Поетапний процес: діагностика та усунення несправностей завантаження/розвантаження в масляних гвинтових компресорах

Масляні гвинтові повітряні компресори широко використовуються у промисловому виробництві завдяки своїй високій ефективності та стабільності роботи. Однак у реальних умовах експлуатації часто виникають несправності частого завантаження/розвантаження, що призводить до надмірної кількості пусків і зупинок обладнання та коливань тиску повітря. Ці проблеми не лише порушують безперервність виробництва, а й прискорюють старіння обладнання та збільшують втрати енергії, що потребує системного аналізу та цільових рішень.

I. Аналіз принципу роботи системи завантаження/розвантаження

(1) Механізм динамічного завантаження

Коли тиск у системі падає нижче заданого нижнього рівня, вимикачі тиску або високоточні датчики тиску швидко фіксують сигнал тиску, що спонукає систему керування відправити команди на відкриття вхідного клапана. Ротори компресора тоді розпочинають процес стиснення повітря. Стиснене повітря проходить процеси розділення масла та газу, охолодження та інші операції, після чого подається до місця споживання повітря, точно відповідаючи виробничим потребам у повітрі.

(2) Інтелектуальна логіка розвантаження

Як тільки тиск у системі досягає заданого верхнього порогу, датчики тиску миттєво передають зворотний зв'язок. Система керування негайно відправляє команду на закриття вхідного клапана. Повітряний компресор переходить у режим роботи без навантаження — ротор продовжує обертатися, тоді як повітряний вхід повністю перекритий, що призводить до припинення виробництва стисненого повітря й ефективно зменшує енергоспоживання.

(III) Система регулювання тиску із замкненим контуром

Гнучке встановлення верхніх і нижніх граничних меж для тискових вимикачів або датчиків дозволяє системі точно визначати діапазон тиску для завантаження та розвантаження. Деякі високопродуктивні моделі мають функцію динамічної регулювання ПІД, що забезпечує компенсацію тиску в реальному часі. Це мінімізує коливання тиску подачі, забезпечуючи стабільне використання повітря.

II. Основні причини відмови завантаження/розвантаження

(1) Ризики відмови сенсорних компонентів

Старіння та зміщення точності: явища, такі як окислення контактів тискового вимикача або зсув чіпа датчика, можуть спотворювати отримання сигналу тиску. У одного автовиробника відбувся зсув нульової точки датчиків тиску, що призвело до передчасного розвантаження компресорів до досягнення нижньої межі, що безпосередньо призвело до недостатньої подачі повітря на виробничу лінію.

Вплив навколишнього середовища: високі температури та вологість прискорюють деградацію сенсорів. Бруд та масляні забруднення на чутливих поверхнях безпосередньо знижують чутливість, що призводить до затримок передачі сигналу або помилкових спрацьовувань.

(2) Ризики пошкодження впускного клапана

Проблеми механічного заклинювання: поршні впускного клапана можуть заклинити через нагар, забруднення сміттям або втомне руйнування пружини повернення, що перешкоджає плавній роботі клапана. У текстильній та фарбувальній промисловості такі несправності становлять 35% усіх несправностей завантаження/розвантаження повітряних компресорів, що робить їх основною причиною переривання роботи обладнання.

Відмова електромагнітного керування: пошкодження ізоляції електромагнітної котушки, ослаблені або окислені з'єднання контактів можуть перешкодити соленоїдному клапану точно реагувати на сигнали керування. Це призводить до того, що повітряний компресор залишається в стані постійного завантаження або постійного розвантаження, втрачаючи здатність регулювати тиск.

(III) Шляхи відмови системи керування

Апаратні збої: такі проблеми, як втрата програм модулів ПЛК, погані паяні з'єднання на платах керування або окислені контактні з'єднання, можуть порушити передачу команд керування. На одному електронному заводі через несправність вихідного порту ПЛК, що призвела до неправильної роботи впускного клапана, спостерігалися сильні коливання тиску та зниження виходу продукції.

Помилки логіки програмного забезпечення: неправильна конфігурація параметрів у програмах керування або недоліки алгоритмів керування завантаженням/розвантаженням можуть призводити до неточних оцінок порогів тиску, внаслідок чого час завантаження/розвантаження стає неузгодженим.

