عدم استقرار ضغط نظام الهيدروليك: الأسباب الجذرية ودليل استكشاف الأعطال ميدانيًا
لماذا تحدث تغيرات الضغط في أنظمة السوائل
تستخدم أنظمة السوائل الصناعية زيتًا أو غازًا مضغوطًا لتحريك المشغلات وتحميل الأحمال. قوة إدخال صغيرة تنتج ضغط إخراج عالي. تجعل هذه الخاصية أنظمة الهيدروليك فعالة للتطبيقات الثقيلة. ومع ذلك، تعني نفس الحساسية أن الأعطال الصغيرة تسبب تقلبات ضغط كبيرة.
السائل الملوث هو السبب الرئيسي لتغيرات الضغط غير المخططة. الجسيمات الصغيرة بحجم 15 ميكرون تتلف أسطح المضخات ومقاعد الصمامات. مع مرور الوقت، يسبب هذا التآكل تسربًا داخليًا. ينخفض الضغط دون أي تغيير في الحمل الخارجي. تحقق دائمًا من نظافة السائل باستخدام عد الجسيمات وفقًا لمعيار ISO 4406 قبل إلقاء اللوم على المكونات الأخرى.
فشل الجهاز هو السبب الثاني الرئيسي. المضخة ذات التروس البالية أو حلقة المكبس المتشققة لا تستطيع الحفاظ على ضغط التفريغ المقدر. وبالمثل، صمام الإغاثة المضبوط على قيمة منخفضة جدًا يفرغ الضغط قبل أن يصل المشغل إلى كامل مداه. غالبًا ما يتم فحص منظمات وصمامات الطيار من Emerson Fisher أولاً في هذه الحالات لأنها تتحكم مباشرة في حدود ضغط النظام.
تشخيص انخفاضات الضغط
تشير انخفاضات الضغط إلى أن النظام لا يستطيع توليد أو الحفاظ على ضغط العمل. اتبع هذا النهج المنظم:
- الخطوة 1: عزل الدائرة. أغلق صمام الإغلاق اليدوي عند المشغل وقس ضغط تفريغ المضخة. إذا ظل الضغط منخفضًا، فالمضخة أو صمام الإغاثة مشكوك فيه. إذا تعافى الضغط، فالخلل في الجزء التالي من الدائرة.
- الخطوة 2: تحقق من ضبط صمام الإغاثة. استخدم مقياس ضغط معاير عند منفذ اختبار صمام الإغاثة. يجب أن تتطابق نقطة الضبط مع بيانات التشغيل الأصلية في مخطط الحلقة من Yokogawa.
- الخطوة 3: خذ عينة من السائل. اسحب عينة بحجم 100 مل من خط العودة وقدمها لتحليل عد الجسيمات. مستوى النظافة وفقًا لـ ISO أسوأ من 17/15/12 يشير إلى تلف التلوث.
- الخطوة 4: فحص أختام الأسطوانة الداخلية. اربط خط تصريف شفاف بنهاية قضيب الأسطوانة. راقب تدفق الزيت المستمر عندما تكون الأسطوانة تحت حمل ثابت. تجاوز الختم يؤكد وجود تسرب داخلي.
- الخطوة 5: راجع بيانات الاتجاه في نظام التحكم الموزع (DCS). يسجل وحدة التحكم الميداني المزدوجة Yokogawa CENTUM VP الضغط كل ثانية. قارن أثر الضغط قبل وبعد حدث الانخفاض. الانخفاض التدريجي يشير إلى تآكل تدريجي. الانخفاض المفاجئ يشير إلى فشل صمام أو ختم.
تشخيص الضغط العالي والاندفاعات
تعد أحداث الضغط العالي خطيرة أيضًا. فهي تضغط على الخراطيم والتوصيلات وأغلفة المشغلات بما يتجاوز الحدود المقررة. علاوة على ذلك، تسرع اندفاعات الضغط من تشقق التعب عند مرفقي الأنابيب والتوصيلات على شكل حرف T.
أولاً، تحقق من وجود قيود في التدفق. يؤدي انسداد عنصر الفلتر إلى رفع الضغط في الجانب الأعلى بسرعة. استبدل عنصر الفلتر وراقب مؤشر فرق الضغط. فرق ضغط أكبر من 5 بار على فلتر خط العودة يتطلب استبدال العنصر فورًا.
