Cách sửa chữa rò rỉ bên trong của tổ máy bơm chân không Roots
Bơm chân không Roots được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hóa chất, luyện kim, chế biến bột và nhiều lĩnh vực công nghiệp khác. Vận hành lâu dài trong môi trường hơi nước có bụi hoặc môi trường ăn mòn có thể gây ra sự cố rò rỉ bên trong. Khác với rò rỉ bên ngoài qua mặt bích hoặc vỏ bơm, các sự cố rò rỉ bên trong thường kín đáo và khó phát hiện ở giai đoạn đầu. Nó liên tục làm suy giảm các chỉ số chân không và tốc độ bơm, đồng thời gây ra chất lượng sản xuất hàng loạt không ổn định. Dựa trên kinh nghiệm sửa chữa đại tu các dự án trong và ngoài nước với tư cách là nhà sản xuất bơm chân không Roots, bài viết này phân biệt rò rỉ bên trong với rò rỉ bên ngoài, mô tả các triệu chứng hỏng hóc điển hình, phương pháp xác định vị trí từng bước, quy trình sửa chữa tại chỗ cho các bộ phận đế van, giải pháp xử lý cho nhiều nguyên nhân rò rỉ bên trong, cũng như các quy tắc an toàn bảo trì, tiêu chí nghiệm thu sau sửa chữa và các đề xuất bảo trì phòng ngừa định kỳ.
Phân biệt rò rỉ bên trong và rò rỉ bên ngoài, xác định các triệu chứng điển hình
Khi đối mặt với hiệu suất chân không không đủ, hầu hết nhân viên vận hành-bảo trì kiểm tra rò rỉ bên ngoài ở mặt bích và đường ống trước, bỏ qua dòng khí ngược bên trong vỏ bơm. Có sự khác biệt rõ ràng giữa hai loại lỗi này.
‑ Rò rỉ bên ngoài: Không khí xung quanh xâm nhập từ các điểm bên ngoài bao gồm đường ống, mặt bích và phớt trục. Khi thân bơm Roots được cách ly, chân không vẫn giảm nhanh trong thử nghiệm giữ áp suất.
‑ Rò rỉ bên trong: Sự ăn khớp không đúng của các bộ phận buồng bơm bên trong gây ra dòng khí ngược giữa khoang áp suất cao và áp suất thấp bên trong bơm. Khi bơm Roots được thử nghiệm ở trạng thái cách ly, chân không cuối cùng rõ ràng không đạt được thông số kỹ thuật trên nhãn và không thể phát hiện điểm rò rỉ nào trên tất cả các bề mặt làm kín bên ngoài.
Khi xảy ra rò rỉ bên trong, các thiết bị thường đưa ra một số tín hiệu cảnh báo:
Chân không tối đa liên tục không đạt được các điểm đặt quy trình. Bơm hỗ trợ hoạt động bình thường nhưng tốc độ hút tổng thể suy giảm mạnh.
Dưới tải trọng quy trình tương đương, nhiệt độ vỏ bơm tăng, độ rung tăng mạnh và mức tiêu thụ điện năng trên mỗi đơn vị sản phẩm tăng.
Đối với dịch vụ xử lý hơi nước hoặc bụi, rò rỉ bên trong làm tăng tốc độ ăn mòn và mài mòn trên rô-to và buồng bơm, và các sự cố ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn.
Trình tự khắc phục sự cố được khuyến nghị: Trước tiên hãy hoàn thành kiểm tra rò rỉ bên ngoài toàn diện. Chỉ tháo rời thân bơm sau khi xác nhận không có rò rỉ bên ngoài và các sự cố được quy cho rò rỉ bên trong bơm.
Nguyên nhân gốc phổ biến của rò rỉ bên trong
Rò rỉ bên trong không xuất phát từ sự hỏng hóc của một thành phần đơn lẻ. Nó chủ yếu thuộc ba loại sự cố.
Bề mặt làm kín của cụm van bypass / van giảm áp bị hư hỏng (nguồn lỗi từ tài liệu gốc)
Bụi mài mòn, ăn mòn trung bình và va đập do đóng mở thường xuyên tạo ra các vết rỗ, rãnh và biến dạng trên bề mặt làm kín của đế van và lõi van. Van không thể đóng hoàn toàn và tạo ra đường hồi khí bên trong, đây là lỗi thường gặp ở thiết bị cũ.
Khe hở quá mức liên quan đến rô-to
Va đập vật lạ, mài mòn lâu ngày, biến dạng do chu trình nhiệt hoặc lệch pha của bánh răng đồng bộ làm tăng khe hở giữa rô-to với rô-to, rô-to với vỏ và rô-to với nắp đầu, dẫn đến khí hồi lưu qua các khe hở.
Làm kín tĩnh bên trong buồng bơm bị hỏng
Gioăng bên trong của nắp đầu, vỏ ổ bi và tấm ngăn bị lão hóa hoặc vỡ dẫn đến rò rỉ chéo khí giữa các buồng và gây rò rỉ bên trong thêm.
