Làm thế nào để khắc phục sự cố hệ thống khí nén?

Xác định và xác định vị trí mất áp suất trong hệ thống khí nén

Nhận diện các triệu chứng chính: áp suất thấp, máy nén hoạt động ngắt – mở liên tục và tiếng rò rỉ có thể nghe thấy

Khi các thiết bị đầu cuối liên tục hiển thị chỉ số áp suất thấp, điều này thường cho thấy hệ thống đang bị rò rỉ ở đâu đó. Các thiết bị khí nén sẽ không thể vận hành đúng cách nếu không đạt được mức áp suất tối thiểu cần thiết cho hoạt động. Kỹ thuật viên thường nghe thấy tiếng xì đặc trưng phát ra từ các mối nối lỏng lẻo hoặc van bị lỗi — đây chính là dấu hiệu rõ ràng cho thấy không khí đang thoát ra ngoài hệ thống. Máy nén cũng bắt đầu phải làm việc quá tải, liên tục bật/tắt nhằm cố duy trì áp suất ổn định. Theo nghiên cứu của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ thông qua chương trình Compressed Air Challenge (Thử thách Khí nén), kiểu vận hành bật/tắt thường xuyên này thực tế làm tăng hóa đơn năng lượng khoảng 30%. Và điều gì xảy ra khi những điểm rò rỉ này không được phát hiện kịp thời? Toàn bộ hệ thống sẽ chịu áp lực lớn hơn do máy nén buộc phải hoạt động mạnh hơn mức cần thiết, tạo ra nhu cầu năng lượng thừa mà chẳng ai yêu cầu.

Các Kỹ thuật Phát hiện Rò rỉ Hiệu quả: Dung dịch Xà phòng, Quét Siêu âm và Đo Lưu lượng

Ba phương pháp đã được kiểm chứng giúp xác định chính xác vị trí rò rỉ một cách hiệu quả:

• Kiểm tra bằng dung dịch xà phòng : Thoa dung dịch lên các mối nối và quan sát hiện tượng hình thành bọt. Phương pháp này lý tưởng cho các khớp nối dễ tiếp cận trong thời gian ngừng hoạt động.
• Quét siêu âm : Các thiết bị dò cầm tay phát hiện âm thanh rò rỉ ở tần số cao — mà tai người không nghe thấy được — cho phép tiến hành khảo sát nhanh chóng, không xâm lấn trên toàn bộ nhà máy trong quá trình vận hành.
• Đo lưu lượng : Lắp đặt đồng hồ đo để giám sát các mô hình tiêu thụ. Lưu lượng nền bất thường trong giai đoạn thiết bị đang nghỉ xác nhận tình trạng rò rỉ trên toàn hệ thống.

Kết hợp các phương pháp này giúp xác định hơn 90% các điểm rò rỉ. Ưu tiên sửa chữa tại các khu vực có áp suất cao để tối đa hóa hiệu quả thu hồi năng lượng. Việc kiểm toán định kỳ giúp giảm thiểu thất thoát và ngăn ngừa tình trạng quá tải máy nén.

Giải quyết các vấn đề nhiễm bẩn ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống khí nén

Nguyên nhân gốc rễ gây nhiễm bẩn khí: Độ ẩm, dầu bị cuốn theo và sự tích tụ của các hạt bụi

Tính toàn vẹn của hệ thống bị xâm phạm chủ yếu theo ba cách liên quan đến các chất gây nhiễm bẩn. Khi không khí được nén, độ ẩm môi trường chuyển thành các giọt nước bên trong hệ thống. Điều này dẫn đến các vấn đề ăn mòn dọc theo đường ống và tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Vấn đề thứ hai liên quan đến hiện tượng mang theo dầu. Các chất bôi trơn đôi khi lọt qua các điểm tách riêng của chúng. Các vòng găng piston bị mài mòn hoặc van bị hỏng có thể khiến khoảng 15 phần triệu dầu còn sót lại pha trộn vào dòng khí, theo tiêu chuẩn ISO năm 2010. Thứ ba là bụi bẩn dạng hạt xâm nhập vào hệ thống. Bụi từ bên ngoài lọt vào trong, đồng thời các đường ống cũ dần bong tróc lớp cặn theo thời gian—đặc biệt rõ rệt tại các cơ sở chưa được nâng cấp gần đây. Tất cả những yếu tố này cộng lại làm hư hại các dụng cụ khí nén và làm giảm chất lượng sản phẩm trên toàn bộ dây chuyền. Riêng độ ẩm gây ra khoảng 40% tổng số sự cố liên quan đến nhiễm bẩn trong các môi trường sản xuất, theo báo cáo của Hiệp hội Nhà sản xuất Dụng cụ Khí nén. Vì vậy, việc duy trì độ sạch cho hệ thống có ý nghĩa rất lớn đối với hiệu quả vận hành.

