واقع اخلريج الفني بني أ�زمة البطالة و أ�زمة العمالة ..... • ي�شكو العديد من الخرجين الفنيين من عدم توافر فر�صة عمل لهم عند التخرج ويعد معدل البطالة يف العامل العربي من أ�علي املعدالت يف العامل ،حيث يبلغ حوايل 20%يف املتو�سط وترتفع معدالت البطالة بني ال�شباب العربي ( 70-80%من اخلريجني اجلدد). • ي�شكو العديد من أ��صحاب المهن و ال�صناعيين من عدم توافر فنيين منا�سبين للعمل لديهم. هذه الظاهرة التي قد تبدو تناق�ضاً يجمع بني أ�زمة عمالة و أ�زمة بطالة ,هي يف واقع أالمر نتيجة طبيعية لنظام تعليمي بعيد عن حاجة ال�سوق و واقع املجتمع ,أ�ي أ�نها باخت�صار �سوء تخطيط فمازال النظام التعليمي يف الدول العربية ال ي�ستطيع أ�ن يخرج العمالة املنا�سبة الحتياجات �سوق العمل ويرجع ذلك �إىل نق�ص التدريب الفني نظرا لنق�ص املوارد املالية والب�شرية الالزمة� ،إ�ضاف ًة �إىل ارتفاع معدل ت�سرب املهارات �إىل اخلارج. و الغريب يف أالمر أ�ننا منلك طريف املعادلة و ال ينق�صنا �إال عملية الربط بينهما فنظامنا التعليمي يقوم بتدري�س الطالب عموميات لن يحتاج كثري منها يف حياته العملية ،و باملقابل ف�إن معظم أ��صحاب احلرف غري م�ستعد لت�شغيل عامل دون خربة أ�و حتمل م� ؤ س�ولية تدريبه ألنه �سوف يرتك العمل عندما ميتلك اخلربة الالزمة التي يحتاجها, و�سينطلق للبحث عن فر�صة أ�ف�ضل. • تمثل فكرة التعليم المزدوج أ�حد أ�هم الحلول لم�شكلتي البطالة و أ�زمة العمالة ألنها جتمع بني حاجة �صاحب العمل لفني ماهر ,و هدف اجلهات التعليمية بغر�س املعلومة ال�صحيحة وبالتايل يتم ربط التعليم الفني ب�سوق العمل والو�صول �إىل عمالة ماهرة وفق احتياجات ال�شركات ،لكن البد للنجاح هذه املعادلة من وجود م ؤ��س�سة �صناعية ت ؤ�من اخلربة والتدريب ال�صناعي بينما تقوم املعاهد أ�و املدار�س املهنية بتقدمي الدعم العلمي والفني. حيث ميثل ت أ�مني فر�صة للمتدرب يف ال�سوق أ�هم معوقات التعليم املزدوج ,على الرغم من وجود كم هائل و كبري من الور�ش واملعامل التي ت�صلح لهذا أالمر لكنها ال تتلقى الدعم والت�شجيع الكايف للم�شاركة يف هذا امل�شروع. �إن التعاون بني اجلامعات و املعاهد وغرف ال�صناعة و اجلمعيات احلرفية ميكن أ�ن ي�ساهم يف تطوير احلرف و ال�صناعات ب�شكل رائع يكون فيه الطالب هو حلقة الو�صل حيث يقوم بنقل املعلومات أ والبحاث �إىل الور�شة و يعود بالنتائج العملية �إىل املعهد واجلامعة, وبالتايل ن�صل ل�صيغة علمية عملية واقعية يف كل من معاهدنا و ور�شاتنا. • ولكن يجب حتفيز ال�صناعيني واحلرفيني لدعم م�شروع التعليم املزدوج ,وذلك عن طريق تقدمي ت�سهيالت مقابل هذا الدعم ,أ�و رمبا تخفي�ضات يف ال�ضريبة والر�سوم أ�و أ��سعار الكهرباء ,لقاء كلفة تدريب الطالب. رئي�س التحرير م .حممد أ��سامة جانو.
التقنيات الصناعية جملة علمية �صناعية ت�صدر كل �شهرين مرخ�صة مبوجب قرار رئي�س جمل�س الوزراء
رقم /102/م.و
العدد - 8آ�ب 2009 /
بتاريخ 2007 / 10 / 21
�صاحب ا إلمتياز واملدير امل� ؤ س�ول
املرا�سالت
م .زكي حممـــود بريجــاوي
�ص.ب 4024 :دم�شق� ,سورية الربيد االلكرتوين intech.mag@gmail.com :
info@intech-mag mag.comـ ـinfo@intech ـ ـ intech.mag@gmail.com ق�سم التحكم أ والمتتة automation@intech mag.com :
رئي�س التحرير
م .حممد أ��ســـامة جانو
عنوان املوق ـ ــعwww.intech-mag.com :
والعالن يف املجلة لل�شرتاك إ إ
مدير التحرير
خالد في�صل �ساي�س
دم�شق :هاتــف +963 11 5441049 :فاك�س+963 11 5440100 :
مدير ا�ست�شاري
قيمة اال�شرتاك ( 6أ�عداد )
حممد طارق ال�ســـعدي
�سورية 1000 :ل�.س ،ال�سعودية 125ريال ،ا إلمارات 125درهم ،قطر 125ريال ، عمان 125ريال ،الكويت 10دينار ،االردن 25دينار ،م�صر 140جنيه ، باقي الدول العربية 35دوالر ال�شركات وامل ؤ��س�سات احلكومية 75دوالر امريكي
اللجنة العلمية
أ� .د .م .حممد علي �ســـالمة د .م .حممد معاذ اخليـــاط م .زهري �ســـع ّيد مدير العالقات العامة
8
عملية القولبة بالدوران
ابراهيم �سلو
10
�إنتاج احلليب املب�سرت
مدير املبيعات
13
ال�صناعيني وم�شاريع االحتاد أالوربي
54
أ�نظمة ال�سكادا
57
املباين الذكية
طارق النداف مدير الق�سم الفني
�سليمان ال�سروجي م� ؤ س�ول الت�سويق ا إلعالين
عمران م�شلح
املراجعة ال�صحفية
خالد فخري ال�سحلي
EIB/KNX
• تتحرى المجلة الدقة العلمية والمو�ضوعية في المواد المن�شورة ,لكن آالراء أ والفكار الواردة في المقاالت أ والبحاث تع ّبر عن ر أ�ي كتابها وال تع ّبر بال�ضرورة عن ر أ�ي المجلة ,لذلك ال تتحمل المجلة أ�ي م� ؤ س�ولية عن أ�ي خط أ� في المعلومات أ�و �ضرر قد ينتج عنها. • املجلة غري م� ؤ س�ولة عن م�ضمون ا إلعالنات والوكاالت التجارية الواردة يف املجلة.
32
ت أ�ثري تكاليف ال�صيانة على ربحية املن� آش�ت ال�صناعية
32
20
25
ا�ستخدام الطاقة ال�شم�سية يف توليد الكهرباء
املعاجلات احلرارية
34
40
2009 زيارة �إىل معر�ض �سيما
أالدلة واملركزة
معاجلة مياه ال�صرف ال�صناعي
ق�سم التحكم أ والمتتة ال�صناعية
48
ا�ستخدام �شبكة ProfiBus
يف أالمتتة ال�صناعية
52
مبادئ قيا�س التدفق
جملة التقنيات ال�صناعية م�شروع للتطوير والتحديث ال�صناعي يرعاه:
60
احلماية من قفزات اجلهد العابرة وت أ�ثريات ال�صواعق
بـــال�ستيـــــك
عملية القولبة بالدوران Rotational Moulding
م � .سعيد نحا�س
info@ieeo.net
على الرغم من أ�ن م�صطلح "القولبة بالدوران"قد ال يبدو م أ�لوفاً للكثريين �إال أ�ن املنتجات التي يتم ت�صنيعها بهذه الطريقة معروفة و م أ�لوفة للغاية يف خمتلف نواحي حياتنا اليومية ,ومتكن هذه الطريقة امل�صنعني من �إنتاج منتجات بال�ستيكية كبرية احلجم و جموفة بكميات �صغرية و متو�سطة مثل خزانات املياه والوقود و ال�سوائل بكافة أ�نواعها وب أ�حجام متفاوتة ت�صل �إىل مائة أ�لف لرت ,حوايا حفظ أالغذية املعزولة بطبقة داخلية من البويل يوريثان و غريه, �إ�شارات املرور ال�ضوئية ,معالف احليوانات ,الكرا�سي و الطاوالت و املفرو�شات البال�ستيكية ,فوا�صل ال�شوارع التي ميكن مل ؤ�ها باملاء ,أ�جهزة البيع أالوتوماتيكية, بع�ض أالجهزة الطبية و الكرا�سي ال�سنية ,قطع ال�سيارات ,أ�غلفة آالالت ,الكبائن والغرف املتنقلة لال�ستخدامات املدنية والع�سكرية ,املراحي�ض املتنقلة, العربات ,حوايا النفايات ,املانيكان ,أ�لعاب أالطفال, الدمى ,الكرات البال�ستيكية � ... ,إلخ ,.و تعترب العملية للنتاج بكميات �صغرية �إىل متو�سطة ,و بالرغم مثالية إ من أ�ن العملية ت أ�خذ وقتاً أ�طول من عمليات الت�شكيل أالخرى (كالت�شكيل بالنفخ أ�و البثق) ,ف�إنها تتمتع بنقاط قوة أ�خرى مثل �إمكانية ا�ستخدام قوالب م ؤ�لفة من عدة قطع ,كما أ�ن القطع التي يتم �إنتاجها بهذه الطريقة تكون ذات �سماكة جدران متجان�سة و قوية و ذات زوايا ال حتوي أ�ية �إجهادات ,كما ميكن اعتماد ت�صاميم ذات أ��ضالع تدعيم للح�صول على املزيد من القوة ....و �سنقوم بالدخول يف هذه التفا�صيل ب�صورة مو�سعة فيما بعد.
التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
بـــال�ستيـــــك
مت تطوير هذه الطريقة يف أالربعينيات من القرن املا�ضي,ولكنها مل جتذب الكثري من االهتمام لكونها بطيئة وحمدودة, لكن التطوير امل�ستمر رفع من م�ستوى العملية وو�سع جماالت ا�ستخدامها و حالياً تنت�شر هذه العملية بكرثة و خ�صو�صاً يف أ�وروبا يف دول مثل الواليات املتحدة� ,إيطاليا و انكلرتا والدول ا إل�سكندنافية و غريها ب�صورة عامة و ذلك لقدرتها على تلبية احتياجات هذه أال�سواق من املنتجات و بتكاليف منا�سبة ,و لهذا ظهرت العديد من ال�شركات املتخ�ص�صة يف هذا املجال ويتم �إجراء أالبحاث ب�صورة م�ستمرة إلنتاج �آالت أ�ف�ضل و تطوير التقنيات امل�ستخدمة للو�صول آلالت أ�وتوماتيكية بالكامل وقادرة على لل�شراف الب�شري. العمل ب�صورة متوا�صلة دون احلاجة إ
مبد أ� العملية : تعتمد على تدوير املادة البال�ستيكية ( على �شكل بودرة أ�و �سائل ) �ضمن قوالب تدور حول حمورين متعامدين ب�سرعات مت�ساوية أ�و خمتلفة �ضمن غرفة ت�سخني (بالغاز أ�و الكهرباء أ�و غري ها) مما ي ؤ�دي �إىل الت�صاق املادة البال�ستيكية على اجلدار الداخلي للقالب بالتدريج مما ي�سمح بت�صنيع أ��شكال جموفة ويتم خالل العملية التحكم ب�سرعة الدوران للمحاور وتتم وفق ًا للخطوات التالية : .1يتم و�ضع وزن محدد من البودرة أ�و البال�ستيك ال�سائل في القالب المركب على الذراع ,ثم يتم �إغالق القالب. .2يتم ت�سخين القالب في الفرن مع الدوران حول محورين في �آن واحد حتى تتلدن المواد بالكامل و تلت�صق بجدران القالب متحركة بما يتنا�سب مع الحركة المعقدة الدورانية التي يقوم بها القالب ,مما ي ؤ�دي لت�شكل طبقة متجان�سة ال�سماكات على جدران القالب الداخلية ,و تختلف مدة الت�سخين و التدوير تبعاً لطبيعة المواد و ال�شكل النهائي
للمنتج و ت�صميمه و في حال ا�ستمرت العملية وقتاً أ�كثر من الالزم �ستنخف�ض جودة البال�ستيك و تنخف�ض مقاومة المادة لل�صدمات ,و في حال كانت المدة أ�ق�صر من الالزم ف�إن المواد لن تذوب ب�صورة كاملة مما �سي ؤ�دي �إلى ت�شكل الفقاعات ما ي ؤ�ثر على الخوا�ص الميكانيكية للمنتج. عند انتهاء الزمن الالزم للت�شكيل ( طبقة واحدة أ�و عدة طبقات) يتم انتقال الذراع �إىل حمطة التربيد ( مع ا�ستمراره يف الدوران للحفاظ على �سماكة جدران متجان�سة ). .3يتم تبريد القالب بوا�سطة مراوح هوائية أ�و بوا�سطة ذر الماء لمدة محددة ,و ت�ستغرق هذه العملية وقتاً حيث يجب تبريد القوالب �إلى درجة حرارة منا�سبة ت�سمح عندها بت�صلب المنتجات دون تقل�ص أ�و انكما�ش ي�شوه المنتج وما يمكن من �إخراجها من القالب ب أ�مان ,و في العادة ت�ستغرق عملية التبريد حوالي 10دقائق ,حيث يتقل�ص المنتج عند التبريد و ينف�صل عن القالب مما ي�سمح ب�إخراجه ب�سهولة, و يجب أ�ن تتم عملية التبريد ب�صورة تدريجية خالل فترة زمنية محددة حيث يت�سبب التبريد ال�سريع و المفاجئ بحدوث ت�شوهات في المنتج. .4بمجرد أ�ن ي�صبح المنتج بارد بدرجة كافية يتم تحريك القوالب �إلى أ�ق�سام التفريغ حيث تتم �إزالة المنتجات. القوالب امل�ستعملة يف �آالت القولبة بالدوران أ�رخ�ص بكثريمن تلك امل�ستخدمة يف �آالت الت�شكيل بالنفخ أ�و احلقن ,و لكن باملقابل ف�إن زمن ال�شوط أ�طول حيث ي�صل �إىل 10دقائق و لذا يتم ا�ستعمال عدة قوالب على آاللة الواحدة يف �آالت الت�شكيل بالقولبة الدورانية ,و ت�صنع القوالب �إما من الفوالذ أ�و ال�ستانل�س �ستيل أ�و أالملنيوم ,حيث تكون قوالب أالملنيوم أ��سمك بعدة مرات مقارنة بالقوالب امل�صنوعة من الفوالذ كونه أ�قل �صالبة �إال أ�ن
التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
بـــال�ستيـــــك
هذا أالمر ال ي ؤ�ثر على زمن العملية نظراً لكون أالملنيوم يتمتع بدرجة عالية من املو�صلية احلرارية ,كما أ�ن قوالب أالملنيوم تكون أ�غلى �سعراً و ت�ستعمل عندما تكون املنتجات ذات ت�ساحمات دقيقة .
القوالب : تت أ�لف القوالب ب�صورة عامة من هياكل معدنية مرتاكبةبطريقة معينة لت�شكل حاوية مغلقة كما ميكن للقالب أ�ن يكون مزودا ب�إطار خارجي و نظام �إغالق ,وظيفة القالب هي �إعطاء املنتج �شكله النهائي و يقوم القالب بنقل احلرارة الالزمة لتلدين املواد و ال�سماح بتنظيم ال�ضغط الداخلي أ�ثناء عمليات الت�سخني و التربيد با إل�ضافة لعدم تغري �شكله خالل مراحل العملية و ذلك مع املحافظة على حدود للوزن ,كما توجد عدة أ�نواع للقوالب مثل قوالب االملنيوم امل�صنعة ب آ�الت ,CNC القوالب امل�صنعة من أاللواح الفوالذية بالت�شكيل الكهربائي وقوالب أالملنيوم ال�صب. تعترب قوالب أالملنيوم ال�صب أالف�ضل من حيث جودة املنتج و ت�سمح ب�إنتاج أ��شكال معقدة و أ�حجام خمتلفة ,و تتمتع هذه القوالب بامليزات التالية : • مدة �صناعة القوالب ترتاوح بني أ��سبوع �إىل أ��سبوعني لقوالب �إنتاج النماذج ,و من أ��سبوع ل�ستة أ��سابيع لقوالب املنتجات ال�صغرية و املتو�سطة احلجم. § ت�ستخدم هذه القوالب للمنتجات ذات التفا�صيل الدقيقة. § يتم ا�ستخدام أالملنيوم 365يف هذه القوالب ,و يتمتع ب أ�ف�ضل ناقلية حرارية ,القوة ,الطروقية (مما ي�سمح بت�شكيل القالب ب�سهولة و تلميعه با إل�ضافة ل�سهولة �إدخال التعديالت على القالب).
املواد امل�ستخدمة : -ميكن ا�ستخدام أ�نواع خمتلفة من املواد البال�ستيكية يف �آالت
التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
الت�شكيل بالقولبة الدورانية على ان تكون ب�شكل بودرة مطحونة بنعومة معينة 80% ,من املواد امل�ستعملة يف هذه آالالت هي من البال�ستيك امللدن باحلرارة Thermoplastics, 20%من ,Thermosetsو يعترب البويل �إثيلني PEأ�كرث املواد ا�ستخداماً با إل�ضافة ملواد أ�خرى مثل الـ PVCالطري ,النايلون ,البويل بروبلني ,ABS ,البويل يوريثانAcrylics Phenolics, acetals , و حتى تعترب املادة منا�سبة لال�ستخدام يف هذا النوع من آالالت فيجب أ�ن حتقق عدة موا�صفات : • �إمكانية �إنتاج املادة ب�صورة بودرة وبتكلفة اقت�صادية. • �سرعة التحول من احلالة ال�صلبة �إىل احلالة ال�سائلة لتجنب حدوث تكتل للمواد يف القالب ,با إل�ضافة للقدرة على تغطية �سطح القالب ب�صورة مت�ساوية يف احلالة ال�سائلة دون حدوث انخفا�ض يف اللزوجة أ�و اجلريان ب�صورة حرة أ�كرث من الالزم. • يجب أ�ن تكون املواد يف احلالة ال�سائلة قادرة على حتمل. درجات حرارة مرتفعة و لفرتات زمنية طويلة ن�سبياً دون حدوث انخفا�ض يف النوعية أ�و اخلوا�ص.
بـــال�ستيـــــك
هناك عدة أ�نواع آلالت الت�شكيل بالقولبة الدائرية :: Shuttle Machine )1 § تعتمد هذه آاللة بنية خطية مع فرن متو�ضع يف املركز وذراعي حمل حيث يتم �إدخال أالذرع مع القوالب �إىل الفرن ومن ثم �إىل حمطة التربيد للتربيد و �إخراج القطع ,و ال يحتاج هذا النوع مل�ساحات كبرية و يتمتع ب�سعة حمولة كبرية ألذرع حمل القوالب ,و ميكن لذراع واحدة العمل ب�صورة م�ستمرة يف حني تكون الذراع أالخرى متوقفة عن العمل لتغيري القالب أ�و �إجراء الفحو�صات مث ً ال ,كما تتميز هذه آالالت بالت�صميم اخلا�ص أ للفران ذات أاللواح الثابتة.
: Carrousel )2 • تكون هذه آاللة مزودة بربج مركزي و ت ؤ�من أ�ف�ضل أ�داء و للنتاج بكميات كبرية للمنتجات ب أ�حجام �سهولة يف العمل ومنا�سبة إ خمتلفة طاملا أ�نها تتمتع بنف�س املدة الزمنية لعملية ا إلنتاج ,كما أ�ن الت�صميم املتما�سك آ لللة و احلاجة املنخف�ضة لعمليات ال�صيانة تعترب من أ�هم ميزات هذا النوع ,و ميكن تزويد آاللة بثالث أ�و أ�ربع أ�ذرع ح�سب الرغبة ,و تقوم أالذرع بتغيري املحطات يف نف�س الوقت و بالتايل ت�ستمر آاللة بالعمل طوال الوقت ,با إل�ضافة للعديد من اختيارات التعديل (حتميل؟تفريغ مزدوج ,تربيد أ�ويل�...إلخ). : Rock and Roll )4 • يعترب هذا النوع مثايل لعمليات ا إلنتاج العالية للقطع الكبرية احلجم ت�صل ملائة أ�لف لرت ,و تت أ�لف آاللة من 3حمطات متتالية (حمطة ت�سخني وحمطتي تربيد منف�صلتني) با إل�ضافة لفرن متحرك مزود بـ 5 - 3مناطق ت�سخني منف�صلة ,و النقطة املميزة لهذا النوع هي أ�ن آاللة مزودة بذراعي حمل منف�صلني للقوالب يتناوبان العمل يف مراحل الت�سخني و التربيد.
طاقة
أ�نواع آ الالت :
• ت�شبه هذه آاللة كثرياً "حما�صة القهوة" حيث يتو�ضع القالب من طرفيه و ب�شكل أ�فقي اعتماداً على حموري دوران �ضمن حيز مفتوح أ�و مغلق ,و بينما يدور القالب يت أ�رجح أ�ي�ضا مينة و ي�سرة متعر�ضا للهب مبا�شر أ�و غري مبا�شر بغر�ض تلدين
املواد البال�ستيكية بداخله ,و يتم تربيد القالب با�ستخدام الهواء البارد أ�و رذاذ املاء حتى يربد املنتج و يتما�سك.
• مثال عملي : �إنتاج خزانات املياه البال�ستيكية بطريقة الت�شكيل بالقولبة الدورانية :أ�ي املواد املطحونة ميكنها املرور يف منخل Sieveله 2 نعومة 35ثقب يف م�ساحة قدرها 1CM يتم طحن املواد أالولية �إىل حجم ( mesh 35تعريف هذهالواحدة ) ل�ضمان جريان البودرة ب�صورة تامة �إىل كافة زوايا و تفا�صيل القالب ,و يعتمد حجم احلبيبات املختار على خوا�ص اجلريان للمادة و على �شكل القطعة املراد �إنتاجها ,و كلما كانت
التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
بـــال�ستيـــــك تعتمد بع�ض آالالت مرحلة تخمري بني مرحلتي الت�سخنيوالتربيد و ذلك إلحداث ت�شابك جزيئي كيميائي للمواد ,بينما تقوم �آالت أ�خرى بحقن غازات خاملة خالل عملية الت�سخني ملنع حدوث انخفا�ض يف خوا�ص املواد با إل�ضافة ملنع حدوث تغريات يف اللون و التخل�ص من الروائح الكريهة يف بع�ض احلاالت ,يف حني يتم حقن غاز بارد داخلياً لت�سريع تربيد القطع ال�سميكة. مقطع لن�صفي قولبة بالدوران خلزان ماء جدران القطعة أ�رق كلما تتطلب أالمر أ�ن تكون احلبيبات أ�نعم. احلبيبات املثالية تكون ذات �شكل منتظم و �سطح ناعم ,و يتمت�سخني احلبيبات يف قالب مغلق مع تدوير القالب حول حمورين ( أ�فقي و عمودي) يف نف�س الوقت و ترتاوح درجة احلرارة بني 315 - 205م ºعن طريق الت�سخني ,و العامل الرئي�سي يف حتديد احلجم أالق�صى للمنتج هو حجم الفرن ( يتم انتقال القالب مع الذراع (حركة دورانية اوان�سحابية) �إىل منطقة التربيد) ومن ثم اىل التفريغ . ت�ستغرق العملية بني 10 - 6دقيقة ,و قد مت حتقيق زمن و�صل�إىل 2دقيقة للعملية يف بع�ض احلاالت ,أ�ما يف حالة املنتجات الكبرية ذات اجلدران ال�سميكة فقد ت�ستغرق العملية حتى 15 دقيقة مع دوران آ لللة على �سرعات أ�بط أ� (من 40 - 0دورة/ دقيقة على املحور الثانوي 12 - 0 ,دورة/دقيقة على املحور الرئي�سي) و تعترب ن�سبة الدوران 4:1أالكرث �شيوعاً و ال ت�سمح بع�ض آالالت بتغيري هذه الن�سبة ,و لكن من املمكن احل�صول على �سرعات خمتلفة و ن�سب خمتلفة
التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
ت�صنع القوالب امل�ستخدمة يف العملية من أالملنيوم امل�سبوكأ�و �صفائح الفوالذ الرقيقة أ�و النحا�س امل�شكل كهربائياً ل�ضمان أ�على م�ستويات الناقلية احلرارية خالل جدران القالب ,و ين�صح باعتماد �سماكة جدران للقالب � 0.25إن�ش آ للالت التي تعمل بالهواء ال�ساخن ميكن �إنتاج أ�ي �شكل أ�و حجم با�ستخدام هذا النوع من آالالت(با�ستثناء بع�ض احلاالت) ب�سماكة ترتاوح بني 500 - 15مم و ال يتجاوز التغري يف �سماكة جدران القطعة % +5القيمة املطلوبة كما ميكن احل�صول على �سطح خارجي مطابق متاماً للمطلوب و ذلك بناء على ا إلنهاء الداخلي للقالب ,كما تكون الزوايا خالية من ا إلجهادات لعدم ا�ستخدام أ�ي �ضغط أ�ثناء الت�شكيل ,و ميكن بهذه الطريقة �إنتاج خزانات ب�سعات ترتاوح بني -10000 100 لرت و حتى ب�سعات ت�صل �إىل 50000لرت.
ميزات القولبة بالدوران :
• عملية اقت�صادية بحيث يمكن �إنتاج كميات قليلة و الت�شغيل لوقت ق�صير • كلفة آاللة و القوالب و الت�شغيل والمواد أالولية اقت�صادية. • مرونة الت�صميم ( من الب�سيط �إلى المعقد و من ال�صغير �إلى الكبير ) • بنية المنتجات تكون بقطعة واحدة خالية من اللحام و بدون �إجهادات ( فالمنتج الذي يت أ�لف من عدة قطع يمكن �إنتاجه بهذه الطريقة بقطعة واحدة و بوزن أ�خف مما يحقق وفراً كبيراً) • يمكن تثبيت قطع معدنية في القالب " مثل فتحة الت�صريف " و من ثم تكون تلك القطعة جزءاً من المنتج. • �سماكة جدران متماثلة في المنتجات (ويمكن �ضبطها وتغييرها عند الحاجة) • يمكن �إنتاج منتجات بعدة طبقات و أ�لوان منها طبقات عازلة للحرارة . • عمر طويل ,مقاومة كبيرة للت آ�كل و االهتراء و ا إلجهاد
بـــال�ستيـــــك
طاقة
.حيث ال يوجد �إجهاد للمواد أ�ثناء ا إلنتاج ف�إن المنتجات تكون أ�قوى • ال تتطلب القوالب ت�صميماً خا�صاً لتحمل ال�ضغوط العالية ( مثل قوالب الحقن ) • يتم تغيير القوالب ب�سرعة • يتم ا�ستخدام 100%من المواد و بالتالي ال يوجد " �سكراب" أ�و توالف.
