خطوة بخطوة: تشخيص وإصلاح أعطال التحميل/التفريغ في ضواغط الهواء اللولبية ذات الحقن الزيتي

تُستخدم ضواغط الهواء اللولبية ذات الحقن الزيتي على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي نظرًا لتشغيلها الفعال والمستقر. ومع ذلك، في ظروف التشغيل الفعلية، تحدث غالبًا أعطال متكررة في التحميل/التفريغ، مما يؤدي إلى مشكلات مثل بدء وإيقاف المعدات بشكل متكرر وتقلبات في ضغط إمداد الهواء. لا تؤدي هذه المشكلات فقط إلى تعطيل استمرارية الإنتاج، بل تسرّع أيضًا من تقادم المعدات وترفع من خسائر استهلاك الطاقة، مما يستدعي تحليلًا منهجيًا وحلولًا مستهدفة.

أولًا: تحليل مبدأ عمل نظام التحميل/التفريغ

(1) آلية التحميل الديناميكية

عندما تنخفض ضغط النظام عن الحد الأدنى المحدد مسبقًا، تقوم مفاتيح الضغط أو أجهزة استشعار الضغط عالية الدقة بالتقاط إشارة الضغط بسرعة، مما يُفعّل النظام التحكّمي لإصدار أوامر بفتح صمام السحب. ثم تبدأ دوارات الضاغط في عملية ضغط الهواء. ويتم بعد ذلك فصل الهواء عن الزيت وتبريده ومعالجته بعمليات أخرى قبل توصيله إلى جهة استهلاك الهواء، بحيث يتطابق بدقة مع متطلبات إنتاج الهواء.

(2) منطق التفريغ الذكي

بمجرد وصول ضغط النظام إلى الحد الأعلى المحدد، تقوم أجهزة استشعار الضغط بإرسال إشارات تغذية راجعة فورًا. ويصدر النظام التحكّمي أمرًا فوريًا بإغلاق صمام السحب. ثم ينتقل الضاغط الهوائي إلى وضع التشغيل الخالي من الحمل — حيث تستمر الدوارة في الدوران بينما يتم منع مسار دخول الهواء بالكامل، مما يؤدي إلى وقف إنتاج الهواء المضغوط وتقليل استهلاك الطاقة أثناء التشغيل بشكل فعال.

(III) نظام التحكم المغلق بالضغط

من خلال ضبط حدود الضغط العليا والدنيا لمفاتيح أو مستشعرات الضغط بشكل مرن، يُحدد النظام بدقة مدى الضغط الخاص بالتحميل والتفريغ. وتتضمن بعض الطرازات المتطورة وظيفة التعديل الديناميكي PID، ما يمكّن من التعويض الفوري للضغط. ويقلل هذا من تقلبات ضغط التزويد، ويضمن ثبات استخدام الهواء.

ثانيًا. الأسباب الأساسية لفشل عمليات التحميل/التفريغ

(1) مخاطر فشل مكونات المستشعر

الشيخوخة وانحراف الدقة: يمكن أن تؤدي ظواهر مثل أكسدة تلامسات مفتاح الضغط أو انحراف رقاقة المستشعر إلى تشويه إشارة ضغط الاستشعار. وواجه أحد مصنعي السيارات فشلًا في انحراف النقطة الصفرية لمستشعرات الضغط، ما تسبب في تفريغ الضواغط مبكرًا قبل الوصول إلى الحد الأدنى، مما أدى مباشرة إلى نقص في تزويد خط الإنتاج بالهواء.

التدخل البيئي: تؤدي درجات الحرارة العالية والرطوبة إلى تسريع تدهور الحساسات. كما أن اتساخ الأسطح الاستشعارية بالغبار والزيت يقلل من الحساسية بشكل مباشر، مما يسبب تأخيرًا في إرسال الإشارات أو أخطاء في التقدير.

(2) مخاطر فشل صمام السحب

مشاكل العطل الميكانيكي: قد يعلق مكبس صمام السحب بسبب تراكم الرواسب الكربونية، أو انسداد الأتربة، أو فشل زنبرك العودة نتيجة التعب المعدني، مما يمنع تشغيل الصمام بسلاسة. وفي صناعة النسيج والصباغة، تمثل هذه الأعطال 35% من جميع أعطال ضواغط الهواء في عمليات التحميل/التفريغ، ما يجعلها السبب الرئيسي لانقطاع تشغيل المعدات.

فشل التحكم الكهرومغناطيسي: تلف عزل الملف الكهرومغناطيسي أو ترخي الاتصالات الطرفية أو تأكسدها يمكن أن يمنع صمام الملف من الاستجابة بدقة لإشارات التحكم. مما يؤدي إلى بقاء ضاغط الهواء في حالة تحميل مستمر أو حالة تفريغ دائم، وبالتالي فقدان قدرته على تنظيم الضغط.

(III) مسارات فشل نظام التحكم

أعطال الأجهزة: يمكن أن تؤدي مشكلات مثل فقدان برامج وحدة وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC)، أو وصلات لحام رديئة على لوحات الدوائر الكهربائية، أو وصلات طرمينال مؤكسدة، إلى تعطيل نقل أوامر التحكم. واجهت إحدى مصانع الإلكترونيات تقلبات ضغط شديدة وانخفاضًا في إنتاج المنتجات بسبب عطل في منفذ الإخراج لوحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) تسبب في عطل صمام السحب.