Bảo trì Hệ thống Lọc: Giám sát Chênh lệch Áp suất và Thay Thế Các Bộ lọc

Giám sát thường xuyên các hệ thống lọc giúp ngăn ngừa các vấn đề ô nhiễm trở nên nghiêm trọng, chủ yếu thông qua hai phương pháp quan trọng. Trước hết, hãy kiểm tra các đồng hồ đo chênh lệch áp suất ít nhất một lần mỗi tuần. Khi nhận thấy sự gia tăng ổn định khoảng 7–10 psi trên các bộ lọc kết tụ, đây thường là dấu hiệu cho thấy các bộ lọc đang bị tắc do bụi bẩn và cần được xử lý kịp thời. Thứ hai, thay thế các lõi lọc sau khoảng 2.000 giờ vận hành hoặc bất cứ khi nào chênh lệch áp suất giảm xuống dưới ngưỡng cho phép do nhà sản xuất quy định. Các bộ lọc HEPA phát huy hiệu quả tối ưu trong trường hợp này vì chúng có khả năng bắt giữ gần như toàn bộ các hạt ở kích thước dưới micromet, với hiệu suất lọc đạt khoảng 99,97%. Đừng quên thực hiện bảo trì định kỳ: kiểm tra van xả ẩm mỗi ba tháng một lần và kiểm tra kỹ bộ tách dầu mỗi năm một lần để đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn ISO 8573-1 về không khí sạch. Các nhà máy tuân thủ đúng quy trình bảo trì này thường chỉ gặp khoảng một nửa số lần ngừng hoạt động do các vấn đề ô nhiễm so với những nhà máy không thực hiện.

Chẩn đoán và ngăn ngừa hiện tượng quá nhiệt và mài mòn cơ học của máy nén trong hệ thống khí nén

Các dấu hiệu mài mòn nghiêm trọng: vòng găng piston, van, bạc trượt và sự cố bôi trơn

Khi các hệ thống quá nhiệt hoặc các bộ phận bắt đầu hao mòn, hiệu suất sẽ giảm sút thông qua những dấu hiệu hỏng hóc rõ ràng. Các vòng găng piston đã sử dụng lâu thường dẫn đến áp suất nén thấp hơn và hiện tượng khí cháy lọt nhiều hơn. Van rò rỉ gây ra đủ loại vấn đề về áp suất và làm tiêu tốn năng lượng một cách tổng thể. Các ổ trượt không hoạt động đúng chức năng sẽ tạo ra những rung động bất thường với mức độ khoảng 4 mm/s RMS và đôi khi phát ra tiếng kêu rè rè lớn, điều này cuối cùng có thể dẫn đến các vấn đề lệch trục. Điều gì xảy ra khi hệ thống bôi trơn thất bại? Các bộ phận chắc chắn sẽ hao mòn nhanh hơn. Dầu bị phân hủy làm tăng nhiệt độ ma sát từ 15 đến 20 độ Fahrenheit so với mức bình thường. Việc kiểm tra tình trạng dầu định kỳ khoảng mỗi 500 giờ giúp phát hiện sớm những vấn đề này và ngăn chặn thiết bị trở nên quá nóng và nguy hiểm. Giám sát rung động giúp phát hiện các sự cố liên quan đến ổ trượt từ rất sớm, trước khi chúng biến thành những sự cố nghiêm trọng, và cách tiếp cận chủ động như vậy giúp các công ty tiết kiệm khoảng 18.000 USD chi phí dừng máy đột xuất, theo báo cáo của Reliability Solutions năm 2023. Việc thay thế các phớt trong quá trình bảo trì định kỳ thực tế làm tăng đáng kể tuổi thọ thiết bị, ở mức từ 30% đến 40%.