Vị trí lỗi: Phương pháp kiểm tra cô lập từng phần
Trước khi tháo sửa chữa, thực hiện kiểm tra cô lập từng phần để xác định loại lỗi và giảm công việc tháo lắp không cần thiết.
Đóng van chính của quy trình, cách ly bình chân không và kiểm tra độ chân không tối đa của toàn bộ thiết bị riêng biệt.
Ngắt kết nối các cổng đầu vào và đầu ra của bơm roots và kiểm tra hiệu suất của riêng bơm hỗ trợ. Nếu các chỉ số của bơm hỗ trợ đạt yêu cầu, lỗi nằm ở bơm chính roots.
Trước khi tháo rời bơm roots, hãy xoay khớp nối bằng tay, cảm nhận lực cản quay của rôto và kiểm tra hiện tượng kẹt hoặc tiếng ồn ma sát để đánh giá sơ bộ tình trạng khe hở rôto.
Mở nắp đầu bơm và kiểm tra trực quan cụm van xả, kiểm tra bề mặt làm kín đế van xem có bị xói mòn, rỗ và dấu vết biến dạng để đánh giá xem lỗi có thuộc nhóm van gây rò rỉ bên trong hay không.
Một số nhà máy ở nước ngoài thiếu nguồn lực gia công chuyên nghiệp.Sau khi xác định vị trí lỗi, đánh giá xem có nên tiến hành sửa chữa tại chỗ hay mua phụ tùng thay thế.Nên thay thế trực tiếp cụm van cho các đế van bị xói mòn nặng thay vì hàn và mài tại chỗ.
Quy Trình Sửa Chữa Tại Chỗ Hoàn Chỉnh Cho Rò Rỉ Bên Trong Bề Mặt Làm Kín Đế Van
Đối với biến dạng ăn mòn của đế van và lõi van, có thể tiến hành sửa chữa tại chỗ bằng máy tiện, hàn và mài (quy trình sửa chữa theo tài liệu gốc được bổ sung các yêu cầu an toàn và tiền xử lý).
Yêu Cầu An Toàn Trước Khi Sửa Chữa
Tắt toàn bộ thiết bị, cắt nguồn điện động cơ và thực hiện khóa – gắn thẻ – cách ly. Xả áp hoàn toàn buồng bơm và làm sạch môi chất quy trình còn sót lại bên trong.
Tháo rời hoàn toàn các bộ phận cụm van, chụp ảnh và đánh dấu các chi tiết để ghi lại hướng lắp ráp và tránh lắp sai trong quá trình lắp lại.
Làm sạch kỹ lưỡng tất cả các bộ phận để loại bỏ rỉ sét, bụi bẩn và xỉ hàn cũ.
Quy Trình Sửa Chữa Gia Công và Hàn
Mài bề mặt làm kín đế van bằng máy mài cầm tay để loại bỏ các lỗ ăn mòn và rãnh, đồng thời khôi phục độ chính xác hình học tròn.
Dùng mâm cặp bốn vấu trên máy tiện định vị tâm lỗ xuyên trục của trục van gốc và thực hiện gia công mở rộng lỗ để hiệu chỉnh vị trí lỗ bị biến dạng.
Giữ nguyên tâm trục, lắp trục xuyên qua van vào đúng vị trí và hoàn tất cố định bằng hàn điểm.
Tiến hành hàn đắp bằng que hàn hợp kim cứng D547 Mo. Nung que hàn đúng quy định, kiểm soát số lớp và chiều dày lớp đắp để giảm nguy cơ nứt do hàn. Gia công bề mặt làm kín đầu van khớp với lỗ đế van đã mài.
Lắp thử các chi tiết và chạy thử nghiệm kiểm tra kín bằng bột màu đỏ, kiểm tra tỷ lệ tiếp xúc bề mặt làm kín để đảm bảo cặp làm kín đóng khít.
Lưu ý quan trọng:Việc sửa chữa này phụ thuộc vào năng lực tiện, hàn và mài. Các cơ sở ở nước ngoài không có năng lực gia công hỗ trợ phải mua trực tiếp bộ phụ tùng van thay thế hoàn chỉnh. Việc ép buộc hàn đắp sửa chữa tại hiện trường dễ gây hỏng lại trong thời gian vận hành ngắn.
Phương án xử lý cho hai loại rò rỉ bên trong khác
Rò rỉ bên trong do khe hở rôto quá lớn
Tháo thân bơm, đo khe hở thực tế giữa rôto với rôto, rôto với vỏ và rôto với nắp cuối bằng thước lá và so sánh với thông số kỹ thuật của nhà máy.
Đối với rôto bị xước hoặc mài mòn, đánh bóng hoặc thay thế các bộ phận rôto tùy theo mức độ hư hỏng.