عيوب منطق البرمجيات: يمكن أن تؤدي إعدادات المعلمات غير السليمة في برامج التحكم أو عيوب في خوارزميات التحكم في التحميل/التفريغ إلى أحكام غير دقيقة بشأن عتبات الضغط، مما يؤدي إلى عدم توافق توقيت التحميل/التفريغ.

(IV) خسائر التسرب في خطوط الأنابيب

فشل الختم: يمكن أن تؤدي بطانات الشفاه المتقدمة في العمر، أو الوصلات المترابطة المفكوكة، أو الأختام التالفة، إلى تسرب مستمر للهواء المضغوط. تشير الإحصائيات الصناعية إلى أن فتحة تسرب بمساحة 1 مم² تهدر حوالي 15000 متر مكعب من الهواء المضغوط سنويًا، مما يجبر ضواغط الهواء على التشغيل بشكل متكرر لتعويض فقدان الضغط.

ثقب التآكل في الأنابيب: تكون المواسير المعرضة للتشغيل لفترة طويلة عرضة للثقب الناتج عن التآكل بسبب تآكل الوسط وجريان الغاز، وخاصة في البيئات شديدة التآكل مثل معالجة المواد الكيميائية والصناعات المعدنية.

(5) آثار تآكل المكونات الميكانيكية

تتعرض المكونات الحرجة مثل جذوع صمامات السحب وآليات الميكروسوتش للضغط إلى زيادة في الفراغات، وتآكل السطح، وفشل الختم بعد التشغيل عالي التردد لفترة طويلة. مما يؤدي إلى تأخر استجابات التشغيل/الإيقاف، وعدم اكتمال التشغيل، بل وحتى انسداد الصمام.

ثالثًا: تشخيص الأعطال والحلول الدقيقة

(1) الصيانة الدقيقة لأنظمة الاستشعار

المعايرة الدورية: استخدم معايير ضغط دقيقة لأداء معايرة دورية فصلية لنقطة الصفر ونطاق المفاتيح وأجهزة استشعار الضغط، للتأكد من بقاء أخطاء القياس ضمن ±1٪ لضمان دقة اقتناء الإشارة.

ترقيات الحماية: قم بتركيب أغطية واقية من الغبار والرطوبة على عناصر الاستشعار وقم بتنظيف أسطح الاستشعار بانتظام. في البيئات شديدة التآكل، قم بتطبيق طلاءات مقاومة للتآكل على أسطح المكونات لتمديد عمر الخدمة.

(II) استعادة صمام السحب واسترداد الأداء

فحص الفك: قم بتفكيك وحدات صمام السحب. ازالة الرواسب الكربونية والزيوت والملوثات بشكل كامل باستخدام عوامل تنظيف متخصصة. تفتيش أسطح الختم في مقعد الصمام وارتداء السلك. جلد وإصلاح مناطق الارتداء البسيطة؛ واستبدال المكونات في حالة الارتداء الشديد.

التحقق من الأداء: بعد إعادة التجميع، اختبر أداء ختم الصمام على منضدة اختبار التسرب الهوائي. قم بمحاكاة الظروف التشغيلية الفعلية باستخدام معدات محاكاة ديناميكية للتحقق من أن زمن استجابة الصمام ودقة الختم تفي بالمواصفات.

(III) التشخيص المتعمق والتحسين لنظام التحكم

فحص الأجهزة: استخدام أدوات احترافية مثل أجهزة قياس الفولتية والمقاومة وأجهزة قياس الإشارات التذبذبية لفحص إشارات المدخلات/المخرجات لوحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) ومتغيرات الجهد والتيار على اللوحات الدوائرية. تحديد المكونات التالفة أو المترهلة لاستبدالها فورًا لضمان استقرار حلقات الأجهزة.

تحسين البرنامج: يتم إعادة التحقق من منطق برنامج التحكم. وتؤكد اختبارات المحاكاة منطقية خوارزميات التحكم في التحميل/التفريغ، وتصحح الانحرافات في تهيئة المعاملات، وتحديث البرنامج إلى أحدث إصدار مستقر.

(IV) إصلاح دقيق لتسرب الأنابيب

الكشف الدقيق عن التسرب: تقوم كواشف التسرب فوق الصوتية بمسح شبكة الأنابيب بأكملها بدقة تصل إلى مستوى المليمتر لتحديد موقع التسرب. تُعلَّم المناطق المشبوهة باستخدام سائل الكشف عن التسرب للتأكيد الثانوي من خلال ملاحظة تكوّن الفقاعات.

إصلاح تدريجي: يتم إغلاق التسريبات البسيطة باستخدام مادة مانعة للتسرب سريعة الإعداد متخصصة؛ ويتم استبدال الأنابيب التالفة بشدة بشكل مباشر. وتُغطى الوصلات المترسّنة بملصق مضاد للانفصال؛ كما تُزوَّد وصلات الشفاه بحشوات مقاومة للحرارة العالية/والتقصف لتحسين أداء الإغلاق.

(5) تجديد وصيانة المكونات الميكانيكية

تقييم التآكل: قِس المكونات الحرجة مثل جذوع الصمامات وسداداتها باستخدام أدوات دقيقة مثل الميكرومتر والمسطرة. ويجب استبدال الأجزاء التي تتجاوز حدود التآكل على الفور لضمان أن تكون الفجوة مطابقة للمواصفات الفنية.

تحسين التزييت: طبّق شحوماً مقاومة للحرارة العالية ومناسبة لظروف التشغيل، لتزييت موحد للأجزاء الميكانيكية المتحركة. ويقلل هذا من مقاومة الاحتكاك، ويضمن تشغيل الأجزاء بسلاسة ومرونة.