املقارنة مع عملية الت�شكيل بالنفخ : · امليزات : • الت�شكيل بالقولبة الدورانية ي�سمح بتخفي�ض التكاليف لعمليات ا إلنتاج و تكاليف القوالب مما ي�سمح ب�إنتاج عدد محدود من المنتجات . • يمكن �إنهاء عمليات الت�صميم و البدء با إلنتاج خالل 3أ��شهر ,في حين تبلغ هذه المدة 6أ��شهر آلالت الت�شكيل بالحقن و النفخ مما يعني �سرعة في و�صول المنتج أ لل�سواق بتكلفة أ�قل وخ�صو�صاً لمعدالت �إنتاج أ�قل من 10,000قطعة. • �سماكة ثابتة للجدران للمنتج با إل�ضافة ل�سماكة �إ�ضافية لزوايا المنتج مما يمنحه المزيد من القوة و خلو المنتج من أ�ي نوع من ا إلجهادات التي تنتج عند الت�شكيل بالنفخ. للنتاج االقت�صادي لكل • خامتة - :هذه التقنية منا�سبة إ أ��شكال املنتجات البال�ستيكية كبرية احلجم ,املجوفة و املتناظرة و قد انت�شرت يف البالد العربية و اخلليج ب�شكل مقبول جداً فيما يتعلق بخزانات املياه حيث حلت بدي ً ال �صحياً و طويل العمر خلزانات الفيرب واخلزانات الفوالذية وغريها � ,إال أ�نه و أ لل�سف ال يقوم امل�صنعون ب�إنتاج أ��شكال أ�خرى نظراً لربحية اخلزانات وكرثة الطلب .
· امل�ساوئ : • المواد الممكن ا�ستخدامها في �آالت الت�شكيل بالقولبة الدورانية محدودة مقارنة بالعمليات أالخرى. • غير منا�سبة لعمليات ا إلنتاج الكمي ال�ضخمة للقطع ال�صغيرة ,حيث ي�صبح الت�شكيل بالنفخ أ�كثر اقت�صادية و قدرة على المناف�سة. • تكلفة المواد أ�على ب�سبب الحاجة لطحن المواد ليمكن ا�ستخدامها في آالالت. • عملية تعبئة القوالب بالمواد و من ثم �إخراج المنتجات تحتاج �إلى عدد ال ب أ��س به من العمال مقارنة بالعمليات ا إلنتاجية أالخرى و خ�صو�صاً للت�صاميم المعقدة. • �صعوبة �إ�ضافة أ��ضلع و عنا�صر تقوية للمنتجات حيث يتطلب أالمر من الم�صممين عمليات درا�سة وت�صميم للح�صول على أ�جزاء قا�سية.
ت�صحيح: يف العدد ال�سابق مقالة ميكانيزم لبوابة حقن داخلية للكاتب املهند�س �سعد نع�ساين.
املركز الفني ل�صناعة كافة انواع القوالب أاحدث ا آ الت املربجمة
CNC
تفريز - CNCق�ص بال�سلك -تثقيب بال�سلك قوالب قطع -بل�ص � -سحب -اك�س�سوارات املكنات قوالب الورقيات للحديد املزخرف
املدير العام :حممد زياد الطباع
اللكرتوين املوقع إ
ت� نيع قوالب الورقيات للحديد املزخرف
دم� ق -جممع حو� بال� الثقيلة -كتلة 25ط 2 هاتـــف 00963 11 6351125 - 00963 11 6350746 : WWW.NOORCNC.COM فاكــ� 00963 11 6350947 :موبايل 00963 944654002 : info@noorcnc.com التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
تعبئـــة وتغلــــيف
�إنتـــــــــاج احلليب املــب�ســـــــرت م .زهير �سعيد zuhairsayed@gmail.com
تختلف طرق �إنتاج احلليب املب�سرت من منطقة �إىل أ�خرى ومن �شركة �إىل أ�خرى فعلى �سبيل املثال ميكن أ�ن تتم معايرة ن�سبة الد�سم يف احلليب ( )Fat standardizationيف أ�ول العملية أ�و و�سطها أ�و �آخرها كما ميكن أ�ن تتم عملية جمان�سة احلليب ب�شكل كامل أ�و ب�شكل جزئي � ....إلخ .
إلجراء أ�ب�سط عملية ب�سرتة نحتاج جلهاز ب�سرتة وخزان معايرة وعندما نريد �إنتاج عدة أ�نواع من احلليب (كامل الد�سم – ون�صف د�سم ومنزوع الد�سم) ف�إننا نحتاج �إىل خط ب�سرتة كامل والذي يت أ�لف من العنا�صر التالية املو�ضحة باملخطط التايل:
يدخل احلليب يف البداية �إىل خزان التوازن ( )1ثم يتم �ضخه �إىل جهاز الب�سرتة ( )3حيث يتم ت�سخينه ب�شكل مبدئي قبل مروره �إىل الفارزة ()4 التي ن�ستخرج بوا�سطتها ن�سبة معينة من الد�سم حيث يتم معايرة احلليب أا�ثناء مروره يف اخلط (in line syst )temحيث يتم معايرة �سرعة احلليب كما يتم عيار الفارزة و�ضبط ال�سرعات
حليب معري ومب�سرت
دخول احلليب - 1خزان توازن . - 2م�ضخة مواد . - 3مبادل حراري (مب�سرت) . - 4فارزة حليب . � - 5صمام للحفاظ على ال�ضغط .
10 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
- 6مقيا�س تدفق للد�سم . - 7مقيا�س كثافة للد�سم . � 8 – 9صمام معايرة . – 10مقيا�س تدفق للد�سم . � - 11صمام عدم رجوع .
� - 12صمام للد�سم . - 13جمان�س . - 14مقيا�س تدفق للحليب املعاير . - 15م�ضخة رفع �ضغط . - 16و�شيعة �إبقاء خارجية .
تعبئـــة وتغلــــيف املختلفة بوا�سطة نظام حتكم دقيق ي�ضم مقيا�س تدفق ( )6ومقيا�س كثافة ()7 و�صمام معايرة ( )8ويتم مرور الكرمية (الد�سم) من الفارزة عرب مقيا�س التدفق ( )10حيث يتم مقارنة �إ�شارة التدفق من املقيا�سني ( )10و ( )14بنا ًء على هاتني ا إل�شارتني يتم �ضبط �صمام املعايرة ()9 بحيث يتم احل�صول على ن�سبة الد�سم ال�صحيحة بينما يتم نقل الكرمية (الد�سم) الزائدة �إىل خزان خا�ص ليتم ا�ستخدامه ومعاجلته الحقاً . وحتى يتم �إعادة مزيج الكرمية (الد�سم)
الذي يعيد احلليب �إىل خزان التوازن وتعمل امل�ضخة ( )15على رفع �ضغط املنتج �إىل درجة متنع امتزاج احلليب الغري معالج بها �إذا كان هناك أ�ي ت�سريب يف موانع املبادل احلراري . وبعد الب�سرتة يتم �إمرار احلليب يف ق�سم التربيد �ضمن املبادل احلراري ( )3حيث يتم تربيد احلليب بوا�سطة احلليب اجلديد الداخل ثم بق�سم التربيد الذي مير فيه ماء مربد ( )Ice waterثم ي�ضخ احلليب املربد �إىل �آالت التعبئة .
يف احلليب املنزوع الد�سم ف�إنه يتم نقلهما املعايرة (: ) Standardization
وزمن الب�سرتة أ�هم عاملني ي�ضبطان نوعية احلليب وفرتة �صالحية درجة حرارة احلليب املجان�س واملب�سرت واملتو�سط الد�سم ( ْ )72-73cوزمن ا إلبقاء حوايل ( )20 - 16ثانية وهناك طريقتان للب�سرتة . ( : lLTLT - 1درجة حرارة منخف�ضة – زمن طويل) )63-65cْ ( :لمدة 30 دقيقة . ( : HTST - 2درجة حرارة مرتفعة – زمن ق�صير) )73-75cْ ( :لمدة 10 – 20دقيقة .
الهدف من املعايرة هو �ضبط كمية املجان�سة (: )Homogenization �إىل املجان�س ( )13ويجب تخفي�ض ن�سبة
الد�سم يف الكرمية �إىل ( )% 12 – 10قبل دخولها �إىل املجان�س وذلك للح�صول على عملية جمان�سة جزئية �صحيحة ويتم هذا عرب خلط الكرمية مع احلليب املنزوع الد�سم اخلارج من الفارزة ويتم �إجراء الت�سخني امل�سبق للكرمية (الد�سم) �إىل درجة املجان�سة وذلك يف املبادل احلراري ( )3ويتم �ضبط كمية احلليب منزوع الد�سم الداخل �إىل املجان�س بوا�سطة �ضبط ال�ضغط عند مدخل املجان�س ألن املجان�س يعترب م�ضخة موجبة ف�إذا كان ال�ضغط �صحيحاً ف�إنه �سوف ي�ضخ الكمية نف�سها من املزيج �إىل خمرج املجان�س وبالتايل �سوف يتم �سحب الكمية ال�صحيحة للحليب منزوع الد�سم ومزجها مع الكرمية (الد�سم) يف أ�نبوب التو�صيل قبل املجان�س وبالتايل �سوف نح�صل على ن�سبة د�سم �صحيحة . بعد ذلك يتم �ضخ احلليب �إىل مبادل الت�سخني يف وحدة الب�سرتة حيث يتم حتقيق زمن ا إلبقاء الالزم للب�سرتة ب�إمرار احلليب �ضمن املبادل احلراري أ�و �ضمن أ�نبوب �إبقاء منف�صل ( )16وعندما تكون درجة الب�سرتة منخف�ضة ف�إن ح�سا�س احلرارة يعطي �إ�شارة ملق�سم التدفق ()17
الد�سم �ضمن احلليب وهذه الن�سبة تختلف من منطقة ألخرى وتكون الن�سبة عاد ًة 0.5%للحليب منخف�ض الد�سم و % 3للحليب العادي الد�سم حيث يعترب الد�سم معامل اقت�صادي هام .
الب�سرتة (: )Pasteurization تعترب الب�سرتة من أ�هم مراحل معاجلة احلليب حيث يجب �إجرا ؤ�ها ب�شكل �صحيح إلعطاء احلليب أ�كرب فرتة �صالحية ممكنة وتعترب درجة احلرارة
الهدف منها هو التقليل ما أ�مكن عملية ف�صل جزيئات الد�سم من احلليب وتعترب عملية املجان�سة اجلزئية احلل أالكرث اقت�صادية وي�ستخدم له جمان�س �صغري احلجم ن�سبياً ،وخالل عملية املجان�سة اجلزئية يجب أ�ن ال تزيد ن�سبة الد�سم عن % 12وعاد ًة ما تكون الن�سبة امل�ستخدمة % 11 – 10وتكون درجة حرارة احلليب عند املجان�سة ( )C 60 – 70عند �ضغط ( )150-200barوعاد ًة ين�صح ب�إجراء املجان�سة على مرحلتني . �شكل يبني اجزاء املجان�س - 1لوحة حتكم - 2جملة نقل احلركة - 3ر أ��س جمان�س - 4كتلة الب�ستونات - 5مقيا�س ال�ضغط املرتفع - 6حمرك - 7هيكل .
11 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
تعبئـــة وتغلــــيف ال�شكل ال�سابق يبني مقطع يف املجان�س حيث يت أ�لف من م�ضخة ب�ستونية ذات �ضغط مرتفع تقاد عن طريق ذراع اك�سنرتيك (ال مركزي) يدار بوا�سطة حمرك كهربائي قوي .يكون �ضغط الدخول للحليب ( )80-220 kpaح�سب املنتج ويتم �إمرار احلليب يف ر أ��س املجان�س حتت �ضغط مرتفع فت�صل �سرعته �إىل ( )200-300 m/sمما يعر�ض جزيئات الد�سم إلجهادات ق�ص مرتفعة ت ؤ�دي لتحطيمها �إىل جزيئات �صغرية .
الفارزة (: )Separator يو�ضح ال�شكل التايل مقطع عر�ضي يف فارزة حيث تت أ�لف من جمموعة د�سكات الف�صل ( )1مربوطة بحلقة �إحكام ( )2تتو�ضع فوق ر أ��س اجل�سم ( )3الذي يعلو حو�ض اجل�سم ( )4وفا�صل ()5 وحو�ض منزلق ( )6حيث توجد يف د�سكات الف�صل فتحات مدرو�سة يتم من خاللها و أ�ثناء دوران الفارزة مرور جزيئات الد�سم �إىل امل�سار اخلا�ص بها .
آاالت �صناعية -أاالت تعبئة وتغليف حتكم آايل -خطوط اإنتاج
معتــز حنـــــاوي دم� ـــــــــــق � -صحنايـــــــــــــــــــــــــا مــــجمع الر� ــــــوان ال�صناعـــــــي موبايـ ــل 00963 944 445415 : تلفاكـ�س 00963 11 8224836:
info@Hennawi-sy.com www.hennawi-sy.com
12 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
�إدارة
الحتاد أ الوربي ال�صناعيني و م�شاريع إ د .عمار بنور ammarcts@scs-net.org
مدار�س التلمذة ال�صناعية : التلمذة ال�صناعية هي �شراكة بني املدار�س املهنية ممثلة بوزارة الرتبية من جهة وبني �شركات قطاع أالعمال من خالل غرفة ال�صناعة من جهة ثانية. يقوم نظام التلمذة ال�صناعية على مبد أ� بناء أاليدي العاملة املهنية والتقنية و�إك�سابها املهارات واملوا�صفات املطلوبة يف �سوق العمل عن طريق عملية تعليم وتدريب مزدوجة تتم يف ٍّ كل من موقع التعليم (املن� أش�ة التعليمية) وموقع العمل (املن� أش�ة االقت�صادية). يطبق هذا النوع من التعليم على طالب الثانوية ال�صناعية(بعد مرحلة التعليم أال�سا�سي) ,حيث يلتحق الطالب ثالثة أ�يام باملدر�سة الكت�ساب العلوم النظرية ال�ضرورية أ وال�سا�سية و تكون باقي أ�يام أال�سبوع دوام يف امل�صانع الكت�ساب املهارات العملية والتدرب عليها.
دكتوراه �إدارة أ�عمال مدير تنفيذي وا�ست�شاري حما�ضر ومدرب كوادر ب�شرية
ال�صناعيني و أ��صحاب الور�ش املهنية �إجراءات ب�سيطة جدا إل�ستفادة ق�صوى : • تعرف على م�شاريع ا إلحتاد أالوربي يف بلدك /منطقتك . • اطلب ان�ضمامك اىل برامج التلمذة ال�صناعية ل�ضمان عمالة مدربة ماهرة وفتية ملن� أش�تك من خالل توجهك ألقرب ثانوية تلمذة �صناعية ملن� أش�تك أ�و اجلهة الر�سمية ذات ال�صلة – غالبا وزارة الرتبية, مديرية التعليم املهني . • أ�و�ضح احتياجاتك احلالية وامل�ستقبلية من العمالة مع حتديد التخ�ص�ص الدقيق . • قدم �صور أ�و لنماذج من �إنتاجك ليجري �شمول عنا�صرها ا إلنتاجية بتخطيط املناهج الدرا�سية �إن مل تكن م�شمولة بذلك · .اطلب قائمة با�سماء
من م�شاريع ا إلحتاد أالوربي يف املنطقة العربية : • تطوير مناهج التعليم والتدريب التقني واملهني • تطوير نظام اقليمي للم ؤ�هالت املهنية • التطوير املهني للعاملني يف م ؤ��س�سات التعليم والتدريب التقني واملهني • تعزيز م�شاركة القطاع اخلا�ص يف تنفيذ برامج التعليم والتدريب التقني واملهني وت�شغيل اخلريجني • دعم قدرات العاملني يف ؤ امل��س�سات ال�صغرية واملتو�سطة لتعزيز النمو امل�ستدام • التدريب على املهارات لتعزيز االنتاجية يف القطاع غري النظامي
اخلرباء املحليني ,ا إلقليميني والدوليني املتواجدين يف امل�شاريع التي يجري تطبيقها يف منطقتك . • اخلرباء املحليني املعتمدين لدى م�شاريع املنظمات الدولية هم من ذوي املردود اجليد ,نظرا لتفهمهم امل�سبق لبيئات العمل الداخلية واخلارجية املتنوعة املتعلقة بعملك ,وجلدوى وفاعلية وب�ساطة احللول التي ميكن أ�ن يقدموها لك . • يتوفر لدى املركز ا إل�ست�شاري التابع ملجلة التقنيات ال�صناعية جمموعة من ا إل�ست�شاريني واخلرباء الفنيني يف جماالت الت�صنيع واجلودة واملجاالت الفنية وا إلدارية الالزمة املتممة لعمليتي الت�صنيع وا إلنتاج ,يرجى عدم الرتدد يف طلب املعونة واخلربة .
13 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
�إدارة املبادىء أ ال�سا�سية : .1التدريب والتعليم المهني المبني على الطلب “طلب �سوق العمل بناء على حاجته” «،أ�ي ربط التعليم المهني ب�سوق العمل ،وهو الهدف الرئي�سي للتلمذة ال�صناعية ،وعلى أ��سا�س ذلك يتم ي�صمم له برنامج تدريبي ليلبي حاجته. .2و التدريب المزدوج أ�ي التدريب في كل من المدر�سة والمعمل . � .3ضرورة وجود م ؤ��س�سة �صناعية ت ؤ�من الخبرة والتدريب ال�صناعي . .4واجب المعاهد أ�و المدار�س المهنية تقديم الدعم العلمي والفني . .5الربط بين المدر�سة وال�صناعة. �إن املبادىء اخلم�س ال�سابقة حتكم قيام نظام تعلم و �إ�ضافة مهن جديدة ،ف�إحداث مهنة جديدة يتطلب وجود حاجة لقطاع أالعمال الراغبة بامل�شاركة وا�ستعداد هذا القطاع لتدريب الطالب مبواقع عمله “ال�شركات واملعامل”. مقارنة بني التعليم املهني التقليدي ونظام التلمذة ال�صناعية :
14 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
التطور التاريخي لتجربة نظام التلمذة ال�صناعية: • تعود جذورهذه الفكرة �إلى القرن ال�سابع ع�شر ،وقد انت�شرت في الدول أالوربية واليابان لما نتج عنها من فوائد.وانتقلت �إلى أ�مريكا مع بدايات القرن الع�شرين وظهور خطوط ا إلنتاج في ال�صناعة حيث بد أ� التمييز بين م�ستويات المهارة المطلوبة ح�سب نوع العمل. • بعد الحرب العالمية أالولى تم التمييز بين العمال المهرة الذين يتبعون التلمذة ال�صناعية وبين العمال العاديين الذين كانوا يتعلمون أ�ثناء العمل. • بعد الحرب العالمية الثانية تغير نظام التلمذة ب�شكل كبير و أ�هم تغير تم في أ�لمانيا التي كانت تبد أ� من جديد فقد ميزت بين الحاجات من العمال المهرة والعمال ن�صف المهرة والعمال الحرفيون ح�سب ال�صناعة والذين يتم تنظيم تدريبهم وعملهم من قبل النقابات المخت�صة ون� أش�ت المدار�س التي تعمل بوقت جزئي. • طورت بريطانيا وفرن�سا والواليات المتحدة واليابان أ��ساليب التلمذة ال�صناعية بما ينا�سب ال�صناعة وبيئة المجتمع ثم انت�شرت في باقي الدول أالوروبية .و�سارعت دول حلف وار�سو ال�سابق �إلى تطبيق هذا النظام. • يتم تطبيق هذه التجربة في عدد من الدول العربية حالياً من بينها لبنان، أ تون�س،الردن و �سوريا. م�صر،
�شروط التطبيق نظام التلمذة ال�صناعية :
فوائد نظام التلمذة ال�صناعية لل�صناعي:
وجود القناعات امل�سبقة لدى أ�هايلالطالب حول التعليم املهني العادي الذين يرف�ضه البع�ض من أال�سا�س. أ�ن يكون اختيار هذا النظام منالدرا�سة نابع من قناعات التلميذ ولي�س إلنعدام اخليارات أالخرى املتاحة له. أ�ن اليكون اختيار هذا النمط منللنطالق اىل التعليم نقطة عبور إ جمال درا�سي �آخر مغاير وخمالف. تقبل ال�صناعيني لهذا املبد أ� حيثاليزال الكثري من ال�صناعيني ال يتقبلون كثرياً فكرة تدريب الطالب يف املن� آش�ت أ�ثناء العمل.
.1العثور على عمالة مدربة وفق احتياجات ال�صناعي بدقة. .2تقليل دوران اليد العاملة. .3ا�ستثمار آ الالت املتوفرة أ�ف�ضل ا�ستثمار . .4تقليل الهدر باملواد أالولية وتخفي�ض كلفة ا إلنتاج. .5احل�صول على �إنتاجية أ�على من خالل تقليل توقفات ا إل�صالح وال�صيانة. .6املحافظة على العمر الفني آ لللة، احتمال أ�قل لتعطل آاللة...الخ حت�سني جودة املنتج. .7حت�سني القدرة التناف�سية من خالل ا إلنتاجية أالكرث والهدر أالقل .
�إدارة التعليم التقليدي
نظام التلمذة ال�صناعية
العن�صر املناهج
مناهج نظرية وعملية تو�ضع بالتعاون مع مهند�سني وا�ساتذة متخ�ص�صني ح�سب توفر ا إلمكانات الفنية من م�ساحة وجتهيزات
�إ�ستقراء مايحتاجه �سوق العمل ب�شكل مبا�شر من اخت�صا�صات وعدد العمالة الفنية املدربة على اخت�صا�صات حمددة بدقة
التدريب النظري والعملي
يتم التدريب النظري والعملي كامال يف املدار�س املهنية .
يتم التدرب النظري يف املدار�س املهنية و التدريب العملي يف كال من املدار�س الفنية واملعامل وامل ؤ��س�سات املتعاقدة مع نظام التلمذة ال�صناعية .
عمل اخلريجني
يقوم تلميذ التعليم الفني بعد التخرج بالبحث عن عمل ح�سب اخت�صا�صه وح�سب املتوفر يف �سوق العر�ض والطلب أ�و متابعة درا�سته يف جمال خمتلف بعد أ�ن يكون قد أ��ضاع وقتا وجهدا وموارد مالية .
يلتحق تلميذ نظام التلمذة ال�صناعية بعمله الذي تدرب وتعاقد ألجله مبا�شرة.
تخ�ص�صات التدريب
يتم تخ�صي�ص الطالب بتخ�ص�صاتهم من املهن وفق العالمات ووفق ال�شواغر وا إلمكانات الفنية .
يقوم الطالب باختيار تخ�ص�صاتهم وفق ميولهم ورغباتهم من املهن املطلوبة ووفق أ�حدث املعايري التكنولوجيه والفنية .
تكاليف التدريب
تقع كامل تكاليف التدريب على الوزارة ذات العالقة.
ا إلنتاجية
فرتة التدريب غري منتجة بالكامل
تتحمل املن� آش�ت ال�صناعية ذات العالقة بامل�شروع بع�ض من تكاليف التدريب ا إلجمالية. ميكن ملن�ضوي التلمذة ال�صناعية أ�ن ي�ساهم يف تخفيف تكاليف التدريب عرب �إنتاجه مبا�شرة أ�ثناء الدرا�سة أ�و يف فرتة ال�صيف .
أالثر على اليدري املعلم أ�و�ضاع وم�ستجدات املهن من النواحي العملية املعلمون املهنيون على احتكاك دائم آب�خر التطورات التقنية املعلمني والتطبيقية يف ال�سوق وبا�ستطاعتهم اال�ستفادة منها مبا�شرة يف التعليم املهني. واملدربني
15 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
�صيانـــــــــــة املطلوبة ب أ�ق�صر زمن ممكن ،حتى لو أ�دى ذلك �إىل ازدياد يف النفقات وارتفاع ب أ�جور ع ّمال ال�صيانة .
ت أ�ثري تكاليف ال�صيانة على ربحية املن�ش�آت ال�صناعية الدكتور املهند�س حممد معاذ اخلياط mouathkhayat@yahoo.co.uk
– 1متهيد: متثل ال�صيانة أ�حد عنا�صر التكاليف ال�صناعية غري املبا�شرة ،فهي ُتعترب بر أ�ي أ�كرث مديري املن� آش�ت ال�صناعية على أ�نها �سبب لل�صرفيات و �إنفاق أ�موال غري م�ستثمرة .و لكن احلقيقة هي عك�س ذلك متاماً ،و هذا ما ت ؤ�كده هذه املقالة .ف�سيا�سة ال�صيانة ال�صحيحة تكون �سبباً يف ا�ستعادة اخل�سائر Recoverable lossessو توليد الربح Profit generati . ing centerفعندما ال يكون لل�صيانة دوراً يف التوفري Savingsمن تكاليف ا إلنتاج وزيادة الربحية Profitsف�ستكون فع ً ال هي عبارة عن مركز للتكاليف Cost centreال أ�كرث.
