افزایش ایمنی با انتخاب درست سیم بکسل: نکات کلیدی

مجموعه: تجهیزات ایمنی و بهداشتی

سیم بکسل ابزار کلیدی در سیستم‌های بالابری مانند جرثقیل و آسانسور است

سیم بکسل: ساختار، انواع، کاربردها و نکات ایمنی

سیم بکسل‌ها یکی از اجزای حیاتی در صنایع مختلف، به‌ویژه در سیستم‌های بالابری مانند جرثقیل‌ها و آسانسورها، هستند که نقش کلیدی در انتقال ایمن و کارآمد بارها ایفا می‌کنند. این ابزارها به دلیل انعطاف‌پذیری، مقاومت بالا و قابلیت اطمینان، جایگزین مناسبی برای زنجیرها و سایر وسایل مشابه محسوب می‌شوند. در این مقاله، به بررسی جامع ساختار، انواع، کاربردها، معیارهای انتخاب و نکات ایمنی مرتبط با سیم بکسل‌ها می‌پردازیم.

مقاومت بالای سیم بکسل آن را برای بارهای سنگین ایده‌آل می‌کند

ساختار سیم بکسل

سیم بکسل از مجموعه‌ای از مفتول‌های فولادی تشکیل شده که به‌صورت رشته (Strand) و کلاف (Rope) بافته می‌شوند. اجزای اصلی آن عبارتند از:

• مفتول‌ها (Wires): واحدهای پایه‌ای سیم بکسل که از فولاد با مقاومت کششی بالا (معمولاً 130 تا 250 کیلوگرم بر میلی‌متر مربع) ساخته می‌شوند.

• رشته‌ها (Strands): مجموعه‌ای از مفتول‌ها که به‌صورت مارپیچ به هم تابیده شده‌اند.

• مغزی (Core): هسته مرکزی که رشته‌ها حول آن پیچیده می‌شوند و به حفظ ساختار و افزایش استحکام کمک می‌کند.

• کلاف‌ها: مجموعه رشته‌ها که حول مغزی بافته شده و سیم بکسل نهایی را تشکیل می‌دهند.  

سیم بکسل‌ها معمولاً با مشخصه‌ای مانند 6×19+FC توصیف می‌شوند، که در آن عدد 6 تعداد کلاف‌ها، 19 تعداد مفتول‌ها در هر کلاف و FC نوع مغزی (الیافی) را نشان می‌دهد.

سیم بکسل با مغزی فولادی برای کاربردهای سنگین مناسب‌تر است

انواع سیم بکسل

سیم بکسل‌ها بر اساس معیارهای مختلف دسته‌بندی می‌شوند که هر یک برای کاربردهای خاصی مناسب هستند:

براساس نوع تاب 

• تاب معمولی (Regular Lay): جهت تابیدن مفتول‌ها در رشته‌ها برخلاف جهت تابیدن رشته‌ها در کلاف است. این نوع مقاومت بالایی در برابر لهیدگی و تغییر شکل دارد، اما انعطاف‌پذیری و مقاومت سایشی کمتری ارائه می‌دهد.

• تاب لنگ (Lang Lay): جهت تابیدن مفتول‌ها و رشته‌ها همسو است. این نوع مقاومت سایشی بالاتری دارد، اما مستعد گره‌خوردن است و باید در شرایطی استفاده شود که هر دو سر آن مهار شده باشند.

• تاب ترکیبی: کلاف‌ها به‌صورت یک در میان به راست و چپ تابیده می‌شوند و برای کاربردهای خاص طراحی شده‌اند.

براساس جنس مفتول 

• فولادی بدون روکش: برای محیط‌های خشک و کاربردهایی با سایش بالا مناسب است.

• فولادی گالوانیزه: با روکش ضدزنگ، برای محیط‌های مرطوب مانند صنایع دریایی و شیلات ایده‌آل است، اما به دلیل فرآیند گالوانیزه، حدود 10% از مقاومت کششی خود را از دست می‌دهد.

• استنلس استیل: مقاوم در برابر حرارت و خوردگی، برای صنایع شیمیایی، غذایی و دارویی مناسب است.

