الأعطال الشائعة في الكتل الطرفية
ترتبط المادة العازلة البلاستيكية والأجزاء الموصلة في أطراف الكابلات ارتباطًا مباشرًا بجودة الطرف، مما يحدد عزله وموصليته على التوالي. أي عطل في الطرف سيؤدي إلى تعطل هندسة النظام بأكمله. الدروس المستفادة محليًا ودوليًا في هذا الصدد بالغة الأهمية.
الوقاية هي الهدف، والتحليل هو الأساس. بمعنى ما، الوقاية من الأعطال أهم من تحليلها، ولها أهمية عملية أكبر لضمان جودة وموثوقية الجهاز.
من منظور الاستخدام، الوظيفة التي يجب أن يؤديها الطرف هي: أن تكون أجزاء التلامس الموصلة موصلة وموثوقة. أما أجزاء العزل غير الموصلة فيجب عزلها بشكل موثوق. هناك ثلاثة أشكال شائعة لفشل الطرف المميت:
1. ضعف الاتصال
الموصل المعدني داخل الطرف هو الجزء الأساسي منه، وهو المسؤول عن نقل الجهد والتيار أو الإشارة من السلك أو الكابل الخارجي إلى نقطة التلامس المقابلة له. لذلك، يجب أن تتمتع نقطة التلامس ببنية ممتازة، وثبات وموثوقية في التلامس، وموصلية كهربائية جيدة. نتيجةً لتصميم غير مناسب لبنية نقطة التلامس، أو اختيار خاطئ للمواد، أو قالب غير مستقر، أو حجم معالجة غير مناسب، أو سطح خشن، أو عمليات معالجة سطحية غير مناسبة مثل المعالجة الحرارية والطلاء الكهربائي، أو التجميع غير السليم، أو بيئة التخزين والاستخدام السيئة، أو التشغيل والاستخدام غير السليمين، قد يحدث ضعف في التلامس بين نقطة التلامس والأجزاء المطابقة لها.
2. العزل السيئ
وظيفة العازل هي الحفاظ على موضع التلامس الصحيح، وعزله عن بعضه البعض، وكذلك عن الغلاف. لذلك، يجب أن تتمتع الأجزاء العازلة بخصائص كهربائية وميكانيكية ممتازة، بالإضافة إلى خصائص تشكيل ممتازة. مع الاستخدام الواسع النطاق لكتل الوصلات عالية الكثافة والمصغرة، يتناقص سمك جدار العازل الفعال تدريجيًا، مما يفرض متطلبات أكثر صرامة على مواد العزل، ودقة قوالب الحقن، وعمليات التشكيل. نتيجةً لوجود فائض من المعدن على سطح العازل أو داخله، وغبار السطح، والتدفق، وغيرها من الملوثات، والرطوبة، ورواسب المواد العضوية، وأغشية امتصاص الغازات الضارة، تندمج مع غشاء الماء السطحي لتكوين قناة موصلة أيونية، مما يؤدي إلى امتصاص الرطوبة، والعفن، وشيخوخة المواد العازلة، وما إلى ذلك، وقصر الدائرة، والتسرب، والانهيار، وانخفاض مقاومة العزل، وغيرها من ظواهر ضعف العزل.
3. ضعف التثبيت
لا تقتصر وظيفة العوازل على العزل فحسب، بل توفر عادةً توسيطًا وحماية دقيقين لأجزاء التلامس الممتدة. كما أنها تؤدي وظائف التثبيت والقفل والتثبيت على المعدات. يؤثر التثبيت الضعيف على موثوقية التلامس ويؤدي إلى انقطاع فوري للتيار الكهربائي في الحالات الخفيفة، ويتحلل المنتج في الحالات الأكثر خطورة. يشير التحلل إلى الفصل غير الطبيعي بين القابس والمقبس، وبين الدبوس والمقبس، الناتج عن هيكل الطرف غير الموثوق به بسبب المواد والتصميم والعملية وأسباب أخرى عندما يكون الطرف في حالة التوصيل، مما يؤدي إلى عواقب وخيمة مثل انقطاع نقل الطاقة والتحكم في الإشارة في نظام التحكم. ينتج التثبيت الضعيف عن التصميم غير الموثوق، واختيار المواد الخاطئ، واختيار عملية التشكيل غير المناسبة، وجودة العمليات الرديئة مثل المعالجة الحرارية، والقوالب، والتجميع، واللحام، والتجميع غير الكافي.