Kiểm tra tính toàn vẹn điện và logic điều khiển để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của hệ thống khí nén

Theo dữ liệu từ ARC Advisory Group, khoảng một trong bốn trường hợp ngừng hoạt động bất ngờ trong các hệ thống khí nén công nghiệp là do sự cố điện hoặc vấn đề liên quan đến logic điều khiển. Hãy bắt đầu kiểm tra các bộ phận điện trước tiên. Kiểm tra contactor để phát hiện dấu hiệu phóng hồ quang, xác minh xem dây dẫn có còn nguyên vẹn hay không và đảm bảo điện áp duy trì ổn định tại đầu cực động cơ. Thiết bị chụp ảnh nhiệt giúp phát hiện sớm các mạch quá tải trước khi chúng thực sự nhảy aptomat. Đối với hệ thống điều khiển, cần kiểm tra kỹ lưỡng các PLC (Bộ điều khiển lập trình được) nhằm phát hiện lỗi lập trình hoặc các cảm biến có thể đã lệch khỏi giá trị hiệu chuẩn. Công tắc áp suất phải kích hoạt ở mức chênh lệch khoảng ±2 psi so với giá trị cài đặt, đồng thời các khóa an toàn phải hoạt động đúng cách khi xảy ra sự cố trong các tình huống thử nghiệm. Việc thiết lập chính xác các thuật toán điều khiển cũng mang lại khác biệt lớn — các công ty báo cáo rằng chỉ bằng cách tối ưu hóa các thông số này, họ đã giảm được khoảng 40% mức tiêu thụ năng lượng, đồng thời loại bỏ hoàn toàn tình trạng máy nén khởi động và dừng liên tục. Đối với bảo trì định kỳ, việc thiết lập chẩn đoán tự động để theo dõi dòng điện tiêu thụ sẽ giúp phát hiện sớm các ổ bi mòn hoặc mất cân bằng pha, từ đó đảm bảo vận hành trơn tru và tránh các đợt ngừng sản xuất tốn kém.

Câu hỏi thường gặp

• Những dấu hiệu phổ biến nào cho thấy hệ thống khí nén bị mất áp suất?
  Các dấu hiệu phổ biến của việc mất áp suất bao gồm chỉ số áp suất thấp, máy nén khởi động/tắt thường xuyên và nghe thấy tiếng rò rỉ.
• Làm thế nào để phát hiện rò rỉ khí một cách hiệu quả?
  Rò rỉ khí có thể được phát hiện bằng cách sử dụng dung dịch xà phòng kiểm tra, quét siêu âm và đo lưu lượng.
• Nguyên nhân nào gây nhiễm bẩn khí trong hệ thống khí nén?
  Các chất gây nhiễm bẩn như độ ẩm, dầu bị cuốn theo và bụi bẩn tích tụ có thể gây nhiễm bẩn khí trong hệ thống khí nén.
• Hệ thống lọc nên được bảo trì với tần suất như thế nào?
  Hệ thống lọc cần được giám sát hàng tuần về chênh lệch áp suất và thay thế các bộ lọc định kỳ khoảng mỗi 2.000 giờ hoạt động.
• Những dấu hiệu nào cho thấy máy nén bị mài mòn cơ học?
  Các dấu hiệu bao gồm mòn bạc đạn piston, rò rỉ van, rung động bất thường và sự cố bôi trơn.
• Làm thế nào để xác nhận tính toàn vẹn điện trong các hệ thống khí nén?
  Tính toàn vẹn điện có thể được xác nhận bằng cách kiểm tra các bộ tiếp điểm, dây dẫn, điện áp và sử dụng thiết bị chụp ảnh nhiệt.