Schritt-für-Schritt: Diagnose und Reparatur von Lade-/Entlade-Problemen bei öleingespritzten Schraubenkompressoren

Öleingespritzte Schraubenkompressoren werden aufgrund ihres hohen Wirkungsgrads und stabiler Leistung in der industriellen Produktion weit verbreitet eingesetzt. In der praktischen Anwendung treten jedoch häufig Lade-/Entlade-Störungen auf, die zu wiederholtem Starten und Stoppen der Anlage sowie Schwankungen des Druckluftdrucks führen. Diese Probleme stören nicht nur den Produktionsablauf, sondern beschleunigen auch die Alterung der Ausrüstung und erhöhen den Energieverlust, weshalb eine systematische Analyse und gezielte Lösungen erforderlich sind.

I. Analyse des Betriebsprinzips des Lade-/Entladesystems

(1) Dynamischer Ladevorgang

Wenn der Systemdruck unter die voreingestellte Untergrenze fällt, erfassen Druckschalter oder hochpräzise Drucksensoren das Drucksignal schnell und veranlassen das Steuerungssystem, Befehle zur Öffnung des Ansaugventils auszugeben. Die Kompressorrotoren starten dann den Luftverdichtungsprozess. Die verdichtete Luft durchläuft Öl-Gas-Trennung, Kühlung und andere Behandlungsprozesse, bevor sie an den Verbrauchsort geleitet wird, um den Produktionsluftbedarf präzise abzudecken.

(2) Intelligente Entlastungslogik

Sobald der Systemdruck die eingestellte Obergrenze erreicht, leiten die Drucksensoren sofort Rückmeldesignale weiter. Das Steuerungssystem befiehlt unverzüglich die Schließung des Ansaugventils. Der Luftkompressor wechselt dann in den Leerlaufbetrieb – der Rotor dreht weiter, während der Luftansaugweg vollständig blockiert ist, wodurch die Erzeugung von Druckluft eingestellt wird, um den energetischen Betriebsaufwand effektiv zu reduzieren.

(III) Druck-Regelkreissteuerung

Durch die flexible Festlegung von oberen und unteren Schwellenwerten für Druckschalter oder -sensoren definiert das System genau den Druckbereich für Belastung und Entlastung. Einige hochwertige Modelle verfügen über eine PID-Dynamik-Regelfunktion, die eine Echtzeit-Druckkompensation ermöglicht. Dadurch werden Schwankungen des Versorgungsdrucks minimiert und ein stabiler Luftverbrauch sichergestellt.

II. Kernausschlaggebende Ursachen für Belastungs-/Entlastungsstörungen

(1) Ausfallrisiken bei Sensorkomponenten

Alterung und Genauigkeitsdrift: Phänomene wie die Oxidation der Kontakte von Druckschaltern oder eine Abdriftung des Sensorchips können die Erfassung des Drucksignals verfälschen. Ein bestimmter Automobilhersteller hatte einen Nullpunktdrift-Fehler bei Drucksensoren, wodurch Kompressoren vorzeitig entlastet wurden, noch bevor die Untergrenze erreicht war, was direkt zu einer unzureichenden Luftversorgung der Produktionslinie führte.

Umwelteinflüsse: Hohe Temperaturen und Luftfeuchtigkeit beschleunigen die Alterung von Sensoren. Staub- und Ölkontaminationen auf den Sensierflächen verringern direkt die Empfindlichkeit und führen zu Verzögerungen bei der Signalübertragung oder Fehlinterpretationen.

(2) Risiken durch Ansaugventildefekte

Mechanische Klemmprobleme: Die Kolben des Ansaugventils können durch Ablagerungen, Fremdkörperblockaden oder Ermüdungsbruch der Rückstellfeder klemmen, wodurch ein reibungsloser Ventilbetrieb verhindert wird. In der Textil- und Färbereiindustrie machen solche Ausfälle 35 % aller Lade-/Entlade-Probleme bei Druckluftkompressoren aus und sind somit eine Hauptursache für unterbrochene Geräteoperationen.

Elektromagnetische Steuerungsstörungen: Beschädigungen der Isolierung der elektromagnetischen Spule sowie lockere oder oxidierte Anschlussklemmen können dazu führen, dass das Magnetventil nicht mehr korrekt auf Steuersignale reagiert. Dies bewirkt, dass der Druckluftkompressor dauerhaft im Lade- oder Entladestatus verbleibt und seine Druckregelfähigkeit verliert.

(III) Fehlerpfade des Steuersystems

Hardwareausfälle: Probleme wie verlorene Programme von SPS-Modulen, schlechte Lötstellen auf Steuerungsplatinen oder oxidierte Anschlussverbindungen können die Übertragung von Steuerungsbefehlen stören. Ein bestimmter Elektronikbetrieb erlebte erhebliche Druckschwankungen und eine reduzierte Produktausbeute aufgrund eines Ausfalls eines SPS-Ausgangsports, der eine Fehlfunktion des Einlassventils verursachte.

Softwarelogikfehler: Falsche Parameterkonfiguration in Steuerungsprogrammen oder Mängel in Lade-/Entlade-Steuerungsalgorithmen können zu ungenauen Druckschwellenbewertungen führen, was eine fehlerhafte Lade-/Entlade-Timingsteuerung zur Folge hat.

