.35 مم. لم يعد بالإمكان تمييز التآكل عند حافة اللحام.
سلامة العمليات
يتم فحص المنطقة المعالجة بصرياً. ويمكن التحقق من عمق المعالجة باستخدام مقياس خاص. كما تتيح شاشة عرض رقمية لضغط التشغيل للمستخدم التحكم في العملية برمتها.
الأهمية الاقتصادية لتقنية HiFIT
تمديد مدى الحياة
عند تطبيق تقنية HiFIT على المنشآت القائمة، يمكن إطالة عمرها الافتراضي بشكل ملحوظ. في حال عدم وجود تشققات مرئية بالعين المجردة، تُعدّ HiFIT أداةً مثاليةً للترميم. مع الترميم الفوري للمنشآت القائمة، لا يكاد يُلاحظ أي فرق في عمر اللحامات المعالجة حديثًا. وهذا يُتيح إمكانية استخدام المنشآت القائمة لفترة أطول بكثير من عمرها الافتراضي المُخطط له. تُستخدم تقنية HiFIT بكفاءة عالية، على سبيل المثال في جسور الطرق السريعة، في تصميم المقاطع الصندوقية المجوفة الفولاذية أثناء التنفيذ. وتُعدّ تكاليف إعادة البناء منخفضة مقارنةً بالطرق التقليدية. في صناعة المركبات التجارية وغيرها من الصناعات، تُعالج اللحامات عالية الإجهاد في المنشآت القائمة والجديدة بتقنية HiFIT لإطالة عمرها الافتراضي بنجاح.
زيادة مستوى الحمل القابل للتحويل
في حالة الإنشاءات الجديدة وبعض المنشآت القائمة، يمكن زيادة مستوى التحميل على اللحامات المعالجة. وباستخدام هذه اللحامات لنفس العمر الافتراضي السابق، يمكن نقل أحمال أكبر بمقدار 1.6 مرة. وهذا له، على سبيل المثال، تأثير إيجابي للغاية على الرافعات، حيث تزداد قدرتها على الرفع. كما تزداد كفاءة الرافعات مع كل شوط.
خفيف الوزن
مع الأخذ في الاعتبار عملية HiFIT أثناء التطوير، يمكن تقليل حجم الهيكل بشكل دقيق عند نفس مستوى الحمل ونفس العمر الافتراضي. وقد أظهرت دراسات تجريبية مكثفة على التفاصيل الهيكلية وطرق التصميم المدعومة بتحليل العناصر المحدودة كفاءة عالية مع الفولاذ التقليدي S235 وS355J2 والفولاذ ذي الحبيبات الدقيقة، مثل S460N وS690QL، وحتى مع أنواع الفولاذ ذات المقاومة الأعلى. إن توفير المواد الذي يمكن تحقيقه يجعل تطبيق HiFIT مجديًا اقتصاديًا في معظم التطبيقات. وبالنظر إلى الميزة الإضافية المتمثلة في انخفاض الوزن، على سبيل المثال، يمكن زيادة الحمولة القصوى الممكنة في المركبات.
انظر أيضاً
- اللحام
- المعالجة بالموجات فوق الصوتية
- الصقل بالرصاص
- عملية التصليد الذاتي ، التي تنتج إجهادات متبقية ضاغطة في أوعية الضغط.
المنشورات
- يمكن طلب كتاب REFRESH – تمديد عمر الهياكل الفولاذية الملحومة القائمة والجديدة، تحت رقم ISBN. 978-3-942541-03-9في FOSTA - جمعية أبحاث تطبيقات الصلب في ألمانيا دوسلدورف.
- ستالباو سبتمبر 2009، 78 عامًا، ISSN 0038-9145 A6449
- توصيات المعهد الدولي للحام (IIW) بشأن معالجة HFMI لتحسين مقاومة الإجهاد في الوصلات الملحومة. المؤلفان: غاري ب. ماركيز، زهير برسوم، https://www.springer.com/de/book/9789811025037
- توصية DAST - 026 تقييم اللحام للإنشاءات المجهدة باستخدام معالجات المطرقة عالية التردد، Stahlbau Verlags- und Service GmbH، https://shop.deutscherstahlbau.de/de/dast-richtlinie-026
مراجع
- ↑ موقع معهد كارلسروه للتكنولوجيا (KIT) – مشروع REFRESH
- ↑ ث. نيتشكه-باجل، كلاوس ديلجر، هـ. إسلامي، إ. فايش، ت. أومنهوفر. "الإجهادات المتبقية وحالة المادة القريبة من السطح للفولاذ عالي القوة الملحوم بعد معالجات ميكانيكية مختلفة بعد اللحام" 2008.
- ↑ توصيات المعهد الدولي للحام (IIW) بشأن معالجة HFMI لتحسين مقاومة الإجهاد في الوصلات الملحومة . مجموعة IIW. springer.com. 2016. doi : 10.1007/978-981-10-2504-4 . ISBN 978-981-10-2503-7تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 أكتوبر 2022 .
روابط خارجية
- الموقع الإلكتروني لمعهد المعادن والوزن الخفيف: رسالة ماجستير: Einsatz von Hochfrequenzhämmerverfahren zur Steigerung der Ermüdungsfestigkeit von geschweißten Stahlkonstruktionen
- الموقع الإلكتروني لجامعة شتوتغارت: مشروع بحثي Anwendung hochfrequenter Hämmerverfahren im Stahlwasserbau
- اللحام
- أدوات هوائية
- الأدوات الكهربائية المحمولة باليد
- الأدوات الكهربائية
- العمليات المعدنية
- تشكيل المعادن