ثانيًا، افحص شحن المراكم المسبق. المراكم المشحون بالنيتروجين مع شحن مسبق منخفض لا يستطيع امتصاص اندفاعات الضغط. استخدم مقياس نيتروجين معاير للتحقق من أن الشحن المسبق يطابق قيمة تصميم النظام، عادة 60% من أقل ضغط عمل.
ثالثًا، افحص استجابة صمام التحكم النسبي. يمكن أن تطور صمامات التحكم النسبي من Emerson Fisher ظاهرة التباطؤ بعد سنوات من التشغيل. التباطؤ يجعل الصمام يتأخر عن إشارة الأمر. يسبب هذا التأخير تجاوزات في الضغط أثناء تسلسل الزيادة التدريجية. اطلب اختبار توقيع الصمام باستخدام Emerson AMS Device Manager لقياس نطاق التباطؤ.
معالجة التجويف
يحدث التجويف عندما ينخفض الضغط المحلي تحت ضغط بخار السائل. تتكون فقاعات بخارية ثم تنهار بعنف. يؤدي الانهيار إلى تآكل الأسطح المعدنية. ومع ذلك، غالبًا ما يُخطئ في تشخيص التجويف على أنه فشل مضخة.
استمع إلى صوت طرقعة أو صوت يشبه الحصى من غلاف المضخة. هذا الصوت يؤكد وجود التجويف. قس ضغط مدخل المضخة. إذا انخفض إلى أقل من 0.5 بار مطلق، فالمضخة تعاني من نقص في التغذية. زد ارتفاع الخزان، قلل طول خط الشفط، أو ركب مضخة معززة لتحسين حالة المدخل.
استخدم مستشعر الضغط من سلسلة Yokogawa DPharp EJA أو مستشعر الضغط المقياسي Yokogawa EJA530E لمراقبة الضغط عبر منافذ الشفط والتفريغ في نفس الوقت. يوفر جهاز الاستشعار بدقة 0.04% بيانات موثوقة لتتبع خطر التجويف. تتبع الفرق يوميًا خلال تغيرات درجات الحرارة الموسمية، لأن لزوجة السائل تؤثر على هوامش ضغط البخار.
جدول الصيانة الوقائية
- الخطوة 1: استبدل فلتر الهيدروليك كل 500 ساعة تشغيل أو عندما يصل مؤشر فرق الضغط إلى المنطقة الحمراء.
- الخطوة 2: خذ عينات واختبر جودة السائل كل 1000 ساعة باستخدام عد الجسيمات وفقًا لـ ISO 4406 وتحليل محتوى الماء.
- الخطوة 3: تحقق من شحن المراكم المسبق ربع سنويًا. سجل جميع القراءات في نظام إدارة الصيانة مع التاريخ ومعرف الفني.
- الخطوة 4: معايرة جميع أجهزة استشعار الضغط سنويًا باستخدام جهاز Yokogawa CA500 أو معيار مرجعي مكافئ معتمد من معاهد القياس الوطنية.
- الخطوة 5: راجع سجل الإنذارات في نظام التحكم الموزع شهريًا. تعامل مع أي إنذار ضغط يتكرر أكثر من ثلاث مرات خلال 30 يومًا كأمر عمل ذو أولوية.
الخلاصة ونصائح العمل
نادراً ما يكون عدم استقرار ضغط الهيدروليك بسبب سبب واحد فقط. يساهم التلوث، المكونات البالية، الإعدادات غير الصحيحة، والصيانة غير الكافية كلٌ منها. لذلك، التشخيص المنهجي خطوة بخطوة يتفوق دائمًا على التخمين. ابدأ بنظافة السائل، تحقق من إعدادات صمام الإغاثة، واستخدم بيانات الاتجاه في نظام التحكم الموزع لتضييق موقع العطل. اجمع بين فحوصاتك الميدانية وأدوات المعايرة وأدوات التشخيص الخاصة بالشركة المصنعة. الفرق التي تستخدم منصات Yokogawa وEmerson لديها إمكانية الوصول إلى أدوات تتبع وصحة الأجهزة القوية المدمجة — استخدمها بنشاط بدلاً من الانتظار للإنذارات.
المؤلف: ليانغ هاوتشنغ مهندس أتمتة صناعية لديه أكثر من 10 سنوات خبرة في أنظمة PLC وDCS وأنظمة التحكم.
