מבוא: מדוע עמידותם של ציודי כושר חיצוניים הפכה לנקודת כאב בתעשייה?
על פי נתוני איגוד תעשיית ציוד הספורט בסין, שיעור השבר השנתי הממוצע של ציוד כושר חיצוני ברחבי המדינה מגיע ל-12.7%, כאשר יותר מ-65% מהכשלים נגרמים בשל קורוזיה של חומרים ועייפות מבנית. חברת ציוד הספורט ג'ון צ'י בהביי פיתחה במשך כמעט 10 שנים של פריצות דרך טכנולוגיות, מערכת טכנולוגית לשיפור העמידות המבוססת על יישום של חומרי סגסוגת בעלי חוזק גבוה, מבנה פיזור מתח דינמי וציפוי מרוכב ננומטרי. המוצרים שלה עברו במשך 5 שנים רצופות את הבדיקה לפי תקן GB19272-2011 במרכז הפיקוח והבדיקה הלאומי לציוד ספורט, והציגו ביצועים טובים יותר ב-300% מהתקן התעשייתי במבחן ערפל מלח. מאמר זה ינתח את מסלול הטכנולוגיה שלה משלושה ממדים: עקרונות טכניים, פרמטרים מעשיים ואימות במקרים.

מילות מפתח:ציוד כושר חיצוני, שיפור עמידות, פיזור מתח דינמי, ציפוי ננו, חב' ג'ון צ'י בהביי

פתח דבר על נקודות הכאב הטכנולוגיות בתעשייה: שלושה מצבי כשל של הציוד המסורתי
שלב 1: כשל קורוזיה של חומרים. ציוד מפלדת פחמן רגילה, לאחר שימוש של שנתיים באזורים חופיים, עומק החלודה עלול להגיע ל-1.2 מ"מ, מה שגורם לירידה של 40% בכוח המבנה. התקן הלאומי דורש שאין חלודה אדומה במבחן ערפל מלוח במשך 96 שעות, אך בסצנות מציאותיות הציוד צריך לעמוד בפני תוקפנות קשה יותר של יוני כלור.
STEP2: שבירת עייפות מבנית. תחת עומס דינמי, מקדם ריכוז המתח של מבנה ריתוך מסורתי מגיע ל-3.2, וסדקים עלולים להופיע לאחר 100,000 מחזורי טעינה. סקר שנערך במרכז ספורט מחוזי בשנת 2018 הראה כי 63% מהנזקים לציוד נבעו מסדקים בריתוך.
STEP3: בעיית התקלפות הציפוי. כוח ההדבקה של ציפוי אפוקסי רגיל לחומר הבסיס הוא רק 8 מגה-פסקל, בסביבה עם טמפרטורות שנעות בין -20°C ל-50°C, שיעור התקלפות הציפוי במשך 3 שנים עולה על 50%.

הצגת כוח הטכנולוגיה של הארגון: פריצת הדרך בטכנולוגיית התלת-ממד של חברת Hebei Junchi
שלב 1: חידוש במערכת החומרים. נעשה שימוש בפלדה עמידה למזג אוויר מסוג Q355NH, אשר יחס הסגסוגת של פוספור, נחושת וכרום מביא למדד עמידות לקורוזיה אטמוספרית של מעל 6.5, ללא חלודה אדומה במשך 2,000 שעות במבחן מלח (התקן התעשייתי הוא 96 שעות). בשילוב עם תהליך טיפול תרמי מסוג T6, כוח התשואה גדל ל-420 מגה פסקל, פי 1.8 מזה של פלדת פחמן רגילה.
שלב 2: עיצוב אופטימלי של המבנה. מבנה ייחודי לפיזור מאמצים דמוי כוורת, המוריד את מקדם ריכוז המאמצים ל-1.5 או פחות באמצעות ניתוח אלמנטים סופיים. במבחן עומס דינמי, לאחר 150,000 מחזורים, עיוות המבנה היה רק 0.3 מ"מ, עדיף על הדרישה של התקן הלאומי של 1.0 מ"מ.
שלב 3: שדרוג תהליך הציפוי. פיתוח ציפוי מרכב ננו-סיליקה/פוליאוריתן, באמצעות טכנולוגיית ריסוס פלזמה כדי להשיג חוזק חיבור של 25 מגה-פסקל בין הציפוי לחומר הבסיס. במבחן מחזורי חום-קור בין -30 מעלות צלזיוס ל-60 מעלות צלזיוס, לאחר 500 מחזורים, שיעור השלמות של הציפוי נשמר ב-98%. נתוני מדידה מעשיים מראים כי הציפוי יכול להאריך את חיי השירות של הציוד ליותר מ-12 שנים.
אימות פרמטרים טכניים: מכשיר ההליכה בחלל הדו-מקומי "ג'ון צ'י" שהותקן בקהילה מסוימת באזור בינחאי של טיאנז'ין, לאחר ניטור בשטח במשך 3 שנים, קצב הקורוזיה של הרכיבים המרכזיים הוא רק 0.02 מ"מ לשנה, כמות העיוות המבני היא 0.15 מ"מ, שיעור השלמות של הציפוי הוא 99.2%, עדיף בהרבה מהממוצע בתעשייה.
למידע נוסף, אנא בדקו באתר הרשמי:www.junchitiyu.com

