أي السيناريوهات مناسبة لمفاتيح الحد للرافعات؟

الوقاية من تجاوز الحركة المسموح بها وحوادث الانسداد المزدوج

كيف توقف مفاتيح الحد للرافعات حركة الرفع قبل فقدان شد الحبل

تُوقِف مفاتيح الحد في الرافعات الحوادث الكبرى من خلال قطع التيار الكهربائي عند نقاط مُحدَّدة على طول مسار الحركة. وتتعقَّب هذه المفاتيح موقع الرافعة باستخدام إما أذرع ميكانيكية أو أنظمة مشفرة (إينكودر)، وتُفعَّل تلقائيًّا عندما يقترب الخطاف جدًّا من القمة أو يصل إلى نهايات قضبان عربة الرافعة. وعندما تُعطِّل هذه المفاتيح التيار الكهربائي قبل اختفاء كل التراخي الموجود في الحبال، فإنها تمنع ما يُعرَف بظاهرة «الارتطام المزدوج» (Two-blocking). وهذه الظاهرة تحدث عندما تتصادم كتل الخطاف مع طرف الذراع العلوية (البوم)، مما يؤدي غالبًا إلى انهيار الهياكل بأكملها. ويؤدي الضبط الجيِّد لهذه المفاتيح إلى إنشاء هامش أمان إضافي بين المكونات، فيحافظ على شد الحبال بما يكفي، وفي الوقت نفسه يسمح بتخفيف السرعة بشكل أكثر سلاسة. ووفقًا لتقارير صادرة عن قطاع الصناعة، فإن المنشآت التي تحتفظ بصيانة منتظمة لمفاتيح الحد تشهد انخفاضًا بنسبة تتراوح بين ٦٠٪ و٦٥٪ في حوادث الرفع مقارنةً بالمنشآت التي لا تتم فيها الصيانة بشكل سليم.

تحليل فشل واقعي: تقرير إدارة السلامة والصحة المهنية الأمريكية (OSHA) الخاص بمصنع حديد وصلب في الغرب الأوسط (٢٠٢٢)

في عام 2022، حقَّقت إدارة السلامة والصحة المهنية الأمريكية (OSHA) في حادث وقع في مصنع للصلب في منطقة الغرب الأوسط بعد أن لاحظ العمال أن هناك خطبًا جسيمًا في أنظمتهم الأمنية. وبدأ الخلل عندما توقف مفتاح الحد الأعلى لرافعة عن العمل بشكل سليم أثناء نقل قِدرات المعادن المنصهرة. وما تلا ذلك كان كارثيًّا إلى حدٍ كبير: فقد واصلت الرافعة الصعود فوق الحدود الآمنة المُقرَّرة لها، ما تسبب في حالة خطرة تُعرف باسم «الاصطدام المزدوج» (Two-blocking). وأدى هذا في النهاية إلى انقطاع حبال الرفع. وسقط حملٌ وزنه ١٨ طنًّا من ارتفاع يبلغ نحو ١٢ مترًا عموديًّا، ما أدّى إلى تدمير معدات بلغت قيمتها حوالي ٧٤٠.٠٠٠ دولار أمريكي وفقًا لتقرير بونيمون الصادر العام الماضي. وباستكمال التحقيق في الحالة، اكتشف المفتشون أن المصنع تجاهل تركيب نظام الحماية الاحتياطي المحدَّد في معايير ASME B30.16. ولو كان هذا النظام الدفاعي الإضافي موجودًا — وبخاصة مفتاح الحد الزائد (Redundant Limit Switch) — لكان قد تفعَّل تلقائيًّا وأوقف العملية قبل وقوع الكارثة. ويُفسِّر هذا الفوضى الكاملة السبب وراء التشديد الشديد في لوائح السلامة الحالية على استخدام مفاتيح القرب المغناطيسية بدلًا من المفاتيح الميكانيكية التقليدية. فهذه المفاتيح الجديدة تعمل فعليًّا حتى عند عُطل أو انسداد الأجزاء المتحركة، وهو ما يُحدث فرقًا جوهريًّا في الوقاية من الحوادث من هذا النوع.

