خلاصة
يشير التحليل إلى أن العوامل المؤثرة على الالتصاق بين الفوهة الداخلية وصمامتشمل هذه الإجراءات بشكل أساسي التعامل مع الصمامات وحفظها، وتركيبة المطاط الداخلي للفوهة وتقلبات جودته، والتحكم في عملية فلكنة وسادة المطاط الداخلي للفوهة، وعملية التشغيل وبيئة الإنتاج، وتثبيت وسادة المطاط الداخلي للفوهة وفلكنة الأنبوب الداخلي، وما إلى ذلك. ومن خلال التعامل السليم مع الصمامات وحفظها، والتحكم في تركيبة مركب الفوهة الداخلية وتقلبات جودته، واستقرار ظروف فلكنة وسادة المطاط الداخلي للفوهة، والتشغيل الصارم للعملية والصيانة البيئية، وتثبيت وسادة المطاط الداخلي للفوهة وفلكنة الأنبوب الداخلي لتلبية متطلبات ظروف العملية وغيرها من التدابير، يمكن تحسين الالتصاق بين مطاط الفوهة الداخلية والصمام وضمان جودة الأنبوب الداخلي.
1. تأثير معالجة فوهة الصمام وحفظها على الالتصاق والتحكم فيه
الصمام الإطاريُعد الصمام جزءًا أساسيًا من الأنبوب الداخلي للإطار. يُصنع عادةً من النحاس، ويتصل بهيكل الأنبوب الداخلي ككل عبر وسادة مطاطية للفوهة الداخلية. يؤثر الالتصاق بين الفوهة الداخلية والصمام بشكل مباشر على سلامة الأنبوب الداخلي وعمره الافتراضي، لذا يجب ضمان استيفاء هذا الالتصاق للمعايير المطلوبة. في عملية إنتاج الأنبوب الداخلي، يمر عادةً بعمليات مثل تخليل الصمام، والتنظيف، والتجفيف، وتحضير الوسادة المطاطية للفوهة الداخلية، ودمج الوسادة المطاطية والصمام في قالب واحد، وما إلى ذلك. ثم يُدهن اللاصق، ويُجفف، ويُثبت على الأنبوب الداخلي المثقب حتى يتم فلكنة الأنبوب الداخلي بشكل كامل. من خلال تحليل عملية الإنتاج، يمكن استنتاج أن العوامل المؤثرة على الالتصاق بين الفوهة الداخلية والصمام تشمل بشكل رئيسي معالجة الصمام وحفظه، وتركيبة مطاط الفوهة الداخلية وتقلبات جودته، والتحكم في فلكنة وسادة مطاط الفوهة الداخلية، وبيئة التشغيل والإنتاج، ومطاط الفوهة الداخلية نفسه. فيما يتعلق بتثبيت الوسادة وتصلب الأنبوب الداخلي، يمكن اتخاذ تدابير مقابلة للتحكم في العوامل المؤثرة المذكورة أعلاه، وتحقيق الهدف النهائي المتمثل في تحسين الالتصاق بين الفوهة الداخلية والصمام وضمان جودة الأنبوب الداخلي.
1.1 العوامل المؤثرة
تشمل العوامل التي تؤثر على الالتصاق بين الصمام والفوهة الداخلية اختيار مادة النحاس المستخدمة في معالجة الصمام، والتحكم في عملية المعالجة، ومعالجة الصمام وحفظه قبل الاستخدام.
يُختار عادةً النحاس الأصفر المستخدم في تصنيع الصمامات، بنسبة نحاس تتراوح بين 67% و72% ونسبة زنك تتراوح بين 28% و33%. يتميز الصمام المُصنّع بهذه التركيبة بالتصاق أفضل بالمطاط. أما إذا تجاوزت نسبة النحاس 80% أو انخفضت عن 55%، فإن الالتصاق بالمطاط يقل بشكل ملحوظ.
من مادة النحاس إلى الصمام النهائي، يحتاج الأمر إلى المرور بعمليات قطع قضبان النحاس، والتسخين بدرجة حرارة عالية، والختم، والتبريد، والتشغيل الآلي، وغيرها من العمليات، لذلك توجد بعض الشوائب أو الأكاسيد على سطح الصمام النهائي؛ إذا تم تخزين الصمام النهائي لفترة طويلة جدًا أو كانت الرطوبة المحيطة كبيرة جدًا، فإن درجة أكسدة السطح ستتفاقم بشكل أكبر.