" – 2تكاليف ال�صيانة : Maintenance costs
ُيعترب ن�شاط ال�صيانة كباقي الن�شاطات
16 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
الهامة أالخرى التي تقوم بها املن� أش�ة، �إذ يرتتب عليها تكاليف ت�سعى �إدارة املن� أش�ة من خاللها �إىل اال�ستمرار بتنفيذ العمليات الت�صنيعية (ا إلنتاجية) ب�شكلٍ جيد .متثل تكاليف ال�صيانة أ�حد عنا�صر تكاليف ا إلنتاج غري املبا�شرة ،فهي تخ�ضع لرقابة دقيقة من قِبل �إدارة املن� أش�ة وتو�ضع لها خطط و برامج خمتلفة بهدف �ضبط جودة أ�دائها و تخفي�ض تكاليفها �إىل احلدود الدنيا املمكنة. فعندما ت�ضع ا إلدارة العليا للمن� أش�ة �سيا�سات Policiesو خطط Plans لل�صيانة ،ف�إنها جتد نف�سها أ�مام خيارين متناق�ضني و كل َخيار منهما تدعمه أ�طراف معينة يف ا إلدارة : فا َ خليار أالول :هو وجهة نظر تدعو �إىل �إجناز أ�عمال ال�صيانة و ا إل�صالحات
كل ما �سبق من أ�جل منع حدوث أ�ي خلل أ�و اختناق خالل العملية الت�صنيعية (ا إلنتاجية) .ما يربر وجهة النظر هذه هو أ�نه �سوف ي�ساعد على االلتزام مبتطلبات جودة ا إلنتاج و ا إليفاء مبواعيد الت�سليم و بالتايل املحافظة على �سمعة املن� أش�ة لدى زبائنها .من يدعم وجهة النظر هذه يف أ�غلب أالحيان هم : �إدارة ا إلنتاج – �إدارة الت�سويق – �إدارة املبيعات . ...... - بينما ا َ خليار الثاين :فهو وجهة نظر تدعو �إىل عدم زيادة تكاليف ال�صيانة ب�سبب ا إل�سراع ب أ�عمال ال�صيانة ألن هذه التكاليف �سوف ت ؤ�دي �إىل زيادة تكاليف ا إلنتاج .من يدعم وجهة النظر هذه يف أ�غلب أالحيان هي ا إلدارة املالية أ�و �إدارة التكاليف يف املن� أش�ة . هنا يربز دور ا إلدارة يف هذه احلالة من خالل املوازنة بني وجهتي النظر ال�سابقتني عن طريق تطبيقها ل�سيا�سة �صيانة ذات مردود اقت�صادي Cost-eff � ( fective maintenance policyكالتي تناولناها يف مقاالت �سابقة) حتقق التن�سيق ما بني أالق�سام املعنية (ق�سم ال�صيانة – ق�سم ا إلنتاج – ق�سم املبيعات ) .....أ�ي �صيانة ذات مردود اقت�صادي وكذلك االن�سجام بني �سرعة أ�داء ال�صيانة و التكاليف ا إلجمالية لل�صيانة أ�خذة بعني االعتبار �سيا�سات �صيانة خمتلفة ، من �ضمنها مث ً ال : .1يمكن أ�ن ُيعهد بجزء من أ�عمال ال�صيانة خالل فترات ال�ضغط على ق�سم ال�صيانة �إلى أ�طراف خارجية Outsourcingمتخ�ص�صة إلنجاز تلك أالعمال في الوقت المنا�سب
�صيانـــــــــــة إلقالل من الخ�سائر الناجمة عن توقف ا إلنتاج ومنعاً للخلل بالعمليات الت�صنيعية (ا إلنتاجية) . .2ت أ�جيل �إنجاز بع�ض أ�عمال ال�صيانة غير الم�ستعجلة �إلى فترات زمنية أ�خرى ،ال يكون فيها �ضغط بالعمل ،و بالتالي �ضمان معدّل ثابت بعدد عمال ق�سم ال�صيانة خالل العام أ .المر الذي ُيم ّكن من تدريبهم التدريب المنا�سب . .3التن�سيق من أ�جل تطبيق المفاهيم المختلفة لل�صيانة الوقائية كا�ستبدال بع�ض أالجهزة و قطع التبديل ب أ�خرى جديدة في فترات زمنية محددة و خا�صة عندما يقترب العمر الفني لها من نهايته ،و تطبيق ال�صيانة المعتمدة على مراقبة الحالة .CBM
عالوة على ما �سبق ميكن تق�سيم التكاليف ا إلجمالية لل�صيانة �إىل تكاليف مبا�شرة Direct costssو تكاليف غري مبا�شرة Ind .direct costs
َت ْظ َه ْر تكاليف ال�صيانة املبا�شرة (النفقات) ب�سهولة من املوازنة اخلا�صة بال�صيانة � ، Maintenance budgetإذ ت�ش ّكل االن�صيب أ الكرب من ح�ساب الت�شغيل Ope erating accountيف املن� أش�ة ال�صناعية .
تت أ�لف التكاليف املبا�شرة لل�صيانة من �صنفني Categoriesأ��سا�سيني ،هذين ال�صنفني يت أ�ثران بعوامل داخلية و خارجية ،ميكن تلخي�صهما مبا يلي :
ميكن أ�ن تت�ضمن التكاليف املبا�شرة لل�صيانة التكاليف التالية :
ميكن اعتبار أ�ن التكاليف ا إلجمالية – 3التكاليف املبا�شرة لل�صيانة :
لل�صيانة هي عبارة عن تكاليف نا�شئة عن ال�صيانة الوقائية (منها ال�صيانة املخططة الدورية) +تكاليف نا�شئة عن ال�صيانة العالجية (ال�صيانة الطارئة) . �إن �سلوك هذه التكاليف متعاك�س متاماً ب�شكلٍ عام فعندما ن�ضع برنامج للمن� أش�ة تكون فيه أ�عمال ال�صيانة املخططة الدورية كثرية ف�إن ذلك �سوف يخ ّف�ض من أ�عمال ال�صيانة الطارئة ،ألن ال�صيانة الدورية �سوف تقلل من أالعطال الطارئة ،مما يزيد ذلك من تكاليف ال�صيانة املخططة الدورية و ُينق�ص من تكاليف ال�صيانة الطارئة و كذلك أالمر يف احلالة املعاك�سة .لهذا عندما تطبق �إدارة املن� أش�ة �سيا�سة ال�صيانة و ت�ضع برناجماً لتنفيذها يجب أ�ن تراعي من خالله حجم أ�عمال ال�صيانة الوقائية و حجم ال�صيانة الطارئة بحيث تكون التكاليف ا إلجمالية املتوقعة اخلا�صة بال�صيانة بحدودها الدنيا مع املحافظة طبعاً على حتقيق أ�هداف املن� أش�ة.
.1تكاليف داخلية الزمة الجناز مهام ال�صيانة و حتقيق الغر�ض منها و هي مث ً ال :أ�جور العمال – ثمن مواد تامة ال�صنع (قطع التبديل مث ً ال) – م�صاريف م�شرتكة Overheadsأ كالدوات و العدد امل�ستخدمة يف �إجناز عمل ال�صيانة – تكاليف التدريب -تكاليف أالعمال ا إلدارية Administrationو م�صاريف أ�خرى لها عالقة مبا�شرة بال�صيانة . .2تكاليف ا�ستقدام خبرات و مهارات فنية خارجية Outsourcing or external capacityكتلك مث ً ال التي ُتدفع لل�شركات ال�صانعة ال�ستقدام خبراء �صيانة من عندها ل�صيانة آاللة و خا�صة عندما تكون آاللة خارج الكفالة المحددة المتفق عليها.
.1تكاليف أاليدي العاملة :وهي تكلفة العمالة امل�ستخدمة ألداء عمل ال�صيانة خالل زمن التوقف.
Man-hour
.2تكاليف أالدوات الالزمة لتنفيذ أ�عمال ال�صيانة. .3تكاليف قطع التبديل .Spare parts .4تكاليف عمليات النقل المختلفة المتعلقة بال�صيانة. .5تكاليف تدريب كوادر ال�صيانة على المهام الموكلة �إليهم. .6تكاليف م�شتركة ، Overheadsوهي تلك الم�صاريف التي تكون م�شتركة ما بين أ�عمال �صيانة متفرقة مثل: الزيوت وال�شحوم – ا�ستهالك عدد و أ�دوات العمل – م�صاريف �إدارية مختلفة – طاقة � ... -إلخ ) .
17 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
�صيانـــــــــــة تطبيق �سيا�سة ال�صيانة يف املن� أش�ة. تكون التكاليف غري املبا�شرة لل�صيانة يف ال�صناعات الكيميائية و التحويلية باهظة جداً أ�كرث منه من ال�صناعات أالخرى.
.7تكاليف متعلقة بالخدمات الخارجية المقدمة من م�صنعي أالجهزة أال�صليين أ�و عقود �صيانة مع �شركات أ�خرى.
)tion technology system (ITف ّعال ميكن احل�صول على تفا�صيل حول ذلك و تقدير مدى اخل�سائر .
.8تكاليف أ�خرى ذات �صلة .
قد تختلف درجة أ�همية التكاليف غري املبا�شرة لل�صيانة بني من� أش�ة و من� أش�ة أ�خرى � ،إال أ�نه يجب أ�خذ جميع التكاليف غري املبا�شرة لل�صيانة باحل�سبان عندما يتم تقييم دور ال�صيانة يف ربحية املن� أش�ة ،ألن التكاليف غري املبا�شرة متثل أ�غلب ااملفاقيد االقت�صادية Majority of econ nomic lossesيف املن� آش�ت ال�صناعية . ميكن أ�ن ت�سمى هذه املفاقيد (اخل�سائر) ااالقت�صادية بالتوفري الكامن Potent tial savingsألن هذه اخل�سائر ميكن ا�سرتدادها �إذا ما ُط ّبقت يف املن� أش�ة �سيا�سة �صيانة ف ّعالة و ذات مردود اقت�صادي.
من املمكن حتديد هذه امل�صاريف ب�سهولة يف حال كان يوجد لدى املن� أش�ة قاعدة بيانات عامة Common database خا�صة بها ،و العك�س متاماً .فبقدر توفر املعلومات اجليدة و ال�شاملة و ذات ال�صلة بقدر ما تكون �إمكانية ال�سيطرة على التكاليف املبا�شرة لل�صيانة أ�كرب و �إمكانية أ�ف�ضل لتحقيق التوفري والربحية منها .
– 4التكاليف غري املبا�شرة لل�صيانة : فهي كل النفقات Expensesالتي لي�س لها عالقة مبا�شرة بال�صيانة .والتي تكون ب�سبب :اخل�سائر يف ا إلنتاج نتيجة الوقت ال�ضائع و الوقت املهدور من خالل التوقفات املخطط و غري املخطط لها ،فقدان الزبائن ،ت أ�ثر �سمعة املن� أش�ة وبالتايل فقدان احل�صة ال�سوقية لعوامل تتعلق بال�صيانة كالتخلف عن مواعيد الت�سليم أ�و كانت جودة الب�ضاعة خمالفة لل�شكل املتفق عليه .من ال�صعب تقدير تلك اخل�سائر و خا�صة اخل�سائر املتعلقة بفقدان الزبائن و ت أ�ثر �سمعة املن� أش�ة ،و للكن با�ستخدام نظام معلومات Informat
18 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
تتجلى التكاليف غري املبا�شرة على �شكل خ�سائر يف الدخل Loss of incomeأ�و زيادة يف اخل�سارة نتيجة �سوء ب أ�داء مهام ال�صيانة ،أالمر الذي يزيد من توقفات آاللة (خط ا إلنتاج) و ي ؤ�ثر بِ�شدّة على كم و نوع ا إلنتاج � ،إ�ضافة لنتائج �سلبية أ�خرى ،تقديرها لي�س من أالمر ال�سهل . ب�شكلٍ عام ف�إن معظم النفقات غري املبا�شرة تكون �إذاً نتيجة للتوقفات غري املخطط لها يف آالالت و و�سائل ا إلنتاج و هي التي حتدث نتيجة عدم فاعلية
فيما يلي بع�ض أال�سباب التي تن� أش� عنها التكاليف غري املبا�شرة لل�صيانة : .1تكاليف عدم الجاهزية Unavaila ability costو التوقفات ب�سبب أالعطال المختلفة. .2تكاليف نا�شئة عن انخفا�ض في معدّل جاهزية آالالت وو�سائل ا إلنتاج . .3تكاليف نا�شئة عن انخفا�ض في معدّل كفاءة أالداء أل�سباب تتعلق بال�صيانة. .4تكاليف نا�شئة عن انخفا�ض معدّل الجودة كماً و نوعاً أل�سباب تتعلق بال�صيانة . .5تكاليف الزيادة في كمية الخردة .Scrap .6تكاليف نا�شئة عن ا�ستخدام موارد خارجية : Outsourcingأ�ي تكلفة كل أالعمال التي تنفذ من قِبل موارد وخبرات خارجية . .7تكاليف نا�شئة عن وجود موارد غير م�ستفاد منها . Idle resources .8تكاليف نا�شئة عن االهتالكات Deprec ciationsفي آالالت وو�سائل ا إلنتاج . .9تكاليف نا�شئة عن المحافظة على Environmental cost البيئة المحيطة ،كتلك الخا�صة بمعالجة نفايات المن� أش�ة ال�صلبة و ال�سائلة. .10تكاليف نا�شئة عن التخزين ا إل�ضافي ((غير المبرر) لقطع التبديل Redund ، dancy spare partsتجنباً لعواقب التوقفات المفاجئة أ�و غير المخطط لها في آالالت و و�سائل ا إلنتاج و التي �ست ؤ�ثر على مواعيد الت�سليم .
�صيانـــــــــــة .11تكاليف نا�شئة عن قيمة المنتجات المرفو�ضة rejected itemsو عدم ر�ضاء الزبائن. .12فقدان الح�صة ال�سوقية أ of market shareللمن� أش�ة و ت�ثر �سمعتها Reputationأل�سباب تتعلق ب أ�داء ال�صيانة.
Loss
.13خ�سائر في ا إلنتاج نتيجة أ�عطال مختلفة. .14تكاليف نا�شئة عن تقاع�س العمال (وجود خلل في تنظيم العمل ). .15تكاليف نا�شئة عن الغرامات Penalty
القانونية التي قد تترتب على المن� أش�ة في حال �إخاللها بعقود مع أالطراف أالخرى ،كالت أ�خير بمواعيد الت�سليم ، أ�و عدم ا إليفاء بمتطلبات الجودة تجاه الب�ضائع الم�سلمة للزبائن .
.16تكاليف عدم تر�شيد ا�ستهالك الطاقة
الكهربائية أل�سباب تتعلق بال�صيانة . .17تكاليف �إ�ضافية ناتجة عن فقدان أ�و غياب المهارات و الخبرات ال�ضرورية �ضمن فريق ال�صيانة أ�و نتيجة ال�ضعف في التدريب . هناك تكاليف أ�خرى غري مبا�شرة ميكن أ�ن يكون لها �صلة بال�صيانة ب�شكلٍ أ�و ب آ�خر و بنف�س الوقت ت�شرتك مع تكاليف أ�خرى ،مما يجعل أ�مر تقييمها أ�مراً �صعباً أ�و معقداً. �إن مناق�شة التكاليف املبا�شرة و غري املبا�شرة لل�صيانة مبعزلٍ Solelyعن التكاليف أالخرى املتعلقة بن�شاطات املن� أش�ة أالخرى مثل ا إلنتاج و اجلودة و ......لهو اخلطوة أالوىل لت أ�كيد االدعاء Claimالقائل ب أ�ن ال�صيانة هي �شكل من أ��شكال ا إلنفاق . Cost centreهناك � ؤ س�ال تقليدي ُ ،يطرح عاد ًة من قِبل مدراء أ�كرث املن� آش�ت ال�صناعية ،و هو :مادام العمل
ي�سري يف املن� أش�ة على ما يرام ،وال يوجد أ�عطال وال انقطاع يف عمليات ا إلنتاج وال ، ......فلماذا �إذاً نحن ندفع كل هذه املبالغ لل�صيانة ؟ أ لل�سف فهم ي� أس�لون و يغفلون بنف�س الوقت عن دور ال�صيانة الف ّعال يف من� آش�تهم و الذي هو وراء تلك النتائج ا إليجابية التي يذكرونها ،ألنه عندما يحدث عطل ما ف�إنه من ال�سهل القول ب أ�ن ال�سبب يف ذلك كان ال�ضعف ب أ�داء ال�صيانة و لكن العك�س متاماً عندما ال يحدث أ�عطال ف�إنه من ال�صعب �إثبات ب أ�ن دور ال�صيانة الف ّعال هو الذي حال دون حدوث مثل تلك أالعطال. لهذا �سعت هذه املقالة �إىل تقدمي منظور جديد يهدف من خالله و�ضع ال�صيانة يف مكانها املنا�سب بني الن�شاطات و الف ّعاليات املختلفة أالخرى �ضمن املن� أش�ة .
19 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
تكنولوجيـــا متقدمــــــة يف من�شئها �إىل ال�شم�س فهي انف�صلت عن ال�شم�س ( الكوكب أالم ) وبردت ق�شرتها اخلارجية أ�ما أ�عماقها فما زالت ملتهبة ت�شع احلرارة �إىل كافة اجلهات .
ا�ستخدام الطاقة ال�شم�سية يف توليد الكهرباء املهند�س كمال احل�سن
الق�سم الهند�سي ب�شركة حلول الطاقة املتطورة ( )APS
أ�ما آالن فلنتطرق �إىل مو�ضوع ا�ستخدام الطاقة ال�شم�سية يف توليد الكهرباء : ال�شم�س هي امل�صدر الرئي�سي للطاقة على أالر�ض ،فالطاقة ال�شم�سية الوا�صلة �إىل �سطح أالر�ض تتحول �إىل �شكلني رئي�سيني: طاقة كيميائية وطاقة حرارية ،وكل منها يتجلى بعدة مظاهر ت ؤ�دي لن�شوء عدة أ�نواع من الطاقات .
أ�ما أ الثر احلراري للطاقة ال�شم�سية فيتجلى ظاهراً عند �سقوط أ ال�شعة ال�شم�سية على الغالف اجلوي في ؤ�دي لت�سخينه ت�سخيناً متفاوتاً وبالتايل حلدوث التيارات الهوائية وبالتايل ظهور طاقة الرياح ،وعندما تتبخر الكميات الهائلة من مياه البحار واملحيطات فهي ت�شكل م�صدر للطاقة املائية على أ الر�ض والت�سخني املبا�شر ل�سطح البحار واملحيطات ي ؤ�دي الرتفاع درجة حرارة ال�سطح مع املحافظة على درجة حرارة منخف�ضة يف القاع .
فالطاقة الناجتة من هذه الظاهرة تعرف بالطاقة احلرارية يف البحار واملحيطات ، وطاقة املد واجلزر ترتبط مبا�شرة مع فعند �سقوط أ��شعة ال�شم�س على أ�وراق ال�شم�س ولو ب�شكل �ضئيل أ�ي مبدى قربها النباتات تدخر يف النبات على �شكل أ�و بعدها عن أالر�ض ،ويعتقد أ�ن الطاقة طاقة كيميائية ع�ضوية وت�شكل م�صدراً الكامنة اجلوفية يف �سطح أالر�ض هي لغذائه وبالتايل لغذاء الكائنات احلية طاقة م�ستمدة من ال�شم�س ألن معظم النظريات احلديثة ت ؤ�كد أ�ن أالر�ض تعود ب�شكل عام .
20 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
و�سندر�س فيما يلي توليد الطاقة با�ستخدام اخلاليا ال�شم�سية : بد أ�ت �صناعة هذه اخلاليا يف اخلم�سينات وقد �صنعت اخللية ال�شم�سية أالوىل من ال�سليكون ومنذ ذلك الوقت وحتى آالن أ�دخلت تعديالت عديدة يف كيفية �صناعة هذه اخلاليا وكذلك تعددت املواد التي ت�صنع فيها اخلاليا . وال زالت أالبحاث جارية يف هذا امل�ضمار وذلك لتخفي�ض تكلفة هذه اخلاليا التي ال زالت عالية حتى آالن ،ويتم حالياً البحث عن مناذج ال تعتمد اخلاليا ال�سيليكونية مثل - :كادميوم �سيلينيوم كربيتيد النحا�س -كربيتيد كادميومتتميز الطاقة مبوا�صفات جتعلها أالف�ضل بدون منازع جلميع أ�نواع الطاقات أالخرى ،فهي : 1
طاقة هائلة يمكن ا�ستغاللها في أ�ي مكان
2
ت�شكل م�صدراً مجانياً للوقود الذي ال ين�ضب .
3
طاقة نظيفة ال تنتج أ�ي نوع من أ�نواع التلوث البيئي .
4
محدودية م�صادر الطاقة التقليدية.
ورمبا كان لهدوء ال�شم�س الزائد دور كبري يف �إهمال النا�س لها ون�سيانها � ،إال أ�ن أ�زمة الطاقة احلالية والتهديدات املطروحة أ�مام احل�ضارة احلديثة يف حال ن�ضوب الوقود البرتويل أ�عاد أالذهان للتفكري با�ستغالل الطاقة ال�شم�سية ،حيث نرى أ�ن أالبحاث اليوم جادة لتطوير هذا
طـــــ أ�قـــة امل�صدر وو�ضعه قيد اال�ستثمار الفعلي على نطاق وا�سع � ،إذ أ�ن العامل آالن بد أ� يدرك أ�همية هذه الطاقة و�إمكاناتها الكبرية يف حل أ�زمة الطاقة املقبلة .
تت أ�لف من أ�ق�سام ( بلوكات ) م�ستقلة وبمردود عمل يتطابق مع مردود الخلية بكاملها . 4
وجود �إمكانية كبيرة لتطويرعملية ت�صميم و وت�صنيع الخاليا الكهرو�ضوئية العن�صر الرئي�سي في المحطات الكهرو�ضوئية وذلك بهدف �إنقا�ص حجمها وكلفتها وزيادة ا�ستطاعتها .
5
ذات وثوقية عمل عالية � .إن الخاليا الكهرو�ضوئية قادرة على العمل بكفاءة وجودة عالية ولمدة طويلة غير محدودة .
ومبا أ�ن ال�شم�س ت�سطع يف �سوريا مبعدل 300يوم يف ال�سنة ف�إن معدل ا إل�شعاع ال�شم�سي يقع بحدود Kwatt ( 700m- � ) 2000سنويا . يبني ال�شكل التايل حمطة كهرو�ضوئية م ؤ�لفة من عدة خاليا �شم�سية :
املحطات الكهرو�ضوئية : تعترب اخلاليا ال�شم�سية أ�حد أ�هم أال�ساليب املعروفة أ والكرث تف�ضي ً ال يف امل�ستقبل القريب ،ويت�صف هذا أال�سلوب مبزايا عديدة مقارنة مع أال�سلوب الرتموديناميكي، (حمطات احلرارة التقليدية): 1
عدم الحاجة �إلى تنظيم المراحل والعمليات الحرارية الالزمة .
2
تعتبر بنية محطات القدرة العاملة بهذا أال�سلوب أ�ب�سط بكثير حيث أ�نها تحتوي أ�لواحاً ثابتة مما يعطي �إمكانية �إنقا�ص و أ�حياناً اال�ستغناء كلياً عن �صيانة مثل هذه المحطات، وبالتالي �سيكون ا�ستثمارها �سه ً ال في المناطق البعيدة حيث ال يتوفر الكادر الفني المخت�ص وبالتالي ف�إن م�صاريف الت�شغيل وال�صيانة قليلة .
� - 3إمكانية ت�صميم خاليا كهرو�ضوئية ( خاليا �شم�سية ) بحجوم مختلفة ومهام متنوعة والتي يمكن أ�ن
�إن ال�سبب الرئي�سي لعدم انت�شار اخلاليا الكهرو�ضوئية امل�صنعة من أ�ن�صاف النواقل يف احلياة العملية أالخرى هو ارتفاع أ��سعارها ،حيث أ�نه عام 1970م كانت الكلفة النوعية إلنتاج واحد واط ل�ستطاعة املركبة ت�ساوي (50 من ا إ ) $أ�ما يف عام 1988وبف�ضل تقدم تكنولوجيا �إنتاج اخلاليا الكهرو�ضوئية وحت�سني نوعية العمل فقد انخف�ضت هذه الكلفة حتى ( ، ) $ 5ويف الوقت احلايل ف�إن ثمن اخلاليا الكهرو�ضوئية ينخف�ض با�ستمرار . وت�شري أ�حدث التوقعات �إىل أ�ن تكلفة الطاقة الكهربائية املولدة بوا�سطة اخلاليا الكهرو�ضوئية �ست�صل قريباً �إىل أ�قل من ( ، ) Kwh / $ 0.10وبذلك �ست�صبح مناف�سة ب�شكل كبري للكهرباء املولدة بالطرق التقليدية .
أ��صناف النواقل امل�ستخدمة يف ت�صنيع اخلاليا الكهرو�ضوئية تعترب ب�سيطة الرتكيب و أ��صبحت مدرو�سة ب�شكل جيد ،ففي عام 1954متت �صناعة أ�ول خاليا كهرو�ضوئية �سيليكونية يف معهد بل الب�س Bell labsيف الواليات املتحدة أالمريكية مبردود ( . ) % 6ومن اجلدير بالذكر أ�ن ال�سيليكون كمادة نقية ال يوجد يف الطبيعة على حالة منفردة ولكن يف �صورة متحدة وهو من أ�كرث العنا�صر انت�شاراً على �سطح أالر�ض بل يلي أالوك�سجني وهو يوجد يف الطبقات اخلارجية أ للر�ض ويوجد يف الطبيعة يف �صورة أ�ك�سيد �سيليكا . تق�سم اخلاليا الكهرو�ضوئية ال�سيليكونية �إىل ثالث جمموعات �أ�سا�سية : اخلاليا ال�سيليكونية الغري بلورية . اخلاليا ال�سيليكونية الوحيدة البلورة . اخلاليا ال�سيليكونية املتعددة البلورات. يتم حالياً يف ال�صناعة �إنتاج خاليا كهرو�ضوئية وفق مبد أ� اخلاليا ال�سيليكونية الوحيدة البلورة ومبردود ( . ) % 14-15أ�ما مبد أ� املرايا فهي فكرة جديرة باالهتمام فلقد بنى الرو�س لوحاً
تعترب عملية حتليل اخلوا�ص االقت�صادية للمحطات الكهرو�ضوئية معقدة جداً نظراً لتعلقها املبا�شر بعوامل خمتلفة أ�همها ا�ستخدام أ�ن�صاف النواقل يف ت�صنيع اخلاليا الكهرو�ضوئية و أ�ي�ضاً تكنولوجيا �إنتاج هذه اخلاليا . �إن مادة ال�سيليكون التي تعترب أ�حد أ�هم
21 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
طـــــ أ�قـــة �شم�سياً �سطحه أ�قل من ن�صف مرت مربع وا�ستطاعته ( ، ) W 150وهي ا�ستطاعة أ�كرب من التي تولدها أاللواح أالمريكية ذات ال�سطح نف�سه ب أ�ربع مرات حيث أ�ن العلماء الرو�س قد تو�صلوا لذلك بزيادة �ضوء ال�شم�س ال�ساقط على البطاريات مبقدار ع�شر مرات .