فهم وظائف مفتاح الحد التشغيلي مقابل مفتاح الحد الحرجة للسلامة

توجد أنواع مختلفة من مفاتيح الحد للرافعات، وكل نوع يؤدي دوراً محدداً يعتمد على تصميمه وموقع تركيبه. أما المفاتيح التشغيلية فهي تُعنى بالمهام اليومية مثل إيقاف الرافعات عند وصول المواد إلى نقاط معينة أثناء عمليات الرفع. وتتركّز وظيفة هذه المفاتيح على إنجاز المهام بكفاءة وثبات. وعند عطلها، فإن النتيجة عادةً ما تكون مجرد تباطؤ في سير العمل وليس حدوث مشكلات جسيمة. أما مفاتيح السلامة فتحكي قصةً مختلفة تماماً. فهذه المفاتيح تمنع وقوع الكوارث، وتجنّب المواقف الخطرة مثل حوادث الاصطدام المزدوج (Two-blocking) أو الفشل الهيكلي. وهي مزوَّدة بأنظمة احتياطية، وتتوافق مع معايير السلامة الصارمة مثل شهادات SIL-2/PLd، ومُصمَّمة بحيث لا يهم أي شيء آخر عند تفعيلها سوى إيقاف العملية الجارية فوراً. ووفقاً لبيانات صناعية حديثة نشرتها مجلة «ديجست معدات الرفع» (Lifting Equipment Digest) عام 2023، فإن نحو ثلث جميع حوادث الرافعات يعود سببها إلى الاعتماد المفرط على المفاتيح التشغيلية العادية بدلًا من استخدام آليات السلامة المناسبة للحماية من المخاطر.

لكي تعمل وظائف السلامة بشكلٍ صحيح، يجب أن تكون أزمنة الاستجابة لها أقل من ٥٠٠ مللي ثانية، حتى تتمكن من إيقاف الحركة قبل فقدان أي ترخّي في الحبل. أما المفاتيح التشغيلية، فهي قادرة على تحمل تأخيرات أطول دون التسبب في مشاكل. ومن الأخطاء الشائعة أن يُركَّب مفتاح عادي في مكان يتطلب وجود مفتاح للحد من الحمل، وهو ما يخالف القواعد المنصوص عليها في معايير السلامة CMAA 74. ولذلك، من المهم جدًّا قبل التركيب مراجعة نوع المفاتيح المستخدمة مقارنةً بما تم تحديده أثناء تقييم المخاطر الرسمي الخاص بهذه الرافعة تحديدًا، وذلك للحفاظ على الامتثال السليم لمتطلبات السلامة وحماية العاملين من المخاطر المحتملة.

الامتثال التنظيمي: الحالات التي يُشترط فيها تركيب مفاتيح الحد للرافعات

متطلبات ASME B30.16–2023 الخاصة بمفاتيح الحد العلوي المتكررة

إن معيار ASME B30.16-2023 يتطلب فعليًّا الآن تركيب مفاتيح حدٍّ عُلويٍّ احتياطية على الرافعات، وليس فقط لأن ذلك يُعتبر ممارسةً جيدةً، بل لأن هذا الشرط ورد نصًّا في دليل المعايير. ويجب أن يوقف النظام المزدوج حركة الرافعة مباشرةً قبل وقوع أي خلل ناتج عن تجاوز الحد الأقصى للرفع. فكِّر في هذا السيناريو: عند تعطُّل المفتاح الرئيسي أثناء رفع الحمولة، يجب أن يبدأ المفتاح الاحتياطي بالعمل فورًا لمنع أي حبل من الترخّي. وتتصدَّى هذه الإجراءات الوقائية للمشاكل التي ظهرت مرارًا وتكرارًا في تقارير الحوادث عبر مختلف القطاعات الصناعية. فعلى سبيل المثال، تشير بيانات إدارة السلامة والصحة المهنية الأمريكية (OSHA) لعام الماضي إلى أن الفشل عند نقطة واحدة كان مسؤولًا عن نحو ٣٧٪ من جميع حالات الانهيار الهيكلي المرتبطة بالرافعات. ولتحقيق الدقة في تطبيق هذه المتطلبات، لا بد من ضبط هذه المفاتيح بدقة بحيث تكون موقعها قريبًا من ١٠٪ تحت موضع الرفع الأقصى، مع فحصها شهريًّا للتأكد من سلامتها وفعاليتها. أما الشركات التي تتجاهل هذه الخطوات، فإنها تتعرَّض لغرامات مالية جسيمة من قِبل إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA)، قد تصل إلى مئات الآلاف من الدولارات، كما قد ترفض شركات التأمين تغطية الأضرار إذا وقع أي خلل فعلًا.