لإزالة الشوائب أو الأكاسيد من سطح الصمام بعد تصنيعه، يجب نقعه في محلول حمضي مركز ذي تركيبة محددة (عادةً حمض الكبريتيك أو حمض النيتريك أو الماء المقطر أو الماء منزوع المعادن) لفترة زمنية معينة قبل الاستخدام. إذا لم تتوافق تركيبة المحلول الحمضي وتركيزه ومدة النقع مع المتطلبات المحددة، فقد يتأثر أداء الصمام سلبًا.
أخرج الصمام المعالج بالحمض واشطف الحمض بالماء النظيف. إذا لم تتم معالجة محلول الحمض أو شطفه جيدًا، فسيؤثر ذلك على الالتصاق بين الصمام ومركب المطاط.
جفف الصمام النظيف بمنشفة، ثم ضعه في الفرن ليجف تمامًا. إذا تعرض الصمام المعالج بالحمض للهواء لفترة أطول من المدة المحددة في العملية، فسيحدث تفاعل أكسدة على سطحه، مما يجعله عرضة لامتصاص الرطوبة أو التصاق الغبار والزيوت وغيرها. وإذا لم يُجفف جيدًا، فستبقى بقع الماء على سطحه بعد التجفيف، مما يؤثر على التصاقه بالمطاط. كما أن الرطوبة المتبقية على سطح الصمام ستؤثر سلبًا على التصاقه بالمطاط إذا لم يتم التجفيف بشكل كامل.
يجب تخزين الصمام المجفف في مجفف للحفاظ على سطحه جافًا. إذا كانت رطوبة بيئة التخزين مرتفعة جدًا أو كانت مدة التخزين طويلة جدًا، فقد يتأكسد سطح الصمام أو يمتص الرطوبة، مما يؤثر على التصاقه بالمركب المطاطي.
1.2 تدابير المكافحة
يمكن اتخاذ التدابير التالية للسيطرة على العوامل المؤثرة المذكورة أعلاه:
(1) استخدم مادة نحاسية ذات التصاق جيد بالمطاط لمعالجة الصمام، ولا يمكن استخدام مادة نحاسية تحتوي على نسبة نحاس تزيد عن 80٪ أو تقل عن 55٪.
(2) تأكد من أن الصمامات من نفس الدفعة والمواصفات مصنوعة من نفس المادة، وأن تكون عمليات القطع ودرجة حرارة التسخين وضغط التشكيل ووقت التبريد والتشغيل وبيئة التخزين ووقتها متسقة، وذلك لتقليل التباين في المواد وإجراءات المعالجة، وبالتالي تقليل تماسك المواد.
(3) زيادة قوة الكشف للصمام، بشكل عام وفقًا لنسبة أخذ العينات 0.3٪، وإذا كان هناك خلل، فيمكن زيادة نسبة أخذ العينات.
(4) الحفاظ على تركيبة ونسبة محلول الحمض لمعالجة الصمامات بالحمض مستقرة، والتحكم في وقت نقع الصمام في محلول الحمض الجديد ومحلول الحمض المعاد استخدامه لضمان معالجة الصمام بشكل كامل.
(5) اشطف الصمام المعالج بالحمض بالماء، وجففه بمنشفة أو قطعة قماش جافة لا تزيل الحطام، وضعه في الفرن ليجف في الوقت المناسب.
(6) بعد التجفيف، يجب فحص الصمامات واحدًا تلو الآخر. إذا كانت القاعدة نظيفة ولامعة، وخالية من أي بقع مائية واضحة، فهذا يعني أن المعالجة ناجحة، ويجب تخزينها في المجفف، على ألا تتجاوز مدة التخزين 36 ساعة. أما إذا كانت قاعدة الصمام مائلة إلى اللون الأخضر المحمر أو الأصفر الداكن أو أي لون آخر، أو كانت عليها بقع مائية أو بقع واضحة، فهذا يعني أن المعالجة لم تكن كاملة، ويلزم تنظيفها بشكل إضافي.