مميزات ا�ستخدام هذه املنظومات : - 1هذه الخاليا ال�شم�سية ب�سيطة وال تت�ضمن أ�ي أ�جزاء متحركة . - 2ال تتطلب مولدات القدرة ال�شم�سية أ�ي �صيانة تكنولوجية ،وبالتالي ال توجد تكلفة عملية لل�صيانة أ�و الت�شغيل .
ومن اجلدير بالذكر أ�نه ال يجوز تركيز �ضوء ال�شم�س أ�كرث من حد معني حيث أ�ن أ ذلك ي ؤ�دي �إىل ت�سخني البطاريات ت�سخيناً - 4ال تنتج �ية عوادم تلوث الهواء . قد يجعلها تقف عن العمل وقوفاً تاماً - 5 .قادرة على العمل بكفاءة وجودة عالية في كثير من التطبيقات . القت مركزات أال�شعة ال�شم�سية يف ال�سنوات أالخرية ا�ستخداماً وا�سعاً ألنها - 6يمكن ا�ستخدامها لمدة طويلة غير ت�ساعد على زيادة كثافة أال�شعة ال�ساقطة محدودة . على اخللية الكهرو�ضوئية وذلك نتيجة - 7ال تت أ�ثر أ بالحوال الجوية أ�و تغيرات لعمليات ا إلنك�سار و ا إلنعكا�س و حتويل الطق�س أ�و أالحوال المحيطة . طول املوجة وا إلنعراج . - 3ال تتطلب �إعادة تزويد بالوقود .
وجدير بالذكر أ�نه با�ستخدام مركزات أال�شعة تتناق�ص حاجة اخلاليا الكهرو�ضوئية من مادة ال�سيليكون الن�صف ناقل طرداً مع درجة الرتكيز املذكورة .واملحطات العاملة على الطريقة الكهرو�ضوئية ال حتتاج ملياه تربيد وال حتوي أ�جزاء متحركة مما يعني انعدام الت آ�كل فيها وهي ال حتتاج ل�صيانة �إذا ركبت ب�شكل جيد ومنا�سب .
ت�ستخدم يف اخلاليا ال�شم�سية يتم التعامل مع رقاقة من �شبه مو�صل لت�شكيل حقل كهربائي electric fieldموجب من أ�حد جانبيه و�سالب يف اجلانب آالخر. عندما يالم�س ال�ضوء (الحظ أ�ننا نتكلم عن �ضوء ال�شم�س ولي�س حرارة ال�شم�س) اخللية ال�شم�سية ف�إن الكرتونات يف املادة �شبه املو�صلة تتحرر من الذرات وعند و�صل أ��سالك مع اجلانبني املوجب وال�سالب ف�إن تياراً كهربائياً �سيت�شكل حيث �سي�شكل �سيل االلكرتونات املتحررة هذا التيار وبذلك نكون قد ح�صلنا على الكهرباء.
(قطب) مو�صل أ�مامي
طالء غري عاك�س مادة ن�صف ناقلة معاجلة ب�شكل خا�ص
(قطب) مو�صل خلفي
تعريف اخلاليا ال�شم�سية ومبد أ� عملها : اخلاليا ال�شم�سية حموالت ت أ�خذ طاقة من أ��شعة ال�شم�س وحتولها �إىل نوع �آخر من الطاقة حيث حتول اخلاليا ال�شم�سية نور ال�شم�س �إىل كهرباء وتطرد كمية كبرية من احلرارة بدون وجود أ�جزاء متحركة او متفككة ( �ضو�ضاء أ�و تلوث أ�و �إ�شعاع أ�و �صيانة .)..
التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
اخلاليا ال�شم�سية ت�صنع من أ�ن�صاف النواقل semiconductorsكال�سيلكون امل�ستخدم يف �صناعات امليكروالكرتونك�س.
�ضوء ال�شم�س
املحطات الكهرو�ضوئية قادرة أ�ي�ضاً على حتويل اجلزء املنت�شر من ا إل�شعاع ال�شم�سي مما يجعلها مالئمة للطق�س الغائم .
22
مبد أ� عمل اخللية ال�شم�سية: الر�سم املرفق يو�ضح طريقة عمل اخللية الكهرو�ضوئية أال�سا�سية والتي ت�سمى أ�ي�ضا اخللية ال�شم�سية.
�ضوء ال�شم�س Anti-reflection coating
طالء غري عاك�س )N-t ype sillcon (p+ �سليكون منوذج او نوع N )P-t ype sillcon (B- �سليكون منوذج او نوع P Current
)Back electrode (+
تيار
قطب خلفي
طـــــ أ�قـــة يتحكم به الفولت املطلوب أ�و �شدة أالمبري النظام الذي يعمل لدينا (نظام 12فولت أ�و 24أ�و .... 48الخ) .التيار املنتج هو تيار م�ستمر () DC Current ال� ؤ س�ال آالن أ�ين نذهب بهذا التيار وكيف ن�ستخدمه؟ جواب :هذا التيار يتم تخزينه يف بطاريات لي�صار �إىل ا�ستخدامه مبا أ�ن البطاريات لها �سعة حمددة وهناك احتمال حلدوث زيادة يف �شحن البطاريات Overchargingيف حالة نق�ص احلمل (نق�ص اال�ستهالك) أ�و نق�ص يف �شحن البطاريات Deep dischargeيف حالة زيادة اال�ستهالك أ�و غياب ال�شم�س لفرتة أ�طول من املتوقع واملح�سوب يف النظام هذه الكهرباء ميكن ا�ستخدامها لتغذية حمل معني مثل ا إلنارة ،أ�جهزة الراديو واالت�صاالت وت�شغيل أ�دوات كهربائية أ�خرى تعترب اخللية ال�شم�سية هي اللبنة أال�سا�سية يف بناء نظام توليد الطاقة الكهربائية من ال�ضوء ومبا أ�ن كمية الكهرباء التي تنتجها خلية قليلة وللح�صول على تيار كهربائي قابل لال�ستعمال ال بد من تو�صيل جمموعة من اخلاليا ال�شم�سية بع�ضها مع بع�ض. ولذلك نقوم بو�صل جمموعة من اخلاليا ال�شم�سية كهربائياً مع بع�ضها بحيث ت�شكل لوحا حماط ب�إطار خا�ص فنح�صل على ما ن�سميه .photovoltaic module والذي يتم ت�صميمه لتزويد الكهرباء على فولتية حمددة ( مثال نظام 12فولت ال�شائع) أ�ما التيار الناجت فيعتمد ب�شكل مبا�شر على كمية ال�ضوء الذي يتعر�ض لها املوديول .الحظ أ�ننا بد أ�نا نتحدث عن الـ moduleاملكون من عدد من اخلاليا و�سنبد أ� باحلديث من آالن عنه كوحدة
وحدة( موديول)
لوحة م�صغرة
كيف نتفادى هذين االحتمالني؟ نقوم برتكيب جهاز تنظيم احلمل وال�شحن Regulator or Controller حيث يقوم هذا اجلهاز بف�صل البطاريات يف احلالتني أ�عاله ملا لهما من أ�ثر �سلبي على البطاريات ،يتم تو�صيل البطاريات باحلمل لتغذيته وهذا �إذا كان احلمل ذو تيار م�ستمر ولكن ماذا لو كان احلمل ذو تيار مرتدد AC؟ منرر التيار اخلارج من البطاريات على جهاز Inverterحيث يقوم هذا اجلهاز بتحويل التيار امل�ستمر �إىل تيار مرتدد
متوفر جتاريا مبوا�صفات حمددة ويتم اختيارها من قبل املهند�س ح�سب احلمل املوجود لديه وامل�ساحة املتوفرة وعوامل أ�خرى . يتم و�صل املوديالت بع�ضها على التوازي أ�و التوايل لت�شكل م�صفوفة أ�و array و كلما زاد عدد الـ modulesيف الـ array
كانت كمية الكهرباء املنتجة اكرب ولكن طريقة �شبكها على التوازي أ�و التوايل
من هنا ن�ستنتج �أن مكونات النظام هي: - 1م�صفوفات الخاليا ال�شم�سية - 2بطاريات - 3منظم حمل و�شحن ( inverter - 4محول) احلمل كما نالحظ أ�ن بع�ض هذه أالجزاء غري �ضرورية وذلك ح�سب احلاجة وطبيعة اال�ستهالك ونوعه
23 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
طـــــ أ�قـــة
تطبيقات اخلاليا ال�شم�سية : 1
ت أ�مين الطاقة الكهربائية لقوارب المالحة واليخوت البحرية .
2
تغذي بع�ض االحتياجات المنزلية كم�ضخة الماء والنيون والتلفزيون ....
3
ا إلمداد بالقدرة إلنارة المنازل.
4
�إ�ضاءة أالر�صفة على �سواحل الميناء والمن� آش�ت البحرية على ال�شاطىء وداخل البحر .
- 5في عملية التكييف والتدفئة با�ستخدام مبا�شر لهذه الخاليا من الطاقة الحرارية المطرودة منها . 6
في االت�صاالت ( الراديووم�ستقبالت الراديو ) .
7
ت�شغيل طلمبات الري وماءال�شرب.
8
عالمات الطرق ال�سريعةوال�سكك الحديدية في الطرق ال�صحراوية ،وغيرها من اال�ستخدامات أالخرى .
آ والن متى ن�ستخدم النظام ال�شم�سي يف توليد الكهرباء؟ رمبا من أ�كرث املجاالت التي ت�ستخدم فيها هذه التقنية هي أ�براج االت�صاالت اخللوية وخ�صو�صاًيف املواقع التي ال توجد فيها كهرباء جتارية حيث يتطلب أالمر عندها تركيب مولدات تعمل ب�شكل م�ستمر continuous operation generatorsوهنا يتطلب أ�عمال �صيانة م�ستمرة للمولدات وتبديل قطع غيار وا�ستهالك وقود
24 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
�سيارات البث ا إلذاعي والتلفزيوين يفأ�ماكن بعيدة مواقع ع�سكرية وخ�صو�صاً حر�ساحلدود يف أالماكن النائية املزارعهذا يف بلداننا العربية أ�ما يف البلدان أالخرى املتطورة فقد تقدم هذا العلم ب�شكل كبري ففي أ�ملانيا مث ً ال يقوم ال�سكان بن�صب أ�لواح الطاقة ال�شم�سية فوق منازلهم ويف باحاتها حيث يتم تو�صيل هذه أالنظمة ب�شبكة الكهرباء التجارية فت أ�خذ هذه ال�شبكة ما يتولد من طاقة كهربائية ويتم تركيب عدادات تقوم �شركة الكهرباء بدفع ثمن الكهرباء ل�صاحب النظام وهذا بالطبع ي�ستلزم �شبكة كهرباء مهي أ�ة لذلك .قبل اتخاذ قرار بت�شغيل موقع ما على الطاقة ال�شم�سية ال بد أ�و ًال من درا�سة دقيقة من الناحية املالية
هذه أاليام هو 20عاماً نقوم خاللها بتغيري البطاريات بعد حوايل � 10سنوات ال�صيانة للنظام غري موجودة حيث أ�نها ال حتتاج �إال �إىل تنظيف من الغبار خ�صو�صاًَ �إذا ا�ستخدمنا بطاريات من النوع املغلق .sealed ال بد أ�ن ن أ�خذ باالعتبار أ�ن ثمن تركيب أ�نظمة الطاقة ال�شم�سية ال زالت غالية �إىل حد ما لنفرت�ض أ�ن تكلفة االحتمال أالول كانت 1000دوالر �سنويا وتكلفة االحتمال الثاين 3000دوالر فهذا يعني �إذا ا�ستخدمنا االحتمال الثاين (ال�شم�سي) فهذا يعني أ�ننا �سن�ستعيد ثمنه خالل 3 �سنوات مما يعني أ�ننا �سنح�صل على الطاقة الكهربائية ملدة 17عاما بدون تكلفة تقريباً �إال ثمن البطاريات بعد � 10سنوات وهنا ي�صبح من املجدي تركيب النظام ال�شم�سي وهذه الدرا�سة ت�سمى pay back time
فمثال لو كان لدينا برج ات�صاالت يف مكان لي�س به كهرباء جتارية فان علينا �إما أ�ن نركب مولدات أ�و نركب نظام الطاقة ال�شم�سية ندر�س االحتمال أالول :ثمن املولدات وكلفة تركيبها +تكلفة ال�صيانة الدورية ومعاجلة أالعطال +تكلفة قطع الغيار +تكلفة الوقود والزيت +تقادم أالجهزة ......الخ واملق�صود هنا التكلفة ال�سنوية مع أالخذ بعني االعتبار العمر االفرتا�ضي للمولدات أ�ي بعد كم من الزمن �سوف ت�صبح املولدات قدمية بحيث ال تعود �صاحلة للعمل
ماذا لو كنا نتحدث عن موقع ال ميكننا فيه تركيب مولد وال توجد فيه كهرباء جتارية؟
ندر�س االحتمال الثاين :ثمن النظام ال�شم�سي وكلفة تركيبه علما أ�ن العمر االفرتا�ضي ألي نظام �شم�سي يف تقنية
ال حاجة للدرا�سة لعدم وجود خيارات أ�خرى غري تركيب نظام توليد يعمل بالطاقة ال�شم�سية.
ماذا لو كان املوقع موجوداً يف منطقة فيها كهرباء جتارية؟ نح�سب جمموع الفواتري التي ندفعها ل�شركة الكهرباء ونقارنها بتكلفة النظام ال�شم�سي والتي �سنجدها بالت أ�كيد أ�قل بكثري من تكلفة النظام ال�شم�سي ألن ما �سندفعه ل�شركة الكهرباء خالل 20عاما �سيكون أ�قل من تكلفة النظام ال�شم�سي
معـــــــــــــــادن
املبادئ أ ال�سا�سية يف تكنولوجيا املعاجلات احلرارية للمعادن يف أ الفران ال�صناعية الدكتور املهند�س حممد خمي�س خرندار m.khaznadar@gmail.com �إن م�صطلح املعاجلة احلرارية للمعادن هو تعبري عام وا�سع الدالالت ,وميكن أ�ن ي�شري �إىل واحدة من عدد كبري من عمليات الت�سخني والتربيد املنظم .ونظراً لتنوع أ��ساليب املعاجلة احلرارية وطرقها ,البد عند احلديث عن املعاجلة احلرارية من حتديد كل من النوع أ وال�سلوب �إ�ضافة �إىل �شروط املعاجلة,وتكون دورة املعاجلة احلرارية للمعادن ,وحتديداً املعدنية م ؤ�لفة من املراحل أال�سا�سية التالية: - 1ت�سخني مبعدل حمدد للو�صول �إىل درجة حرارية معينة . - 2االحتفاظ باجلزء املعالج عند درجة احلرارة املنا�سبة وتعرف هذه املرحلة مبرحلة الت�شريب احلراري (,)soaking وذلك �إذا مت �إبقاء القطعة املراد معاجلتها حرارياً لفرتة زمنية كافية حتى ت�صل كامل القطعة �إىل درجة احلرارة املذكورة. - 3التربيد مبعدل حمدد ,وتع ّد هذه اخلطوة من اخلطوات أال�سا�سية املحددِة خلوا�ص القطعة املعاجلة.
وتهدف املعاجلة احلرارية �إىل حت�سني خوا�ص املعادن واخلالئط املعدنية وميكن �إيجاز الهدف من املعاجلة احلرارية ب�صورة عامة فيما يلي : .1زيادة الق�ساوة ورفع المقاومة الميكانيكية . .2حت�سني املطيلية ورفع املتانة . .3تطرية المادة وتليينها لت�سهيل عمليات الت�شكيل التالية أ�و لت�سهيل عمليات القطع . ويف حاالت خا�صة ي�ضاف �إىل فوائد املعاجلات احلرارية بوا�سطة الأ فران ال�صناعية الأ هداف التالية : � .4إزالة ا إلجهادات الداخلية الناتجة عن الت�شكيل أ�و الحدادة أ�و ال�صب أ�و اللحام. .5التخل�ص من الهيدروجين الممت�ص أ�ثناء الت�شغيل الكيميائي أ�و أ�ثناء عملية الترقية ا إللكترونية . � .6إزالة أ�ي �آثار للت�شكيل على البارد . .7الح�صول على حجم حبيبي منتظم .
25 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
معـــــــــــــــادن من �أمثلة ال�صناعات التي تعتمد اعتمادا كبريا على املعاجلات احلرارية : � .1صناعة ال�سيارات . � .2صناعة الطائرات . .3ال�صناعات الف�ضائية . � .4صناعة القوالب والعدد أ والدوات ال�صناعية والقطع التبديلية . ومن أ�ب�سط أال�شياء التي تذكر يف هذا ال�صدد :ال�شفرات الفوالذية حادة الن�صل ,والتي ال ميكن توفرها �إال من خالل املعاجلة احلرارية ,ودون هذه ال�شفرات الدقيقة ال ميكن �إجراء العمليات اجلراحية الناجحة بالدقة املعروفة آالن. يعد الفوالذ �أهم املعادن املعاجلة حرارياً ,ويرجع ذلك �إىل : .1ا�ستجابة معظم أ�نواع الفوالذ لكثير من طرق المعالجات الحرارية . .2يمثل الفوالذ الن�سبة أالكبر من المواد ال�صناعية الم�ستخدمة في التطبيقات المختلفة ,حيث ت�صل ن�سبة الفوالذ �إلى أ�كثر من 80%من مجموع المواد المعدنية الم�ستخدمة �صناعياً . .3يمكن زيادة مقاومته الميكانيكية بن�سبة كبيرة ,وذلك من خالل ا�ستخدام أ�نواع محددة من المعالجة الحرارية,و�إذ تتفوق زيادة المقاومة الميكانيكية الناتجة عن المعالجة الحرارية للفوالذ كثيراً على مثيالتها الناتجة عن نوع المعالجة نف�سه الم�ستخدم لل�سبائك غير الحديدية . .4تقدم أ��ساليب المعالجة الحرارية للفوالذ وتقنيتها واالهتمام الزائد بها .
ورغم �أهمية �سبائك الفوالذ يف اال�ستجابة للمعاجلة احلرارية �إال �أن هناك عدد ًا من �سبائك الفلزات غري احلديدية التي ت�ستجيب للمعاجلة ومن �أهمها �سبائك : .1أالملنيوم ( )AL .2النحا�س ()Cu .3النيكل ( )Ni .4املغنزيوم ( )Mg .5التيتانيوم ()Ti يراعى يف جميع احلاالت �أن يكون معدل الت�سخني �إىل درجة احلرارة املطلوبة �سريع ًا �إىل حدٍ ما ولكن يجب �أن ال يكون �سريع ًا جد ًا لأ ن الت�سخني ال�سريع جد ًا ميكن �أن ي�ؤدي �إىل : .1عدم انتظام التمدد في القطعة ,وبالتالي ي ؤ�دي ذلك �إلى ت�شوهها و أ�حياناً �إلى ت�شققها (. )cracking الجهادات الداخلية .2في حال معالجة الفوالذ ذي إ عالية القيم الناتجة عن الت�شكيل على البارد ,ال بد من ت�سخين هذا الفوالذ ببطء مقارنة مع مثيله الجهادات ,وذلك بهدف تجنب الت�شوه الخالي من إ وواالعوجاج في الفوالذ أ الول(distortion or wrapp بالجهادات � )pingإذ يعد هذا الفوالذ �سريع الت أ�ثر إ الحرارية ( )thermal stressesودرجة حرارة الت�شريب الحراري ( ،)soakingومن المعروف (المت�صا�ص) الحراري تحدد أ�ن درجة الت�شريب إ مايلي : - 1نوعية التحول في تركيب بنية الفوالذ المعالج . - 2اكتمال االتزان أ�و عدم اكتماله . - 3ولكن يجب أ�ن ي ؤ�خذ بالح�سبان العامل االقت�صادي ,وذلك من خالل جعل زمن الت�شريب ق�صيراً قدر ا إلمكان .
للح�صول على أ�ف�ضل النتائج : - 1ال يجوز الت�سخين ب أ�ي حال من أالحوال �إلى درجة حرارة أ�على من الالزم . - 2يجب التحكم في معدل التبريد ألنه العامل أال�سا�س الم ؤ�ثر في التركيب البنائي النهائي وبالتالي تحديد الخوا�ص. - 3يحدد معدل التربيد طبقاً لنوع اخلوا�ص املطلوبة .
26 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
معـــــــــــــــادن
وتكون معدالت التربيد بال�صور التالية : .1معدل التبريد بطيء جداً ( )very slowوهو مهم و أ��سا�سي للو�صول �إلى حالة االتزان ،ويكون ذلك مطلوباً في حالة التلدين .وتجرى عملية التبريد في الفرن أ�و أالغلفة. .2معدل التبريد �سريع جداً ( )very quickوي�ستخدم عند الرغبة في االحتفاظ بالتركيب البنائي المتكون عند درجات الحرارة العالية – الت�شريب – كما في حاالت التق�سية . .3معدل تبريد متو�سط ينتج عنه تركيب بنائي متداخل �شبه ثابت وهو معدل مف�ضل في حالة معالجة التطبيع (. )normalizing لتحقيق تق�سية الفوالذ ب�سقايته واحل�صول على قيم الق�ساوة املطلوبة بطرق مر�ضية ,ال بد من توافق ثالثة �شروط �أ�سا�سية هي على النحو التايل : .1محتوى كربوني منا�سب في الفوالذ لتكوين المارتن�ست . .2الت�سخني لدرجة حرارة �صحيحة مع �إعطاء القطع املعاجلة الزمن ال�صحيح للو�صول �إىل التجان�س احلراري ال�صحيح بحيث يتحول كامل الرتكيب البنائي �إىل احلالة االو�ستنتيتية. .3معدل تبريد �سريع بما فيه الكفاية ,وال بد أ�ن يكون
االتبريد �صحيحاً ,بحيث ال ي�سمح ب أ�ي تحول )formationقبل الو�صول �إلى درجة حرارة التحول المارتنزيتي (.)Ms (Transf
يت�أثر معدل التربيد احلرج املطلوب للتربيد املفرط لالو�ستنت بكل من : - 1نوع العنا�صر ال�سبائكية في الفوالذ. - 2كمية هذه العنا�صر يف الفوالذ . - 3حجم حبيبات الفوالذ . وت�ساعد هذه العوامل الثالثة يف جناح التق�سية الكاملة للفوالذ .
ت أ�ثري حجم احلبيبات : لقد ظل �صناع الفوالذ والقائمون على املعاجلة احلرارية يف عجب من أ�مرهم حيث ظلوا يح�صلون على نتائج ق�ساوة متنوعة وخمتلفة عند �سقاية النوع نف�سه من الفوالذ .فقد أ�عطى الفوالذ للرتكيب الكيميائي الواحد بعد معاجلته حراريا – حتت الظروف نف�سها -قيم ق�ساوة خمتلفة ,فكان بع�ضها بدرجة كافية وبع�ضها آالخر كانت أ�عماق تق�سيته كبرية جداً وعينات أ�خرى للفوالذ نف�سه تتق�سى �سطحياً فقط كما أ�ظهرت بع�ض القطع نقطاً وبقعاً طرية على �سطحها وكان ال�سبب أال�سا�سي الختالف نتائج التق�سية يكمن يف اختالف حجم
27 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
معـــــــــــــــادن احلبيبات والفوالذ الناجت من �صبات خمتلفة ( ,)heatsولهذا ال�سبب فقد ر أ�ى منتجو الفوالذ بعد ذلك االحتفاظ ب�صبات كل عملية مف�صولة عن بع�ضها ,حيث ثبت أ�ن كل جمموعة وكل �صبة تختلف يف كثري من اخلوا�ص املهمة مثل : - 1قابلية التق�سية . - 2الت�شوه أ�ثناء التق�سية . و أ�هم العوامل امل ؤ�دية الختالف اخلوا�ص و�سلوك الفوالذ عند املعاجلة هي اختالف حجم حبيبات الفوالذ التي �صنعت منها ال�صبة يف البداية وحجم احلبيبات امل�شار �إليه هو حجم احلبيبات التي يح�صل عليها عند ت�سخني الفوالذ �إىل درجة حرارة التق�سية ال�صحيحة . وميكن ل�صناع الفوالذ التحكم يف تنظيم حجم حبيباته أ�ثناء عملية الت�صنيع,وذلك من خالل التحكم يف درجات حرارة ال�صب ونوع عنا�صر ا إل�شابة أ�و اخللط وكميتها وكذلك نوع مادة قالب ال�صب ,و أ�ن التحكم يف حجم حبيبات �صبات الفوالذ ميكن التو�صل �إليه من خالل ت�سخني الفوالذ �إىل درجات حرارة أ�على من درجة احلرارة احلرجة أ�ثناء عملية التق�سية. تكون تق�سية الفوالذ دقيق احلبيبات (� )f.g.sسطحية و�ضحلة بينما يق�سى الفوالذ غليظ احلبيبات ( )c.g.sخالل كامل املقطع ,وب�سرعة أ�كرب وي�ساعد على ذلك انخفا�ض معدل التربيد احلرج. �أو�ساط ال�سقاية (:)Quenching media للح�صول على نوعية جيدة للمنتجات املق�ساة ال بد من �إجراء عملية التربيد وبالعناية نف�سها التي تتم بها عملية الت�سخني. ولهذا ,ال بد من االهتمام بالتربيد الفجائي أ�ي بال�سقاية واختيار أالو�ساط املنا�سبة إلجراء عملية التربيد باملعدل املنا�سب لكل نوع من أ�نواع الفوالذ املعالج اعتمادا على خوا�صه الطبيعية وتركيبها الكيميائي. ويعتمد مفعول و�سط ال�سقاية على عدة عوامل مهمة وهي على لنحو التايل : � .1سرعة التو�صيل احلراري. .2احلرارة النوعية لو�سط التربيد. .3درجة حرارة التبخري . .4معامل اللزوجة أ�و اللزوجة الن�سبية لو�سط التربيد.