محاذاة CMAA 70/74 للحد من نطاق الحركة والدوران

حددت رابطة مصنعي الرافعات المتنقلة (CMAA) قواعد صارمة بشأن الأماكن التي يُسمح فيها للرافعات بالحركة والدوران، وذلك وفقًا للمواصفات رقم 70 و74. ووفقًا لهذه الإرشادات، يجب تركيب مفاتيح الحد عند ثلاثة مواقع رئيسية تحدث فيها الحركة: على طول الجسر، وعلى العربة نفسها، وأثناء دوران الذراع الرافعة. وعندما تقترب أي قطعة من المعدات من 95% من السعة التصميمية المُقررة لها، فإن هذه المفاتيح تُفعَّل تلقائيًّا لقطع التيار الكهربائي قبل وقوع أي حادثٍ ضارٍ مثل الاصطدام بالجدران أو غيرها من الآلات القريبة. ومع ذلك، هناك أمرٌ مهمٌّ يجب تذكُّره: لا تسمح رابطة مصنعي الرافعات المتنقلة (CMAA) باستخدام مفاتيح الحد هذه كأزرار تحكم عادية. وفي الواقع، فإن ارتكاب هذا الخطأ يتسبب في نحو نصف حوادث المستودعات التي كان يمكن تفاديها وفقًا لبيانات مجلس السلامة الوطني من العام الماضي. ولإعداد هذه المفاتيح بشكل سليم، يجب على العاملين تسجيل أرقام العزوم الدورانية الدقيقة لتلك نقاط التوقف، وإجراء اختبارات حمولة سنوية باستخدام أوزان تتوافق مع معايير الشهادات المعتمدة. أما المستودعات التي تتعامل مع المواد الخطرة، فستتطلب فحوصات أكثر تكرارًا كل ثلاثة أشهر بدلًا من مرة واحدة سنويًّا، وذلك كجزءٍ من متطلبات السلامة هذه.

اختيار مفتاح الحدود المناسب للرافعة لتطبيقك

يَتطلّب اختيار مفتاح الحدّ المناسب للرافعة النظر في عدة عوامل، من بينها سعة التحميل، ودرجة مقاومته للظروف البيئية، ومدى توافقه مع الأنظمة القائمة. وفي المواقع التي تشكّل فيها الغبار والرطوبة مشكلةً، مثل مواقع البناء الخارجية أو القريبة من مصادر المياه، يُفضَّل استخدام مفاتيح ذات تصنيف IP67 أو أعلى. كما يجب التحقق من المواصفات الكهربائية؛ إذ تحتاج معظم الرافعات القياسية إلى تيار يتراوح بين ٢٠ و٤٠ أمبيرًا لتفادي المشكلات الناتجة عن قفزات الجهد المفاجئة. وتأكد من أن الجهاز المُركَّب يتوافق جيدًا مع وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) ومحركات التردد المتغير (VFDs) الموجودة مسبقًا. وأولوية السلامة تعني الالتزام بمعايير ASME B30.16-2023 في العمليات الحرجة. ولا تنسَ سهولة الصيانة؛ فالتّصميم الجيّد في هذه الناحية يوفّر الكثير من المتاعب لاحقًا عند حدوث أعطال غير متوقعة. وعندما تتكامل جميع هذه العناصر بشكلٍ سليم استنادًا إلى ما يحدث فعليًّا يوميًّا في موقع العمل، فإن عمر المعدات يزداد، وتقلّ حالات الأعطال بشكلٍ ملحوظ.