(IV) Leckagen in Rohrleitungen

Dichtungsversagen: Gealterte Flanschdichtungen, lose Gewindeverbindungen oder beschädigte Dichtungen können zu anhaltenden Leckagen von Druckluft führen. Branchenstatistiken zeigen, dass ein 1 mm² großes Leck jährlich etwa 15.000 Kubikmeter Druckluft verschwendet, wodurch die Luftkompressoren häufig eingeschaltet werden müssen, um den Druckverlust auszugleichen.

Rohrkorrosion mit Lochbildung: Rohrleitungen, die langfristigem Betrieb unterliegen, sind aufgrund von Medienerosion und Gasströmungsabtrag anfällig für Korrosionslöcher, insbesondere in stark korrosiven Umgebungen wie der chemischen Verarbeitung und Metallurgie.

(5) Auswirkungen von mechanischem Verschleiß an Bauteilen

Kritische Komponenten wie Einlassventilstößel und Mikroschaltermechanismen von Druckschaltern weisen nach längerem Hochfrequenzbetrieb erhöhte Spielräume, Oberflächenverschleiß und Dichtungsdefekte auf. Dies führt zu verzögerten Lade-/Entlade-Reaktionen, unvollständiger Betätigung und sogar zum Klemmen der Ventile.

III. Fehlerdiagnose und präzise Lösungen

(1) Präzisionswartung von Messsystemen

Regelmäßige Kalibrierung: Hochpräzise Druckkalibratoren vierteljährlich zur Nullpunkt- und Bereichskalibrierung von Druckschaltern und Sensoren einsetzen, um sicherzustellen, dass Messfehler innerhalb von ±1 % liegen und somit die Genauigkeit der Signalerfassung gewährleistet ist.

Schutz-Upgrade: Staub- und feuchtigkeitsgeschützte Abdeckungen an Sensorelementen installieren und Sensorflächen regelmäßig reinigen. In stark korrosiven Umgebungen Korrosionsschutzbeschichtungen auf Bauteiloberflächen auftragen, um die Lebensdauer zu verlängern.

(II) Ansaugventil-Reparatur und Leistungsrekonstruktion

Demontageprüfung: Ansaugventilbaugruppen demontieren. Kohlenstoffablagerungen, Ölrückstände und Verunreinigungen gründlich mit speziellen Reinigungsmitteln entfernen. Dichtflächen der Ventilsitze und Spulenverschleiß prüfen. Geringfügige Verschleißstellen schleifen und reparieren; Bauteile bei starkem Verschleiß austauschen.

Leistungsvalidierung: Nach der Wiedermontage die Dichtheit des Ventils auf einem pneumatischen Dichtheitsprüfstand testen. Mittels dynamischer Simulationsgeräte reale Betriebsbedingungen simulieren, um Ansprechzeit und Dichtgenauigkeit gemäß Spezifikation zu überprüfen.

(III) Tiefendiagnose und Optimierung des Steuersystems

Hardware-Inspektion: Nutzen Sie professionelle Werkzeuge wie Multimeter und Oszilloskope, um die Eingangs-/Ausgangssignale der SPS sowie Spannungs-/Stromparameter der Leiterplatte zu überprüfen. Lockere oder beschädigte Komponenten lokalisieren und sofort ersetzen, um stabile Hardware-Schleifen sicherzustellen.

Programm-Optimierung: Die Logik des Steuerungsprogramms wird erneut validiert. Simulationstests überprüfen die Angemessenheit der Lade-/Entlade-Steuerungsalgorithmen, korrigieren Abweichungen in der Parameterkonfiguration und aktualisieren das Programm auf die neueste stabile Version.

(IV) Präzise Reparatur von Leckagen in Rohrleitungen

Präzise Leckageerkennung: Ultraschall-Leckage-Detektoren scannen das gesamte Rohrleitungssystem mit millimetergenauer Genauigkeit zur Lokalisierung von Leckagen. Verdächtige Leckagestellen werden mit Leckageerkennungsflüssigkeit markiert, um eine erneute Bestätigung durch Beobachtung von Blasenbildung vorzunehmen.

Stufengerechte Reparatur: Geringfügige Leckagen werden mit einem speziellen, schnell abbindenden Dichtmittel verschlossen; stark beschädigte Rohre werden umgehend ausgetauscht. Gewindeverbindungen werden mit losemfestigem Klebstoff beschichtet; Flanschverbindungen erhalten temperatur- und alterungsbeständige Dichtungen, um die Dichtigkeit zu verbessern.

(5) Erneuerung und Wartung mechanischer Komponenten

Verschleißbewertung: Messung kritischer Bauteile wie Ventilspindeln und -dichtungen mithilfe präziser Messgeräte wie Messschieber und Mikrometern. Teile, die die zulässigen Verschleißgrenzen überschreiten, sind unverzüglich zu ersetzen, um sicherzustellen, dass die Spiele den technischen Vorgaben entsprechen.

Schmierungsoptimierung: Auftrag von hochtemperaturbeständigem Fett, das an die Betriebsbedingungen angepasst ist, zur gleichmäßigen Schmierung beweglicher mechanischer Teile. Dadurch wird der Reibungswiderstand verringert, wodurch ein reibungsloser und flexibler Bauteilbetrieb gewährleistet wird.