Пошаговое руководство: диагностика и устранение неисправностей при загрузке/разгрузке маслозаполненных винтовых воздушных компрессоров

Масляные винтовые воздушные компрессоры широко используются в промышленном производстве благодаря своей высокой эффективности и стабильной работе. Однако в реальных условиях эксплуатации часто возникают неисправности при частой загрузке/выгрузке, что приводит к таким проблемам, как частый пуск и останов оборудования, а также колебания давления подачи воздуха. Эти проблемы не только нарушают непрерывность производства, но и ускоряют износ оборудования, увеличивая потери энергии, что требует системного анализа и целенаправленных решений.

I. Анализ принципа работы системы загрузки/выгрузки

(1) Динамический механизм загрузки

Когда давление в системе падает ниже установленного нижнего предела, датчики давления или высокоточные сенсоры быстро фиксируют сигнал давления, что приводит к срабатыванию системы управления и открытию впускного клапана. Роторы компрессора начинают процесс сжатия воздуха. Сжатый воздух проходит процессы разделения масла и газа, охлаждения и другие процедуры обработки, после чего подается к месту потребления, точно соответствуя производственным потребностям в сжатом воздухе.

(2) Интеллектуальная логика разгрузки

Как только давление в системе достигает установленного верхнего порога, датчики давления мгновенно передают обратный сигнал. Система управления незамедлительно подает команду на закрытие впускного клапана. Воздушный компрессор переходит в режим работы без нагрузки — ротор продолжает вращаться, в то время как путь подачи воздуха полностью перекрывается, прекращая производство сжатого воздуха и эффективно снижая энергопотребление.

(III) Система замкнутого управления давлением

Гибкая настройка верхнего и нижнего пороговых значений для датчиков давления или переключателей позволяет системе точно определять диапазон давления для загрузки и разгрузки. Некоторые высококлассные модели оснащены функцией динамической регулировки PID, обеспечивающей компенсацию давления в режиме реального времени. Это минимизирует колебания давления подачи и гарантирует стабильное потребление воздуха.

II. Основные причины сбоев при загрузке/разгрузке

(1) Риски выхода из строя компонентов датчиков

Старение и дрейф точности: такие явления, как окисление контактов датчика давления или смещение сигнала чипа датчика, могут исказить получение сигнала давления. У одного автопроизводителя наблюдался сбой нулевой точки в датчиках давления, из-за чего компрессоры преждевременно переходили в режим разгрузки до достижения нижнего предела, что напрямую привело к недостаточному снабжению производственной линии воздухом.

Воздействие окружающей среды: высокие температуры и влажность ускоряют деградацию датчиков. Загрязнение поверхностей чувствительных элементов пылью и маслом напрямую снижает чувствительность, вызывая задержки передачи сигналов или ошибочные срабатывания.

(2) Риски отказа впускного клапана

Проблемы механического заклинивания: поршни впускного клапана могут заклинивать из-за отложений нагара, засорения посторонними частицами или усталостного разрушения возвратной пружины, что препятствует плавной работе клапана. В текстильной и красильной промышленности такие отказы составляют 35% всех неисправностей загрузки/разгрузки воздушных компрессоров и являются основной причиной перебоев в работе оборудования.

Отказ электромагнитного управления: повреждение изоляции электромагнитной катушки, ослабление или окисление контактных соединений может привести к тому, что электромагнитный клапан не будет точно реагировать на управляющие сигналы. Это приводит к тому, что воздушный компрессор остаётся в состоянии постоянной загрузки или постоянной разгрузки, теряя способность регулировать давление.

(III) Пути отказа системы управления

Аппаратные сбои: проблемы, такие как утерянные программы модуля ПЛК, плохие паяные соединения на платах управления или окисленные контактные соединения, могут нарушить передачу управляющих команд. На одном электронном заводе наблюдались сильные колебания давления и снижение выхода продукции из-за неисправности выходного порта ПЛК, вызвавшей сбой в работе впускного клапана.

Ошибки программной логики: неправильная настройка параметров в программах управления или недостатки алгоритмов управления загрузкой/разгрузкой могут привести к неточному определению пороговых значений давления, в результате чего моменты загрузки/разгрузки сбиваются.