بالإضافة إلى ذلك، يُعدّ سوء المظهر الناتج عن تقشير الطلاء، والتآكل، والكدمات، ووميض الغلاف البلاستيكي، والشقوق، والمعالجة الخشنة لنقاط التلامس، والتشوهات، وغيرها، وضعف قابلية التبادل الناتجة عن تفاوت حجم التثبيت والتثبيت، وضعف اتساق جودة المعالجة، وقوة الفصل الكلية المفرطة، من الأمراض الشائعة والمتكررة. ويمكن عادةً اكتشاف هذه الأنواع من العيوب وإزالتها في الوقت المناسب أثناء الفحص والاستخدام.
اختبار فحص الموثوقية لمنع الفشل
من أجل ضمان جودة وموثوقية الكتل الطرفية ومنع حدوث الأعطال المميتة المذكورة أعلاه، يوصى بدراسة وصياغة المتطلبات الفنية للفحص المقابلة وفقًا للشروط الفنية للمنتجات، وإجراء اختبارات الموثوقية المستهدفة التالية لمنع الأعطال.
1. منع سوء الاتصال
1) اختبار الموصلية
في عام ٢٠١٢، لم يكن هذا العنصر مُدرجًا في اختبارات قبول المنتج لدى مُصنِّعي الكتل الطرفية العامة، ويحتاج المستخدمون عادةً إلى إجراء اختبار استمرارية بعد التركيب. لذلك، يُوصى المُصنِّعون بزيادة اختبارات الاستمرارية بنسبة ١٠٠٪ لكل نقطة في بعض الطرازات الرئيسية.
2) اختبار الانقطاع اللحظي
تُستخدم بعض كتل الوصلات في بيئات الاهتزاز الديناميكية. وقد أظهرت التجارب أن التحقق من كفاءة مقاومة التلامس الساكنة لا يضمن موثوقية التلامس في البيئات الديناميكية. لأن الموصلات ذات مقاومة التلامس المؤهلة غالبًا ما تتعرض لانقطاع مؤقت للتيار الكهربائي عند إجراء اختبارات الاهتزاز والصدمات وغيرها من اختبارات محاكاة البيئات. لذلك، بالنسبة لبعض كتل الوصلات ذات متطلبات الموثوقية العالية، يُفضل إجراء اختبارات اهتزاز ديناميكية بنسبة 100% لتقييم موثوقية تلامسها.
3) الكشف عن قوة فصل الفتحة الواحدة
قوة فصل الفتحة الواحدة هي قوة الفصل التي تحدث عندما تتحول قطعة التلامس في حالة الانسداد من ساكنة إلى ديناميكية، وتُستخدم لتحديد تلامس الدبوس والمقبس. تُظهر التجارب أنه إذا كانت قوة فصل الفتحة الواحدة صغيرة جدًا، فقد تتسبب في انقطاع مؤقت للإشارة عند تعرضها للاهتزازات وأحمال الصدمات. يُعد استخدام طريقة قياس قوة فصل الفتحة الواحدة للتحقق من موثوقية التلامس أكثر فعالية من قياس مقاومة التلامس. عندما يكشف الفحص أن المقبس الذي تتجاوز قوة فصل الفتحة الواحدة فيه التسامح، غالبًا ما تكون مقاومة التلامس المقاسة مؤهلة. لهذا السبب، بالإضافة إلى تطوير جيل جديد من نقاط التلامس المرنة القابلة للتوصيل مع اتصال مستقر وموثوق، يجب على المُصنِّع عدم استخدام جهاز اختبار قوة التوصيل التلقائي للاختبار المتزامن متعدد النقاط للطرازات الرئيسية، ويجب إجراء فحص شامل لقوة فصل الفتحة الواحدة على المنتج النهائي لمنع انقطاع الإشارة بسبب ارتخاء كل مقبس على حدة.
2. منع العزل السيئ
1) فحص المواد العازلة
لجودة المواد الخام تأثير كبير على أداء العزل. لذلك، يُعد اختيار مُصنّعي المواد الخام أمرًا بالغ الأهمية. لا تُخفّض التكاليف دون قصد وتُفقد جودة المواد. اختر المواد من مصانع كبيرة ذات سمعة طيبة. وتحقق بعناية من رقم الدفعة وشهادة المواد وغيرها من المعلومات المهمة لكل دفعة من المواد الواردة. سجّل بيانات تتبع دقيقة لاستخدام المواد.