براساس نوع مغزی

• مغزی الیافی (Fiber Core - FC): از مواد طبیعی (مانند کنف) یا مصنوعی (مانند پلی‌پروپیلن) ساخته شده و انعطاف‌پذیری بالایی دارد. این نوع در محیط‌های با حرارت بالا یا تحت فشار زیاد توصیه نمی‌شود.

• مغزی فولادی (Steel Core - SC): شامل یک رشته مفتول فولادی (WSC) یا یک سیم بکسل مستقل (IWRC) است که استحکام بیشتری فراهم می‌کند و برای کاربردهای سنگین مانند فولادسازی مناسب است.

• مغزی مستقل (Independent Wire Rope Core - IWRC): از چندین رشته سیمی تشکیل شده و مقاومت کلی را تا 7.5% افزایش می‌دهد.

براساس جهت تاب 

• راست‌گرد (Z): کلاف‌ها از چپ به راست تابیده شده و رایج‌ترین نوع هستند.

• چپ‌گرد (S): کلاف‌ها از راست به چپ تابیده شده و در کاربردهای خاص استفاده می‌شوند.

براساس نوع بافت 

• بافت سیل (Seale): مفتول‌های خارجی ضخیم‌تر، مقاومت سایشی بالا.

• بافت فیلر (Filler): مفتول‌های نازک داخلی، انعطاف‌پذیری و مقاومت سایشی بالا.

• بافت وارینگتون (Warrington): ترکیبی از مفتول‌های ضخیم و نازک برای تعادل بین انعطاف‌پذیری و استحکام.

• بافت استاندارد: انعطاف‌پذیری بالا برای کاربردهای عمومی.

ویژگی‌های خاص 

• سیم بکسل‌های مقاوم در برابر چرخش: برای کاربردهای با ارتفاع زیاد یا بارهای سنگین که نیاز به جلوگیری از چرخش دارند.

• سیم بکسل‌های روکش‌دار (PVC یا پلاستیک): برای محافظت در برابر سایش و خوردگی در قرقره‌های با اصطکاک بالا.

انتخاب سایز مناسب سیم بکسل عملکرد جرثقیل را بهبود می‌بخشد

کاربردهای سیم بکسل

سیم بکسل‌ها در صنایع مختلف به دلیل انعطاف‌پذیری و مقاومت بالا کاربرد گسترده‌ای دارند:

• جرثقیل‌ها: برای بلند کردن و جابه‌جایی بارهای سنگین.

• آسانسورها: برای حمل کابین و وزنه‌های تعادل، با مغزی الیافی برای انعطاف‌پذیری بالا.

• صنایع دریایی: در کشتی‌سازی و شیلات، با استفاده از نوع گالوانیزه برای مقاومت در برابر رطوبت.

• معادن: برای استخراج و حمل مواد معدنی.

• صنایع ساختمانی: در پل‌سازی، برج‌سازی و پروژه‌های عمرانی.

• صنایع شیمیایی و غذایی: با استفاده از استنلس استیل برای مقاومت در برابر خوردگی.

معیارهای انتخاب سیم بکسل

انتخاب سیم بکسل مناسب نیازمند توجه به عوامل زیر است:

حداقل نیروی گسیختگی

حداقل نیروی گسیختگی باید بر اساس وزن بار، ضریب ایمنی و استانداردهای مربوطه (مانند ASME یا ISO) محاسبه شود. این نیرو باید با در نظر گرفتن بارهای ضربه‌ای، شتاب و اصطکاک قرقره‌ها تعیین شود.

اندازه و قطر

قطر سیم بکسل باید با مشخصات درام و قرقره‌های جرثقیل یا آسانسور سازگار باشد. دفترچه راهنمای تجهیزات باید بررسی شود تا از انتخاب صحیح اطمینان حاصل شود.

مقاومت در برابر سایش و خستگی

سایش: سیم بکسل با مفتول‌های ضخیم‌تر مقاومت سایشی بیشتری دارد، اما انعطاف‌پذیری کمتری ارائه می‌دهد.

خستگی خمشی: تعداد مفتول‌های بیشتر در هر رشته، مقاومت در برابر خمش را افزایش می‌دهد. لایه‌های پلاستیکی بین مغزی و رشته‌ها نیز می‌توانند خستگی را کاهش دهند.