28 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
- 1التو�صيل احلراري : يزداد مفعول و�سط ال�سقاية ويتح�سن عمله يف التق�سية كلما زاد معامل تو�صيله احلراري حيث ي�ساعد ذلك يف رفع �سرعة نقل احلرارة من امل�شغوالت للو�سط . - 2احلرارة النوعية للو�سط : يتح�سن مفعول و�سط ال�سقاية ويرتفع مفعوله كلما زادت حرارته النوعية ,ألن ذلك يعني مقدرة الو�سط على امت�صا�ص كمية حرارية أ�كرب مع رفع درجة حرارتها درجة مئوية واحدة وهذا يعني أ�ي�ضاً عدم رفع درجة حرارة الو�سط كثريا مع زيادة كمية احلرارة املمت�صة . - 3حرارة التبخري : كلما زادت الطاقة احلرارية الالزمة لتبخري ال�سائل ( أ�و و�سط ال�سقاية) حت�سن مفعوله و أ��صبح مف�ضال . - 4معامل اللزوجة : يف�ضل كثرياً أالو�ساط أالقل لزوجة . مل يو�ضع حتى آالن توحيد قيا�سي ميكن به حتديد قدرات مواد ال�سقاية املختلفة يف أ�داء وظائفها وتوجد ثالث جمموعات رئي�سة من ال�سوائل امل�ستخدمة يف ال�سقاية وهي :املاء واملحاليل امللحية والزيوت أ والمالح املن�صهرة والفلزات املن�صهرة با إل�ضافة �إىل الهواء .وفيما يلي نتناول كل جمموعة من هذه املجموعات ب�شيء من التف�صيل : - 1الماء :يعد الماء أ�كثر أ�نواع أ�و�ساط ال�سقاية ا�ستخداماً فهو ي�ستخدم في تق�سية معظم أ�نواع الفوالذ الكربوني وكثير من الفوالذ ال�سبائكي المنخف�ض ال�سبائكية ،ويتطلب الفوالذ ذو معدل الت�سخين ال�سريع من حالة أ (الو�ستنيت)�إلى حالة (المارتن�ست)و�سط �سقاية �سريع التبريد ،ولهذا يف�ضل ا�ستخدام الماء أ�و محلول ملحي كو�سط لل�سقاية حتى يكون التبريد �سريعاً بما فيه الكفاية لتق�سية الفوالذ الكربوني نظراً ألن الماء والمحاليل الملحية أ�على أ�و�ساط ال�سقاية في معدل التبريد وللو�صول �إلى معدالت التبريد المنا�سبة لتق�سية الفوالذ الكربوني: .1يراعى االحتفاظ بالماء عند درجة حرارة الغرفة ()R.T أ�و عند درجة حرارة أ�قل من درجة حرارة الغرفة. .2عالوة على ذلك ي�ستمر تقليب الماء ب�صفة م�ستمرة أ�ثناء عملية ال�سقاية ل�ضمان تجان�س درجة الحرارة وانتظامها .
معـــــــــــــــادن .3و�إذا لم ي�ستخدم و�سط التبريد ال�سريع المائي ل�سقاية الفوالذ الكربوني ف�إن التق�سية �ستكون �سطحية و�ضحلة . .4ترتفع درجة حرارة الماء أ�ثناء عملية التبريد نتيجة امت�صا�صه للطاقة الحرارية من الفوالذ ولذا يجب تبريد الماء ب�صفة م�ستمرة با�ستخدام الثلج أ�و خالفه أ�ثناء ال�سقاية. .5في الور�ش ال�صغيرة التي تقوم بال�سقاية ي�ضاف الثلج �إلى أ�وعية ال�سقاية أ�و خزان ال�سقاية للمحافظة على درجة حرارة الماء وتبريده .
ال�سقاية ي�شكل و�سطاً جيداً ل�سقاية الفوالذ الكربوين ,ومعدل تربيد هذا احلمام( )bathأ��سرع بكثري من معدل تربيد حمام كلوريد ال�صوديوم .يجب أ�خذ الكثري من احليطة واحلذر عند ا�ستخدام حمامات �سقاية حتوي هيدروك�سيد ال�صوديوم حيث أ�ن تطاير هذا املحلول يحرق اجللد عند تالم�سه أ�و ميكن أ�ن ي�سب العمى �إذا تناثر والم�س العني . وعالوة على ذلك عند ال�سقاية باملاء هناك عدة �أمور مهمة �أخرى ونوجزها فيما يلي :
.6في الور�ش ال�ضخمة والم�صانع الكبيرة يتم تبريد ماء ال�سقاية ب أ��سلوب �صناعي با�ستخدام و�شائع تحمل الماء البارد وتمر خالل خزان ال�سقاية .
� .1إن ا�ستخدام الماء العادي غير المعالج ,والذي قد يحوي كمية �صغيرة و كبيرة من أالمالح وخا�صة أ�مالح الجير وهي أالمالح التي ت�سبب ع�سر الماء ,يعد غير منا�سب لعملية ال�سقاية,وي�سبب الكثير من الم�شكالت نظراً لتر�سيب كربونات الكال�سيوم على ال�سطح في �صورة طبقة مغلفة م ؤ�دي ًة �إلى عزل �سطح القطعة عن و�سط ال�سقاية ,وهكذا يعقد الماء مفعوله في عملية التبريد. لذلك ف�إن الماء المعالج هو المنا�سب لعمليات ال�سقاية ,ويف�ضل ا�ستخدام الماء ال�صالح لل�شرب في عمليات ال�سقاية وهنالك قول للعاملين في مجال المعالجة الحرارية مفاده أ�ن الماء ال�صالح لل�شرب ي�صلح للمعالجة الحرارية.
يكون املاء امل�ستخدم يف ال�سقاية يف أ�غلب احلاالت يف �صورة حملول ويعد املحلول امللحي )Brine( ,أ�ف�ضل بكثري ل�سقاية الفوالذ الكربوين نظراً ألن معدل تربيده مرتفع جداً ,ويف كثري من احلاالت يحوي املحلول امللحي ن�سبة من كلوريد ال�صوديوم ترتاوح بني 5و ,10%ويعمل امللح امل�ضاف على تخفي�ض درجة حرارة التجمد ,كما أ�نه برفع من مقدرة املحلول وكفاءته يف امت�صا�ص احلرارة .ونتيجة لذلك ي�صبح معدل تربيد املحلول امللحي أ�على و أ�كرث انتظاماً عند ال�سقاية مقارنة مع ا�ستخدام احلمام امللحي ( )salt bathومبا أ�ن أالمالح امل�ضافة تخف�ض من خا�صية التو�صيل احلراري واحلرارة النوعية ،ف�إن الت أ�ثري �سيكون من خالل �إذابة الروا�سب وطبقة أالك�سدة من �سطح امل�شغوالت, وهكذا ف�إن �إ�ضافة امللح �إىل ماء ال�سقاية يخف�ض ويقلل من املرحلة أالوىل من مراحل التربيد وهي مرحلة تكون البخار.
.2يكون تقليل مقدار الماء على ال�سقاية أ�و تخفي�ضها ب�إ�ضافة الجير أ�و ال�صابون أ�و ال�شبه أ�و الجل�سرين, حيث أ�ن هذه ا إل�ضافات تقلل من خوا�ص الماء الطبيعية� ,إ�ضاف ًة �إلى تركيب بع�ض من هذه المواد على ال�سطح الم�سقى � .إن �إ�ضافة الزيت للماء
.7تقلب أ�وعية ال�سقاية لك�سر طبقة البخار الملت�صقة ب�سطح القطع المعالجة ,ويف�ضل ا�ستخدام نفاثات مائية ( )JETSيتدفق منها الماء البارد ب�سرعة عالية على �سطح الفوالذ مبا�شرة . .8يعد تقليب و�سط ال�سقاية أ�مراً �ضرورياً للح�صول على تبريد أ�كثر انتظاماً كما أ�نه ب�ساعد أ�ي�ضاً في زيادة �سرعة التبريد .
وجد أ�ن ا�ستخدام حملول مائي يحوي هيدروك�سيد ال�صوديوم (�صودا كاوية) بن�سب ترتاوح بني 3-5%يف حمام
29 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
معـــــــــــــــادن يقلل كثيراً من مقدرة الماء على ال�سقاية ,حيث يغطي �سطح الم�شغوالت بغ�شاء من الزيت عند تغطي�س القطع في الحمام أ�ثناء ال�سقاية. .3ال يع ّد الماء العادي أ�ف�ضل أ�و�ساط ال�سقاية عند ا�ستخدامه بمفرده ,وال ينا�سب متطلبات ال�سقاية ال�صحيحة أ�ي قدرة عالية على �سحب الحرارة عند درجات الحرارة العالية وتبريد بطيء عند درجات الحرارة المنخف�ضة ,ونظراً لتكون طبقة البخار في بداية عملية ال�سقاية ويكون �سمك الغ�شاء عند درجات الحرارة المنخف�ضة ن�سبياً ,ويكون الوقت مت أ�خراً عندئذ لل�سقاية ال�صحيحة يتم التغلب على
هذه الم�شكالت ب�إ�ضافة الثلج أ�و بالتقليب (. )agitation - 2زيوت ال�سقاية :يعد الزيت أ�ن�سب أ�و�ساط ال�سقاية أ للجزاء دقيقة المقطع. الت أ�ثريات الرئي�سية ألكرث العنا�صر اخلالئطية يف الفوالذ :
العن�صر اخلالئطي
الن�سبة املئوية
الوظيفة الأ �سا�سية
املنغنيز Mn
0.25-0.40 <1%
يتحد مع الكربيت من أ�جل منع اله�شا�شة (.)brittleness يزيد قابلية التق�سية بوا�سطة ا إلنقا�ص من نقاط التحوالت والعملعلى الت�سبب ب أ�ن تكون التحوالت بطيئة()sluggish
S
0.08-0.15
-يعزز خوا�ص الت�شغيل امليكانيكي احلر ()Free machining
الكربيت النيكل
Ni
2-5 12-20
يزيد املتانة ()Toughness -يح�سن مقاومة احلت والت آ�كل الكيميائي ()Corrosion resistance
الكروم
Cr
0.5-2 4-18
يزيد قابلية التق�سية ()Increase harden ability-يح�سن مقاومة الت آ�كل الكيميائي ()corrosion resistance
0.20-5
-يعزز ا�ستقرار الكربيدات ,مينع منو احلبيبات .
املولبيدنيوم
Mo
يعزز ا�ستقرار الكربيدات ,يزيد املقاومة يف حني يحافظ على املطيلية(,)Ductilityيعزز حجم احلبيبات الناعم والدقيق .
الفاناديوم V
0.15
البورون B
0.001-0.003
-عن�صر فعال جداً ()Powerfullيف قابلية التق�سية.
التنغ�ستني W
0.2-0.7
-يحافظ على الق�ساوة يف درجات احلرارة العالية .
Si
2 ن�سب أ�على
ال�سيليكون
النحا�س Cu
أالملنيوم
Al
التتانيوم
Ti
0.1-0.4
30 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
�صغرية
يزيد املقاومة (.)Increases strenght من أ�جل فوالذ النواب�ض (.)Spring steels يح�سن اخلوا�ص املغناطي�سية(.)Magnatic propertiesيعزز مقاومة الت آ�كل الكيميائي . عن�صر خالئطي �إيجابي يف فوالذ النرتدة .-يثبت الكربون يف اجل�سيمات اخلاملة ()Inert particles
معـــــــــــــــادن
31 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
مـــــــــــــــعار�ض هذا و تزامن مع معر�ض �سيما املعر�ض الدويل للكهرباء أ والمتتة ال�صناعية Electra techبدورته اخلام�سة والذي أ�ظهر تفوقه املحلي وا إلقليمي وخ�صو�صاً يف جمال جمموعات التوليد الكهرائية وحمطات التحويل الكهربائي با إل�ضافة �إىل أ�نظمة التحكم آاليل . ومن الالفت للنظر يف هذا العام امل�شاركة الرتكية وامل�صرية الوا�سعة فقد متيز معر�ض �سيما هذا العام بامل�شاركة امل�صرية الر�سمية حيث كان لهذه امل�شاركة جناح خا�ص جمع امل�صنعني امل�صريني أ��صحاب
زيارة
�إىل معر�ض �سيما 2009
ت�ساهم املعار�ض بالدورة االقت�صادية للبلدان حيث ت�ساعد على الو�صول �إىل خمتلف الفئات وال�شرائح ال�صناعية والتجارية فت�شارك باالنفتاح االقت�صادي على ال�صعيد ا إلقليمي والدويل كما وتقوم بتعزيز حركة ال�سوق املحلية ولتحقيق هذه أالهداف ويف خ�ضم أالزمة املالية التي تع�صف بالعامل ي أ�تي معر�ض �سيما ال�صناعي الدويل يف دورته اخلام�سة ع�شر لي ؤ�كد أ�ن الوقوف بوجه مثل هذه أالزمات ال تتم ب�سيا�سات انكما�شية تزيد من احتماالت الركود االقت�صادي يف أال�سواق بل باملزيد من الن�شاط ال�صناعي املدرو�س وفق احتياجات ال�سوق ال�صناعية . فقد جاءت �إقامة معر�ض �سيما لت ؤ�كد أ�نه من أ�برز املعار�ض ال�صناعية واالخت�صا�صية على ال�صعيد املحلي وا إلقليمي حيث أ�قيم املعر�ض يف العا�صمة ال�سورية دم�شق مب�شاركة � 350شركة �صناعية من 52دولة متثل كربى ال�شركات املحلية والعربية أ والجنبية العاملة يف جمال آالالت ال�صناعية وم�ستلزماتها واملعدات ال�صناعية .
برزت يف املعر�ض أ�حدث التقنيات امل�ستخدمة يف جمال �آالت اللحام وقطع املعادن من خالل م�شاركة كربى ال�شركات العاملة يف هذا املجال والتي كان لها تواجد فعال على أ�ر�ض املعر�ض .
32 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
�شهد املعر�ض �إقبا ًال وا�سعاً من خمتلف الفئات العمرية والفعاليات االقت�صادية وال�صناعية ويف مقدمتهم أ��صحاب ال�شركات وال�صناعيني واملهند�سني والطالب ،و أ�لقى ال�ضوء على جمال آالالت ال�صناعية و�آالت ت�شكيل املعادن و�آالت البال�ستيك وحظي هذا املجال مب�شاركة وا�سعة من الوكاالت التجارية العاملة يف جمال جتارة �آالت ال CNCآ والالت التقليدية �إذ أ�تاحت لل�صناعيني احل�صول على العرو�ض واحل�سومات والتي تكون خالل فرتة املعر�ض و�إجراء املقارنة جلودة آالالت وخدمات ما بعد البيع لل�شركات امل�ساهمة . كما أ�ظهر املعر�ض التطور امللحوظ يف جمال �آالت التعبئة والتغليف والذي ت�شهده ال�سوق املحلية وخ�صو�صاً على م�ستوى تقنيات ت�صنيع آالالت واملواد امل�ستخدمة يف هذا املجال مما يربز �ضرورة �إيالء هذا القطاع االهتمام والدعم احلكومي ملا له من أ�ثر يف التطور ال�صناعي على امل�ستوى املحلي والعربي .
مـــــــــــــــعار�ض اخلربة ال�صناعية الكبرية والتي مكنتهم من اخلروج �إىل املحيط ا إلقليمي ،هذا وتعد هذه امل�شاركة الثانية مل�صر يف معر�ض �سيما والتي أ�تت من خالل جمعية امل�صدرين امل�صريني ومركز التحديث ال�صناعي يف م�صر .كما رافق املعر�ض جمموعة من املحا�ضرات والنداوت العلمية والتي أ�قيمت على هام�ش املعر�ض لتعزيز أ�هداف املعر�ض يف ن�شر الثقافة ال�صناعية ومواكبة �آخر التطورات ال�صناعية . ومرة أ�خرى يثبت معر�ض �سيما ح�ضوره املميز بني املعار �ض ال�صناعية املحلية وا إلقليمية كما و أ�برز أ�همية التوا�صل بني ال�شركات ال�صناعية للرقي بال�صناعة العربية واملحلية وذلك لدعم االقت�صاد وزيادة الدخل القومي للبلدان العربية للو�صول �إىل م�ستوى البلدان ال�صناعية املتقدمة .
معـرض اليمـان الـصناعـي القوة من امل� در امل� داقية يف التعامل
معدات � ناعية -لوازم خ�راطة CNC
خم���ارط -ف���ارزات -مقا�شط -مثاقب
حلول متكاملة من احلوامل و أادوات القطع
رامز ال� يد حممود Email : rz.mahmoud@Gmail.com دوما -املنطقة ال�صناعية -هاتف 5730999 - 5744258 :جول 0947730999 :
33
زوروا جناحنا يف معر�ض � يما من 5/27اإىل 2009 / 5/31
الثامن) D1-1 العددجناح التقنيات ال�صناعية ( 2009
قوالــــــــــــــــــب
L1 -0.1
HRC28-32
a
RZ 2.5 6m
-0.2
L1
ال�شكل ()1
أ الدلة واملركزة م .فايز الطيان
F-m.k.t@scs-net.org
الق�سم الثاين من أ�ق�سام القالب هو أالدلة واملركزة والغر�ض منها هو ت أ�مني الت�سامت الدقيق بني الق�سم الثابت من القالب والق�سم املتحرك وب�شكل أ�دق ( بني ال�سالبة واملوجبة) واملحافظة على هذا التو�ضع أ�ثناء �شوط احلقن للتغلب على قوى �ضغط البال�ستيك داخل القالب �إن الت�سامت واملركزة بني ق�سمي القالب ( ال�سالبة واملوجبة ) ميكن ت أ�مينها ب�سهولة بوا�سطة حماور ا�سطوانية ولكن املهمة أال�صعب املحافظة على هذه الداللة أ�ثناء حترك القالب ( الفتح وا إلغالق) كذلك أ�ثناء �شوط احلقن كما �سنتبني ذلك الحقاً
أ�وال أ�نواع أ الدلة : تق�سم أالدلة �إىل خم�سة أ�نواع رئي�سية وهي: - 1المحور القائد :وهو مبين بال�شكل ( )1وقد ا�ستخدم هذا الت�صميم من بدايات ت�صنيع القوالب ومازال ي�ستخدم
34 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
للقوالب الب�سيطة وهو محور ا�سطواني يو�ضع ب أ�حد ق�سمي القالب ( ال�سالبة أ�و الموجبة) ب�إزواج تداخلي H7 m6 ويف الق�سم أالخر ب�إزواج خلو�صي H7 g6وهو ذو �سطح قا�سي بحدود ( )60-62HRCوقلب طري ذو ق�ساوة ()HRC 28- 32 و�سطح ناعم ( RZ 2.5للح�صول على ثقب ب�إزواج H7يجب جلخ الثقب أ�و ا�ستخدام امل�سحل (الزوار) بالقطر املنا�سب على أ�ن يكون مكتوب على امل�سحل الرمز H7با إل�ضافة �إىل املقا�س أال�سمى). من أ�هم �سيئات هذا النوع ت أ�كل الثقوب ذات ا إلزواج اخللو�صي ويف بع�ض أالحيان التحامه مع حمور الدليل (كربجة) والذي ي ؤ�دي �إىل �ضياع املركزة الدقيقة - 2الدليل والجلبة الدليلية ( الأ دلة القيا�سية) : وهو النوع أالكثر �شيوعاً وا�ستخداماً �إال انه ذو كلفة أ�على من النوع أالول ب�سبب عمليات الت�شغيل أالكثر و�سعر الجلبة وهو مبين بال�شكل ( )2مع المقا�سات العامة له وهو عبارة عن محور دليل بكتف أ�كبر من القطر العامل بـ ( ) 8 - 6ملم مع جلبة قطرها ي�ساوي قطر كتف الدليل يتم �إدخال الدليل والجلبة بال�سالبة والموجبة ب�إزواج تداخلي خفيف (H7 )k6بينما يتداخل القطر العامل للدليل مع الجلبة ب�إزواج خلو�صي ()H7 g6
قوالــــــــــــــــــب
ال�شكل ()4
ال�شكل ()2 وميتاز هذا النوع أ� -احل�صول على النعومة املطلوبة لثقب اجللبة ( إلمكانية التجليخ ) واحل�صول على الق�ساوة املطلوبة ( املعاجلة احلرارية للجلبة ممكنة عو�ضاً من معاجلة احد ق�سمي القالب) بـ -ت�ساوي قطر الدليل وقطر الجلبة وبذلك يمكن انجاز ثقب تو�ضع الدليل والجلبة ب�سهولة في �صفيحتي ال�سالبة والموجبة وهما مرتبطتان معاً جـ -في حال تعر�ض الدليل اللتواء ف�إن �إخراج الدليل من �صفيحة القالب أ��سهل من النوع أالول كما هو مبين بال�شكل ()3
ال�شكل ()3 ال�شكل 4يبني تو�ضع هذا الدليل يف القالب - 3الدليل والجلبة ال�ستاندرد بخلفية :وهو مبين بال�شكل ( )5وهذا الت�صميم م�شابه للت�صميم ال�سابق ولكن له جزء ا�سطواني خلفي ب�إزواج انتقالي دقيق H7 h7لت ؤ�من تمركز مع ال�صفائح المثبتة خلف �صفائح الموجبة وال�سالبة وبالتالي تمركز كامل ل�صفائح القالب
ال�شكل ()5
35 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
قوالــــــــــــــــــب - 4النوع الرابع :ي�ستخدم هذا النوع للقوالب ذات ال�صفائح ال�سميكة وهو مبين بال�شكل ( )6وتثبت أالدلة والجلب ب�صفائح القالب ببراغي أ�و �سكمان
()b
()a
ال�شكل ()6
- 1اختيار القطر �:إن قطر الدليل يتنا�سب طرداً مع أ�بعاد �صفيحة القالب ويتراوح قطر الدليل من � 10إلى 50ملم ويمكن اختيار قطر الدليل من المخطط المبين بال�شكل ( )9وذلك تبعاً لطول وعر�ض القالب وللقوالب أالكبر من ذلك يمكن ت�صنيع الدليل المنا�سب لها ( يمكن اال�ستعانة بن�شرات بع�ض ال�شركات الم�صنعة لهيكل القوالب الختيار قطر الدليل المنا�سب مثل )D.M.E 42
600*600
34
400*400
24
250*250
20
200*200
16
160*160
12 )GUIDE PILLAR DIAMETER (mm
120*120
10
)HOULD SIZE (mm
- 5النوع ذو التثبيت الخلفي :وهو مبين بال�شكل ( )7وتثبت أالدلة والجلب بال�صفائح بوا�سطة براغي من الخلف كما أ�نها ت ؤ�من مركزة لجميع �صفائح القالب
ثاني ًا اختيار الدليل وابعاده:
100*100
ال�شكل ()9 - 2اختيار طول الدليل :يجب أ�ن يكون طول الدليل أ�طول من ارتفاع الموجبة في القالب ل�سببين أ� – عند تجميع القالب يجب أ�ن تدخل الموجبة في حفرة المنتج بعد دخول ال�شكل ()7 للدلة وطرق تثبيتها وميكن الدليل بالجلبة من أ�جل حماية الموجبة وال�سالبة من ال�ضرر كما أ�ن هناك الكثري من الت�صاميم أ للم�صمم أ�ن يختار أ�حد أ�نواعها أ�و اجلمع بني ت�صميمني كما هو كما هو مبين بال�شكل ( )10بـ -حماية الموجبة من ال�ضرر عند و�ضع الجزء الموجب من القالب على أ�حد جوانبه مبني بال�شكل ()8
ال�شكل ()8
36 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
قوالــــــــــــــــــب
ال�شكل ()10 - 3معدن الدليل والجلبة :غالباً مات�صنع أالدلة والجلب من فوالذ قليل الكربون مث ً ال ( ) BS 970-080M15وتق�سى أالدلة ق�ساوة �سطحية أ�ما بالن�سبة أ للدلة التي تتعر�ض لقوى انعطاف فيف�ضل ا�ستخدام فوالذ كربوني مع نيكل وكروم نوع ( BS 970- )835 M15والذي يملك متانة أ�على من النوع ال�سابق
لال�ستفادة الق�صوى من الدالئل (داللة �إ�ضافية) ول�ضمان عدم جتميع القالب ب�شكل خاطئ ميكن �إتباع أ�حد الطريقتني التاليتني: - 1اختيار أ�حد أالدلة بقطر أ�كبر من البقية وبذلك اليمكن تجميع القالب �إلى في حال واجه هذا الدليل الجلبة المنا�سبة - 2اختيار مركز أ�حد أالدلة ب�شكل غير متناظر مع أالدلة ال�سابقة وبذلك نح�صل على النتيجة ال�سابقة - 6اختيار نوع الدليل :الختيار الدليل المنا�سب ن ّذكر وب�شكل مخت�صر ب أ�نواع فجوات المنتج ( ال�سالبات والموجبات) - 1المنتج ب�سيط ومحفور ب أ�حد ق�سمي القالب فقط - 2المنتج ب�سيط ومحفور ب�صفيحتين ال�سالبة والموجبة - 3المنتج ب�شكل علبة وبحاجة �إلى موجبة و�سالبة ذو ارتفاع ب�سيط - 4املنتج ب�شكل علبة وذو طول كبري - 5المنتج غير متناظر وله �سطوح ف�صل ذات أ�كثر من م�ستوي أ�و حتى �سطوح فراغية
- 4مكان تو�ضع أالدلة والجلب في القالب :يف�ضل بع�ض الم�صممين و�ضع الجلبة في الق�سم ال�سالب و الدليل في الق�سم الموجب من القالب لحماية الموجبة من جهة ولال�ستفادة من أالدلة في �شوط اللفظ في حال ا�ستخدام �صفيحة اللفظ من جهة أ�خرى .فيما يف�ضل �آخرون العك�س وذلك ل�ضمان خروج المنتج من القالب أ�ثناء �شوط اللفظ بدون أ�ي �إعاقة (الق�سم الظاهر من الدليل قد يعيق �سقوط المنتج ) - 5عدد أالدلة وتو�ضعها :يتراوح عدد أالدلة من دليلين �إلى أ�ربع أ�دلة حيث ي�ستخدم دليلين للقوالب الب�سيطة (�سواء كانت دائرية أ�و م�ستطيلة ) بينما ي�ستخدم ثالثة أ�دلة للقوالب الدائري و أ�ربع أ�دلة للقوالب الم�ستطيلة وتتو�ضع هذه أالدلة على أ�طراف القالب كم هو مبين بال�شكل ()11
أالنواع ال�سابقة مبينة بال�شكل ()12
1 2
4
3
5
ال�شكل ()12
ال�شكل ()11
· للنوع أالول من الفجوات ي�ستخدم النوع أالول من أالدلة وللنتاج الب�سيط ميكن ا�ستخدام النوع أالول · للنوع الثاين إ من أالدلة أ�ي�ضا · للنوع( الثاين ب�شكل عام والثالث) ي�ستخدم النوع الثاين من أالدلة والنوع الثالث أ�ي�ضاً · للنوع الرابع من الفجوات العميقة اليكفي ا�ستخدام أ�دلة فقط
37 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
قوالــــــــــــــــــب مع وجود �آالت الـ . CNCميكن أ�ن يكون ال�سطح املائل باملوجبة أ�و ال�سالبة كما هو مبني بال�شكل واملف�ضل أ�ن ي�شكل بال�سالبة ل�سهولة الت�شغيل مع أ�نه ي�ستهلك معدن أ�كرث ال�شكل يو�ضح أ�ي�ضا أ�بعاد ال�سطح
ال�شكل ()13
للداللة أ�ثناء �شوط احلقن ألنه و أ�ثناء احلقن وب�سبب ( أ�خطاء ب�سيطة جداً جداً وهذا �شائع ووارد) ميكن للبال�ستيك املن�صهر أ�ن يتوجه �إىل جانب أ�كرث من اجلانب أالخر الحظ ال�شكل ( )13 وهذا قد ي ؤ�دي �إىل ن�شوء قوى جانبية كبرية جداً ( �سنقوم بدرا�ستها ب أ�عداد الحقة ) قد ت ؤ�دي �إىل حرف ال�سالبة بالن�سبة للموجبة وانفعال أالدلة أ�و حتى انفعال املوجبة مما ي ؤ�دي �إىل ت�صنيع منتج ذو �سماكات خمتلفة أ�و حتى غري كاملة والطريقة حلل هذا أال�شكال هو ت�شكيل �سطح مائل بزاوية ( ) 10 - 5درجات با إل�ضافة �إىل أالدلة � ,إن وجود ال�سطح املائل امل�صنع بدقة ي ؤ�دي �إىل زيادة الت�سامت مع زيادة قوة ا إلغالق وعند نهاية �شوط ا إلغالق �ستكون فجوة (ال�سالبة واملوجبة) ك أ�نها ج�سم واحد وخا�صة للزوايا القليلة ت�ستخدم هذة ال�سطوح ب�شكل وا�سع للمنتجات الدائرية (�إبريق – �سطل )......ل�سهولة ت�صنيعها كما ت�ستخدم للمنتجات امل�ستطيلة وذات أال�شكال املعقدة وذلك
ال�شكل ()14
بدر وليد أ الزعط أ غيارللالت ال�صناعية �صناعة قوالب معدنية -قطع خدمة ق�ص بال� لك على أاالت CHARMILLESال� وي� رية
38
Bo.Box:778
Email : alazaat@mail.sy
Fax : 00963 11 8222626
Tel
: 00963 11 822 2727
mob : 00963 933 205837
التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
أا� رفية �صحنايا ـ طريق الباردة ـ جممع الر� وان ال�صناعي
قوالــــــــــــــــــب · للنوع أالخري من الفجوات يجب حتما اختيار �سطوح ذات ميالن أ�و حتى �إ�ضافة هذه ال�سطوح أ�ثناء الت�صميم ألنها وحدها متنع انحراف و�ضع ال�سالبة بالن�سبة للموجبة لي�س ب�سبب قوة �ضغط احلقن فقط بل ب�سبب ت أ�ثري قوة ا إلغالق والتي �ستحاول �إزاحة و�ضع ال�سالبة بالن�سبة للموجبة مثل هذه القوالب مبينة بال�شكل ( )14يف حال تعذر ت�شكيل هذه ال�سطوح ين�صح ب�إتباع �إحدى الطريقتني التاليتني : · ا�ستخدام جلب دليلية( )Locating Unitوغالباً ما يطلق عليها ا�سم أ�دلة خمروطية وهي مبينة بال�شكل ()15
وهي زوج من القطع ا إل�سطوانية موجبة و�سالبة ب�سطح مائل متطابق تتو�ضع على ن�صفي القالب مق�ساة وجملخة تزيد الداللة مع زيادة قوة ا إلغالق وغالباً ماتكون قيا�سية (�ستاندرد) وعددها يف القالب من زوجني �إىل ثمانية وميكن أ�ن تثبت برباغي أ�و �إزواج تداخلي مع كتف · يف حال تعذر وجود القطع ال�سابقة ميكن ا�ستخدام قطع ا�سطوانية ب�سيطة تثبت على أ�طراف القالب بني ال�سالبة واملوجبة تثبت ب أ�حد ق�سمي القالب مع حرف املحور 3ملم كما هو مبني بال�شكل ()16 وهي طريقة ب�سيطة و�سهلة الت�شغيل وقليلة التكاليف وعددها يرتاوح من � 2إىل 8ويتنا�سب قطرها مع مقا�س القالب ثالثاً التطابق أالمثل :للح�صول على ت�سامت كاملة جلميع
ال�شكل ()15
ال�شكل ()15 أ�جزاء القالب و�ضمان عدم �ضياع الت�سامت أ�ثناء العمل يف�ضل و�ضع أ�دلة ثابتة( خوابري ثابتة ب�إزواج تداخلي خفيف ) H7/ m6 بني جميع أ�ق�سام القالب بثالث طرق مبينة بال�شكل ()17 · �إن ا�ستخدام براغي مع خوابري منا�سبة هي الطريقة أالكرث ا�ستخداماً · الرباغي مع ا�ستخدام النوع الثالث من أالدلة
ال�شكل ()16
· الرباغي مع النوع اخلام�س من أالدلة
39 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
بيئـــــــــــة
معاجلة مياه ال�صرف ال�صناعي اجلزء ()2 م .حممد ر�شاد عودة م .حممد ر�ضوان الهبل
م .حممد قاروط
ذكرنا يف عدد �سابق الطرق ال�شائعة ملعاجلة مياه ال�صرف وهي:
ميكن أ�ن تكون الفتحات على �شكل دائري أ�و م�ستطيل .
