Krok za krokem: Diagnostika a oprava poruch při zatěžování/vybíjení olejových šroubových kompresorů

Olejem chlazené šroubové kompresory jsou ve výrobním průmyslu široce využívány díky své vysoce efektivní a stabilní provozní výkonnosti. Ve skutečných provozních podmínkách se však často vyskytují časté poruchy zatěžování/vykládky, které vedou k problémům, jako je časté zapínání a vypínání zařízení a kolísání tlaku dodávaného vzduchu. Tyto problémy narušují kontinuitu výroby, urychlují stárnutí zařízení a zvyšují ztráty energie, a proto je nutné provést systematickou analýzu a najít cílená řešení.

I. Analýza principu fungování systému zatěžování/vykládky

(1) Dynamický mechanismus zatěžování

Když tlak systému klesne pod přednastavenou dolní mez, tlakové spínače nebo vysoce přesné tlakové senzory rychle zachytí tlakový signál, čímž spustí ovládací systém k vydání příkazů pro otevření sacího ventilu. Kompresorové rotory následně zahájí proces stlačování vzduchu. Stlačený vzduch projde oddělením oleje a plynu, chlazením a dalšími úpravními procesy, než je dodán na místo spotřeby, čímž přesně odpovídá požadavkům výroby na stlačený vzduch.

(2) Inteligentní logika odlehčení

Jakmile tlak systému dosáhne nastavené horní meze, senzory tlaku okamžitě předají zpětný signál. Ovládací systém rychle přikáže uzavření sacího ventilu. Vzduchový kompresor poté přejde do režimu chodu naprázdno – rotor pokračuje ve rotaci, zatímco sací cesta je úplně uzavřena, čímž se ukončí produkce stlačeného vzduchu a efektivně se snižuje spotřeba energie při provozu.

(III) Tlakový regulační obvod se zpětnou vazbou

Průběžným nastavením horních a dolních mezí spínacího tlaku pro tlakové spínače nebo senzory přesně definuje systém rozsah tlaku pro náhradu a vykládku. Některé vyšší modely jsou vybaveny funkcí dynamické úpravy PID, která umožňuje kompenzaci tlaku v reálném čase. Tím se minimalizují kolísání dodávaného tlaku a zajišťuje se stabilní spotřeba stlačeného vzduchu.

II. Základní příčiny poruch náhradu/vykládky

(1) Rizika poruch senzorových komponent

Stárnutí a posunutí přesnosti: Jevy jako oxidace kontaktů tlakového spínače nebo drift čipu senzoru mohou narušit získávání tlakového signálu. U určitého automobilového výrobce došlo k chybě nulového bodu u tlakových senzorů, což způsobilo, že kompresory předčasně přešly do režimu vykládky ještě před dosažením dolní meze, čímž přímo vznikl nedostatek přívodu vzduchu na výrobní lince.

Vliv prostředí: Vysoké teploty a vlhkost urychlují degradaci senzorů. Prach a olejové nečistoty na snímacích plochách přímo snižují citlivost, což způsobuje zpoždění přenosu signálu nebo chybná rozhodnutí.

(2) Rizika poruch sacího ventilu

Mechanické zaseknutí: Písty sacího ventilu se mohou zaseknout kvůli uhlíkovým usazeninám, ucpání nečistotami nebo únavovému poškození návratné pružiny, čímž se brání hladkému provozu ventilu. Ve textilním a barvírenském průmyslu tyto poruchy představují 35 % všech poruch nabití/vybavení kompresorů a jsou tak hlavní příčinou přerušeného provozu zařízení.

Porucha elektromagnetického ovládání: Poškození izolace elektromagnetické cívky, uvolněné nebo oxidované svorkové spoje mohou znemožnit přesnou odezvu elektromagnetického ventilu na ovládací signály. To způsobuje, že se vzduchový kompresor udržuje v nepřetržitém stavu nabití nebo trvalého vybavení a ztrácí tak schopnost regulace tlaku.

(III) Cesty poruch řídicího systému

Poruchy hardwaru: Problémy, jako je ztráta programu modulu PLC, špatné pájené spoje na řídicích deskách obvodů nebo oxidovaná svorková připojení, mohou narušit přenos řídicích příkazů. Jeden elektronický závod zažil výrazné kolísání tlaku a snížený výstup produktu kvůli poruše výstupního portu PLC, která způsobila chybný chod sacího ventilu.

Chyby softwarové logiky: Nesprávné nastavení parametrů v řídicích programech nebo nedostatky v algoritmech řízení plnění/vyprazdňování mohou vést k nepřesnému posuzování prahových hodnot tlaku, což má za následek nesprávné časování plnění/vyprazdňování.