مقاومت در برابر خوردگی

در محیط‌های مرطوب یا خورنده، از سیم بکسل‌های گالوانیزه یا روکش‌دار استفاده کنید. برای دماهای بالا (بیش از 180°F)، مغزی فولادی توصیه می‌شود، و برای دماهای بیش از 800°F، باید از موادی مانند استنلس استیل استفاده شود.

چرخش و گشتاور

سیم بکسل‌های مقاوم در برابر چرخش برای کاربردهایی که یکی از سرها آزاد است یا بار در ارتفاع زیاد جابه‌جا می‌شود، مناسب هستند.

انعطاف‌پذیری

سیم بکسل با مفتول‌های نازک‌تر و مغزی الیافی انعطاف‌پذیری بیشتری دارد و برای کاربردهایی مانند آسانسورها مناسب است.

بافت سیل در سیم بکسل مقاومت سایشی بالایی فراهم می‌کند

نکات ایمنی و نگهداری

برای اطمینان از عملکرد ایمن و افزایش عمر مفید سیم بکسل، رعایت نکات زیر ضروری است:

بازرسی منظم

سیم بکسل را در ابتدای هر شیفت کاری بررسی کنید. به نقاط پر فرسایش، مانند محل‌های تماس با قرقره‌ها یا اتصالات، توجه ویژه‌ای داشته باشید.

علائم خرابی شامل پارگی (بیش از 10% رشته‌ها در یک گام)، سایش (بیش از 40% قطر)، زنگ‌زدگی، برق‌زدگی یا تغییر شکل هستند.

در صورت مشاهده هرگونه آسیب، سیم بکسل باید فوراً تعویض شود.

روغن‌کاری 

از روان‌کننده‌های سازگار با روان‌کننده تولیدی استفاده کنید. روغن‌کاری منظم از زنگ‌زدگی جلوگیری کرده و عمر سیم را افزایش می‌دهد. از روغن‌کاری بیش از حد که مانع بازرسی بصری شود، خودداری کنید. 

نصب صحیح 

نصب باید تحت نظارت فرد متخصص انجام شود. از ابزارهای مناسب برای برش و اتصال استفاده کنید.

هنگام پیچیدن روی درام، از کشش مناسب (2-5% نیروی گسیختگی) اطمینان حاصل کنید تا از شل شدن یا پیچش غیر یکنواخت جلوگیری شود.

زاویه بین رشته‌ها در زیر قلاب نباید بیش از 90 درجه باشد تا بار به‌طور یکنواخت توزیع شود.

اتصالات انتهایی 

روش‌های متداول شامل بافتن، پرس با بوش و کرپی بستن هستند. طول بافت باید حداقل 20-25 برابر قطر سیم باشد.

کرپی‌ها باید در یک جهت بسته شوند و تعداد آن‌ها متناسب با قطر سیم باشد (مثلاً 3 کرپی برای قطر تا 15 میلی‌متر).

ذخیره‌سازی 

سیم بکسل را در محیط خشک، خنک و سرپوشیده نگهداری کنید. از تماس با زمین و مواد شیمیایی خورنده جلوگیری کنید.

ریل‌ها را دوره‌ای بچرخانید تا از جابه‌جایی روان‌کننده جلوگیری شود.

اسقاط 

سیم بکسل را طبق استانداردهای مربوطه (مانند ASME) اسقاط کنید. تاریخ و دلیل اسقاط را ثبت کنید.

سیم اسقاطی را در مکانی امن با نشانه‌گذاری مناسب نگهداری کنید تا از استفاده مجدد جلوگیری شود.

خرابی‌های رایج و پیشگیری

سیم بکسل‌ها ممکن است به دلایل زیر دچار خرابی شوند:

• پارگی: ناشی از کشش بیش از حد یا سایش. اگر بیش از 10% رشته‌ها در یک گام پاره شوند، تعویض ضروری است.

• سایش: تماس با قرقره‌ها یا مواد ساینده. اگر قطر بیش از 40% کاهش یابد، تعویض لازم است.

• زنگ‌زدگی: در محیط‌های مرطوب، بررسی قطر و پارگی ضروری است.