2. تأثير تركيبة الغراء الداخلي للفوهة وتقلبات الجودة على الالتصاق والتحكم فيها
2.1 العوامل المؤثرة
تأثير تركيبة الفوهة الداخلية وتقلب جودة المطاط على التصاقصمام مطاطيويتجلى ذلك بشكل رئيسي في الجوانب التالية:
إذا احتوت تركيبة الفوهة الداخلية على نسبة منخفضة من المادة اللاصقة ونسبة عالية من الحشوات، فإن سيولة المطاط ستنخفض؛ وإذا لم يتم اختيار نوع وتنوع المُسرّعات بشكل صحيح، فسيؤثر ذلك بشكل مباشر على الالتصاق بين الفوهة الداخلية والصمام؛ ويمكن لأكسيد الزنك تحسين التصاق الفوهة الداخلية، ولكن عندما يكون حجم الجسيمات كبيرًا جدًا ونسبة الشوائب عالية جدًا، فإن الالتصاق سينخفض؛ وإذا ترسب الكبريت في الفوهة الداخلية، فسيؤدي ذلك إلى تدمير التوزيع المنتظم للكبريت في الفوهة الداخلية، مما يقلل من التصاق سطح المطاط.
إذا تغير مصدر ودُفعة المطاط الخام المستخدم في تركيبة الفوهة الداخلية، أو إذا كانت جودة عامل الخلط غير مستقرة أو تغير مصدره، فإن تركيبة المطاط ستعاني من قصر زمن التصلب، وانخفاض اللدونة، وعدم تجانس الخلط لأسباب تشغيلية، مما سيؤدي إلى تذبذب جودة تركيبة الفوهة الداخلية، الأمر الذي يؤثر بدوره على الالتصاق بين مطاط الفوهة الداخلية والصمام.
عند تصنيع غشاء المطاط للفوهة الداخلية، إذا لم يكن عدد مرات المعالجة الحرارية كافيًا وكانت اللدونة الحرارية منخفضة، فسيكون الغشاء المبثوق غير مستقر في الحجم، وذو مرونة عالية، ومنخفض اللدونة، مما سيؤثر على سيولة مركب المطاط ويقلل من قوة الالتصاق؛ وإذا تجاوز غشاء المطاط للفوهة الداخلية وقت التخزين المحدد في العملية، فسيؤدي ذلك إلى تجمد الغشاء ويؤثر على الالتصاق؛ وإذا كان وقت التخزين قصيرًا جدًا، فلن يتمكن الغشاء من استعادة تشوه الإجهاد الناتج عن الإجهاد الميكانيكي، وستتأثر أيضًا سيولة مادة المطاط والتصاقها.
2.2 تدابير المكافحة
يتم اتخاذ تدابير التحكم المناسبة وفقًا لتأثير تركيبة الفوهة الداخلية وتقلب جودة المطاط على الالتصاق:
(1) لتحسين تركيبة الفوهة الداخلية، يجب التحكم بدقة في محتوى المطاط فيها، وذلك لضمان سيولته والتصاقه، والتحكم في تكلفة الإنتاج. يجب التحكم بدقة في حجم جزيئات أكسيد الزنك ونسبة الشوائب فيه، بالإضافة إلى التحكم في درجة حرارة الفلكنة، وخطوات التشغيل، ومدة تثبيت المطاط لضمان تجانس الكبريت فيه.
(2) لضمان استقرار جودة مركب المطاط في الفوهة الداخلية، يجب تثبيت مصدر المطاط الخام وعوامل الخلط، وتقليل التغييرات بين الدفعات إلى الحد الأدنى؛ يجب التحكم بدقة في إدارة العملية لضمان أن معايير المعدات تلبي المتطلبات القياسية؛ تجانس واستقرار التشتت في مركب المطاط؛ التحكم الدقيق في الخلط واللصق والتخزين ودرجة الحرارة لضمان أن وقت التصلب ومرونة مركب المطاط تلبي متطلبات الجودة.
عند صنع غشاء المطاط للفوهة الداخلية، يجب استخدام مواد المطاط بالتتابع؛ يجب أن تكون عملية التكرير الساخن والتكرير الدقيق موحدة، ويجب تثبيت عدد مرات الدك، ويجب أن يكون سكين القطع مخترقًا؛ يجب التحكم في وقت توقف غشاء الفوهة الداخلية في غضون 1 إلى 24 ساعة، لتجنب عدم تعافي مادة المطاط من الإجهاد بسبب قصر وقت التوقف.
3. تأثير عملية الفلكنة والتحكم بها في وسادة المطاط الداخلية للفم على الالتصاق
إن اختيار الصمام المصنوع من مادة مناسبة ومعالجته وتخزينه وفقًا للمتطلبات، والحفاظ على تركيبة مطاط الفوهة الداخلية معقولة وجودة مستقرة، هو الأساس لضمان الالتصاق بين مطاط الفوهة الداخلية والصمام، وتُعد عملية الفلكنة لوسادة مطاط الفوهة الداخلية والصمام (أي الفوهة المطاطية) هي المفتاح لضمان الالتصاق.
