רקע והגדרת האתגר ההנדסי
בתעשייה התהליכית הכבדה, השבתה של ציוד ייצור מרכזי גוררת הפסדים תפעוליים כבדים. כאשר הציוד המושבת שוכן בתוך מבנה מבוטן סגור, ללא נגישות להנפה חיצונית וללא כל היתכנות לשינוע אל בית המלאכה, מורכבות הפרויקט עולה מדרגה. זהו בדיוק המקרה שבו נדרשנו לתת מענה באתר לקוח: מערבל פלב"מ (פלדת אל-חלד) כבד, אשר פועל תחת עומסים שוטפים בערבול אבקות וגרגרים בלחץ אטמוספרי.
המערבל, הפועל בצורה זוויתית על גבי ציר מרכזי מאסיבי וממוסב, הגיע למצב קריטי בעקבות עיוותים מבניים חמורים והתפתחות רשת סדקים עמוקה. השילוב בין פח פלב"מ בעובי של מילימטרים בודדים לבין מערכת תמיכות קשיחה, יחד עם שחיקה ממושכת, הוביל לכך שתוף הערבול כמעט התנתק לחלוטין מקונסטרוקציית החיבור לציר. האתגר התחדד בשל שני אילוצים בלתי מתפשרים: סביבת עבודה בדרגת נפיצות גבוהה המחייבת משטר בטיחות מחמיר בעבודות חמות, והעובדה שחלק ניכר מפעולות השיקום והריתוך חייב להתבצע בחלל מוקף (Confined Space) בתוך התוף עצמו.
ניתוח כשל השורש (Root Cause Analysis): עומס דינמי אסימטרי ועייפות החומר
לפני שמתחילים בפעולות מכניות, הנדסה מדויקת דורשת הבנה של שורש הכשל (Root Cause). המערבל מותקן בזווית ביחס לאופק, תצורה שמייצרת בהגדרה מומנטי כפיפה משתנים ועומס דינמי אסימטרי על ציר הסיבוב לאורך כל מחזור ערבול.
במשך שנים של פעילות רציפה עם גרגרים ואבקות, העומס האסימטרי פעל כמחולל מאמצים מחזוריים באזורי הריתוך המחברים את מעטפת הפלב"מ לקונסטרוקציית הציר. התוצאה הישירה הייתה התפתחות תהליך של כשל התעייפות (Fatigue Failure). סדקי התעייפות מיקרוסקופיים נוצרו בריתוכים, ובהיעדר יכולת גמישות של המבנה, הסדקים התקדמו והתרחבו עד לאובדן רציפות מבנית, פריקת מאמצים ועיוות גיאומטרי של התוף כולו. התוף איבד את מרכוזו, חרג מטולרנס הסיבוב התקין, והמשך הפעלתו היווה סכנה מוחשית לקריסה מכנית ולאירוע בטיחותי חמור.
תוכנית הפעולה וההנדסה בשטח: שלב אחר שלב
- ניהול סיכונים ובטיחות בסביבה נפיצה ובחלל מוקף
הסכנה המרכזית בפרויקט נבעה משילוב של אבק דליק בסביבה אטמוספרית עם עבודות חמות (גילוי סדקים, חיתוך, השחזה וריתוך). הפרויקט נפתח בסקר סיכונים הנדסי מקיף בשיתוף ממוני הבטיחות של המפעל.
- בוצע ניקוי יסודי וטיהור אטמוספרי מלא של חלל התוף והמבנה המבוטן כדי לאיין כל כיס אבקה דליקה.
- הוגדרו מחסומי אש, יריעות מיגון נגד גיצים ומערכי יניקה וניטור גזים רציפים.
- עבודת הצוותים בחלל המוקף הוגדרה תחת פרוטוקול בטיחות ייעודי, הכולל צופי אש צמודים, אספקת אוויר רציפה ונתיבי מילוט מידיים.
- יישור גיאומטרי ומשיכה לטולרנסים
כיוון שלא ניתן היה לחלוץ את המערבל אל מחוץ למבנה, פעולות היישור וההחזרה למרכז הגיאומטרי בוצעו בעזרת מערכי כוח מבוקרים בשטח. השתמשנו בשילוב של בוכנות הרמה (ג'קים הידראוליים) יחד עם כננת הרמה ומשיכה ידנית, כדי ללחוץ ולמשוך את חלקי הפלב"מ המעוותים חזרה לקונסטרוקציה. באמצעות חלוקת עומסים הדרגתית, שחררנו את העיוות השיורי והבאנו את מעטפת התוף להתאמה מלאה עם ציר הסיבוב המקורי והתמיכות ההיקפיות.
- ריתוך שלבי, בדיקת זריקה ואימות NDT
על מנת למנוע עיוותים תרמיים חוזרים הנובעים מחום הריתוך על פח פלב"מ דק יחסית, יושמה מתודולוגיית ריתוך רב-שלבית:
- קיבוע בפיקים (Tack Welds): בשלב הראשון בוצעו ריתוכי הצמדה נקודתיים בכל נקודות הממשק, הן באזור החיבור החיצוני לציר והן בחיזוקים הפנימיים בחלל המוקף.
- בדיקת זריקה (Runout Check): מיד לאחר הפיקים הופעל המערבל בסיבוב מבוקר ובמהירות נמוכה. נמדדה זריקה רדיאלית ואקסיאלית של התוף ביחס לציר כדי לוודא עמידה בטולרנסים ההנדסיים לפני נעילת המבנה בריתוך סופי.
- ריתוך מלא: לאחר שווידאנו כי התוף מסתובב במרכזו ללא סטייה, רתכים מוסמכים השלימו ריתוך מלא, רציף ומבוקר.
- בדיקות אל-הרס (NDT): בסיום עבודות הריתוך בוצעה בדיקת חודרנים (Dye Penetrant Inspection – PT) לאורך 100% מתפרי הריתוך המחודשים ובאזורים החשודים בסדקים סביבתיים. הבדיקה אימתה איטום מושלם, רציפות מתכתית והיעדר מיקרו-סדקים או פגמי היתוך.
אימות ביצועים, ניטור והחזרה לייצור
השלב החותם של הפרויקט כלל הרצה מדורגת של המערבל. במסגרת זו בוצע ניטור רעידות קפדני של הציוד הסובב והמיסוב לאורך מספר מחזורי עבודה. המדידות אישרו כי רמות הרטט והזריקה נמוכות באופן מובהק מספי ההתרעה, וכי הכוחות הדינמיים נקלטים בצורה הומוגנית במבנה התמיכה.
המערבל הוחזר לייצור מלא ללא צורך בהשבתה ממושכת להחלפת הציוד, ללא פירוק תשתיות בטון מורכבות, ותוך עמידה מלאה ברמת הבטיחות הנדרשת בסביבה נפיצה. השילוב בין מיומנות מסגרות וריתוך מדויקת, תכנון מכני מושכל ומשטר בטיחות קפדני הוכיח כי גם תקלות קצה מורכבות ניתנות לפתרון מלא ומדויק ישירות בשטח.
למידע נוסף על פתרונות הנדסה, שיקום ציוד סובב ואחזקה מכנית בתעשייה: גל תעשיות
נכתב על ידי: ניב רסיוק – מנכ"ל, גל תעשיות