- 1املعاجلة امليكانيكية 2العمليات الفيزيائية: 3العمليات الكيميائية: 4العمليات البيولوجية:
وتعرف امل�صفاة املكونة من أالعمدة املتوازية أ�و أال�سياخ با�سم "�شبكة ت�صفية" ( )rackومع أ�ن �شبكة الت�صفية هو أ�داة ت�صفية �إال أ�ن م�صطلح screenيجب أ�ن يطلق على النوع الذي يتكون من ن�سيج �سلكي أ�و أال�سطح املثقبة.
وفيمايلي و�صف ألنظمة معاجلة ال�صرف ال�صناعي
1
أ�نظمة املعاجلة امليكانيكية:
أ� -وت�صنف �أنواع الم�صافي طبق ًا لطريقة تنظيفها كالآ تي: - 1امل�صايف ذات التنظيف اليدوي - 2امل�صايف ذات التنظيف امليكانيكي
- 1الت�صفية :Screening وهي تعترب أ�ول عملية هامة يف معاجلة ال�صرف ال�صناعي وتتم بتمرير املياه امللوثة من خالل م�صايف لف�صل املواد ال�صلبة ذات أالحجام الكبرية العالقة باملياه.
ب � -أي�ض ًا ت�صنف الم�صافي من حيث مقا�س الفتحات �إلى: - 1الم�صافي ذات الفتحات ال�ضيقة (قطر أ�قل من 4/1بو�صة )
تتكون امل�صايف من أ�عمدة متوازية ( أ��سياخ أ�و أ��سالك أ�و �سلك �ضيق أ�و �سطح مثقب).
- 2الم�صافي ذات الفتحات الوا�سعة (قطر أ�كبر من 4/1بو�صة )
40 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
بيئـــــــــــة ويبني اجلدول التايل أ وال�شكال 4-1و 4-2أالنواع أال�سا�سية للم�صايف امليكانيكية.
نوع امل�صفاة
نوع احلبيبات
مرثد أالعمدة املتوازية
خ�شن
�سطح امل�صفاة حجم مادة �صنع الفتحات امل�صفاة mm
1.5-0.6
Bar rack
القر�ص الدوار
أ��سطوانة دوارة
ذراع جتميع اال�ستخدام
ا�سطوانة هيدروليكة
عمود م�صفاة
معاجلة حت�ضريية هيكل داعم
النوع املائل الثابت الدوار
,steel stainless steel
ال�شكل ()4-1
متو�سط
0.1-00.1
خ�شن
0.09*2 *0.03
خ�شن
0.2-0.1
متو�سط
0.1-0.01
ناعم
µm 35-6
متو�سط
0.4-0.01
ناعم
0.020.001
stainless steel wedgewire screen milled bronze or copperplate stainless steel wedge wire cloth stainless steel wedge wire screen stainless steel and polyester screen cloth stainless steel stainless steel
معاجلة أ�ولية قبل املعاجلة
منزلق
فتحة طرد م�ستوى املاء
معاجلة حت�ضريية معاجلة أ�ولية �إزالة املواد ال�صلبة الثانوية الزائدة معاجلة أ�ولية
�سكني تنظيف
حو�ض جتميع
معاجلة أ�ولية
امل�صفاة التي ت�سمى ))aqua rakeعبارة عن م�صفاة تنظف أ�وتوماتيكياً وميكن تركيبها مبا�شرة على جماري مفتوحة .أ�ما امل�صفاة التي ت�سمى vibrating curved screenأ�و "امل�صفاة االهتزازية املنحنية" فتتميز بكفاءة ف�صل عالية و�سهولة �إزالة املواد ال�صلبة من على ال�سلك .وميكن أ�ن تزود هذه امل�صفاة ب أ�داة تنظيف بالر�ش .أ�ما امل�صفاة الدوارة rotary screen فتعمل بتمرير املياه من أ�على ا�سطوانة دوارة وميكن تزويدها بكا�شط لتنظيف أال�سطوانة.
41 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
بيئـــــــــــة فتحة طرد
أ�نابيت ترذيذ
غطاء ا�سطواين للم�صفاة
م�صفاة ذات أ��سالك مو�شورية
مواد �صلبة
ال�شكل ()4-2
- 2ف�صل الزيوت: وهي عملية يتم فيها ف�صل املواد الطافية والزيوت واملواد الع�ضوية احلرة (الغري م�ستحلبة ) من املياه امللوثة .وهذه العملية لها أ�همية كبرية يف املعاجلة أالولية لل�صرف ال�صناعي .ولذلك ف�إن معظم ال�صناعات البرتولية والكيميائية ت�ستخدم أ�جهزة ف�صل الزيوت عن املياه بد ًال من أ�جهزة الرت�سيب أالولية. • فا�صل الزيوت :API وهو جهاز قامت امل ؤ��س�سة أالمريكية للبرتول (American Petroleum )Instituteبت�صميمه وهو أالكرث ا�ستخداماً يف ال�صناعات البرتولية واملن� آش�ت ال�صناعية أالخرى .وهناك منوذجان لهذا النوع من أ�جهزة ف�صل الزيوت :النوع امل�ستطيل والنوع الدائري ولكننا ق ّلما جند النوع الدائري حيث أ�ن النوع امل�ستطيل يتما�شى أ�كرث مع أ�حجام معظم الوحدات .وكثرياً ما تعمل هذه أالجهزة مع تدفق عال للمياه مما يحتاج �إىل وحدات كبرية احلجم .ولكن العيب الوحيد بها هو أ�نها حتتاج �إىل زمن �إبقاء resident timeطويل ل�ضمان أ�ق�صى كفاءة لف�صل الزيت. • وحدة ف�صل الزيوت :CPI هذه الوحدة تعترب بدي ً ال لوحدة الAPI وتتكون من جمموعة �شرائح أ�و جمموعات من أ النابيب مو�ضوعة بزاوية ميل 60 درجة بحيث تنزلق املواد املحتجزة من
42 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
أ�على ال�شرائح لتتجمع يف القاع .ويبني ال�شكل 4-3قطاعاً يف جهاز الـ .CPI من أ�هم ميزات هذا اجلهاز أ�نه ميكن أ�ن ي�ستخدم يف مكان �صغري امل�ساحة ومع أ�نه قد وجد رواجاً بني �صناعات عديدة �إال أ�نه ال ي�ستخدم بكرثة يف عمليات تكرير البرتول ب�سبب عدم قدرته على ا�ستيعاب معدالت التدفق العالية .وهو يتفوق عن وحدات الـ APIواملروقات أالولية ألنه أ�كرث كفاءة يف ف�صل الزيوت واملواد ال�صلبة نظراً ألنه ميكن توفري م�ساحة �سطحية أ�كرب. - 2تثبيت معدل تدفق وتجان�س مياه ال�صرف (:) flow equalization الغر�ض من عملية التثبيت والتجان�س هو جتميع مياه ال�صرف من امل�صادر املختلفة احلام�ضية أ�و القاعدية وكذلك املخلفات الع�ضوية يف أ�حوا�ض خا�صة حيث يتم خلطها لت�صبح ذات تراكيز متجان�سة
وتدفق ثابت ي�سهل معاجلتها يف املراحل التالية خا�صة عملية املعادلة أ بالحما�ض أ�و القلويات. وت�ساعد عملية تثبيت تدفق مياه ال�صرف يف التغلب على م�شاكل الت�شغيل الناجمة عن التغري يف معدالت تدفق املياه �إىل حمطات املعاجلة وبالتايل حت�سني أ�داء املحطة .وي�ستخدم خزان توازن equalizing tankو أ�ي�ضاً خزان طوارئ ال�ستقبال املياه امللوثة يف حالة حدوث أ�ي عطل فني يف عملية املعاجلة. ويف ما يلي ميزات تطبيق نظام تثبيت وجتان�س مياه ال�صرف الداخلة يف حمطات املعاجلة: زيادة كفاءة عمليات معاجلة مياه ال�صرفبعد التجان�س وتثبيت معدل التدفق. زيادة كفاءة املعاجلة البيولوجيةحيث أ�ن عملية التجان�س متنع أ�و تقلل
بيئـــــــــــة حدوث أالحمال العالية املفاجئة. كذلك ميكن تخفيف املواد ال�سامة التي ت ؤ�ثر على العملية احليوية وثبات أال�س الهيدروجيني.
ال�شكل ()4-3
حت�سني أ�داء عمليات الرت�شيح والغ�سيلالعك�سي لتكون أ�كرث انتظاماً. حت�سني أ�داء املعاجلة الكيميائية حيثأ�ن التثبيت والتجان�س ي ؤ�دي �إىل ثبات أالحمال مما ي ؤ�دي �إىل تغذية منتظمة جلرعات الكيماويات. حت�سني يف خوا�ص املياه املعاجلة وكفاءةالتثخني يف أ�حوا�ض الرت�سيب الثانوية التي تتبع املعاجلة البيولوجية التي تزداد كفاءتها نتيجة ثبات أ�حمال املواد ال�صلبة. ميكن أ�ن تكون عملية التثبيت والتجان�سطريقة غري مكلفة للتغلب على م�شاكل املحطات التي تعاين من ازدياد أالحمال. وميكن تركيب خزان التثبيت والتجان�س يف بداية عمليات املعاجلة أ�و بعد املعاجلة أالولية وقبل املعاجلة البيولوجية. ويجب أ�ن ي�صمم تنك التجان�س بحيث ي�سمح بتقليب املواد املرت�سبة .كذلك يجب تزويده مب�صدر للتهوية للتغلب على انبعاث الروائح الكريهة.
2
املعاجلة الفيزيائية:
- 1الرت�سيب: الغر�ض من الرت�سيب الطبيعي هو �إزالة أ�كرب كمية من املواد ال�صلبة العالقة ذات الكثافة أالعلى من املياه يف أ�حوا�ض خا�صة متر فيها املياه يف فرتة معينة وحتت ظروف ت�ساعد على هبوط املواد العالقة �إىل قاع هذه أالحوا�ض وهي من وحدات الت�شغيل أالكرث �شيوعاً يف معاجلة ال�صرف. وت�ستخدم عمليات الرت�سيب يف �إزالة الرمال يف أ�حوا�ض الرت�سيب أالولية ويف ف�صل
احلم أ�ة الن�شطة يف املعاجلة البيولوجية وكذلك يف ف�صل الروا�سب يف املعاجلة الكيميائية ويف عمليات تثخني احلم أ�ة. �أنواع �أحوا�ض الرت�سيب: - 1الرت�سيب �ضمن الأ نابيب: �إذا كانت أالنابيب أ�فقية أ�و بو�ضع مائل خفيف تتجمع املواد ال�صلبة يف القاع ويجب أ�ن تزال عن طريق التنقية الدورية .أ�ما �إذا كان و�ضع أالنابيب مائ ً ال مي ً ال �شديداً ف�سوف تنزلق املواد ال�صلبة داخل أالنابيب عك�س اجتاه �سريان املياه وميكن جتميعها يف القاع.
- 2املكثفات: هي عبارة عن أ�حوا�ض للرت�سيب ت�ستخدم يف عملية تركيز املواد العالقة .وب�شكل عام ف�إن اجلزيئات يف املكثف ترت�سب جمتمعة يف منطقة الرت�سيب .وكما هو مبني بال�شكل 4-4ف�إن قاع املكثف ميتلئ بطبقة من املواد ال�صلبة العالقة التي يزداد تركيزها كلما زاد العمق. ويتم ف�صل املياه امل�صفاة من املواد ال�صلبة العالقة و�إزالتها من أ�على املكثف وبذلك ي�ضم املكثف حم أ�ة مركزة با إل�ضافة �إىل مياه م�صفاة.
43 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
بيئـــــــــــة ومن أ�هم العوامل امل ؤ�ثرة على كفاءة الرت�سيب مدى انتظام دخول وخروج املاء من احلو�ض وما قد ينتج يف منطقتي املدخل واملخرج من دوامات وتيارات ثانوية حتد من تر�سيب املواد العالقة. كما أ�ن عدم انتظام توزيع املياه يف املدخل وجتميعها يف املخرج بكامل قطاع احلو�ض قد ينتج عنه مناطق ركود dead zones تتوزع يف أ�نحاء احلو�ض مما يقلل من بقاء فعالية للحو�ض ومن ثم يحد من مكوث املاء يف احلو�ض ,وبالتايل يقلل من كفاءة الرت�سيب .لذلك كان من الواجب مراعاة ت�صميم كل من املدخل واملخرج بحيث ت�ضمن انتظام توزيع املياه وجتميعها وعدم تواجد املناطق الراكدة.
ال�شكل ()4-4
ويو�ضح ال�شكل 4-4املثخن الذي يعمل باجلاذبية .يتم ت�صميم أ�حوا�ض الرت�سيب ب أ��شكال و أ�حجام خمتلفة فمنها امل�ستطيل والدائري. تتم عملية �إزالة املواد ال�صلبة مبعدات ميكانيكية والتي تعزل املواد ال�صلبة العالقة �إىل موقع جتميع متو�سط أ�و عن طريق جممعات هيدروليكية التي تزيل املواد ال�صلبة قرب نقطة ال�صرف. ويف هذه أالحوا�ض يتم �إزالة من من املواد العالقة مع 25-50%من حمل أالك�سجني احليوي املمت�ص . BODويرتاوح تركيز املواد ال�صلبة الناجتة من عملية الرت�سيب ما بني 4-10%للرت�سيب أالويل و 0.5-2%للمثخنات التي تتعامل مع احلم أ�ة الناجتة من مفاعالت احلم أ�ة الن�شطة. 40-60%
- 2التعومي :Flotation وحدة التعومي هي الوحدة التي ت�ستخدم يف ف�صل اجلزيئات ال�صلبة أ�و ال�سائلة من مياه ال�صرف. تتم عملية التعومي �إدخال غاز خامل (عادة فقاعات هواء) �إىل مياه ال�صرف.
44 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
تلتحم الفقاعات باجلزيئات حيث تكفي قوة الطفو للجزيء املركب مع الغاز لرفع اجلزيء �إىل ال�سطح .وبذلك ميكن للجزيئات التي لها كثافة أ�على من ال�سائل أ�ن تطفو .يتم ا�ستخدام التعومي إلزالة املواد العالقة وزيادة تركيز احلم أ�ة البيولوجية .املميزة أال�سا�سية لعملية التعومي عن الرت�سيب هي أ�ن اجلزيئات ال�صغرية جداً أ�و اخلفيفة ميكن �إزالتها ب�شكل كامل ويف وقت ق�صري .وعندما تطفو اجلزيئات �إىل ال�سطح ف�إنه يتم �إزالتها بوا�سطة عملية الك�شط. �أنواع �أنظمة التعومي: التعومي الهوائي:يف هذا النظام تتكون فقاعات الهواء ب�إدخال الغاز �إىل مياه ال�صرف عرب م�ضخة دوارة
خالل امل�شتت .عملية التهوية مبفردها لي�ست كافية على املدى الق�صري للت أ�ثري يف عملية الطفو للمواد ال�صلبة بالرغم من جناح مثل هذه الوحدات فيما يتعلق مبياه ال�صرف التي ت�شكل زبداً وهو عبارة عن حم أ�ة طافية على ال�سطح .scum التعومي الالهوائي :vacuum flotationهذه العملية تتكون من ت�شبع مياه ال�صرف بالهواء �إما مبا�شرة يف خزان هوائي أ�و عن طريق ال�سماح للهواء بالدخول من جانب ال�سحب (ال�شفط) يف م�ضخة ال�صرف. تطفو الفقاعات واجلزيئات ال�صلبة امللت�صقة بها �إىل ال�سطح مكونة طبقة رغوية والتي يتم �إزالتها بطريقة الق�شط. ويتم جتميع الزلط واجلزيئات ال�صلبة الثقيلة املرت�سبة يف القاع يف الو�سط كحماة متهيداً إلزالتها.
بيئـــــــــــة
التحكم واألمتتة الصناعية
أ�متتة املباين وفق نظام
EIB/KNX
ا�ستخـدام �شبكة ProfiBusيف أ المتتة ال�صناعية احلمايـــة مـــن قـــفــزات الــجهد العابـرة مبـــــــــادئ قيــــا�س الـــــــــــــتدفق أ�نظمة ال�سكادا Scada التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
45
46 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
ي�شهد عاملنا اليوم تطوراً علمياً هائ ً ال يتمثل بدخول علم أالمتتة والتحكم ال�صناعي خمتلف جماالت احلياة االقت�صادية واالجتماعية .........وغريها مما �ساهم يف ري من تدخل ا إلن�سان يف تنفيذ املهمات االنتاجية أ�و االدراية . احلد ب�شكلٍ كب ٍ وكان من أ�هم مزايا علم أالمتتة توفري الوقت واملال والتقليل من الهدر ورفع االنتاجية يف املن� أش�ة ,وامل�ساهمة يف تلبية احلاجات امل�ستقبلية للب�شرية مبرونة وجودة عاليتني� ،إ�ضاف ًة �إىل حتقيق تناف�سية حقيقية باملنتجات وت�سهيل عمليات ال�صيانة بامل�شروعات ا إلنتاجية . مدير التحرير كل هذه املزايا حتتم على �صاحب القرار ب أ�ي من� أش�ة �إنتاجية أ�و خدمية أ�ن يحدد خالد في�صل �ساي�س اخلطط امل�ستقبلية ملن� آش�ته يف �ضوء اال�ستفادة قدر ا إلمكان من علم أالمتتة يف حتقيق أ�هدافه . وت�شمل أالمتتة والتحكم ال�صناعي طيفاً من اخلدمات بداية من الت�صميم أالويل حتى التطبيق الهند�سي املتكامل للمن� أش�ة . و يو�ضح ال�شكل املرفق منظومة أالمتتة والتي تبد أ� من امل�ستوى احلقلي املمثل باحل�سا�سات وحلقات التحكم ولوحات التوزيع والتحكم ,ثم امل�ستوى الثاين للمتحكمات املمثل بالـ ...... RTU, PLC , DDCثم امل�ستوى الثالث باملراقبة والتحكم املمثل ب أ�نظمة التحكم و املراقبة وحت�صيل املعطيات حا�سوبياً الـ Scada / HMIوامل�ستوى الرابع أ�نظمة الـ ERPوهي منظومة �إدارة املوارد ال�شاملة يف املن� أش�ة . و�شبكة االت�صال ال�صناعية التي تعد �شريان التوا�صل والربط بني هذه امل�ستويات .
منطومة أ المتتة Modular automation أ�نظمة الـ ERP
ERP Business management
CPM
Scada
Process optimization
Controller
منظومة �إدارة املوارد ال�شاملة
HMI
Controller
أ�نظمة التحكم و املراقبة وحت�صيل املعطيات Scada / HMI حا�سوبيا الـ Scada / HMI املتحكمات
Controller
ـ , DDC Interface poribheral control
Interface Power Distribution
Interface Drives
Interface MCC
Interface Control loops
Interface Sensor Actuator
... RTU, PLC
ح�سا�سات وحلقات التحكم ولوحات التوزيع والتحكم
�شبكات الربط ال�صناعية Industrial net work
ا�ستخدام �شبكة Profi Bus
يف أ المتتة ال�صناعية
م .هفـال �صالح باجاري havalbajary@gmail.com مقدمة: ت�ستخدم �شبكات � )Profibus (Process Field Busضمن م�ستوى االت�صاالت احلقلية و التحكم يف ال�شبكات التي تعتمد على أ�عداد �صغرية من املحطات والتجهيزات احلقلية ،ونظام نقل معطياتها مطابق للمعيار القيا�سي IEC 61158/EN 50170وكما تزود هذه ال�شبكات نظام �شبكي مفتوح يتيح الربط مع خمتلف بروتوكوالت االت�صال ال�صناعية. وتتنوع �شبكات Profibusح�سب التطبيقات امل�ستخدمة �إىل: Profibus DP – Profibus PA – Profibus FMS
ت�ستخدم �شبكات( Profibus DP (Distributed I/Oلالت�صاالت �ضمن م�ستوى احلقل و م�ستوى التحكم وتتميز ب�سرعة تبادل املعطيات مع التجهيزات احلقلية. ت�ستخدم �شبكات( � Profibus PA (Process Automationضمن م�ستوى احلقل لربط التجهيزات احلقلية �ضمن �شبكة واحدة ومطابق للمعيار .IEC 61158-2 ت�ستخدم �شبكات( Profibus FMS (Fieldbus Message Specificationلتبادل املعطيات بني املتحكمات القابلة للربجمة وامل�صنعة من �شركات خمتلفة.
