วิธีการซ่อมแซมการรั่วไหลภายในของชุดปั๊มสุญญากาศรูทส์
ปั๊มสุญญากาศแบบรูทส์ถูกนำไปใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมี โลหะวิทยา การแปรรูปผง และภาคอุตสาหกรรมอื่น ๆ การทำงานเป็นเวลานานภายใต้สภาวะไอน้ำที่มีฝุ่นหรือสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนอาจทำให้เกิดความเสียหายจากการรั่วไหลภายใน ซึ่งแตกต่างจากการรั่วไหลของอากาศภายนอกผ่านหน้าแปลนหรือตัวเรือน ความผิดปกติของการรั่วไหลภายในนั้นซ่อนเร้นและยากต่อการตรวจพบในระยะเริ่มต้น ทำให้ดัชนีสุญญากาศและความเร็วในการสูบลดลงอย่างต่อเนื่อง และส่งผลให้คุณภาพการผลิตแบบแบตช์ไม่เสถียร จากประสบการณ์การบริการซ่อมบำรุงในโครงการทั้งในประเทศและต่างประเทศในฐานะผู้ผลิตปั๊มสุญญากาศแบบรูทส์ บทความนี้แยกแยะการรั่วไหลภายในจากการรั่วไหลภายนอก อธิบายอาการความผิดปกติทั่วไป วิธีการระบุตำแหน่งทีละขั้นตอน ขั้นตอนการซ่อมแซมหน้างานสำหรับชิ้นส่วนบ่าวาล์ว แนวทางการจัดการสาเหตุการรั่วไหลภายในหลายประการ รวมถึงกฎความปลอดภัยในการบำรุงรักษา เกณฑ์การยอมรับหลังการซ่อมแซม และข้อเสนอแนะการบำรุงรักษาเชิงป้องกันเป็นประจำ
แยกแยะการรั่วไหลภายในและภายนอก ระบุอาการทั่วไป
เมื่อเผชิญกับประสิทธิภาพสุญญากาศที่ไม่เพียงพอ เจ้าหน้าที่บำรุงรักษาส่วนใหญ่มักตรวจสอบการรั่วไหลภายนอกของท่อและหน้าแปลนก่อน โดยละเลยการไหลย้อนกลับของก๊าซภายในตัวปั๊ม มีความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างข้อบกพร่องทั้งสองประเภท
‑ การรั่วไหลภายนอก: อากาศแวดล้อมแทรกซึมจากจุดภายนอก เช่น ท่อ หน้าแปลน และซีลเพลา เมื่อปั๊มรูทถูกแยกออก สุญญากาศยังคงลดลงอย่างรวดเร็วในการทดสอบรักษาแรงดัน
‑ การรั่วไหลภายใน: ความล้มเหลวในการประกอบชิ้นส่วนภายในห้องปั๊มทำให้เกิดการไหลย้อนกลับของก๊าซระหว่างช่องแรงดันสูงและแรงดันต่ำภายในปั๊ม เมื่อทดสอบปั๊มรูทในสถานะแยก สุญญากาศสูงสุดไม่ถึงข้อกำหนดบนแผ่นป้ายอย่างชัดเจน และไม่พบจุดรั่วไหลบนพื้นผิวซีลภายนอกทั้งหมด
เมื่อเกิดการรั่วไหลภายใน หน่วยมักจะส่งสัญญาณเตือนหลายประการ:
สุญญากาศสูงสุดล้มเหลวในการรักษาจุดตั้งค่ากระบวนการอย่างต่อเนื่อง ปั๊มสำรองทำงานปกติ แต่อัตราการสูบโดยรวมลดลงอย่างรวดเร็ว
ภายใต้ภาระกระบวนการที่เท่ากัน อุณหภูมิของตัวปั๊มสูงขึ้น การสั่นสะเทือนรุนแรงขึ้น และการใช้พลังงานต่อหน่วยผลิตภัณฑ์เพิ่มขึ้น
สำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับไอน้ำหรือฝุ่น การรั่วไหลภายในจะเร่งการกัดกร่อนและการสึกหรอของโรเตอร์และห้องปั๊ม และข้อบกพร่องจะแย่ลงเรื่อยๆ
ลำดับการแก้ไขปัญหาที่แนะนำ:ทำการตรวจสอบการรั่วไหลภายนอกทั้งหมดก่อน ถอดประกอบตัวปั๊มเฉพาะเมื่อยืนยันว่าไม่มีการรั่วไหลภายนอกและข้อบกพร่องเกิดจากการรั่วไหลภายในของปั๊ม
สาเหตุหลักทั่วไปของการรั่วไหลภายใน
การรั่วไหลภายในไม่ได้เกิดจากความล้มเหลวของชิ้นส่วนเดียว โดยหลักแล้วแบ่งออกเป็นสามประเภทข้อบกพร่อง
