الأعطال الكامنة في الصمامات: أسباب عيوب اللحام وحلول الاختبارات غير المدمرة

في سلسلة حماية نظام الطاقة، غالبًا ما يلعب المصهر القابل للفصل دور خط الدفاع الأخير. كشف تحليل حديث لأعطال دفعة من المنتجات المُعادة أن السبب الجذري للعديد من أعطال الحماية لم يكن زيادة الحمل على الدائرة، بل عيب مجهري في وصلات لحام أسلاك المصهر داخل المصهرات. يصعب عادةً اكتشاف هذه العيوب أثناء اختبار تحمل الجهد في المصنع، لكنها تتفاقم تدريجيًا مع تغيرات درجة الحرارة بعد تشغيل الجهاز.

آلية العيب ومظاهر العطل

تتجلى عيوب اللحام بشكل رئيسي في "اللحام غير المكتمل" أو عدم كفاية الانصهار بين سلك المصهر وغطاء الطرف. وفقًا لبيانات الاختبار، تزداد مقاومة التلامس عند واجهة التوصيل هذه بشكل غير طبيعي. عندما يمر تيار التشغيل الطبيعي للمصهر، يحدث ارتفاع موضعي في درجة الحرارة في المنطقة المعيبة. تتسبب الحرارة المتراكمة في إعادة انصهار وصلة اللحام أو هجرة المعدن من سلك المصهر كهربائيًا. في التشغيل الفعلي للمحطات الفرعية، تسبب هذا التلامس الضعيف في تقلبات حادة في الجهد في خزائن محولات الجهد، بل وأدى إلى أعطال في أجهزة الحماية. تنصهر الصمامات المعيبة بشدة قبل الأوان عند التيار المقنن، مما يتسبب في انقطاعات غير ضرورية للتيار الكهربائي.

فئات التحليل وخصائص التحديد
من منظور مجهري، يمكن تصنيف عيوب اللحام إلى ثلاثة أنواع رئيسية:

عدم الانصهار: لا يتشكل رابط معدني بين سلك اللحام والغطاء النهائي المطلي بالفضة، مما ينتج عنه فجوات واضحة بين المعدن والغطاء.

المسامية وشوائب الخبث: لا تتسرب الغازات أثناء اللحام، مما يؤدي إلى تكوين فراغات وتقليل مساحة المقطع العرضي الموصلة الفعالة.

شوائب الأكسدة: يؤدي عدم تنظيف السطح بشكل كامل قبل اللحام إلى تكوين طبقة أكسيد عند درجات حرارة عالية، مما يزيد من مقاومة التلامس.

خطة الفحص الشاملة ومراقبة العملية
نظرًا لطبيعة عيوب اللحام الخفية، فإن الاعتماد على أخذ العينات أو الفحص البصري فقط غير كافٍ لتلبية متطلبات مراقبة الجودة. لذلك، قمنا بتطبيق تقنية الفحص غير المتلف بالأشعة السينية عالية التردد لفحص كل دفعة من الصمامات داخليًا. تكشف هذه التقنية بوضوح حالة انصهار المصهر والغطاء الطرفي، وتحدد بدقة مناطق اللحام الضعيف التي يصعب اكتشافها بالطرق التقليدية. وبالاستعانة بخوارزميات معالجة الصور، يستطيع نظام الفحص تحديد حدود منطقة اللحام الفعالة تلقائيًا، مما يتيح تقييمًا كميًا لجودة اللحام. أما بالنسبة للحام أطراف النحاس، فقد قمنا بتحسين منحنيات معلمات اللحام لضمان إدخال حرارة كافية لترطيب معدن المصهر والركيزة بشكل مناسب، مما يزيل خطر عدم الانصهار من مصدره.