• برق‌زدگی: تماس با کابل برق یا جوشکاری، که نیاز به تعویض فوری دارد.

• تغییر شکل: ناشی از لهیدگی، گره‌خوردگی یا پیچش بیش از حد.

برای پیشگیری، بازرسی منظم، روغن‌کاری مناسب، انتخاب صحیح و رعایت ظرفیت بار ضروری است.

سیم بکسل مقاوم در برابر چرخش برای بارهای مرتفع ایده‌آل است

سوالات متداول

1. تفاوت سیم بکسل با زنجیر چیست؟

سیم بکسل نسبت به زنجیر سبک‌تر، انعطاف‌پذیرتر و ایمن‌تر است. زنجیرها سنگین‌تر بوده و در برابر حرارت بالا مقاوم‌تر هستند، اما احتمال پارگی ناگهانی و تاب‌خوردگی بیشتری دارند. سیم بکسل‌ها به‌تدریج علائم فرسودگی (مانند پارگی رشته‌های خارجی) را نشان می‌دهند که امکان تعویض به‌موقع را فراهم می‌کند.

2. سیم بکسل گالوانیزه چه مزیتی دارد؟

سیم بکسل گالوانیزه با روکش روی (Zinc) در برابر زنگ‌زدگی مقاوم است و برای محیط‌های مرطوب مانند صنایع دریایی و شیلات مناسب است. با این حال، فرآیند گالوانیزه ممکن است 10% از مقاومت کششی را کاهش دهد.

3. چگونه می‌توان کیفیت یک سیم بکسل آسانسوری را بررسی کرد؟

برای بررسی کیفیت سیم بکسل آسانسوری، آن را خم کنید و رها کنید. اگر به سرعت به حالت اولیه بازگشت، کیفیت خوبی دارد. همچنین، مغزی کنفی نباید از رشته‌ها بیرون زده باشد و باید در مرکز قرار گیرد. سایز درام آسانسور نیز باید با قطر سیم بکسل سازگار باشد.

4. سیم بکسل مقاوم در برابر چرخش چیست؟

این نوع سیم بکسل برای کاربردهایی با ارتفاع زیاد یا بارهای سنگین طراحی شده که در آن‌ها یکی از سرهای سیم آزاد است و احتمال چرخش وجود دارد. ساختار چندلایه و جهت تاب مخالف در این سیم‌ها چرخش را کاهش می‌دهد.

5. چگونه می‌توان از زنگ‌زدگی سیم بکسل جلوگیری کرد؟

استفاده از سیم بکسل گالوانیزه یا استنلس استیل در محیط‌های مرطوب.

روغن‌کاری منظم با روان‌کننده‌های سازگار.

نگهداری در محیط خشک و دور از مواد شیمیایی خورنده.

6. ضریب اطمینان در انتخاب سیم بکسل چیست؟

ضریب اطمینان نسبت نیروی گسیختگی سیم بکسل به بار استاتیک است. این ضریب برای جبران ضربه‌های ناشی از بار، سایش و خستگی در نظر گرفته می‌شود و معمولاً بین 5 تا 6 است.

نتیجه‌گیری

سیم بکسل‌ها به دلیل انعطاف‌پذیری، مقاومت بالا و قابلیت اطمینان، نقش مهمی در صنایع بالابری، از جرثقیل‌ها گرفته تا آسانسورها و صنایع دریایی، ایفا می‌کنند. انتخاب نوع مناسب با توجه به تاب، جنس مفتول، مغزی، بافت و شرایط کاری، همراه با رعایت نکات ایمنی و نگهداری منظم، می‌تواند ایمنی عملیات را تضمین کرده و عمر مفید تجهیزات را افزایش دهد. بازرسی دوره‌ای، استفاده از روان‌کننده‌های مناسب و نصب صحیح از مهم‌ترین عوامل در کاهش خرابی‌ها و پیشگیری از حوادث هستند. با انتخاب آگاهانه و رعایت استانداردها، می‌توان از عملکرد بهینه و ایمن سیم بکسل‌ها اطمینان حاصل کرد.

گردآوری:بخش دانش کسب و کار بیتوته