Hiệu chỉnh lại pha bánh răng đồng bộ, khóa chốt định vị và điều chỉnh tất cả khe hở về phạm vi tiêu chuẩn của nhà máy.
Sau khi lắp ráp, quay tay khớp nối để xác nhận rôto quay trơn tru, không bị ma sát hoặc kẹt.
Rò rỉ bên trong do phớt tĩnh miếng đệm bên trong bị hỏng
Tháo các cụm nắp cuối và ổ đỡ tương ứng, loại bỏ tất cả miếng đệm cũ. Làm sạch rãnh phớt và bề mặt tiếp xúc, loại bỏ rỉ sét và keo dư thừa.
Chọn lại vật liệu miếng đệm phù hợp với môi trường xử lý để chống ăn mòn và chịu nhiệt.
Siết chặt bu lông đều theo trình tự nhiều lần chéo nhau để tránh nén cục bộ không đủ gây rò rỉ lặp lại giữa các khoang.
Công việc nghiệm thu xác nhận sau sửa chữa
Không bao giờ đưa thiết bị vào sản xuất trực tiếp sau khi lắp ráp sửa chữa. Hoàn thành kiểm tra ba cấp để tránh phải làm lại.
Kiểm tra quay tay: Quay khớp nối bằng tay. Rô to phải quay trơn tru, không ma sát hoặc kẹt trong suốt vòng quay đầy đủ.
Thử nghiệm giữ áp đơn vị không tải: Cách ly hệ thống quy trình bên ngoài, chạy hút chân không và thử giữ áp riêng cho máy chủ roots. Ghi lại tốc độ tăng áp, xác nhận dòng khí ngược bên trong được kiềm chế và chân không cuối cùng trở lại thông số thiết kế.
Chạy thử có tải: Kết nối bơm hỗ trợ và chạy thử có tải mô phỏng điều kiện làm việc thực tế. Ghi lại dòng điện động cơ, nhiệt độ tăng của vỏ bơm và chỉ số chân không. Tất cả thông số phải nằm trong phạm vi tham chiếu của nhà máy.
Nếu áp suất vẫn tăng nhanh trong thử nghiệm giữ áp, mở lại nắp cuối và kiểm tra lại tình trạng khớp của bề mặt làm kín cũng như giá trị khe hở thay vì đưa vào vận hành cưỡng bức.
Bảo trì định kỳ để giảm rủi ro rò rỉ bên trong
Hầu hết rò rỉ bên trong đến từ xói mòn do môi chất, vận hành vượt chênh áp và lọc không đủ. Hư hỏng linh kiện có thể được trì hoãn nhờ bảo trì thường xuyên.
‑ Lắp bộ lọc bụi phía đầu hút. Hạt cứng lọt vào buồng bơm là nguyên nhân chính gây mài mòn xói mòn đế van và rôto. Kiểm tra và thay thế hộp lọc định kỳ.
‑ Tuân thủ nghiêm ngặt cài đặt bảo vệ chênh áp. Cấm vận hành bơm roots vượt chênh áp trong thời gian dài. Tránh dao động điều kiện làm việc đột ngột và thường xuyên, giảm thiểu tác động của chu kỳ nhiệt lên linh kiện.
‑ Lập bảng nhật ký kiểm tra thông số. Ghi lại độ chân không cuối, dòng điện động cơ và nhiệt độ vỏ bơm định kỳ. Dừng máy để xử lý sự cố khi thông số suy giảm ở giai đoạn đầu thay vì chờ đến khi hỏng hóc toàn diện.
‑ Đối với các quy trình có hơi nước hoặc khí ăn mòn, hãy triển khai tiền xử lý ngưng tụ và trung hòa ở đầu vào để giảm tác động ăn mòn‑xói mòn lên các bộ phận kim loại bên trong.
Từ góc độ tổng chi phí sở hữu của bơm chân không, việc tiền xử lý môi trường đầu vào đúng cách kết hợp với kiểm tra định kỳ giúp giảm đáng kể tần suất đại tu vỏ bơm và tránh tổn thất lớn do ngừng sản xuất ngoài kế hoạch.
Kết luận
Rò rỉ bên trong bơm Roots ít khi có dấu hiệu hư hỏng bên ngoài rõ rệt và chỉ gây suy giảm dần hiệu suất chân không. Không tháo rời bơm một cách mù quáng; hãy xác định sự cố thông qua kiểm tra rò rỉ và thử nghiệm từng phần trước. Chọn sửa chữa hoặc thay thế linh kiện dựa trên điều kiện gia công tại hiện trường và hoàn tất nghiệm thu quay thử, thử áp suất và thử tải. Sự ăn mòn do bụi và hơi nước không thể loại bỏ hoàn toàn, nhưng bảo trì bộ lọc và giám sát áp suất giúp giảm mài mòn các bộ phận bên trong. Đội bảo trì cần theo dõi dữ liệu chân không trong các kiểm tra hàng ngày để loại bỏ rủi ro tiềm ẩn và tránh dừng máy đột ngột.
