أجزاء مطاطية صناعية: معتمدة حسب معيار RoHS لتطبيقات التعدين/السكك الحديدية

فهم الامتثال لمعايير RoHS بالنسبة للأجزاء المطاطية الصناعية

يجب أن تلتزم الأجزاء المطاطية الصناعية المستخدمة في تطبيقات التعدين والسكك الحديدية بمعايير RoHS المتغيرة التي تقيّد المواد الخطرة مع الحفاظ على الموثوقية التشغيلية.

توجيهات RoHS 1 و2 و3: المواد المحظورة الرئيسية في المكونات المطاطية

تُقيّد توجيهات الاتحاد الأوروبي بشأن الحد من المواد الخطرة (RoHS)، التي بدأت في عام 2002 وتم تحديثها حتى عام 2015، استخدام الرصاص والزئبق والكادميوم وأربع مواد كيميائية من فئة الفثالات (DEHP، BBP، DBP، DIBP) في المكونات المطاطية بحيث لا تتجاوز نسبتها 0.1%. تؤثر هذه القواعد بشكل خاص على أجزاء العزل الكهربائي وأجزاء امتصاص الاهتزازات التي كانت تحتوي تاريخيًا على مثبتات رصاصية، كما هو موضح في إرشادات الامتثال الصادرة عن الاتحاد الأوروبي.

نطاق تطبيق توجيه RoHS 2011/65/EU على آلات التعدين والسكك الحديدية

ينطبق توجيه RoHS 2011/65/EU على جميع الأنظمة الكهربائية الفرعية في المعدات الصناعية، مما يستدعي من الشركات التخلص من المواد المحظورة في مشابك الكابلات الخاصة بمركبات التعدين وسدادات الموصلات المستخدمة في السكك الحديدية. وتؤكد التوضيحات الحديثة أن هذه المتطلبات سارية حتى على الآلات المصممة للعمل في بيئات قاسية، وفقًا لمعايير السلامة الصناعية.

المواد الخطرة في المطاط: الرصاص، الزئبق، الكادميوم، والفثالات

لا يزال الرصاص (في عوامل الت vulcanization) والفتالات (في المواد البلاستيكية المطورة) منتشرَين في أجزاء المطاط غير المطابقة. وكشفت اختبارات الأشعة السينية بالتشتت الطيفي (XRF) عن استمرار وجود الكادميوم في 8٪ من الحشوات الصناعية العاملة بدرجات حرارة عالية بسبب التركيبات القديمة (تقرير تحليل المواد 2023).

استثناءات المعدات الصناعية الكبيرة والتركيبات الثابتة

تسمح استثناءات المادة 2(4) باستخدام محامل المطاط المحتوية على الرصاص في تركيبات الكسارات الدائمة، وأدوات كشط سيور النقل المحتوية على الكادميوم، شريطة ألا تكون قابلة للتبديل أثناء التشغيل العادي وأن تظل جزءًا لا يتجزأ من الأنظمة الثابتة.

اختبار المواد وإصدار الشهادات لأجزاء المطاط المطابقة لقواعد RoHS

يتطلب التحقق من توافق مكونات المطاط مع معايير RoHS إجراء بعض الإجراءات الشاملة لاختبار المواد. تعتمد معظم المصانح على تقنية GC-MS عند البحث عن الفثالات، في حين تُستخدم تقنية ICP-MS لقياس محتوى المعادن الثقيلة. كما أن أجهزة XRF تكون مفيدة أيضًا للقيام بفحوصات أولية سريعة. وفقًا لبحث نُشر العام الماضي في مجلة تحليل المواد، يمكن لتقنية ICP-MS الكشف عن الزئبق بتركيز يبلغ 0.1 جزء في المليون، وهو ما يفوق دقة التقنيات القديمة بعشر مرات. تُعد هذه الدقة العالية فارقًا كبيرًا في ضمان سلامة المنتجات للمستهلكين والامتثال للوائح.

التحديات في اكتشاف الفثالات (DEHP، BBP، DBP، DIBP) في مواد المطاط

غالبًا ما تظهر مادتا DEHP وDBP، وهما من المواد الكيميائية الضارة من فئة الفثالات، بشكل متكرر في مركبات المطاط المعاد تدويرها. وللحصول على نتائج دقيقة، يجب استخدام طرق استخلاص خاصة، وإلا فإننا نخاطر بعدم اكتشافها تمامًا. وقد أفادت وكالة الكيمياء الأوروبية في عام 2023 بأن التلوث المتبادل يحدث أثناء عمليات الخلط أو الصب بنسبة تصل إلى حوالي 17٪ من الوقت عندما تحدث مشكلات في الامتثال للمعايير. ولهذا السبب أصبح فحص كل دفعة على حدة أمرًا منطقيًا جدًا في الوقت الحالي. إليك جانبًا آخر لا يُتحدث عنه بما يكفي: على عكس المعادن التي تبقى ثابتة بغض النظر عن الظروف، فإن الفثالات تبدأ في التحلل بمجرد وصول درجات الحرارة إلى حوالي 150 درجة مئوية. وهذا يتسبب في مجموعة من الصعوبات عند محاولة تحليل مكونات المطاط المصلد بدقة.