3.1 العوامل المؤثرة
ينعكس تأثير عملية الفلكنة للفوهة على الالتصاق بين الفوهة الداخلية والصمام بشكل رئيسي في كمية مادة المطاط المستخدمة في التعبئة والتحكم في ضغط الفلكنة ودرجة الحرارة والوقت.
عند معالجة فوهة المطاط بالحرارة، تُوضع فوهة الصمام وغشاء المطاط الداخلي للفوهة عادةً في قالب خاص مُدمج خاص بفوهة المطاط. إذا كانت كمية مادة المطاط كبيرة جدًا (أي أن مساحة غشاء المطاط الداخلي للفوهة كبيرة جدًا أو سميكة جدًا)، فبعد إغلاق القالب، ستفيض مادة المطاط الزائدة مُشكّلةً حافة مطاطية، مما يُسبب الهدر، ويؤدي إلى عدم إغلاق القالب بشكل صحيح، وبالتالي عدم كثافة الحشوات المطاطية، مما يُؤثر على الالتصاق بين المطاط الداخلي للفوهة والصمام. أما إذا كانت كمية مادة المطاط قليلة جدًا (أي أن مساحة غشاء المطاط الداخلي للفوهة صغيرة جدًا أو رقيقة جدًا)، فبعد إغلاق القالب، لن تتمكن مادة المطاط من ملء تجويف القالب، مما يُقلل بشكل مباشر من الالتصاق بين المطاط الداخلي للفوهة والصمام.
يؤثر نقص الكبريت أو زيادته في الفوهة على قوة الالتصاق بين الفوهة الداخلية والصمام. يُعدّ زمن الفلكنة عادةً أحد معايير العملية، ويُحدد بناءً على نوع المطاط المستخدم في الفوهة، ودرجة حرارة البخار، وضغط التثبيت. لا يمكن تغييره بشكل عشوائي طالما بقيت المعايير الأخرى ثابتة؛ ولكن يمكن تعديله بشكل مناسب عند تغيير درجة حرارة البخار وضغط التثبيت، وذلك للتخلص من تأثير تغيرات المعايير.
3.2 تدابير المكافحة
للتخلص من تأثير عملية الفلكنة للفوهة على الالتصاق بين الفوهة الداخلية والصمام، يجب حساب الكمية النظرية للمطاط المستخدم في فلكنة الفوهة بناءً على حجم تجويف القالب، كما يجب تعديل مساحة وسمك طبقة الفوهة الداخلية وفقًا للأداء الفعلي للمطاط، وذلك لضمان ملاءمة كمية المطاط المستخدمة.
يجب التحكم بدقة في ضغط ودرجة حرارة ومدة عملية الفلكنة للفوهة، وتوحيد إجراءات الفلكنة. تُجرى عملية الفلكنة للفوهة عادةً على جهاز فلكنة مسطح، ويجب أن يكون ضغط مكبس جهاز الفلكنة ثابتًا. ينبغي عزل خط أنابيب بخار الفلكنة بشكل مناسب، وإذا سمحت الظروف، يُنصح بتركيب أسطوانة فرعية أو خزان لتخزين البخار ذي حجم ملائم لضمان استقرار ضغط ودرجة حرارة البخار. كما يُمكن، إذا سمحت الظروف، استخدام نظام تحكم آلي مكافئ للفلكنة للتخلص من الآثار السلبية الناتجة عن تغيرات في معايير مثل ضغط التثبيت ودرجة حرارة الفلكنة.
4. تأثير ومراقبة عمليات التشغيل وبيئة الإنتاج على الالتصاق
بالإضافة إلى الروابط المذكورة أعلاه، فإن جميع التغييرات أو عدم ملاءمة عملية التشغيل والبيئة سيكون لها أيضًا تأثير معين على الالتصاق بين الفوهة الداخلية والصمام.
4.1 العوامل المؤثرة
ينعكس تأثير عملية التشغيل على الالتصاق بين المطاط الداخلي للفوهة والصمام بشكل رئيسي في الفرق بين عملية التشغيل ومعايير وسادة المطاط للصمام في عملية الإنتاج.