48 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
امليزات: مطابقة للموا�صفات القيا�سية والتيمتكنها من ربط منتجات م�صنعني خمتلفني دون وجود م�شاكل. ميكن القيام بعمليات املعايرة و ال�ضبطو ا إل�صالح من أ�ي مكان و ب�سهولة. �سرعة بالرتكيب و الت�شغيل وخا�صةعند ا�ستخدامها أ للدوات املخ�ص�صة لعمليات الرتكيب. مراقبة م�ستمرة ملكونات ال�شبكة. م�ستوى أ�مني مرتفع. -مرونة عالية لربط �شبكة مرتادفة Red
. dundancy
�شــبكــات الــربط ال�صناعيــة DP Master Class 1 الأ ول النمط الرئي�سي Profibus ل�شبكة الرئي�سية التجهيزة وهو Profibus
مثل وحدة حتكم قابلة للربجمة رئي�سية،DP أ�و حا�سب حتكم (يبدل بثبات املعطيات بينه .)DP Slave وبني حمطات فرعية DP Master Class 2 النمط الرئي�سي الثاين
االت�صال بروتوكوالت وتربط DP, PA :االت�صال وظائف اخلرج/ جتهيزات احلقل (حمطات الدخلProfibus DP, Profib تت�ستخدم �شبكات Profi ) القيادة متحكمات ، احل�سا�سات ، املوزعة بني االت�صال عمليات لتحقيقbus PA إىل وحدات التحكم القابلة للربجمة� أ�و التحكم وحدات و احلقلية التجهيزات .التحكمية احلوا�سب لواجهات إ�ضافة� للربجمة القابلة التخاطب .التحكم أ�نظمة وHMI :Profibus DP أ�مناط جتهيزات
عدة بنيProfibus DP �شبكات متيز ت�ستخدم النمط هذا �ضمن التجهيزات :خمتلفة لتحقق وظائفDP أ�مناط ) التحكم أ�جهزة ، املعايرة ،(الربجمة ملعايرة وذلك الت�شغيل عمليات خالل أ أ نظام خاللش�ة � باملن للتحكم�و DP أ الت�شغيل العادي (ت�صحيح .)خطاء ال
القابلة التحكم وحدات �ضمن مدمج أ�كرث من مدخل احلديثةPLC للربجمة ات�صال وذلك خلف�ض عدد نقاط االت�صال �ضمن اخلط الواحد من ال�شبكة و لتعطي .التق�سيم ميزة
W orld W ide
` M onitoring & Operation Level
PR OF IN ET PC M aster
PLC M aster I E N T X T F F F R C R S E U T N O P R U N S T O P
C oupler Profibus / Profinet
C ontrol Level
مدخل طريق عن االت�صال يتحقق املعاجلة وحدة �ضمن املدمج االت�صال Int أ�و عن طريق وحدات ات�صال ااملركزية In ومعاجلات ات�صالterface Module IM .CommunicationProcessorCP
S I EI ME N NS E T X T F F
R S U T N O P F M R I I
PR OF IBU S D P
PLC Slave
R em otely I/O
S IE ME N S
SI EM ENS
C oupler D P/PA F ield Level
PR OF IBU S PA
R em otely I/O SI EM ENS
C ontrol Valve
F low
Pressure
T em perature
Profinet أ�خرى تعتمد على بروتوكول ومرتبطة ب�شبكة �صناعيةProfibus �شبكة ات�صال �صناعية تعتمد على بروتوكول
49 55
2009 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن
�شــبكــات الــربط ال�صناعيــة ميكن ا�ستخدام مث ً ال لقراءة املداخل، املخارج ،ت�صحيح أالخطاء ،املعايرة للتجهيزات الفرعية. املحطات الفرعية DP Slave
مثل حمطات الدخل /اخلرج الفرعية والتي ت�ستطيع قراءة املداخل و تنقل معطيات اخلرج .حجم معطيات الدخل/ اخلرج تعتمد على اجلهاز وميكن أ�ن ت�صل �إىل أ�كرث من .byte 244 وت�ستطيع أالهداف الوظيفية ل�شبكة Profibus DPالتمييز بني منطي DP Master 1/2وهي حتدد عمل و �إمكانيات معاجلات االت�صال. DP-V0
تت�ضمن هذه الوظيفة املعايرة ،ال�ضبط، قراءة معطيات الدخل ،كتابة معطيات اخلرج ،قراءة معطيات ت�صحيح أالخطاء. DP-V1
ومتكن هذه الوظيفة �إ�ضافة لوظيفة للنذارات القراءة و الكتابة املعرفة الكاملة إ بنف�س زمن معاجلة معطيات االت�صال. و ت�ضمن هذه الوظيفة املو�سعة الدخول الكامل للمحددات و القيم املقا�سة من الوحدات الفرعية (مثل .التجهيزات احلقلية للقيا�س ،Field Instrument وواجهات التخاطب )HMI ويجب أ�ن يزود هذا النمط الفرعي مبعلومات املحددات الوا�سعة خالل الت�شغيل أالويل والت�شغيل الطبيعي. املعطيات التي تنقل (معلومات املحددات) نادراً ما تتغري مقارنة مع معطيات القيا�س وتنقل ب أ�ولوية منخف�ضة وب�شكل موازي �ضمن دورة نقل املعطيات .Data Cycle وتت أ�كد الوحدة الرئي�سية من ت�سليم ا إلنذار للوحدات الفرعية.
50 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
DP-V2
ت�شمل هذه الوظيفة منط مت�ساوي الزمن Isochronous Modeومنط نقل املعطيات املبا�شر بني املحطات الفرعية Direct Data Communication between DP slaves. Isochronous Mode
يتحقق هذا النمط بت�ساوي ا إل�شارات مع دورة خط ثابت لنظام Bus Cycleوخط املعطيات .Bus System ير�سل هذا الت�ساوي بالزمن و ثبات الدورة عرب الرئي�س � Masterإىل كل حمطات خط املعطيات وب�شكل ر�سالة حتكم �شاملة.
ميكروثانية وذلك لتطبيق منوذجي. Direct Data Communication between DP Slaves
ي�ستخدم منط مر�سل/م�ستقبل إلجناز ات�صال مبا�شر للمعطيات بني الطرفيات .Slaves وبالتايل تعرف الطرفيات كمر�سل عندما ت�ستقبل معطيات الدخل وتتيحها لطرفيات امل�ستقبل لقراءتها. بنية �شبكات Profibus
ال�شبكات االلكرتونية Network
Electrical
وعندها ميكن للرئي�س والفرع Slaveالتزامن Synchronize بتطبيقاتهم مع هذه ا إل�شارة.
تتكون كابالت ال�شبكة االلكرتونيةمن زوج من أال�سالك املجدولة لها واق
وت�ستغرق هذه التغريات با إل�شارة من دورة نقل معطيات لدورة أ�خرى زمن أ�قل من 1
-يعمل مدخل املعطيات RS485بتغريات
Master
.Shielded, twisted pair cable
�شــبكــات الــربط ال�صناعيــة نقل املعطيات ال يت أ�ثر مع الت�شوي�شكيلوبت/ثا. الكهرومغناطي�سي. ميزات ال�شبكات االلكرتونية منا�سب للم�سافات الطويلة. جودة عالية لكبل االت�صال. معزول كهربائياً. �إجرائيات نقل املعطيات تعتمد على -ي�ستخدم كبل من البال�ستيك PCF ،أ�ومعيار(RS485 (EIA زجاج أ�لياف ال�ضوئية. بنية خط االت�صال املتكونة من -ال حاجة لرتكيب حمايات من ال�صواعقالطرفيات ومرابط االت�صال لو�صل عند تركيبه يف العراء. حمطات Profibus ال�شبكات الهجينة Hybrid Network تعتمد �إجرائيات نقل املعطيات على املعيار با إلمكان بناء �شبكات �ضوئية و الكرتونية IEC 61158/EN 50170للتحكم العام معاً .وعندها ميكن ا�ستخدام جتهيزات ( )PROFIBUS FMS/DPوعلى خا�صة للربط بني هاتني ال�شبكتني املعيار IEC 61158-2لتطبيقات أالمان لتحقيق نقل البيانات بينهما. احلقيقية (.)PROFIBUS PA وال يوجد اختالف بني تكنلوجيا ات�صال ب�سيط� ،سهل الرتكيب ،ا�ستخدم �ضمن الطرفيات �ضمن ال�شبكة الواحدة(ال�ضوئية ،االلكرتونية) .وميكن ربط تطبيقات وا�سعة. حتى 127حمطة (طرفية) �ضمن �شبكة ال�شبكات ال�ضوئية .PROFIBUS Optical Network ل�شبكات PROFIBUSال�ضوئية ميزات متنوعة:
اجلهد .لذا فهو ح�سا�س ال�ضطرابات مقارنة مع مدخل اجلهد والتيار. تت�صل املحطات �ضمن �شبكات busمن خالل طرفيات خط االت�صال أ�و مرابط االت�صال وعلى أ�ال تتجاوز 32 طرفية �ضمن اخلط الواحد (لكل قطعة) .Segment Profib
ت�ستخدم املكرراتامل�سافات املطلوبة.
Repeaters
لزيادة
-معدل نقل املعطيات Data Transmission
من 9.6كيلوبت/ثا �إىل 12ميغابت/ثا.
الطول أالعظمي للقطعة يعتمد علىمعدل نقل املعطيات. ميكن معايرة ال�شبكة االلكرتونية كبنيةخط Lineأ�و بنية �شجرية .Tree ولتطبيقات أالمان احلقيقية� ،شبكة Profibus PAتقدم معدل نقل معطيات يعتمد على املعيار .IEC 61158-2وبهذه احلالة معدل نقل املعطيات 31.25
لوحات حتكم معدنية � -شركة Tekpanالرتكية ن�سبة الكتامة –
IP66 :
فتحة الباب من اليمني أ�و الي�سار �سماكة ج�سم اللوحة – 1.00 :
1.20مم 2
�سماكة البطانة الداخلية للوحة 2.00 – 1.50 :مم � 2صاج مغلفن . �سماكة باب اللوحة 1.50 – 1.00 :مم
2
Paint :
RAL 7035 Electrostatic Powder coating
Supply Includes: Plate
• Door • Top & Bottom
• Body • Mounting Plate • Wall Brackets
�شركة ن�صري للتجارة موبايل 00963 944 611711:
التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
51
أ الجـــــهزة الـحقليــــــة
مبـــــــــادئ قيــــا�س الـــــــــــــتدفق
الوند كامران أ�لو�سي
lawand.alosi@gmail.com
املــــــــــقدمــــــــــــــــــــة �إن طرق قيا�س التدفق معروفة منذ فرتة طويلة جداً تعود �إىل زمن الفراعنة الذين ا�ستخدمو ال�سدود من أ�جل قيا�س كمية مياه الري .ومن ثم جاء الرومان لي�ستخدمو تقنية الـ orifice plateمن أ�جل قيا�س كمية املياه التي كانت تغذي املنازل يف تلك الفرتة. ومن هنا ميكن لنا أ�ن نع ّرف التدفق على أ�نه عبارة عن حمدد ي�ستخدم ملعرفة كمية املادة املتدفقة ,وميكن ا�ستخدامه يف عمليات التحكم يف الوقت راهن. بالن�سبة �إىل مبادئ القيا�س أالخرى �سواء كانت من�سوب ,حرارة ,أ�و�ضغط ف�إن طريق قيا�س التدفق تعترب أالكرث �صعوبة وتعقيداً ,ويعود ال�سبب يف ذلك �إىل اختالف طبيعة وخوا�ص وحمددات املواد املراد قيا�سها ,با إل�ضافة �إىل تنوع وتعدد أ�نواع أ�جهزة قيا�س التدفق (وفقاً للتطبيق). ومبا أ�ن أ�جهزة قيا�س التدفق متنوعة ومتعددة ف�إنه ميكن لنا أ�ن نلخ�صها يف أ�ربعة فئات أ��سا�سية تكون على ال�شكل التايل: .1أ�جهزة قيا�س التدفق ذات اجلزء امليكانيكي املتحرك املغمورمثلVariable area : -Positive Displacement
52 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
.2أ�جهزة قيا�س التدفق ذات الجزء الميكانيكي االثابت المغمور مثلVortex - differe : ential flow meter pressure
.3أ�جهزة قيا�س التدفق غير المعيقة لجريان ال�سائل مثل Coriolis - magnetic flow meter - ultrasonic
.4أ�جهزة قيا�س التدفق المزودة مثل خارجية بح�سا�سات Clamp ultrasonic - weir
العالقة الريا�ضية امل�ستخدمة حل�ساب التدفق يف معظم أ�جهزة قيا�س التدفق يتم ا�ستنتاج جمال التدفق عن طريق حتديد متو�سط �سرعة ال�سائل املقا�س م�ضروب مب�ساحة أ (النبوب), مقطع جمرى التدفق
أ الجـــــهزة الـحقليــــــة حيث تكون العالقة أال�سا�سية حل�ساب جمال التدفق على ال�شكل التايل: Q = V x A
أ�دوات قيا�س فرق ال�ضغط أ الكرث �شيوع ًا
حـ ــيث
:Qال�سائل أ�و املادة املتدفقة داخل جمرى القيا�س :Vمعدل ال�سرعة الو�سطية لل�سائل أ�و املادة املقا�سة :Aاملقطع العر�ضي أ للنبوب أ�و جمرى القيا�س
رقم رينولد �إن أ�داء أ�جهزة قيا�س التدفق تت أ�ثر أ�ي�ضا بوحدة قيا�س تدعى Reynolds numberكما أ�نها تعد أ�حد أ�هم العوامل أال�سا�سية يف اختيار جهاز قيا�س التدفق املنا�سب بحيث تعترب العامل أال�سا�سي يف حتديد �شكل أ�و طبيعة املادة املتدفقة وتعطى بالعالقة التالية: رقم رينولد
كثافة املادة املقا�سة * متو�سط �سرعة التدفق * قطر أالنبوب اللزوجة املطلقة للمادة املقا�سة
Venturi Tube
ف�إذا كان الناجت يرتاوح بني قيم 0حتى القيا�س با�ستخدام تقنية فرق 2000ف�إن �شكل املادة املتدفقة يكون خطي ال�ضغط التفا�ضلي
(�سطحي) ,أ�ما يف حال كان الناجت يرتاوح بني 2000حتى 4000ف�إن �شكل املادة املتدفقة يكون انتقايل ,و�إذا كان الناجت أ�كرب أ�و ي�ساوي 4000ف�إن �شكل املادة املتدفقة يكون م�ضطرب كما هو مو�ضح يف أال�شكال التايل:
Laminar: Re = 0 to 2000
Transitional: Re = 2000 to 4000
Turbulent: Re = >4000
تت أ�لف منظومة قيا�س فرق ال�ضغط من أ�اداتي قيا�س أالوىل أ ال�سا�سية وهي orif fice plateوالثانية تدعى الثانوية وهي مر�سل فرق ال�ضغط ,تتم عملية القيا�س عن طريق مقارنة فرق ال�ضغط بني نقطتني ومبعنى أ�دق تعتمد أالداة الثانوية يف مبد أ� عملها على أالداة أالولية ,وتكون العالقة الريا�ضية على ال�شكل التايل:
جمال التدفق =ثابت
فرق ال�ضغط الكثافة
Pitot t tube
مزايا تقنية فرق ال�ضغط التفا�ضلي
• ذات �إنت�شار وا�سع ومنا�سبة �إىل أ�كرث من % 50من التطبيقات امل�ستخدمة • �سهولة الرتكيب وال�صيانة • انخفا�ض ثمنها باملقارنة مع تقنيات القيا�س ا إلخرى
Orifice Plate
53 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
حتكـــــــم
SCADA أ�نظمة ال�سكادا م .مازن دعبول �/شركة تكنوليد mdaabool@technolead.com مع أ�رتقاء نظم التحكم باملن� آش�ت ال�صناعية و اخلدمية املختلفة تبلورت بنى قيا�سية لهذه النظم فا�ستخدمت أ�جهزة التحكم املربمج املختلفة ( PLCو )... DDCالتي اخت�صرت لوحات التحكم القدمية التي اعتمدت �سابقاً على احلاكمات وامل ؤ�قتات والعدادات ....الخ. ثم ظهرت احلاجة �إىل و�سائط لتحقيق التخاطب مع م�شغلي هذه النظم إلعطاء أالوامر و ا إلظهار و أالر�شفة فا�ستخدم لذلك برامج حا�سوبية �سميت ال�سكاد / / SCADAاخت�صارا لـ Supervisory Control And Data/ ./ Acquisitionأ�ي نظم التحكم واملراقبة العامة و حت�صيل املعطيات. تقوم لوحات توزيع القدرة باحل�صول على القدرة من املنابع �سواء كانت من ال�شبكة أ�و املولدات و توزعها على املن� أش�ة مع احلمايات الالزمة ,أ�ما لوحات القيادة فهي التي ت ؤ�من قيادة جتهيزات املن� أش�ة بالطريقة املنا�سبة لها مع ت أ�مني احلمايات من أالخطاء و أالعطال املختلفة أ�ما لوحات التحكم فهي التي تتخذ القرار كونها املربجمة ألداء العمليات وفقا للمنهج املح�ضرة له.
54 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
و ال�شكل التايل يو�ضح البنية عامة لنظام كهربائي و نظام حتكم و يظهر فيه موقع ال�سكادا. مكتب ا إلدارة
لوحات القيادة
لوحات توزيع القدرة
حمطات �سكادا
لوحات حتكم ()PLC ,DDC , DCS
حمركات -بوابات �-صمامات -مراوح -نواقل ...الخ
ال ـ ـ ـحـ ـ ـق ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــل
ح�سا�سات متحكمات باملو�ضع م�شغالت مرمزات
Sensors positioners Actuators Encoders
و ي أ�تي دور أ�نظمة ال�سكادا هنا بامل�ستوى الذي يلي لوحات التحكم فهي عبارة عن برجميات حا�سوبية تهدف على تب�سيط الدور الب�شري للم�شغلني ب�إي�ضاح وتب�سيط وتخزين حالة نظام التحكم و ت�سهيل ت�شغيله ومن ثم ربطه بامل�ستويات أالعلى للمن� أش�ة بغرف ا إلدارة و �صو ًال ملكتب املدير.
حتكـــــــم يف ا إل�صدارات أالوىل من برجميات ال�سكادا مت اللجوء �إىل اللغات الربجمية منخف�ضة امل�ستوى مثل Assembly ومن ثم عالية امل�ستوى مثل البا�سكال وال�سي والدلفي .ولكن فيما بعد ظهرت برجميات متخ�ص�صة لهذا الغر�ض وظهرت معها �شركات أ�و أ�ق�سام ل�شركات متخ�ص�صة بتطويرها .
ميزات تطبيق برامج ال�سكادا: تتمتع هذه الربجميات على أالقل مبا يلي : � - 1سهولة بناء �صفحات ر�سومية لمحاكاة عمل المن� أش�ة المطلوب التحكم بها وتوفر مكاتب للمكونات الم�ستخدمة بكثرة في عمليات التحكم . � - 2سهولة بناء طبقة االت�صال مع وحدات التحكم. - 3تعريف متحوالت كم ؤ��شرات لقطاعات معينة من ذاكرة وحدات التحكم و ربطها مع ال�صفحات الر�سومية و يمكن أ�ن تكون هذه المتحوالت من أ�نواع مختلفة مثل Digital Integer, long, real, Ar.rays , String - 4تعريف ا إلنذارات و ت�سجيلها وفقاً للوقت والتاريخ. - 5تعريف أالحداث و طريقة اال�ستجابة لها .
ميزات �إ�ضافية لربامج ال�سكادا:
كما أ�ن كثرياً من برجميات ال�سكادا ت�ضيف �إىل ما �سبق :
� - 1إمكانية بناء �شبكة من البرمجيات بحيث يتمكن أ�كثر من م�ستخدم الو�صول للنظام وبالتالي دعم بنية الـ Redundantو بنية .Client Server � - 2إمكانية الربط مع حمركات قواعد البيانات املختلفة املعروفة. � - 3إمكانية الت�صفح ال�صفحات من خالل الـ . WEB - 4دعم تعدد اللغات مما ي�سهل التنقل بين هذه اللغات.
� - 6إن�شاء م�ستخدمين متعددين مع ال�صالحيات المنا�سبة لكل منهم.
- 5التوافق مع برمجيات ERPو ذلك لنقل معلومات النظام لتكون بخدمة أالهداف ا إلدارية و المحا�سبية.
� - 7إن�شاء املنحنيات البيانية .
بناء برنامج �سكادا:
� - 8إن�شاء التقارير و �إمكانية طباعتها. - 9دعمها للغة برمجية ما خا�صة بها أ�و إلحدى اللغات المعروفة.
�إن ال�شروع ببناء برنامج الـ scadaيبد أ� من حتليل نظام التحكم و حتديد املتطلبات الالزمة لهذا النظام و توزيع أالدوار ب�شكل �صحيح و مدرو�س بني ال�سكاد و وحدات
التحكم و ين� أش� عن ذلك كله حتديد املتحوالت ( )Tagsاملطلوبة و ال�صفحات الر�سومية و ا إلنذارات وال�صالحيات. ثم يبد أ� العمل ب�إن�شاء طبقة االت�صال بني ال�سكادا و وحدة التحكم ,وبعد جناح هذه املرحلة يتم �إدخال املتحوالت ح�سب النوع و العنوان لكل منها .ثم يتم بناء ال�صفحات الر�سومية و ربطها مع املتحوالت املذكورة لتعرب هذه ال�صفحات عن حالة النظام وميكن التحكم من خاللها. ثم يتم أ�ي من هذه املتحوالت ي�شكل تغري حالته خطراً ما على أ�داء النظام لتيم �إدخاله ك�إنذار .و ملراقبة تغريات املتحوالت التمثيلية يتم �إن�شاء املنحنيات البيانية ,ثم �إن�شاء امل�ستخدمني .....
املقارنة بني حزم ال�سكادا: للمقارنة بني احلزم برجميات ال�سكادا املختلفة و للحكم على مدى قوة برنامج �سكادا البد من مالحظة النقاط التالية: - 1الوثوقية و املرونة و ال�سهولة. - 2توفر املكتبات ر�سومية كبرية و�سهولة توظيفها .
55 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
حتكـــــــم - 3دعم أ�كبر عدد من وحدات التحكم جماالت ا�ستخدام ال�سكادا: المعروفة عالمياً كمثال
(Omron,
)Siemens, ABB, Schneider…etc وبروتوكوالت االت�صال المختلفة كمثال (Profibus , Modbus, TCP/ IP, Lonwork , OPC , Backnet .)….. etc � - 4سرعة م�سح البيانات و معاجلتها. � - 5سعة تخزين ا إلنذارات و أالحداث المختلفة و المنحنيات البيانية. - 6قوة اللغة البرمجية و غنى مكتبات التوابع الملحقة بها. - 7عدد المتحوالت أالعظمي الذي يمكنها االت�صال به. - 8دعمها لل�شبكات (Server …. Clie ) ent , Redundantو لل .WEB
البد من ا إل�شارة �إىل أ�هم املجاالت التي ا�ستخدمت فيها برجميات ال�سكادا: لنتاج Factory / - 1أ�تمتة خطوط ا إ ./ Automation - 2أ�تمتة العمليات ا إلنتاجية والخدمية المختلفة (معالجة المياه ,م�صافي النفط ,م�ستودعات النفط , معالجة المواد الغذائية و ال�صناعات البتروكيميائية و ال�صناعات الدوائية) . /Process Automation/ - 3أ�تمتة �إدارة أالبنية BMSاخت�صارا لـ .Building Management system - 4أ�تمتة �إدارة الطاقة Power Mana agementأ�و ما ي�سمى .Substation
املنزل الذكي �أنظمة التحكم يف املنزل الذكي: • التدفئة والتكييف املركزي • التهوية والتدفئة االر�ضية • الإ نذار عن احلريق • مراقبة �ضد ال�سرقة • التحكم بالإ نارة • الإ نذار عن ت�سرب الغاز وطوفان املاء . • التحكم بال�صوت • التحكم املربمج بالتجهيزات داخل املنزل
56
دم�شق � -سوريا ج ــوال 00963-933878499 : هاتف 00963-11-5441049: فاك�س 00963-11-5440100: �ص.ب 4024: التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
وكما ذكرنا �سابقاً تقوم برامج ال�سكادا بدور الو�سيط بني نظام التحكم و بني امل�ستخدم و ذلك من خالل �إظهار ر�سومي تمُ ّكن امل�ش ّغل من �إعطاء أالوامر و مراقبة النظام ومينعه من أالخطاء كما يُظهر و يخ ّزن أالعطال التي حتدث و ي�سمح بتخزين حالة النظام و ت�صدير التقارير املختلفة و توزيع �صالحيات عمل كل م�ش ّغل ,كما ميكن ربط هذه الربامج مع برجميات ا إلدارة لت�ساعد على �ضبط ا إلنتاج و تقييم أالداء و ت�سهيل اتخاذ القرار.
Smart Home
منظومة املراقبة والتحكم يف أ�متتة املباين وفق نظام EIB/KNX م .محمود حافظ � -شركة �سكر لل�صناعات ا إللكترونية mahmoud.hafez@souccer.com
يويل العاَمل اليوم اهتماماً بالغاً بنظام �إدارة املباين والذي يهدف اىل توفري الطاقة امل�ستخدمة وحتقيق املرونة والرفاهية أ والمان عن طريق نظام متكامل لتخفي�ض فرتات اال�ستهالك أ للجهزة والوحدات املوجودة يف املباين وزيادة عمرها ا إلفرتا�ضي .وتعترب أ�نظمة الـ EIB European Installation Bus التي تخ�ضع للموا�صفات القيا�سية أالوربية للمنظومات ال�صناعية والتجارية من أ�حدث املنظومات أ�كرثها أ�نت�شاراُ ..لذا فقد أ�ن� أش�ت ال�شركات امل�صنعة للمنتجات الكهربائية و أ�جهزة التحكم منظمة خا�صة يف بروك�سيل عام 1990م لتحقيق التوحيد القيا�سي مما يجعل من EIB منظومة عاملية املقايي�س ..............
حيث احتدت كربى ال�شركات امل�صنعه فى اوربا فى جمال الكهرباء لتقدمي نظام حتكم للمبانى و املنازل KNXليحل حمل أ�نظمة التحكم التقليديه ,و نظام EIB/KNX هو نظام للتحكم فى كل أالحمال
حم ً ال ألخرى أ�و مكملة لها دون احلاجة ألي تغيري ،فيما كان يطلق عليه Open system
–
Multi Source supply
.