2) فحص مقاومة العزل للعوازل
حتى عام ٢٠١٢، اشترطت بعض عمليات التصنيع اختبار الأداء الكهربائي بعد تجميع المنتجات النهائية. ونتيجةً لذلك، لم تُثبت مقاومة العازل للعزل، ما استدعى التخلص من الدفعة الكاملة من المنتجات النهائية. ينبغي أن تتضمن العملية المعقولة فحصًا دقيقًا لعملية التصنيع بنسبة ١٠٠٪ في حالة أجزاء العازل لضمان تأهيل الأداء الكهربائي.
3. منع التثبيت الضعيف
1) فحص قابلية التبادل
فحص قابلية التبديل فحص ديناميكي. يتطلب هذا الفحص إمكانية توصيل نفس سلسلة المقابس والمقابس المتطابقة ببعضها البعض، والتحقق من وجود أسباب، مثل العوازل، أو نقاط التلامس، أو غيرها، التي تعيق توصيلها أو تثبيتها أو قفلها بسبب تفاوت الحجم، أو الأجزاء المفقودة، أو التركيب غير المناسب، أو حتى تفككها تحت تأثير قوة الدوران. ومن وظائف فحص قابلية التبديل أيضًا الكشف الفوري عن أي زيادات معدنية تؤثر على أداء العزل من خلال وصلات التوصيل، مثل الخيوط ووصلات الحربة. لذلك، يجب فحص جميع أطراف التوصيل المستخدمة في بعض الأغراض المهمة في هذا المشروع لتجنب حوادث الأعطال المميتة.
2) فحص مقاومة عزم الدوران
يُعد فحص مقاومة عزم الدوران طريقة فحص فعّالة للغاية لتقييم موثوقية هيكل الكتل الطرفية. على سبيل المثال، ينص المعيار العسكري الأمريكي MIL-L-39012 على ضرورة أخذ عينات لفحص مقاومة عزم الدوران في كل دفعة للكشف عن أي مشاكل في الوقت المناسب.
3) اجتياز اختبار الأسلاك المضغوطة
أثناء التركيب الكهربائي، غالبًا ما يُلاحظ عدم إمكانية توصيل أسلاك الضغط الفردية في مكانها، أو عدم إمكانية تثبيتها بعد توصيلها، وعدم موثوقية التوصيل. يعود سبب التحليل إلى وجود نتوءات أو أوساخ عالقة على خيوط براغي فتحات التركيب الفردية. على وجه الخصوص، عند تركيب المصنع لثقوب التركيب القليلة الأخيرة لمقبس القابس، وبعد اكتشاف هذا العيب، يجب إزالة الأسلاك المضغوطة من الثقوب الأخرى واحدًا تلو الآخر واستبدال المقبس. بالإضافة إلى ذلك، قد تحدث حوادث ارتخاء أطراف الضغط نتيجةً لاختيار غير صحيح لقطر السلك وقطر فتحة الضغط، أو بسبب أخطاء في عملية الضغط. لهذا السبب، يجب على الشركة المصنعة اختبار جميع ثقوب التركيب في عينات القابس (المقبس) المُسلّمة قبل مغادرة المنتج النهائي المصنع، أي استخدام أدوات تحميل وتفريغ لمحاكاة الأسلاك المضغوطة بالدبابيس أو المقابس للتحقق من إمكانية تثبيتها. يتم فحص قوة سحب كل سلك مضغوط وفقًا للشروط الفنية للمنتج.
بدون محطات طرفية موثوقة، لا توجد هندسة أنظمة موثوقة. الفشل والموثوقية جانبان متناقضان مترابطان. من خلال فحص موثوقية المحطات الطرفية، يمكن اكتشاف أنماط وآليات الفشل المختلفة، مما قد يؤدي إلى العديد من الدروس المستفادة ويزيل العديد من المخاطر الخفية، مما يوفر أساسًا علميًا لتحسين التصميم والعمليات والفحص والاستخدام. كما أنه أساس مهم لمراجعة وصياغة الشروط التقنية للمحطات الطرفية. الهدف النهائي لتحليل الفشل هو إيجاد تدابير لمنع الفشل وتحقيق التحول من الفشل إلى الموثوقية.