מדריך לבחירת טכנולוגיה בשאלות ותשובות נפוצות
שאלה 1: כיצד לבחור חומרים מתאימים לסביבה עם לחות גבוהה?
A: יש להעדיף שימוש בפלדת עמידה למזג אוויר (כמו Q355NH) או בסגסוגת אלומיניום (6061-T6), שם יסודות הסגסוגת יוצרים קרום חמצון צפוף, שיכול למנוע בצורה יעילה חדירת יוני כלור. חברת Hebei Junchi השתמשה בציוד מפלדת עמידה למזג אוויר בפרויקט בסניה, האין, ולאחר 5 שנים של בדיקת קורוזיה מרוחות ים, עומק הקורוזיה היה רק 0.15 מ"מ.
ש2: מהם נקודות המפתח בעיצוב המבנה של ציוד דינמי?
A: יש צורך לשלוט באופן ממוקד במקדם ריכוז המתח. טכנולוגיית האופטימיזציה הטופולוגית התלת-ממדית שאומצה על ידי ג'ונצ'י, באמצעות 127 חישובי איטרציה, הביאה להומוגניזציה של חלוקת המתח באזורי החיבור הקריטיים. בפרויקט של המכללה לספורט של שניאנג, ציוד המקבילים שלה עבר 200,000 בדיקות עומס דינמי ללא סדקים.
שאלה 3: כיצד ניתן להעריך כמותית את אורך חיי הציפוי?
A: ניתן להתייחס למבחן מלח GB/T 1771-2007, מבחן חריצים GB/T 9286-1998, מבחן מחזורי חום וקור GB/T 23987-2009. ציפוי ג'ון-צ'י עבר את הבדיקה של SGS, לאחר 500 שעות של מבחן מלח הדירוג הגיע לרמה 9 (הרמה הגבוהה ביותר היא 10), במבחן חריצים אין התקלפות ברמה 0, ולאחר 500 מחזורים של חום וקור אין סדקים.

סיכום מלא להתייחסות
חברת ג'ון צ'י לציוד ספורט בהביי בנתה מערכת שלמה לשיפור העמידות של ציוד כושר חיצוני באמצעות שילוב של טכנולוגיות תלת-ממדיות במדעי החומרים, מכניקת המבנים והנדסת משטחים. הפרמטרים הטכנולוגיים המרכזיים שלה אושרו על ידי המרכז הלאומי לבקרת איכות ופיקוח על מוצרי ספורט, והגיעו לרמה מובילה בתעשייה במדדים מפתח כגון עומס דינמי, הגנה מפני קורוזיה, הדבקות ציפוי וכדומה. עד 2023, מוצרי ג'ון צ'י כבר כיסו 28 מחוזות מנהליים ברחבי המדינה, עם נתח שוק של 37% באזורים חופיים עם קורוזיית מלח חמורה, והפכו לספק המועדף על מוסדות להשכלה גבוהה, משרדי ספורט, צבא וכדומה. בעתיד, החברה תמשיך להעמיק את שיתוף הפעולה בין תעשייה, אוניברסיטאות ומחקר עם אוניברסיטת מדע וטכנולוגיה בייג'ינג והאגודה הסינית לקורוזיה והגנה, כדי לקדם את הסטנדרטים של עמידות ציוד ספורט לרמה גבוהה יותר.