وتعترب EIBمنظومة حتكم متكاملة يف جميع الوظائف الكهربائية يف املبنى .. ميكن أ�ن حتل حمل املنظومات التقليدية للتحكم يف جماالت :ا إل�ضاءة – تخفي�ض ا إل�ضاءة – احلرارة – التهوية – التكييف الال مركزي – التحكم من خالل �شا�شات أ�و مفاتيح النظام ..
االلكرتوميكانية فى املبانى و الربط مع أ�نظمة التيار ال�ضعيف مثل كامريات املراقبه ,ال�صوتيات و أ�نظمة العر�ض وهو نظام عاملى ت�صنعه آالن مائة واثنان و ع�شرون �شركة فى أ�وروبا و حا�صل على , ISO/IEC14543 EN50090ولي�س احتكار على �شركة م�صنعة واحدة ويهدف النظام �إىل توفري الطاقة امل�ستهلكهة فى املبنى و التحكم من خالل �شبكة واحدة مما يوفر تكلفة كبرية فى أ�عمال الرتكيب و الكابالت امل�ستخدمه .
- torsوحدات التغذية - Power Supply املفاتيح الذكية . Intelligent Switches
ميكن فيها ا�ستخدام منتجات أ�ية �شركة
وتعترب جميع الوحدات املكونة للنظام
وتتكون املنظومة الواحدة من جمموعة من املكونات مثل : ااحل�سا�سات - Sensorsامل�شغالت Actuat
57 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
أ�نظمة �إدارة املباين
Building Automation System (e.g. AREADAT GA 2000) Gateway
وحدة ات�صال
EIB (area line)
Printer
طابعة
Area coupler
PC
حا�سب
230 V
وحدة تغذية
وحدة حتكم وظيفية
Application controller
Power supply with choke
EIB (main line) Line coupler Power supply with choke
EIB (line) Switch sensor
التحكم با إلنارة
Push button
نظام التحكم بال�ستائر
Shutter switch Binary output
نظام التحكم بالتربيد
منظومة املولدة الكهربائية والطوارئ Emergency and stand by power
Binary output Radio timer
Display panel
مقيا�س �سرعة الرياح Anemometer
Binary input Fan
�إنذار و حاالت عمل التجهيزات Alarm and operational indication
Shutter actuator
نظام التحكم باحلرارة
Panel unit for push button or LED
�إنذار �ضد ال�سرقة Burglar alarm
Room thermostat Binary display
�إنذار �ضد احلريق Smoke alarm
Movement sensor Diagnosis unit
ح�سا�سات ت�سرب املاء Leak detector
Zone Terminal
�إنذار من حدوث طوارئ Emergency alarm
EIB (are a
line)
Maximum demand controller
230 V
نظام املراقبة والتحكم بالتجهيزات
IR-hand-held transmitter
Infrared interface
Heating
Conventional push button/switch
Binary output
Lighting
Shutter
كبا�سات الت�شغيل و ا إليقاف
58
European Installation Bus (EIB) 2009 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن
for
tru
أ�نظمة �إدارة املباين وحدات ذكية حيث يحتوي كل منها على وحدة معالج " ميكرو برو�سي�سور " تت�صل فيما بينها على التوازي بوا�سطة زوج واحد من أ ال�سالك املجدولة Twisted Pair Line 2 مبقطع mm 0,8يطلق عليه Bus .. cable
re w vie ctu
s on
Intelligent Devices
ble
Ca
وذلك ب�إحدى طرق التو�صيل ( ( ) Line – Tree – Starوميكن تو�صيل أ�ي من مكونات النظام مبا�شرة على Bus Cableمما يحقق �إمكانية ar St االت�صال ببع�ضها البع�ض مبا�شرة Peer To Peer
t no s ng Ri mis r pe
1
9
7
N
ST
6
N
N
ST
TN
S
x 0 ma x. 10 m 0 ma 20 . n mi
N
ST 4
N
ST
TN
S
Brightness sensor
N
ST 3
Lighting 16
15
N
ST
3
TN
S
N
ST
N
ST 1
e
14
Bus line Power transM mission line
re PanelTfor visualization N
ST 13
N
Infrared 10
N
ST
N
With EIB 12 N
e lin . m ever u im ow x a TN ,h e tS e m ed las Th eed to th e 29VDC c ex pply LN) to th u (T TN n r s ion ee e 1000 tS w tat o irs etw f P ts b the ngth nce s las m ta ie le Fro rall dis ppl e m su Ov imu wer n Mi o po tw
ST
N
ST
بحيث يتيح لكل وحدة القدرة على تغذية ine L64جهاز من املنظومة تتحكم الواحدة منها بـ 8أ�حمال منف�صلة كل منها يعمل على 16 – 10أ�مبري من خالل خط واحد وميكن تو�صيل كل 15خط منها معاً 0V ليكونا منطقة 23 .Zone r we Po pply su
ST
ST
tre r. T ne r and a t s
b
ويتم تغذية هذه املكونات من خالل وحدة ميكن للواحد منها تغذية بجهد ! مرت . التغذية حتى
2 17
B
EI
وذلك ب�سرعة Sec / Bit 9600من خالل o yn t a m o sis أ�مر يتكون من عنوان كل من الرا�سل e gs s n rin doe ng r y i l t n EIB ina واملر�سل �إليه واملعلومة املطلوب تنفيذها .O ed he rm bin d. T a te e وذلك من خالل املفاتيح الذكية أ�و ح�سا�سات اىل امل�شغالت التيire تقومusبتنفيذ حمتوى qu e e r n b ca r. notأ �شارةB n احلركة أ�و احلرارة أ�و �......إلخ . to منgy EI املر�سل الay مر ويتم �إر�سال � إ a e, olo the m m p e y s lin o of t n n i e e الرا�سل لت أ�كيد t a gie m- al الر�سالةLin s lin و�صولos lo � 0 mإليه اىل in o ith 2.3 bu n alm topo be c 35 m w e i �صحيحة و أ�نه s x. 700 متth . تنفيذها Th laid a ine can l g m n e e . 0m e e h l 5
8
the to ed . We l is s ne ation an n t ng e. I s i s ng d u s lin site n e bu qui mm tified he re s r t ie ce to pert , n ro o es i r t di cal p f co si er o y ph mb (nu
e tb
Without EIB
ST
n tio ne ola s li , is e bu istin n tio ), th ly d akc e te w c. -se ss , et edia her cro tage mm ot i l vo be from . n ca shed lines i gu rent r cu
11
N ST
وكل 15منطقة ميكن تو�صيلها معا يف منظومة متكاملة تتكون من 14,400 وحدة ذكية ميكن أ�ن ت�صل اىل 57,600 وحدة . وتتميز EIBب أ�نها منظومة حتكم المركزية حيث تظل تعمل بكامل كفائتها الفنية حتى يف حالة حدوث عطل يف أ�ي من مكوناتها ...مما يحقق مرونة كبرية يف عملها وت�شغيلها ..ميكن التحكم فيها �سوا ًء من خالل املفاتيح الذكية أ�و من خالل �شا�شة للتحكم أ�و من خالل كمبيوتر ....وتتيح طباعة كافة أالحداث واملتغريات التي تقع يف املبنى من خاللها
59 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
احلماية من قفزات اجلهد العابرة وت أ�ثريات ال�صواعق
على كابل ما أ�ن يكون قادراً على التعامل معها لت أ�مني حماية التجهيزات املرتبطة بهذا الكابل .تتحدث املعايري املخت�صة عن أ�ن قيمة اجلهد والتيار الذي يظهر على ق�ضيب الت أ�ري�ض يف لوحة التوزيع الكهربائية الرئي�سية هي من رتبة 6KV و 3KAوهي تعترب من ال�صنف �( Bشكل ، ) 1وبالتايل ينبغي أ�ن يكون عن�صر احلماية املخ�ص�ص لهذه اللوحة قادراً على تفريغ قفزة جهد من هذه القيم . تو�ضح املعايري املخت�صة ( راجع ) C62.41أ�ن ممانعة �شبكة كوابل النقل لها دور كبري يف حتديد القيم العظمى للتيارات الناجمة عن قفزات اجلهد املفاجئة والناجتة عن ال�صواعق ، وتتعلق هذه املمانعة بدورها بحدود التيار الق�صوى التي ميكن أ�ن متر يف الدارة . IEEE
م .ب�شار �شرباتي bsharabati@gmail.com
3
مبادئ عمل أ�جهزة احلماية من قفزات اجلهد العابرة : 1مطاالت قفزات اجلهد الناجمة عن ال�صواعق : مهما كان ال�سبب يف ن�شوء قفزات اجلهد ف�إن ما يحدد مطالها يف واحد من أ�نظمة يظهر تفريغ ًا جانبي ًا لتيار ال�صاعقة الكابالت املختلفة هو العازلية بني هذا يف نقطة ت�أري�ض بعيدة ب�سبب غياب الكابل و أ�ي من التجهيزات الكهربائية أ�و �شبكة ت�أري�ض موحدة ا إللكرتونية املت�صلة به . بكالم �آخر ،لو أ��صابت قفزة عابرة يف اجلهد مطالها �آخذ يف االزدياد أ�حد كابالت نظام تو�صيل ما ف�ست أ�تي مرحلة ينهار فيها عازل الكابل أ�و اجلهاز املربوط به نتيجة لهذا االرتفاع املتزايد يف اجلهد و�سيتم بالتايل تفريغ هذا اجلهد ومنعه من متابعة التزايد . ب�إمكانك الرجوع �إىل املوا�صفات الدولية تو�صف عازلية الكابالت �ضمن التي ِّ أالبنية واحلدود الق�صوى لقفزات اجلهد العابرة التي ميكن أ�ن تنتقل عرب الكابالت وبالتايل قفزات اجلهد العابرة أالعظمية التي ينبغي لعن�صر احلماية SPDاملركب
60 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
ال�شكل()1
�صاعقة
ت أ�ثري جانبي 5.000.000v
خزان ماء
تيار ال�صاعقة مير من خالل أ�نابيب املاء يف وتد الت أ�ري�ض البعيدة
200KA
أ�نابيب املاء
وتد ت أ�ري�ض بعيد
وتد ت أ�ري�ض حملي لل�صواعق
كـــهربــــــــــاء فمث ً ال ميكن لق�ضيب ت أ�ري�ض ذي ممانعة منخف�ضة ومعدل مترير أ�عظمي للتيار قدره 1KAأ�ن ميرر تيار �صاعقة ي�صل اىل ، 3KAبينما لن ي�سمح ق�ضيب ت أ�ري�ض ذي ممانعة أ�على ومعدل مترير أ�قل للتيار ال يتجاوز A 30مبرور أ�كرث من 200A من تيار ال�صاعقة.
نظرا ألن الفيوزات وقواطع التغذية ذات �سرعات ا�ستجابة بطيئة ن�سبيا ،ف�إنها ال تعتمد كعنا�صر حماية .وعادة ما يتم اختيار عنا�صر احلماية من قفزات اجلهد العابرة من بني الفئات الثالث التالية :
1
حجرات التفريغ الغازية GDT Gas Discharge Tubes
2 3
فاري�ستورات أالكا�سيده املعدنية
MOV
Metal Oxide Varistors
ديودات التخميد ال�سريعة High Speed Clamping Diodeأ�و Suppressor Diode
Volts
عملياً تعمد ال�شركات امل�صنعة �إىل دمج نوعي احلمايات لت�شكيل حماية هجينة أ�كرث فعالية .نظراً ألن قفزات اجلهد الناجمة عن ت أ�ثريات ال�صواعق قد تتزايد من ال�صفر وحتى قيمة 6KVخالل ،1us ف�إنه ينبغي على عنا�صر احلماية أ�ن تعمل ب�سرعات تتنا�سب مع هذه القيم.
Time
-2عن�صر GTDمنحني العمل والرمز الكهربائي
Volts
2العنا�صر التي تتكون منها احلمايات : يقع الفنيون املهتمون ب� ؤ ش�ون احلمايات من احلاالت العابرة يف حرية لدى قيامهم باختيار أ�جهزة احلماية املنا�سبة لتطبيقاتهم ،خ�صو�صاً لدى االختيار ما بني عنا�صر حماية قادرة على التعامل مع تيارات ذات قيم عالية وبني حمايات ذات �سرعة ا�ستجابة عالية ،فبع�ض احلمايات تكون قوية يف �إحدى هاتني اخلا�صتني ،بينما تتميز حمايات أ�خرى يف اخلا�صية أالخرى .
�أداء عنا�صر الحماية المختلفة
ال�شكل()2
Current
-1عن�صر MOVمنحني العمل والرمز الكهربائي
تتحمل حجرات التفريغ الغازية تيارات تفريغ عالية � ،إال أ�ن �سرعة ا�ستجابتها بطيئة ن�سبياً مما يعني �إمكانية عبور جزء كبري من تيار التفريغ �إىل املراحل التالية من الدارة قبل أ�ن تبد أ� هذه احلماية بالتفريغ . تت�صف ديودات التخميد ذات ال�سرعات العالية بالدقة وب�سرعة اال�ستجابة الكبريتني لقفزات اجلهد� ،إال أ�نها غري قادرة على التعامل مع تيارات تفريغ كبرية .
4
عنا�صر حماية لكابالت التغذية الرئي�سية :
1عموميات
ينبغي اختيار حمايات من قفزات اجلهد العابرة لرتكيبها على خطوط التغذية الرئي�سية ،ا�ستنادا �إىل قدرة النظام ككل على حتمل قفزات اجلهد .وبكالم أ�دق ،ينبغي على عن�صر احلماية أ�ن يكون قادرا على التعامل مع قفزات جهد عابرة من م�ستوى ي ؤ�من ال�سالمة ملعظم التجهيزات التي حت�صل على تغذيتها من خطوط التغذية هذه .ينبغي على احلماية أ�ي�ضا أ�ن تكون قادرة على تفريغ التيار أالعظمي للقفزة العابرة التي ميكن أ�ن يتعر�ض لها نظام التغذية الكهربائية هذا .ينبغي أ�ن نتذكر دوما أ�ن هناك ثالث مناطق حماية هي .A,B,C :
Current
-3ديود تخميد -منحني العمل والرمز الكهربائي عموما ،ت�ستطيع أ�غلب أ�نظمة التغذية الكهربائية ذات اجلهود املنخف�ضة ( ) V 240/415مع التجهيزات التي تتغذى منها أ�ن تتحمل قفزات يف اجلهد أ�على من جهد تغذيتها أال�سمي أالعظمي مبرتني �إىل ثالث مرات ( أ�ي kV 1بالن�سبة لنظم التغذية V .rms. ( 3 kA 8/20us 240 ح�سب امللحق Cمن املعيار . ) BS6651 2املحددات الأ �سا�سية لعنا�صر SPD اخلا�صة ب�أنظمة التغذية الكهربائية :
ينبغي عند اختيار عنا�صر حماية خا�صة بتطبيقات نظم التغذية الكهربائية أ�خذ أالمور التالية بعني االعتبار:
61 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
كـــهربــــــــــاء جهد ا إلنهيار > . kV 1 طور الت�شغيل ( فاز – نرت /فاز -أ�ر�ضي /نرت – أ�ر�ضي ) القيمة العظمى للتيار املرافق لقفزة اجلهد:
· احلماية من ال�صنف Aأ�كرب من .kA 10 احلماية من ال�صنف Bأ�كرب من . kA 3 احلماية من ال�صنف Cأ�كرب من . kA 1 ( وهي قيمة مهمة يف حتديد عمر عن�صر احلماية �إذ أ�ن حماية قادرة على التعامل مع kA 20ت�ستطيع أ�ن تتعامل مع عدد كبري من تيارات �صواعق بقيم ال تتجاوز ) kA 3 تيار الت�سريب > . mA 0.5
62 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
تو�صيالت نموذجية لحمايات
ال�شكل()1
لوحة التغذية
�إىل التجهيزات املحمية
بارات النقل الكهربائي خمرج 3فاز
كابل التو�صيل أ�قل من 1م بني الفاز والنرت أ والر�ضي
مفتاح الداخل
�آ -الو�صل يف لوحة التوزيع
م�صدر التغذية
SPD
- 1عموميات: ينبغي عند اختيار حمايات ألنظمة االت�صاالت و أ�نظمة نقل البيانات أ�ن ن أ�خذ
يعمد بع�ض منتجي احلمايات �إىل اعتبار أ�ن زمن ا�ستجابة جتهيزاتهم هو من رتبة ns 10 ويف هذا تو�صيف خل�صائ�ص بع�ض املكونات �ضمن عن�صر احلماية � ،إذ أ�ن ا�ستجابة من هذا القبيل غري ممكنة التحقيق بالن�سبة
SPD
5
حمايات أ�نظمة االت�صاالت ونقل املعطيات
. ) V (8/20us 24
20A
�إىل التجهيزات املحمية
كابل التو�صيل أ�قل من 1م بني الفاز والنرت أ والر�ضي م�صدر التغذية
علبة تو�صيل ب -التو�صيل عرب فيوزات
جتهيزات حممية
كابل التو�صيل أ�قل من 1م بني الفاز والنرت أ والر�ضي مفتاح بفيوز ZOA
م آ�خذ ت أ�غذية
SPD
م ؤ��شرات داللة على حالة عن�صراحلماية :متوفر متا�سات بدون تغذية :وذلك لال�ستخداميف أالماكن التي ينبغي أ�ن ت ؤ�من �إر�سال حتذير ملكان بعيد عند حدوث خلل ما. معدل احلماية IP40للحماياتالداخلية ،و IP65للحمايات اخلارجية. احلرارة والرطوبة :تنا�سب اجلو املحيط. أال�ضرار التي قد تنجم عن نظاماحلماية :ينبغي أ�ن ال ي ؤ�ثر عن�صر احلماية SPDعلى �آلية العمل الطبيعة للنظام املت�صل به . مالحـ ـ ـ ـ ـ ـ ــظة يجب مراعاة عدم و�صل عنا�صر احلماية ذات احلجرة الغازية مبا�شرة �إىل كوابل التغذية الرئي�سية ،ألنها قد ت ؤ�دي �إىل حدوث ق�صر يف نظام التغذية الرئي�سي.
بعني االعتبار قدرة كامل النظام على حتمل قفزات اجلهد .وبكالم أ�دق ،ينبغي على عن�صر احلماية أ�ن يكون قادراً على التعامل مع قفزات جهد عابرة من م�ستوى ي ؤ�من ال�سالمة ملعظم التجهيزات املربوطة بالنظام .ينبغي على احلماية أ�ي�ضا أ�ن تكون قادرة على تفريغ التيار أالعظمي للقفزة العابرة التي ميكن أ�ن يتعر�ض لها النظام. ينبغي أ�ن نتذكر دوما مناطق احلماية الثالث ( A,B,C :احلمايات خارج البناء هي من ال�صنف .) A
عموماً ،ت�ستطيع أ�غلب أ�نظمة كابالت الت�صاالت والتجهيزات نقل املعطيات أ�و إ املرتبطة بها أ�ن تتحمل قفزات يف اجلهد ال�سمي أ أ�على من جهد تغذيتها أ العظمي مبرتني أ�ي V 48بالن�سبة لنظم التغذية
م�صدر التغذية ج -الو�صل �إىل م آ�خذ التجهيزات
كـــهربــــــــــاء ال�شكل()4 جتهيزات �صحية LNE
LNE
م آ�خذ تغذية
SPD
مدخل تغذية عرب الفيوزات
و�صل احلمايات ت�سل�سلي ًا ال�شكل( )5لوحة توزيع ق�ضيب ت أ�ري�ض مدخل التغذية
خط بيانات أ�و ات�صالت
جهاز حممي SPD
جهاز حممي
و�صلة أالر�ضي أ�قل من 1م
و�صلة أالر�ضي أ�قل من 1م
SPD
خط بيانات أ�و ات�صاالت
-1الو�صل مع لوحة توزيع الطاقة
ENL
-2الو�صل مع أ�ر�ضي اجلهاز
تو�صيالحلمايات بالأ ر�ض لأ نظمة االت�صاالت ونقل البيانات
لعن�صر احلماية بكل مكوناته ،فاملمانعة -جهد ا إلنهيار � :ضعف جهد الت�شغيل الناجمة حتى عن أ�ق�صر الو�صالت بني أالعظمي للدارة التي ا�ستخدمت دارة أ�طراف عن�صر احلماية ومكوناته الداخلية احلماية ألجلها. �ستجعل أ�داء بهذه ال�سرعة م�ستحيال .أ�ي�ضاً جهد االنهيار كما يتم قيا�سه عند ف�إن كالماً من هذا القبيل اليعدو عن كونه جنك�سيونات التو�صيل لكامل احلمايات، خدعة خا�صة �إذا الحظنا أ�ن أ��سرع قفزات وذلك عند تطبيق موجة نب�ضات اجلهد التي ميكن م�صادفتها هي من رتبة اختبار للتيار من رتبة us 10/700على ( . ! ) us 10/700وباملقابل لو أ�ن عن�صر احلمايات. ً احلماية كان بطيئا يف عمله ،ف�إن هذا -القيمة العظمى للتيار املرافق لقفزة أ �سينعك�س على �دائه و�سيكون جهد احلماية اجلهد -:ال�صنف ( Cمنخف�ض ) .kA 2.5 اخلا�ص به مرتفعا جداً. ال�صنف ( Cمرتفع ) .kA 10 - 2اخل�صائ�ص املثالية لعنا�صر هي قيمة مهمة يف حتديد عمر عن�صر احلماية اخلا�صة ب�أنظمة االت�صال احلماية �إذ أ�ن حماية قادرة على التعامل مع ونقل البيانات: kA 10ت�ستطيع أ�ن تتعامل مع عدد كبري ينبغي عند اختيار عنا�صر حماية خا�صة من تيارات حتري�ضية ال تتجاوز ) A 125 ب أ�نظمة االت�صاالت أ�خذ أالمور التالية -أال�ضرار التي قد تنجم عن نظام احلماية :ال ينبغي أ�ن ت�سبب عنا�صر بعني االعتبار:
احلماية أ�ي تغري يف العمل الطبيعي للنظام املطلوب حمايته . �ضياعات ناجمة عن الرتكيب :وهيتتعلق بطول كابل التو�صيل. عر�ض احلزمة :يعرب عنها عادة عندنقطة 3dBيف نظام الـ .Ohm 50 مقاومة احلماية الت�سل�سلية :الحظأ�نه يف حال كانت املقاومة املقا�سة عند و�صل احلمايات ت�سل�سليا ت�ساوي ال�صفر، فمن املمكن �ضمن بع�ض الظروف أ�ن ال يعمل نظام احلماية ،وهذا يعني أ�ن يظل النظام غري حممي. معدل موجة اجلهد التي تتحملهااحلماية :وهي قيمة ت�شري �إىل ت أ�ثري عنا�صر احلماية على ال�شبكة. �سعة الو�صلة :وهي ت ؤ�ثر على عر�ضاملوجة. احلرارة /الرطوبة :يجب أ�ن تذكرالقيم العليا والدنيا.
6
الرتكيب العملي:
- 1حمايات التغذية الرئي�سية: • و�صالت احلمايات: �إن طول كابالت تو�صيل احلمايات ت ؤ�ثر �سلبا على أ�دائها ( �إن كابل ت أ�ري�ض مقطعه 16mm 2وطوله 1م ميكن أ�ن ين� أش� بني طرفيه جهد يزيد على 300Vعند تطبيق قفزة بقيمة .)6kV/3kAوبالتايل ينبغي تثبيت احلماية ك أ�قرب ماتكون للنظام املطلوب حمايته .يبني ال�شكل 3ثالث طرق لتنفيذ ذلك. • تو�صيل احلمايات ت�سل�سليا: للحد من خماطر قفزات اجلهد التي تن� أش� على امتداد الكوابل نتيجة للربط التحري�ضي أ�و ال�سعوي ،ينبغي تو�صيل احلمايات الت�سل�سلية ك أ�قرب ما تكون للتجهيزات املراد حمايتها.
63 التقنيات ال�صناعية العدد الثامن 2009
�شركة جمذوب إاخوان
كـــهربــــــــــاء
خلدمات حمطات الوقود والتجارة العامة
معدات عد و� خ ونقل وت�صفية مواد الوقود واملواد البرتولية والبرتوكيماوية
�صمامات حتكم جلميع اال� تخدامات(ماء -مواد غذائية -بخار -غاز -وقود )
)Control Valves For all Application (water - Food - steam - Gas - Fuel �صناعة � ركة SMS - TORKالرتكية موا�صفات و� هادات جودة عاملية كفالة طويلة
م� خات اإلكرتونية حديثة مع قارئة الكرت (وطباعة فاتورة) و� ا� ات ملتميديا
أانظمة فلرتة الوقود جتهيزات اإنارة م� ادة إللنفجار (�صناعة تركية )
)Ex-proof items (fluorescent lamps flood lamps, junction & control boxes
م� خات وعدادات الوقود م� خات غاط� ة خا�صة للوقود
www.mbco-sy.com Telefax: + 963 11 5321212 info@mbco-sy.com Tel : + 963 11 53398870 - mobile : +963 933 406061 -P.O.Box 34010 - Damascus - Syria samimjzb@scs-net.org
استمارة اشرتاك يف جملة التقنيات الصناعية أال�سم ............... .................. :ال�شركة .............................: املن�صب الوظيفي ...................:جمال عمل ال�شركة .................: العنوان الربيدي ................................................................... : .......................................................................................... �صندوق الربيد .....................: املدينة ............................. :الدولة .............................. : الربيد االلكرتوين ..................................................: الهاتف ........................... :اجلوال ..................................... : الفاك�س .......................... :
ا�شرتاكك يف جملة التقنيات ال�صناعية ي�ضمن توا�صلك مع آ�خر اخبار آ الالت والتقنيات ال�صناعية للإ �شرتاك يرجى �إر�سال هذه البطاقة على رقم الفاك�س 00963-11-5441049 : �أو عرب الربيد الإ لكرتوين للمجلة info@intech-mag.com
64
المارات 125درهم ،قطر 125ريال ،عمان 125ريال ،الكويت قيمة اال�شرتاك ( 6أ�عداد )� :سورية 1000 :ل�.س ،ال�سعودية 125ريال ،إ ،2009باقي الدول العربية 35دوالر ال�شركات وامل ؤ��س�سات احلكومية 75دوالر امريكي الثامنجنيه العدد140 ال�صناعيةم�صر لتقنيات 25دينار، 10دينار ،ااالردن