Étape par étape : Diagnostiquer et réparer les pannes de chargement/déchargement des compresseurs d'air à vis à injection d'huile

Les compresseurs d'air à vis à injection d'huile sont largement utilisés dans la production industrielle en raison de leur fonctionnement hautement efficace et stable. Cependant, dans les conditions réelles d'exploitation, des pannes fréquentes de chargement/déchargement surviennent souvent, entraînant des problèmes tels que des démarrages et arrêts fréquents de l'équipement et des fluctuations de la pression d'alimentation en air. Ces problèmes perturbent non seulement la continuité de la production, mais accélèrent également le vieillissement des équipements et augmentent les pertes énergétiques, ce qui nécessite une analyse systématique et des solutions ciblées.

I. Analyse du principe de fonctionnement du système de charge/décharge

(1) Mécanisme dynamique de chargement

Lorsque la pression du système descend en dessous de la limite inférieure prédéfinie, les interrupteurs de pression ou les capteurs de pression haute précision captent rapidement le signal de pression, ce qui déclenche le système de contrôle pour émettre des commandes d'ouverture de la vanne d'admission. Les rotors du compresseur lancent alors le processus de compression d'air. L'air comprimé subit des traitements tels que la séparation huile-gaz, le refroidissement, avant d'être acheminé vers le point de consommation, s'ajustant précisément à la demande en air de production.

(2) Logique de décharge intelligente

Dès que la pression du système atteint le seuil supérieur prédéfini, les capteurs de pression transmettent instantanément des signaux de retour. Le système de contrôle commande promptement la fermeture de la vanne d'admission. Le compresseur d'air passe alors en mode de fonctionnement à vide : le rotor continue de tourner tandis que la voie d'admission d'air est complètement bloquée, arrêtant ainsi la production d'air comprimé afin de réduire efficacement la consommation d'énergie en fonctionnement.

(III) Système de contrôle en boucle fermée de pression

En définissant de manière flexible des seuils supérieurs et inférieurs pour les pressostats ou capteurs, le système détermine précisément la plage de pression pour le chargement et la décharge. Certains modèles haut de gamme intègrent une fonctionnalité de réglage dynamique PID, permettant une compensation en temps réel de la pression. Cela minimise les fluctuations de la pression d'alimentation, garantissant une utilisation stable de l'air comprimé.

II. Causes principales des défaillances de chargement/décharge

(1) Risques de défaillance des composants de capteur

Vieillissement et dérive de précision : Des phénomènes tels que l'oxydation des contacts du pressostat ou la dérive de la puce du capteur peuvent fausser l'acquisition du signal de pression. Un constructeur automobile a connu une dérive du point zéro sur des capteurs de pression, provoquant une décharge prématurée des compresseurs avant d'atteindre la limite inférieure, entraînant directement une insuffisance d'approvisionnement en air sur la ligne de production.

Interférences environnementales : Les températures élevées et l'humidité accélèrent la dégradation des capteurs. La contamination des surfaces de détection par la poussière et l'huile réduit directement la sensibilité, provoquant des retards de transmission du signal ou des erreurs d'interprétation.

(2) Risques de défaillance de la vanne d'admission

Problèmes de blocage mécanique : Les pistons des vannes d'admission peuvent se bloquer en raison de l'encrassement par le carbone, du colmatage par des débris ou de la défaillance par fatigue du ressort de rappel, empêchant un fonctionnement fluide de la vanne. Dans l'industrie textile et de la teinture, ces défaillances représentent 35 % de l'ensemble des dysfonctionnements de chargement/déchargement des compresseurs d'air, en faisant une cause majeure d'interruption du fonctionnement des équipements.

Défaillance du contrôle électromagnétique : L'endommagement de l'isolation de la bobine électromagnétique, les connexions de bornes desserrées ou oxydées peuvent empêcher la vanne électromagnétique de répondre précisément aux signaux de commande. Cela provoque un état de chargement continu ou de déchargement permanent du compresseur d'air, entraînant la perte de sa capacité de régulation de pression.

(III) Voies de défaillance du système de contrôle

Pannes matérielles : Des problèmes tels que la perte de programmes dans les modules API, de mauvaises soudures sur les cartes de circuit de contrôle ou des connexions de bornes oxydées peuvent perturber la transmission des commandes de contrôle. Une usine électronique a connu des fluctuations de pression importantes et une baisse du rendement de production dues à une défaillance d'un port de sortie de l'API ayant provoqué un mauvais fonctionnement de la vanne d'admission.

Défauts logiciels : Une configuration inappropriée des paramètres dans les programmes de contrôle ou des imperfections dans les algorithmes de commande de chargement/déchargement peuvent entraîner des jugements inexacts sur les seuils de pression, conduisant à un désalignement du timing de chargement/déchargement.

