Hidrauliskās sistēmas spiediena nestabilitāte: galvenie cēloņi un lauka problēmu novēršanas ceļvedis

Kāpēc šķidruma sistēmās notiek spiediena izmaiņas

Rūpnieciskās šķidruma sistēmas izmanto spiedienu eļļā vai gāzē, lai pārvietotu aktīvatorus un darbinātu slodzes. Neliela ieejas spēka ietekme rada augstu izejas spiedienu. Šis pastiprinājuma koeficients padara hidrauliskās sistēmas efektīvas smagām lietojumprogrammām. Tomēr tā pati jutība nozīmē, ka nelielas kļūmes izraisa lielas spiediena svārstības.

Galvenais neplānotu spiediena izmaiņu iemesls ir piesārņots šķidrums. Partikulas, kas ir tik mazas kā 15 mikroni, bojā sūkņa virsmas un vārstu sēdekļus. Laika gaitā šī nodiluma rezultātā veidojas iekšējās noplūdes ceļi. Spiediens samazinās bez ārējas slodzes izmaiņām. Vienmēr pārbaudiet šķidruma tīrību ar ISO 4406 daļiņu skaitīšanu, pirms vainojat citus komponentus.

Otrs galvenais iemesls ir ierīces bojājums. Sūknis ar nolietotiem zobratiem vai plaisātu virzuļa gredzenu nespēj uzturēt nominālo izplūdes spiedienu. Līdzīgi, pārāk zemu iestatīts atvieglošanas vārsts izlaiž spiedienu pirms aktīvators sasniedz pilnu gājienu. Emerson Fisher regulatori un pilotvārsti šādos gadījumos bieži tiek pārbaudīti vispirms, jo tie tieši kontrolē sistēmas spiediena ierobežojumus.

Spiediena krituma diagnostika

Spiediena kritumi signalizē, ka sistēma nespēj radīt vai uzturēt darba spiedienu. Izpildiet šo strukturēto pieeju:

• 1. solis: Izolējiet ķēdi. Aizveriet manuālo slēgšanas vārstu pie aktīvatora un izmēriet sūkņa izplūdes spiedienu. Ja spiediens paliek zems, aizdomas ir par sūkni vai atvieglošanas vārstu. Ja spiediens atjaunojas, kļūme ir tālāk pa plūsmu.
• 2. solis: Pārbaudiet atvieglošanas vārsta iestatījumu. Izmantojiet kalibrētu spiediena mērītāju pie atvieglošanas vārsta testa pieslēgvietas. Iestatījuma punkts jāatbilst sākotnējiem nodošanas datiem Yokogawa ķēdes diagrammā.
• 3. solis: Paņemiet šķidruma paraugu. Izvelciet 100 ml paraugu no atgriešanās līnijas un nosūtiet to daļiņu skaitīšanas analīzei. ISO tīrības līmenis sliktāks par 17/15/12 norāda uz piesārņojuma bojājumiem.
• 4. solis: Pārbaudiet iekšējos cilindru blīvslēgus. Pievienojiet caurspīdīgu notekcauruli pie cilindra stieņa gala. Novērojiet nepārtrauktu eļļas plūsmu, kad cilindrs ir statiskā slodzē. Blīvslēga apietā noplūde apstiprina iekšējo noplūdi.
• 5. solis: Pārskatiet DCS tendences datus. Yokogawa CENTUM VP Duplexed Field Control Unit vēsturnieki reģistrē spiedienu katru sekundi. Salīdziniet spiediena grafiku pirms un pēc krituma notikuma. Pakāpeniska samazināšanās norāda uz progresīvu nodilumu. Pēkšņs kritums liecina par vārsta vai blīvslēga bojājumu.

Augsta spiediena un pārspriegumu diagnostika

Augsta spiediena notikumi ir tikpat bīstami. Tie pārslogo šļūtenes, savienojumus un aktīvatoru korpusus pāri nominālajiem ierobežojumiem. Turklāt spiediena pārspriegumi paātrina noguruma plaisāšanu cauruļu elkoņos un T savienojumos.

Pirmkārt, pārbaudiet plūsmas ierobežojumus. Aizsērējis filtra elements strauji paaugstina ieplūdes spiedienu. Nomainiet filtra elementu un uzraugiet spiediena diferenciāla indikatoru. Diferenciāls virs 5 bāriem atgriešanās līnijas filtrā prasa tūlītēju elementa nomaiņu.

