في الوقت الحاضر، يتزايد عدد الشركات المصنعة في الصين التي تستخدم البطانات المقاومة للتآكل عالية الكروم. ومع ذلك، ونظرًا لأن جميع أنواع الحديد الزهر عالي الكروم تُعد مواد هشة، حتى بعد المعالجة الحرارية، فإن طرق التثبيت التقليدية باستخدام البراغي لا تزال تجعل البطانات عرضة للكسر. لذلك، يتم تثبيت البطانات عالية الكروم عمومًا بدون براغي، وقد أثبتت طريقة التثبيت بوضع الطوب الحلقي (التشابك الدائري) في الممارسة العملية أنها الأكثر منطقية. تستفيد هذه الطريقة من الشكل الهندسي للمطحنة نفسها، وتستخدم هيكلاً ميكانيكياً للتركيب ثنائي المعدن، وتستفيد من حركة وسائط الطحن أثناء تشغيل المطحنة لتحقيق قفل ذاتي مسبق الشد، وبالتالي تقوية البطانات ككل وضمان استقرار وموثوقية البطانات المصنوعة من الحديد الزهر عالي الكروم التي تتميز بصلابتها العالية وصلابتها المنخفضة.

من الناحية النظرية، تُعد طريقة التركيب هذه مناسبة للمطاحن من أي حجم. ومع ذلك، في الممارسة العملية، حتى بالنسبة للمطاحن الصغيرة التي يقل قطرها عن φ2.6 م، لا يزال من الممكن أن تنهار البطانات المبنية بالطوب، مما يتسبب في إعاقة عمليات الإنتاج والصيانة. وقد قام تشن وي بتحليل أسباب هذا الانهيار، وترد النتائج أدناه كمرجع للمصنعين الذين ينتجون أو يستخدمون البطانات المبنية من الطوب عالية الكروم.

(1) تشكل حالة “ضيق من الداخل، وفضفاض من الخارج” بين البطانات هو السبب الرئيسي للانهيار

نظرًا لأن البطانات ذاتية القفل، شأنها شأن البطانات الأخرى، تُصب في قطعة واحدة ويصعب طحنها، فإنه من الصعب جدًّا ضمان تطابق أسطح الوصلات بين البطانات تمامًا من المحيط الداخلي إلى المحيط الخارجي، كما هو موضح في الشكل 2.4.

في حالة وجود حالة “فضفاضة من الداخل، محكمة من الخارج”، لن يتم رفع البطانات بفعل قوة الضغط المفرطة أثناء التشغيل، ولن تتشكل فجوات عند الوصلات بسبب تآكل السطح، وبالتالي يظل التشغيل آمنًا نسبيًا. وعلى العكس من ذلك، في حالة حدوث حالة “محكمة من الداخل، فضفاضة من الخارج”، قد ترتفع البطانات بسبب قوة الضغط المفرطة. ويرجع ذلك إلى تولد عزم رفع (إمالة) حول نقطة القمة. بالإضافة إلى ذلك، عندما تتآكل أسطح الوصلات، يتشكل فراغ بين البطانات، مما يؤدي إلى ارتخائها وانهيارها. وبالنسبة للمطاحن القديمة التي ظلت قيد الخدمة لفترة طويلة، فإن تشوه الغلاف يجعل البطانات أكثر عرضة للانهيار.

أفضل طريقة لتجنب حالة “الضيق من الداخل والاتساع من الخارج” عند مفاصل البطانة هي تقليل ارتفاع سطح المفصل، ونقل المفصل من قمة الموجة إلى قاعها، وتغيير التلامس من سطح كامل إلى عدة وسادات بارزة، والتي يسهل صقلها إذا لم تستوفِ المتطلبات (الشكل 2.5). ثانيًا، أثناء التركيب، يجب وضع حشوات حديدية رقيقة بسمك يتراوح بين 1 و3 مم على أسطح التلامس عند الوصلة. وهذا لا يعوض فقط عن الميل الناتج عن التباينات في الأبعاد في اتجاه طول قوس البطانات (وهو أيضًا أحد أسباب الانهيار)، بل يستفيد أيضًا من التشوه البلاستيكي للرقائق لضمان تلامس جيد وتجنب وجود فجوات عند أسطح الوصلات.

(2) كما يمكن أن يؤدي كسر البطانة أثناء التشغيل إلى انهيارها

من الناحية النظرية، تتمثل الميزة الأكبر للبطانات المُركبة بنظام «الطوب الحلقي» في أن البطانات تصبح أكثر إحكامًا بشكل متزايد أثناء التشغيل، وذلك بفضل التشوه المرن للكتل الإسفينية. وحتى في حالة حدوث كسر في البطانة، فإن ذلك لا يؤدي سوى إلى زيادة في عدد قطع البطانة ولا ينبغي أن يتسبب في أي ضرر. ومع ذلك، في التشغيل الفعلي، قد تتشكل فجوات بين البطانات وقشرة المطحنة بسبب العوامل التالية، كما هو موضح في الشكل 2.6:

① لا يتطابق انحناء البطانات مع انحناء غلاف المطحنة؛;
② تشوه غلاف المطحنة؛;
③ خطوط اللحام المتبقية على السطح الداخلي لغلاف المطحنة.

دعونا الآن نحلل عواقب حدوث الكسر في البطانات المبنية من الطوب في ظل ظروف المفاصل العادية. فإذا تعرضت بطانة مرتفعة للكسر أثناء التشغيل، فإن تأثير وسائط الطحن والمواد سيجبر البطانة المكسورة على التحرك نحو الغلاف، مما يؤدي إلى تكوين فجوة عند سطح الكسر، وهو ما يؤدي إلى ارتخاء البطانات ويؤدي بدوره إلى الانهيار. ويعد هذا الأمر بالغ الأهمية بشكل خاص بالنسبة للمطاحن القديمة التي ظلت قيد التشغيل لفترة طويلة، حيث يؤدي التشوه الشديد للغلاف إلى ارتفاع أكثر وضوحًا للبطانات، مما يزيد من احتمالية حدوث الانهيار الناجم عن الكسر.

نظرًا للقيود التي تفرضها مادة البطانة، فإن حدوث الكسر أمر لا مفر منه. ولذلك، فإن الطريقة الأكثر فعالية لمنع الانهيار الناجم عن كسر البطانة هي تقليل البعد في اتجاه طول القوس قدر الإمكان أثناء تصميم البطانات، وذلك لتقليل ارتفاع رفع البطانات الناتج عن العوامل الثلاثة المذكورة أعلاه إلى أدنى حد ممكن. وبهذه الطريقة، حتى في حالة حدوث كسر، لن تتشكل فجوة كبيرة، ويمكن تجنب الانهيار. أثناء التركيب، من الضروري إجراء مراقبة صارمة للجودة: يجب إعادة طحن البطانات ذات الانحناء غير الصحيح أو تلك التي لا يمكن أن تلتصق بإحكام بالغلاف. يجب خلط ملاط الأسمنت بنسب مناسبة لضمان جودة ملء كافية، مما يقلل إلى أدنى حد من الفجوة بين البطانات والغلاف. وهذا لا يساعد فقط في منع كسر البطانات، بل يضمن أيضًا أنه حتى في حالة حدوث الكسر، لن تظهر أي فجوة تذكر على سطح الكسر، مما يمنع انهيار البطانات.