عند تعريض الصمام للمعالجة الحمضية، قد لا يرتدي المشغل القفازات المطلوبة، مما يؤدي إلى تلوث الصمام بسهولة. عند غمر الصمام في الحمض، قد يكون التأرجح غير منتظم أو قد لا يكون التحكم في الوقت مناسبًا. قد ينحرف المطاط الداخلي للفوهة أثناء عمليات التكرير الساخن، والبثق الرقيق، وضغط الأقراص، والتخزين، وما إلى ذلك، مما يؤدي إلى تذبذبات في جودة الغشاء. عند معالجة المطاط الداخلي للفوهة بالحرارة مع الصمام، قد ينحرف القالب أو الصمام. قد يحدث خطأ في التحكم في الوقت أثناء المعالجة الحرارية والضغط. عند معالجة الصمام بالحرارة، قد يكون قاع وحافة الوسادة المطاطية خشنًا، وقد يكون العمق غير متناسق، وقد لا يتم تنظيف مسحوق المطاط جيدًا، وقد لا يتم توزيع معجون الغراء بالتساوي، وما إلى ذلك، مما يؤثر على الالتصاق بين المطاط الداخلي للفوهة والصمام.
يتجلى تأثير بيئة الإنتاج على الالتصاق بين المطاط الداخلي للفوهة والصمام بشكل رئيسي في وجود بقع الزيت والغبار في الأجزاء والأماكن التي تلامس الصمام والمطاط/الورقة الداخلية للفوهة أو تخزنها، مما يؤدي إلى تلوث الصمام والمطاط/الورقة الداخلية للفوهة؛ كما أن رطوبة بيئة العمل تتجاوز المستوى القياسي، مما يجعل الصمام والمطاط/الورقة الداخلية للفوهة يمتصان الرطوبة ويؤثر على التصاق الصمام والمطاط الداخلي للفوهة.
4.2 تدابير المكافحة
فيما يتعلق بالفرق بين عملية التشغيل والمعيار، ينبغي القيام بما يلي:
عند تعريض الصمام للمعالجة الحمضية، يجب على المشغل ارتداء قفازات نظيفة والعمل وفقًا للوائح. عند غمر الصمام في الحمض، يجب تحريكه بشكل متساوٍ. يُنقع في محلول حمضي جديد لمدة 2-3 ثوانٍ، ثم تُمدد مدة النقع حسب الحاجة. بعد إخراجه من السائل، يُشطف فورًا بالماء لمدة 30 دقيقة تقريبًا لضمان شطفه جيدًا. بعد الشطف، يُمسح الصمام بمنشفة نظيفة دون إزالة أي شوائب، ثم يُوضع في فرن ليجف لمدة 20 إلى 30 دقيقة. لا يُخزن الصمام المجفف في المجفف لأكثر من 36 ساعة. يجب الحفاظ على استقرار خصائص مطاط الفوهة الداخلية أثناء عمليات التكرير الساخن، والبثق الرقيق، وضغط الأقراص، والتخزين، وما إلى ذلك، دون أي تقلبات ملحوظة. أثناء عملية الفلكنة، يجب منع انحراف القالب والصمام، ويجب التحكم بدقة في درجة حرارة الفلكنة والضغط والوقت. يجب كشط الجزء السفلي وحافة وسادة الصمام المطاطية بعمق متساوٍ، مع تنظيف مسحوق المطاط جيدًا بالبنزين أثناء الكشط، والتحكم بدقة في تركيز معجون الغراء وفترة وضعه، حتى لا تتأثر فوهة الصمام المطاطية الداخلية والصمام بعملية التشغيل.
ولتجنب التلوث الثانوي للصمام والمطاط/الصفائح الداخلية للفوهة، يجب الحفاظ على غرفة معالجة حمض الصمام والفرن والمجفف وآلة تحضير غشاء الفوهة الداخلية وآلة الفلكنة المسطحة ومنضدة العمل نظيفة وخالية من الغبار والزيت؛ ويجب التحكم في رطوبة البيئة بشكل نسبي بحيث تكون أقل من 60%، ويمكن تشغيل السخان أو مزيل الرطوبة للتعديل عندما تكون الرطوبة عالية.
5. النهاية
على الرغم من أن الالتصاق بين الصمام والفوهة الداخلية ليس سوى حلقة في عملية تصنيع الأنبوب الداخلي، إلا أن الحلقة تؤثر بشكل كبير على سلامة الأنبوب وعمره الافتراضي. لذا، من الضروري تحليل العوامل المؤثرة على هذا الالتصاق، واتخاذ حلول محددة لتحسين جودة الأنبوب الداخلي بشكل عام.
تاريخ النشر: 3 نوفمبر 2022