(IV) Úniky v potrubí

Porucha těsnění: Zastaralá těsnění přírub, uvolněné závitové spoje nebo poškozená těsnění mohou způsobit trvalý únik stlačeného vzduchu. Průmyslové statistiky uvádějí, že díra o ploše 1 mm² ročně vyplýtší přibližně 15 000 metrů krychlových stlačeného vzduchu, což nutí kompresory vzduchu často se zapínat, aby nahradily ztrátu tlaku.

Korozní průraz potrubí: Potrubí vystavené dlouhodobému provozu je náchylné ke koroznímu průrazu v důsledku eroze média a oplachování proudem plynu, zejména v silně korozních prostředích, jako jsou chemické procesy a metalurgie.

(5) Vlivy opotřebení mechanických komponent

Kritické komponenty, jako jsou čepy sacích ventilů a mikrospínače tlakových spínačů, vykazují po prodlouženém provozu s vysokou frekvencí zvětšené vůle, opotřebení povrchu a poruchy těsnění. To má za následek zpožděné reakce při zatěžování/vybíjení, neúplné ovládání a dokonce i zaseknutí ventilu.

III. Diagnostika poruch a přesná řešení

(1) Přesná údržba snímacích systémů

Pravidelná kalibrace: Pro čtvrtletní kalibraci nulového bodu a rozsahu tlakových spínačů a senzorů používejte vysoce přesné kalibrátory tlaku, aby byly chyby měření udržovány v mezích ±1 % a byla zajištěna přesnost získávání signálů.

Vylepšení ochrany: Nainstalujte prachové a vlhkovzdorné kryty na snímací prvky a pravidelně čistěte snímací plochy. V silně korozivních prostředích naneste na povrch součástek antikorozní povlaky, aby se prodloužila životnost.

(II) Obnova sacího ventilu a obnovení výkonu

Prohlídka po demontáži: Rozmontujte sestavy sacího ventilu. Důkladně odstraňte uhlíkové usazeniny, olejové zbytky a nečistoty pomocí speciálních čisticích prostředků. Zkontrolujte těsnicí plochy sedla ventilu a opotřebení šoupátka. Mírné opotřebené plochy odfrézujte a opravte; u silného opotřebení součástky vyměňte.

Ověření výkonu: Po znovusestavení otestujte těsnicí výkon ventilu na pneumatické zkušebně netěsností. Simulujte skutečné provozní podmínky pomocí dynamické simulační techniky, abyste ověřili, že doba odezvy ventilu a přesnost těsnění odpovídají specifikacím.

(III) Podrobná diagnostika a optimalizace řídicího systému

Kontrola hardwaru: Použijte profesionální nástroje, jako jsou multimetry a osciloskopy, ke kontrole signálů vstupu/výstupu PLC a parametrů napětí/proudu na desce plošných spojů. Vyhledejte uvolněné nebo poškozené součástky a okamžitě je nahraďte, aby byla zajištěna stabilní funkce hardwarových obvodů.

Optimalizace programu: Logika řídicího programu je znovu ověřena. Simulační testy potvrzují správnost algoritmů řízení nakládání/vykládání, opravují odchylky v konfiguraci parametrů a aktualizují program na nejnovější stabilní verzi.

(IV) Přesná oprava netěsností potrubí

Přesná detekce netěsností: Ultrazvukové detektory netěsností prohledávají celou potrubní síť s přesností na milimetry, aby lokalizovaly únik. Podezřelé místa úniku jsou označena detekční kapalinou pro sekundární potvrzení pozorováním tvorby bublin.

Postupná oprava: Malé úniky utěsněny speciálním rychle tvrdnoucím těsnivem; silně poškozené potrubí je vyměněno. Závitová spojení jsou potažena protiuvolňovacím lepidlem; přírubová rozhraní jsou vybavena těsnicími podložkami odolnými proti vysokým teplotám a stárnutí, aby se zlepšila těsnicí funkce.

(5) Obnova a údržba mechanických komponent

Hodnocení opotřebení: Měření klíčových komponent, jako jsou šoupátka ventilů a zástrčky, pomocí přesných měřicích nástrojů, jako jsou mikrometry a posuvná měrka. Díly s nadměrným opotřebením jsou včas vyměněny, aby byl zajištěn soulad mezi mezery a technickými specifikacemi.

Optimalizace mazání: Aplikace vysokoteplotního tuku vhodného pro provozní podmínky pro rovnoměrné mazání pohyblivých mechanických částí. Tím se snižuje třecí odpor a zajišťuje hladký a pružný chod komponent.