Từng Bước: Chẩn Đoán và Sửa Chữa Sự Cố Nạp/Xả trong Máy Nén Khí Trục Vít Có Dầu

Máy nén khí trục vít có dầu được sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp nhờ hoạt động hiệu quả và ổn định cao. Tuy nhiên, trong điều kiện vận hành thực tế, sự cố tải/xả xảy ra thường xuyên, dẫn đến các vấn đề như thiết bị khởi động/dừng liên tục và áp lực cung cấp khí dao động. Những vấn đề này không chỉ làm gián đoạn quá trình sản xuất mà còn làm thiết bị lão hóa nhanh hơn và gia tăng tổn thất tiêu thụ năng lượng, do đó cần phân tích hệ thống và đưa ra các giải pháp xử lý cụ thể.

I. Phân Tích Nguyên Lý Hoạt Động Của Hệ Thống Tải/Xả

(1) Cơ Chế Tải Động

Khi áp suất hệ thống giảm xuống dưới giới hạn dưới đã cài đặt, các công tắc áp suất hoặc cảm biến áp suất độ chính xác cao sẽ nhanh chóng ghi nhận tín hiệu áp suất, kích hoạt hệ thống điều khiển phát lệnh mở van nạp. Các trục vít máy nén sau đó bắt đầu quá trình nén khí. Khí nén trải qua các quá trình xử lý như tách dầu - khí, làm mát và các bước khác trước khi được cung cấp đến nơi tiêu thụ khí, đáp ứng chính xác nhu cầu khí sản xuất.

(2) Logic xả tải thông minh

Khi áp suất hệ thống đạt đến ngưỡng trên đã thiết lập, cảm biến áp suất sẽ truyền ngay lập tức tín hiệu phản hồi. Hệ thống điều khiển nhanh chóng ra lệnh đóng van nạp. Máy nén khí sau đó chuyển sang chế độ vận hành không tải — trục vít tiếp tục quay trong khi đường dẫn khí nạp bị chặn hoàn toàn, ngừng sản xuất khí nén nhằm giảm hiệu quả mức tiêu thụ năng lượng trong vận hành.

(III) Hệ thống điều khiển kín vòng áp suất

Bằng cách thiết lập linh hoạt các giới hạn ngưỡng trên và ngưỡng dưới cho các công tắc hoặc cảm biến áp suất, hệ thống xác định chính xác dải áp suất để nạp và xả. Một số mẫu cao cấp tích hợp chức năng điều chỉnh động PID, cho phép bù áp suất theo thời gian thực. Điều này giảm thiểu dao động áp suất cung cấp, đảm bảo sử dụng khí ổn định.

II. Các Nguyên Nhân Chính Gây Hư Hỏng Chế Độ Nạp/Xả

(1) Rủi Ro Hư Hỏng Linh Kiện Cảm Biến

Lão Hóa Và Sai Lệch Độ Chính Xác: Các hiện tượng như oxi hóa tiếp điểm công tắc áp suất hoặc sai lệch chip cảm biến có thể làm méo tín hiệu thu nhận áp suất. Một nhà sản xuất ô tô nhất định đã gặp sự cố sai lệch điểm không ở cảm biến áp suất, khiến máy nén xả khí quá sớm trước khi đạt đến giới hạn dưới, dẫn trực tiếp đến tình trạng cung cấp khí không đủ cho dây chuyền sản xuất.

Nhiễu môi trường: Nhiệt độ và độ ẩm cao làm tăng tốc độ suy giảm cảm biến. Bụi bẩn và dầu bám trên bề mặt cảm biến trực tiếp làm giảm độ nhạy, gây ra hiện tượng trễ truyền tín hiệu hoặc sai lệch trong phán đoán.

(2) Các rủi ro hỏng hóc van nạp

Vấn đề kẹt cơ học: Pittông van nạp có thể bị kẹt do hiện tượng đóng muội cacbon, tắc nghẽn bởi bụi bẩn hoặc lò xo hồi vị bị mỏi, dẫn đến việc van không hoạt động trơn tru. Trong ngành dệt nhuộm, các sự cố này chiếm 35% tổng số lỗi tải/xả của máy nén khí, là nguyên nhân chính gây gián đoạn hoạt động thiết bị.

Hỏng hóc điều khiển điện từ: Hư hỏng lớp cách điện cuộn dây điện từ, các đầu nối bị lỏng hoặc oxy hóa có thể khiến van solenoid không phản hồi chính xác với tín hiệu điều khiển. Điều này làm cho máy nén khí luôn ở trạng thái tải liên tục hoặc xả vĩnh viễn, mất khả năng điều chỉnh áp suất.

(III) Các con đường hỏng hóc hệ thống điều khiển

Sự cố Phần cứng: Các vấn đề như mất chương trình module PLC, mối hàn kém trên các bo mạch điều khiển hoặc các điểm nối đầu cuối bị oxy hóa có thể làm gián đoạn việc truyền tải các lệnh điều khiển. Một nhà máy điện tử nhất định đã gặp phải hiện tượng dao động áp suất nghiêm trọng và giảm năng suất sản phẩm do sự cố cổng đầu ra PLC khiến van nạp hoạt động sai.

Lỗi Lôgic Phần mềm: Cấu hình tham số không đúng trong các chương trình điều khiển hoặc lỗi trong thuật toán điều khiển nạp/xả có thể dẫn đến việc xác định ngưỡng áp suất không chính xác, gây ra sai lệch thời điểm nạp/xả.