الاختبار والاعتماد من جهة خارجية للتحقق الموثوق من الامتثال

تلعب الاختبارات التي تُجرى من قبل مختبرات مستقلة دورًا حيويًا في التحقق من جودة المنتج، خاصة عندما تكون هذه المختبرات معتمدة وفقًا للمواصفة ISO/IEC 17025. كما تُظهر المنظمات الرائدة في مجال الشهادات توافقًا جيدًا إلى حد ما في معظم الأحيان، حيث يصل معدل التطابق إلى حوالي 98.6 بالمئة بين ما تدعيه الشركات الموردة حول محتوى موادها وما يتم قياسه فعليًا في الاختبارات الحقيقية. وفي أوروبا، تفرض وكالة الكيميائيات الأوروبية (ECHA) قواعد صارمة تتطلب من الشركات إثبات أن المواد الخطرة تظل أقل من 1000 جزء في المليون في منتجاتها. ويكتسب هذا الأمر أهمية كبيرة في قطاعات مثل التعدين ونقل السكك الحديدية، حيث تكون معايير السلامة مرتفعة للغاية. وبحلول أواخر العام الماضي، بدأ ما يقرب من تسعة من كل عشرة مشترين في طلب جولات متعددة من الفحص على امتداد سلسلة التوريد، فقط للتأكد من أن كل شيء يتم التحقق منه بدقة منذ البداية وحتى إنتاج الأجزاء المطاطية النهائية.

أداء ومتانة الأجزاء المطاطية الحاصلة على شهادة RoHS في البيئات القاسية

المعايير البيئية والسلامة لأجزاء المطاط في التعدين والسكك الحديدية

يجب أن تفي أجزاء المطاط الحاصلة على شهادة RoHS بمعايير صارمة من حيث البيئة والسلامة مع الحفاظ على سلامة الأداء التشغيلي. في عمليات التعدين، تُلزم المواصفة القياسية ISO 2148:2020 مقاومة التآكل ومقاومتها للمواد الهيدروكربونية والتعرض للحمأة الحمضية. أما التطبيقات الخاصة بالسكك الحديدية فتتطلب الامتثال لمعيار السلامة من الحرائق EN 45545-2، الذي يحد من كثافة الدخان وانبعاثات الغازات السامة أثناء الاحتراق.

وجدت دراسة أجرتها الهيئة الدولية لبحوث المطاط عام 2023 أن مكونات المطاط من نوع EPDM المطابقة لمواصفات RoHS قللت من أعطال المعدات بنسبة 63% في تطبيقات التعدين تحت الأرض مقارنةً بالبدائل غير المطابقة. وتتحقق هذه المواد من هذا الأداء من خلال تركيبات متقدمة تستبعد مواد التثبيت الرصاصية والبلاستيكizers الفثالاتية، واستبدالها بمركبات الكالسيوم-الزنك ومشتقات الترايميليتات.

دراسة حالة: أغطية طرية مطابقة لمواصفات RoHS في أنظمة عربات السكك الحديدية

استبدلت شركة سكك حديدية أوروبية أغطية الأبواب التقليدية القائمة على البولي فينيل كلورايد (PVC) بأغطية مصنوعة من مادة EPDM الحاصلة على شهادة RoHS، مما أسفر عن النتائج التالية:

• زيادة عمر الخدمة بنسبة 15٪ (7.2 سنة مقابل 6.2 سنة)
• انخفاض بنسبة 41٪ في وقت صيانة التوقف
• عدم انتقال أي فثالات إلى أنظمة الصرف

حافظت المطاطيات المعاد تركيبها على مرونة في درجات الحرارة المنخفضة تصل إلى -40°م، مع الامتثال لقيود REACH SVHC من خلال أنظمة مطريقة قائمة على الكِترات. وقد أظهر هذا المشروع إمكانية الالتزام بمعايير BS 6853:1999 الخاصة بسمية الدخان دون التأثير على قدرات امتصاص الاهتزازات.