Otrkārt, pārbaudiet akumulatora priekšuzlādi. Slāpekļa uzpildīts akumulators ar zemu priekšuzlādi nespēj absorbēt spiediena pārspriegumus. Izmantojiet kalibrētu slāpekļa mērītāju, lai pārbaudītu, vai priekšuzlāde atbilst sistēmas projektēšanas vērtībai, parasti 60% no minimālā darba spiediena.

Treškārt, pārbaudiet proporcionālā vārsta reakciju. Emerson Fisher proporcionālie vadības vārsti pēc daudzu gadu darbības var attīstīt histerēzi. Histerēze izraisa vārsta aizkavēšanos aiz komandas signāla. Šī aizkavēšanās rada spiediena pārsniegumus rampas palielināšanas secībās. Pieprasiet vārsta signatūras testu, izmantojot Emerson AMS Device Manager, lai kvantificētu histerēzes joslu.

Kavitācijas novēršana

Kavitācija rodas, kad vietējais spiediens nokrītas zem šķidruma tvaiku spiediena. Veidojas tvaika burbuļi, kas pēc tam vardarbīgi implodē. Implozija erodē metāla virsmas. Tomēr kavitācija bieži tiek kļūdaini identificēta kā sūkņa bojājums.

Klausieties dungošanu vai šķembām līdzīgu troksni no sūkņa korpusa. Šis troksnis apstiprina kavitāciju. Izmēriet sūkņa ieplūdes spiedienu. Ja tas nokrītas zem 0,5 bāriem absolūti, sūknis ir badā. Palieliniet rezervuāra augstumu, saīsiniet ieplūdes līniju vai uzstādiet pastiprinātāja sūkni, lai uzlabotu ieplūdes apstākļus.

Izmantojiet Yokogawa DPharp EJA Series spiediena pārveidotāju vai Yokogawa EJA530E mērierīces spiediena pārveidotāju, lai vienlaikus uzraudzītu spiedienu ieplūdes un izplūdes pieslēgvietās. Pārveidotājs ar 0,04% precizitāti nodrošina uzticamus datus kavitācijas riska tendences analīzei. Dienas gaitā sekojiet spiediena diferenciālam sezonālo temperatūras izmaiņu laikā, jo šķidruma viskozitāte ietekmē tvaiku spiediena robežas.

Preventīvās apkopes grafiks

• 1. solis: Mainiet hidraulisko filtru ik pēc 500 darba stundām vai, kad spiediena diferenciāla indikators sasniedz sarkano zonu.
• 2. solis: Paņemiet un testējiet šķidruma kvalitāti ik pēc 1 000 stundām, izmantojot ISO 4406 daļiņu skaitīšanu un ūdens satura analīzi.
• 3. solis: Pārbaudiet akumulatora priekšuzlādi ceturksnī. Reģistrējiet visus rādījumus apkopes vadības sistēmā ar datumu un tehniķa ID.
• 4. solis: Kalibrējiet visus spiediena pārveidotājus reizi gadā, izmantojot Yokogawa CA500 vai līdzvērtīgu atsauces standartu, kas ir izsekojams valsts mērījumu institūtiem.
• 5. solis: Pārskatiet DCS trauksmju vēsturi reizi mēnesī. Risiniet jebkuru spiediena trauksmi, kas atkārtojas vairāk nekā trīs reizes 30 dienu laikā, kā prioritāru darba uzdevumu.

Nobeigums un rīcības ieteikumi

Hidrauliskā spiediena nestabilitātei reti ir viens vienīgs iemesls. Piesārņojums, nolietoti komponenti, nepareizi iestatījumi un nepietiekama apkope katrs veicina problēmu. Tāpēc sistemātiska pakāpeniska diagnostika vienmēr ir efektīvāka par minējumiem. Sāciet ar šķidruma tīrības pārbaudi, pārbaudiet atvieglošanas vārsta iestatījumus un izmantojiet DCS tendences datus, lai precizētu kļūmes vietu. Apvienojiet lauka pārbaudes ar kalibrētiem instrumentiem un ražotāja specifiskiem diagnostikas rīkiem. Komandas, kas izmanto Yokogawa un Emerson platformas, var izmantot jaudīgas iebūvētās tendences un ierīču veselības rīkus — izmantojiet tos aktīvi, nevis gaidiet trauksmes signālus.

Autors: Liang Haocheng ir rūpnieciskās automatizācijas inženieris ar vairāk nekā 10 gadu pieredzi PLC, DCS un vadības sistēmās.