(IV) Tổn thất do Rò rỉ Đường ống

Thất bại về Độ kín: Gioăng mặt bích bị lão hóa, các mối nối ren bị lỏng hoặc các phớt bị hư hỏng có thể gây rò rỉ khí nén liên tục. Thống kê ngành cho thấy một lỗ rò 1mm² làm lãng phí khoảng 15.000 mét khối khí nén mỗi năm, buộc máy nén khí phải thường xuyên khởi động lại để bù đắp sự sụt giảm áp suất.

Thủng do ăn mòn ống: Các hệ thống ống dẫn chịu ảnh hưởng của ăn mòn thủng do xói mòn bởi môi trường và dòng khí trong thời gian dài, đặc biệt rõ rệt trong các môi trường có tính ăn mòn cao như trong ngành hóa chất và luyện kim.

(5) Ảnh hưởng của mài mòn các bộ phận cơ khí

Các bộ phận quan trọng như thân van nạp và cơ chế công tắc áp suất vi mô chịu hiện tượng tăng khe hở, mài mòn bề mặt và hỏng gioăng sau thời gian dài hoạt động với tần suất cao. Điều này dẫn đến phản ứng tải/xả chậm, thao tác không hoàn toàn và thậm chí kẹt van.

III. Chẩn đoán sự cố và các giải pháp chính xác

(1) Bảo trì chính xác hệ thống cảm biến

Hiệu chuẩn định kỳ: Sử dụng các thiết bị hiệu chuẩn áp suất chính xác cao để hiệu chuẩn điểm không và dải đo cho công tắc áp suất và cảm biến mỗi quý, đảm bảo sai số đo nằm trong phạm vi ±1% nhằm duy trì độ chính xác khi thu thập tín hiệu.

Nâng cấp bảo vệ: Lắp đặt các nắp đậy chống bụi và chống ẩm cho các phần tử cảm biến và thường xuyên làm sạch bề mặt cảm biến. Trong môi trường có tính ăn mòn cao, cần phủ lớp sơn chống ăn mòn lên bề mặt các thành phần để kéo dài tuổi thọ sử dụng.

(II) Khôi phục Van Nạp và Phục hồi Hiệu suất

Kiểm tra tháo dỡ: Tháo rời cụm van nạp. Làm sạch triệt để các cặn carbon, dầu thừa và các chất bẩn bằng các chất tẩy rửa chuyên dụng. Kiểm tra bề mặt kín của đế van và độ mài mòn của trục van. Mài và sửa chữa các vùng mài mòn nhẹ; thay thế linh kiện nếu mài mòn nghiêm trọng.

Xác nhận hiệu suất: Sau khi lắp ráp lại, kiểm tra hiệu suất kín của van trên bàn thử rò rỉ khí nén. Mô phỏng điều kiện vận hành thực tế bằng thiết bị mô phỏng động để xác minh thời gian phản hồi của van và độ chính xác kín đạt yêu cầu kỹ thuật.

(III) Chẩn đoán Sâu và Tối ưu Hóa Hệ thống Điều khiển

Kiểm tra phần cứng: Sử dụng các công cụ chuyên nghiệp như đồng hồ vạn năng và máy hiện sóng để kiểm tra tín hiệu đầu vào/đầu ra của PLC và các thông số điện áp/dòng điện trên bo mạch. Xác định các thành phần lỏng lẻo hoặc bị hư hỏng để thay thế ngay lập tức, đảm bảo các vòng lặp phần cứng hoạt động ổn định.

Tối ưu hóa chương trình: Kiểm tra lại tính logic của chương trình điều khiển. Các bài kiểm tra mô phỏng xác minh tính hợp lý của các thuật toán điều khiển nạp/xả, hiệu chỉnh các sai lệch trong cấu hình tham số và cập nhật chương trình lên phiên bản ổn định mới nhất.

(IV) Sửa chữa rò rỉ ống dẫn chính xác

Phát hiện rò rỉ chính xác: Các thiết bị dò rò rỉ bằng sóng siêu âm quét toàn bộ mạng lưới đường ống với độ chính xác cấp milimét để xác định vị trí rò rỉ. Các khu vực nghi ngờ rò rỉ được đánh dấu bằng dung dịch phát hiện rò rỉ và xác nhận lần thứ hai thông qua quan sát hiện tượng tạo bọt.

Sửa chữa theo cấp độ: Các vết rò rỉ nhỏ được bịt kín bằng chất làm kín chuyên dụng đông nhanh; các ống bị hư hỏng nghiêm trọng sẽ được thay thế hoàn toàn. Các mối nối ren được phủ keo chống lỏng; các mặt bích được lắp gioăng chịu nhiệt/chống lão hóa để tăng cường hiệu suất làm kín.

(5) Làm mới và Bảo trì Bộ phận Cơ khí

Đánh giá mài mòn: Đo các bộ phận quan trọng như trục van và nút van bằng các dụng cụ chính xác như thước đo micromet và thước cặp. Thay thế ngay các bộ phận vượt quá giới hạn mài mòn để đảm bảo độ hở phù hợp với thông số kỹ thuật.

Tối ưu hóa bôi trơn: Bôi mỡ chịu nhiệt cao phù hợp với điều kiện vận hành lên các bộ phận cơ khí chuyển động một cách đồng đều. Việc này giúp giảm lực cản ma sát, đảm bảo các bộ phận hoạt động trơn tru và linh hoạt.