(IV) Витрати через витік у трубопроводах

Відмова ущільнень: старіння прокладок фланців, ослаблені різьбові з'єднання або пошкоджені ущільнення можуть призводити до постійної витрати стисненого повітря. За даними галузевої статистики, отвір розміром 1 мм² щороку втрачає близько 15 000 кубометрів стисненого повітря, через що компресорам доводиться часто включатися, щоб компенсувати втрату тиску.

Пробої корозії труб: трубопроводи, що піддаються тривалій експлуатації, схильні до корозійних пробоїв через ерозію середовища та видалення газу, особливо в умовах високої корозійності, таких як хімічна промисловість та металургія.

(5) Вплив зносу механічних компонентів

Критичні компоненти, такі як штоки впускних клапанів і механізми мікроперемикачів тиску, після тривалої роботи з високою частотою мають збільшення зазорів, знос поверхонь і вихід з ладу ущільнень. Це призводить до затримки реакції на завантаження/розвантаження, неповного виконання команд і навіть заклинювання клапанів.

III. Діагностика несправностей та точні рішення

(1) Точне обслуговування систем чутливих елементів

Регулярна калібрування: використовуйте високоточні калібратори тиску для щоквартального калібрування нульової точки та діапазону перемикачів тиску та датчиків, забезпечуючи похибку вимірювання в межах ±1%, щоб гарантувати точність отримання сигналу.

Модернізація захисту: встановіть пилозахисні та вологостійкі ковпаки на чутливі елементи та регулярно очищайте поверхні датчиків. У середовищах із високою корозійною активністю наносіть антикорозійні покриття на поверхні компонентів для подовження терміну служби.

(II) Відновлення впускного клапана та відновлення продуктивності

Огляд після розбирання: розберіть вузли впускного клапана. Ретельно видаліть відкладення вуглецю, масляні залишки та забруднення за допомогою спеціальних чистячих засобів. Перевірте поверхні ущільнення сідла клапана та знос плунжера. Прошліфуйте та відремонтуйте ділянки із незначним зносом; замініть компоненти при сильному зносі.

Перевірка продуктивності: після збирання протестуйте герметичність клапана на пневматичному стенді для виявлення витоків. Імітуйте реальні умови експлуатації за допомогою обладнання динамічного моделювання, щоб підтвердити, що час реакції клапана та точність ущільнення відповідають технічним вимогам.

(III) Глибока діагностика та оптимізація системи керування

Перевірка апаратного забезпечення: використовуйте професійні інструменти, такі як мультиметри та осцилографи, для перевірки сигналів введення/виведення ПЛК та параметрів напруги/струму друкованих плат. Виявляйте ослаблені або пошкоджені компоненти для негайної заміни, щоб забезпечити стабільність апаратних контурів.

Оптимізація програми: повторно перевіряється логіка керуючої програми. Симуляційні тести підтверджують доцільність алгоритмів керування завантаженням/розвантаженням, усуваються відхилення у налаштуванні параметрів та оновлюється програма до останньої стабільної версії.

(IV) Усунення витоків у прецизійних трубопроводах

Прецизійне виявлення витоків: ультразвукові детектори витоків сканують усю мережу трубопроводів із точністю на рівні міліметрів для локалізації витоків. Підозрілі ділянки позначаються рідиною для виявлення витоків з метою вторинного підтвердження шляхом спостереження за утворенням бульбашок.

Ступінчастий ремонт: незначні витоки ущільнюються спеціальним швидкотвердінням герметиком; труби з серйозними пошкодженнями повністю замінюються. Різьбові з'єднання покриваються антипросковзувальним клеєм; фланцеві стики обладнуються прокладками, стійкими до високих температур і старіння, для підвищення ефективності ущільнення.

(5) Оновлення та технічне обслуговування механічних компонентів

Оцінка зносу: вимірювання критичних компонентів, таких як штоки та затвори клапанів, за допомогою прецизійних інструментів, наприклад мікрометрів та штангенциркулів. Деталі, що перевищують гранично допустимий знос, негайно замінюються, щоб забезпечити відповідність зазорів технічним вимогам.

Оптимізація мастила: нанесення високотемпературного мастила, підібраного залежно від умов експлуатації, для рівномірного змащування рухомих механічних частин. Це зменшує силу тертя, забезпечуючи плавну та гнучку роботу компонентів.