(IV) Pertes par fuites dans les canalisations

Défaillance d'étanchéité : Le vieillissement des joints de brides, les raccords filetés desserrés ou les joints endommagés peuvent provoquer des fuites persistantes d'air comprimé. Selon des statistiques industrielles, un trou de fuite de 1 mm² gaspille environ 15 000 mètres cubes d'air comprimé par an, obligeant les compresseurs d'air à redémarrer fréquemment pour compenser la perte de pression.

Perforation par corrosion des tuyauteries : Les tuyauteries soumises à un fonctionnement prolongé sont sujettes à la perforation par corrosion due à l'érosion du fluide et à l'usure provoquée par l'écoulement gazeux, particulièrement marquée dans des environnements fortement corrosifs comme ceux de la chimie et de la métallurgie.

(5) Effets de l'usure des composants mécaniques

Des composants critiques tels que les tiges de soupape d'admission et les mécanismes de micro-interrupteur des pressostats subissent un jeu accru, une usure de surface et une défaillance d'étanchéité après un fonctionnement prolongé à haute fréquence. Cela entraîne des réponses retardées lors du chargement/déchargement, une activation incomplète, voire un grippage de la soupape.

III. Diagnostic des pannes et solutions de précision

(1) Maintenance de précision des systèmes de détection

Étalonnage régulier : Utiliser des étalonneurs de pression de haute précision pour effectuer un étalonnage trimestriel du point zéro et de la plage des pressostats et capteurs, en veillant à ce que les erreurs de mesure restent comprises dans une marge de ±1 % afin de garantir la précision de l'acquisition du signal.

Améliorations de la protection : installer des couvercles anti-poussière et anti-humidité sur les éléments de détection et nettoyer régulièrement les surfaces sensibles. Dans les environnements fortement corrosifs, appliquer des revêtements anti-corrosion sur les surfaces des composants afin d'allonger la durée de service.

(II) Restauration de la soupape d'admission et récupération des performances

Inspection par démontage : démonter les ensembles de soupapes d'admission. Éliminer complètement les dépôts de carbone, les résidus d'huile et les contaminants à l'aide d'agents de nettoyage spécialisés. Vérifier les surfaces d'étanchéité du siège de soupape et l'usure du tiroir. Rectifier et réparer les zones présentant une usure mineure ; remplacer les composants en cas d'usure sévère.

Validation des performances : après remontage, tester l'étanchéité de la soupape sur un banc d'essai pneumatique de fuite. Simuler les conditions de fonctionnement réelles à l'aide d'un équipement de simulation dynamique afin de vérifier que le temps de réponse et la précision d'étanchéité de la soupape répondent aux spécifications.

(III) Diagnostic approfondi et optimisation du système de commande

Inspection matérielle : Utiliser des outils professionnels tels que des multimètres et des oscilloscopes pour inspecter les signaux d'entrée/sortie du PLC ainsi que les paramètres de tension/courant des cartes électroniques. Localiser les composants desserrés ou endommagés afin de les remplacer immédiatement et garantir la stabilité des boucles matérielles.

Optimisation du programme : La logique du programme de contrôle est revérifiée. Des tests de simulation confirment le caractère rationnel des algorithmes de contrôle de chargement/déchargement, corrigent les écarts de configuration des paramètres et mettent à jour le programme vers la dernière version stable.

(IV) Réparation précise des fuites sur canalisation

Détection précise des fuites : Des détecteurs de fuites ultrasoniques analysent l'ensemble du réseau de canalisations avec une précision au millimètre afin de localiser les fuites. Les zones suspectées de fuite sont marquées avec un liquide traceur, permettant une confirmation secondaire par observation de la formation de bulles.

Réparation hiérarchisée : les fuites mineures sont colmatées avec un scellant spécial à prise rapide ; les tuyaux gravement endommagés sont remplacés intégralement. Les raccords filetés sont enduits d'un adhésif anti-démontage ; les interfaces à brides sont équipées de joints résistants aux hautes températures et au vieillissement afin d'améliorer l'étanchéité.

(5) Renouvellement et maintenance des composants mécaniques

Évaluation de l'usure : mesurer les composants critiques tels que les tiges et les clapets de valve à l'aide d'instruments de précision comme les micromètres et les pieds à coulisse. Remplacer immédiatement les pièces dont l'usure dépasse les limites admissibles afin de garantir que les jeux respectent les spécifications techniques.

Optimisation de la lubrification : appliquer une graisse haute température adaptée aux conditions de fonctionnement afin de lubrifier uniformément les pièces mécaniques mobiles. Cela réduit la résistance au frottement et assure un fonctionnement souple et fluide des composants.