موازنة العمر الطويل والامتثال في ظروف التشغيل القصوى

أظهر مؤشر متانة المواد لعام 2023 أن المطاط الفلوروكربوني يحتفظ بنسبة 92% من قوته الشدّية بعد 10,000 ساعة من التعرض للوقود الديزل، متفوقًا على المركبات التقليدية التي تحتوي على الرصاص بنسبة 34%. ومع ذلك، يتطلب تحقيق هذه النتيجة تحكمًا دقيقًا في عوامل التصلب تجنبًا للأمينات المقيدة مع الحفاظ على مقاومة الانتفاخ الناتج عن الوقود.

إدارة سلسلة التوريد والتوثيق لمكونات المطاط الحاصلة على شهادة RoHS

توفير المواد الأولية المطابقة لمعايير RoHS عبر سلاسل التوريد العالمية

يتطلب تأمين مواد مطاطية مطابقة لمعايير RoHS فحصًا دقيقًا للموردين الدوليين. يجب على الشركات المصنعة التحقق من أن مصادر المواد الأولية تلتزم بحدود التوجيه الأوروبي 2011/65/EU للمواد المقيدة مثل الرصاص (<0.1% حسب الوزن) والفتالات (<0.1%). إن التباين الجغرافي في اللوائح الكيميائية يزيد من مخاطر الامتثال، مما يستدعي تتبع المواد في الوقت الفعلي من خلال أنظمة البلوك تشين أو أنظمة تخطيط موارد المؤسسة (ERP).

شهادات المطابقة ومتطلبات الوثائق الفنية

تُعد شهادات المطابقة السارية المفعول (COCs) حجر الزاوية في إثبات الامتثال، حيث توضح الالتزام التام بمتطلبات المادة 4(1) من قانون RoHS. ويجب أن تتضمن الوثائق الفنية ما يلي:

• تقارير اختبار على مستوى الدفعة من مختبرات معتمدة وفقًا لمعيار ISO 17025
• إقرارات الموردين بالامتثال
• إفصاحات كاملة عن المواد (FMDs) تشمل جميع مركبات المطاط

الاستعداد للمراجعة والقدرة على تتبع الامتثال في المشاريع الصناعية

الاحتفاظ بالسجلات جاهزة للمراجعات لأكثر من 10 سنوات كما هو مطلوب وفقًا لمعيار EN 50581:2012 يساعد في تتبع كل شيء بدءًا من مصدر المواد وحتى تجميع المنتجات. يتجه العديد من الشركات حاليًا إلى الأنظمة الآلية التي تُحدِّد بالفعل الوثائق المطلوبة للامتثال والتي تكون ناقصة قبل أن تتحول إلى مشكلات. ووفقًا لبعض الدراسات الحديثة من تقرير سلسلة التوريد للعام الماضي، فإن هذا النهج يقلل من المشكلات المتعلقة بالجودة بنسبة تقارب 60٪ بشكل خاص في أعمال معدات التعدين. بالنسبة للأجزاء مثل المطاط التي تأتي من موردين مختلفين، نحتاج إلى إجراءات توثيق منفصلة لتجنب أي لبّ لاحقًا عند تركيبها في أنظمة السكك الحديدية. وإلا فقد تسوء الأمور بسرعة كبيرة إذا تم الخلط بينها.

الأسئلة الشائعة

ما هو الامتثال لمعايير RoHS؟

يشير الامتثال لقواعد RoHS إلى اللوائح التي تقيد استخدام مواد خطرة مثل الرصاص والزئبق وبعض الفثالات في المعدات الكهربائية والإلكترونية، بما يضمن السلامة والاستدامة البيئية.

كيف ينطبق قانون RoHS على المكونات المطاطية في البيئات الصناعية؟

تنطبق توجيهات RoHS على الأنظمة الفرعية الكهربائية في المعدات الصناعية، وتحد من المواد الخطرة الموجودة في المكونات المطاطية المستخدمة في مركبات التعدين وأنظمة السكك الحديدية.

ما هي التحديات في اكتشاف الفثالات في المواد المطاطية؟

يُعد اكتشاف الفثالات مثل DEHP وDBP في المواد المطاطية أمرًا صعبًا بسبب التلوث المتقاطع أثناء المعالجة وتفكك الفثالات عند درجات الحرارة العالية.

ما دور المختبرات الخارجية في الامتثال لقانون RoHS؟

تلعب المختبرات الخارجية دورًا حيويًا في التحقق من الامتثال لقانون RoHS، حيث تقدم نتائج اختبارات غير منحازة وشهادات معتمدة من مختبرات تحمل اعتماد ISO/IEC 17025.

كيف تكون المكونات المطاطية الممتثلة لقانون RoHS مفيدة في البيئات القاسية؟

تتميز المكونات المطاطية الممتثلة لقانون RoHS بأداء محسن ومتانة وسلامة أعلى، وتفي بمعايير بيئية صارمة وتقلل من أخطاء المعدات في الظروف القاسية.