(IV) Потери из-за утечек в трубопроводах

Выход из строя уплотнений: старение прокладок фланцев, ослабление резьбовых соединений или повреждение уплотнений может вызывать постоянную утечку сжатого воздуха. Статистика отрасли показывает, что отверстие утечки площадью 1 мм² ежегодно приводит к потере около 15 000 кубометров сжатого воздуха, вынуждая компрессоры часто включаться для восстановления давления.

Коррозионное прокалывание труб: трубы, подвергающиеся длительному эксплуатационному воздействию, склонны к коррозионному прокалыванию из-за эрозии среды и выдувания потоком газа, особенно в сильно агрессивных средах, таких как химическая промышленность и металлургия.

(5) Влияние износа механических компонентов

Критические компоненты, такие как штоки впускных клапанов и механизмы микропереключателей давления, после продолжительной высокочастотной работы испытывают увеличение зазоров, износ поверхностей и отказ уплотнений. Это приводит к задержкам при загрузке/разгрузке, неполному срабатыванию и даже заклиниванию клапанов.

III. Диагностика неисправностей и точные решения

(1) Точное техническое обслуживание систем датчиков

Регулярная калибровка: используйте высокоточные калибраторы давления для выполнения ежеквартальной калибровки нулевой точки и диапазона переключателей и датчиков давления, обеспечивая погрешность измерений в пределах ±1%, чтобы гарантировать точность получения сигналов.

Модернизация защиты: установите пылезащитные и влагозащитные кожухи на чувствительные элементы и регулярно очищайте поверхности датчиков. В условиях сильной коррозии нанесите антикоррозионные покрытия на поверхности компонентов для увеличения срока службы.

(II) Восстановление впускного клапана и восстановление производительности

Осмотр при разборке: демонтаж узлов впускного клапана. Тщательно удалите отложения нагара, масляные остатки и загрязнения с помощью специализированных очистителей. Проверьте поверхности уплотнения седла клапана и износ золотника. Прошлифуйте и отремонтируйте участки с незначительным износом; замените компоненты при сильном износе.

Проверка производительности: после сборки проверьте герметичность клапана на пневматическом стенде для испытания на утечки. Смоделируйте реальные условия эксплуатации с помощью оборудования динамического моделирования, чтобы подтвердить соответствие времени срабатывания клапана и точности уплотнения заданным характеристикам.

(III) Глубокая диагностика и оптимизация системы управления

Проверка оборудования: Используйте профессиональные инструменты, такие как мультиметры и осциллографы, для проверки сигналов ввода/вывода ПЛК и параметров напряжения/тока на печатной плате. Выявите ослабленные или поврежденные компоненты для немедленной замены с целью обеспечения стабильной работы аппаратных циклов.

Оптимизация программы: Логика управляющей программы повторно проверяется. Имитационные испытания подтверждают обоснованность алгоритмов управления загрузкой/разгрузкой, устраняют отклонения в конфигурации параметров и обновляют программу до последней стабильной версии.

(IV) Точечное устранение утечек в трубопроводе

Точечное обнаружение утечек: Ультразвуковые детекторы утечек сканируют всю трубопроводную сеть с миллиметровой точностью для локализации утечек. Подозреваемые участки с утечками помечаются жидкостью для обнаружения утечек, а подтверждение проводится путем наблюдения за образованием пузырьков.

Поэтапный ремонт: незначительные утечки устраняются с помощью специализированного быстротвердеющего герметика; сильно повреждённые трубы заменяются полностью. Резьбовые соединения покрываются антифрикционным клеем; фланцевые соединения оснащаются прокладками, устойчивыми к высоким температурам и старению, для повышения герметичности.

(5) Обновление и обслуживание механических компонентов

Оценка износа: измерение критических компонентов, таких как шпиндели и затворы клапанов, с помощью точных инструментов, например микрометров и штангенциркулей. Своевременная замена деталей, превышающих допустимые пределы износа, для обеспечения соответствия зазоров техническим требованиям.

Оптимизация смазки: нанесение высокотемпературной смазки, подходящей для рабочих условий, для равномерной смазки подвижных механических частей. Это снижает силу трения, обеспечивая плавную и надёжную работу компонентов.