พื้นผิวซีลของกลุ่มวาล์วบายพาส/วาล์วระบายได้รับความเสียหาย(แหล่งที่มาของข้อบกพร่องจากเอกสารต้นฉบับ)
การสึกกร่อนจากอนุภาคฝุ่น การกัดกร่อนปานกลาง และการกระแทกจากการเปิด-ปิดบ่อยครั้ง ทำให้เกิดหลุม ร่อง และการเสียรูปบนพื้นผิวซีลของบ่าวาล์วและแกนวาล์ว วาล์วไม่สามารถปิดสนิทและเกิดช่องทางไหลย้อนกลับของก๊าซภายใน ซึ่งจัดเป็นความผิดปกติที่พบบ่อยในอุปกรณ์ที่ใช้งานมานาน
ระยะห่างที่มากเกินไปที่เกี่ยวข้องกับโรเตอร์
การกระแทกจากวัตถุแปลกปลอม การเสียดสีเป็นเวลานาน การเสียรูปจากความร้อนที่เปลี่ยนแปลงตามรอบ หรือการเลื่อนเฟสของเกียร์ซิงโครไนซ์ ทำให้ช่องว่างระหว่างโรเตอร์กับโรเตอร์ โรเตอร์กับตัวเรือน และโรเตอร์กับฝาปิดปลายขยายใหญ่ขึ้น ส่งผลให้ก๊าซไหลย้อนกลับผ่านช่องว่างดังกล่าว
ซีลสถิตภายในห้องปั๊ม失效
ปะเก็นภายในของฝาปิดปลาย ตัวรองรับแบริ่ง และแผ่นกั้นที่เสื่อมสภาพหรือแตกหัก ทำให้เกิดการรั่วข้ามห้องของก๊าซและการรั่วภายในเพิ่มเติม
ตำแหน่งที่เกิดความผิดปกติ: วิธีการทดสอบการแยกส่วน
ก่อนการซ่อมแซมโดยการถอดประกอบ ควรทำการทดสอบการแยกส่วนเพื่อระบุประเภทของความผิดปกติและลดงานถอดประกอบที่ไม่จำเป็น
ปิดวาล์วหลักของกระบวนการ แยกถังสุญญากาศ และทดสอบสุญญากาศสูงสุดของหน่วยทั้งหมดแยกกัน
ถอดช่องทางเข้าและออกของปั๊มรูทส์ และทดสอบสมรรถนะของปั๊มสำรองเพียงอย่างเดียว หากค่าดัชนีของปั๊มสำรองผ่านเกณฑ์ แสดงว่าข้อบกพร่องอยู่ที่ปั๊มหลักรูทส์
ก่อนการถอดประกอบปั๊มรูทส์ ให้หมุนข้อต่อด้วยมือ รู้สึกถึงแรงต้านการหมุนของโรเตอร์ และตรวจสอบการติดขัดหรือเสียงเสียดสี เพื่อประเมินสภาพช่องว่างระหว่างโรเตอร์เบื้องต้น
เปิดฝาครอบปลายปั๊มและตรวจสอบชุดวาล์วนิรภัยด้วยสายตา ตรวจสอบพื้นผิวซีลของบ่าวาล์วว่ามีการกัดกร่อน รอยบุ๋ม และร่องรอยการเสียรูป เพื่อประเมินว่าข้อบกพร่องเกิดจากการรั่วไหลภายในจากกลุ่มวาล์วหรือไม่
โรงงานต่างประเทศบางแห่งขาดทรัพยากรด้านการตัดเฉือนที่มีความชำนาญหลังจากระบุตำแหน่งข้อบกพร่อง ให้ประเมินว่าจะดำเนินการซ่อมแซมในสถานที่หรือซื้อชิ้นส่วนอะไหล่ทดแทนแนะนำให้เปลี่ยนชุดวาล์วโดยตรงสำหรับบ่าวาล์วที่ถูกกัดกร่อนอย่างรุนแรง แทนที่จะเชื่อมและเจียรในสถานที่
ขั้นตอนการซ่อมแซมวาล์วที่นั่งซีลพื้นผิวรั่วภายในแบบครบวงจรในสถานที่
สำหรับการสึกกร่อนและการเสียรูปของวาล์วที่นั่งและแกนวาล์ว สามารถซ่อมแซมในสถานที่ได้โดยใช้เครื่องกลึง การเชื่อม และเครื่องเจียร (กระบวนการซ่อมแซมตามเอกสารต้นฉบับพร้อมข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและขั้นตอนก่อนการดำเนินการ)
ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยก่อนการซ่อมแซม
ปิดระบบทั้งหมด ตัดไฟมอเตอร์ และดำเนินการล็อก-แท็ก-เอาต์ ลดแรงดันในห้องปั๊มให้หมด และไล่สารตกค้างในกระบวนการภายใน
ถอดชิ้นส่วนชุดวาล์วทั้งหมด ถ่ายภาพและทำเครื่องหมายชิ้นส่วนเพื่อบันทึกทิศทางการประกอบและป้องกันการประกอบผิดพลาดระหว่างการประกอบใหม่
ทำความสะอาดชิ้นส่วนทั้งหมดอย่างทั่วถึงเพื่อขจัดสนิม ฝุ่น และตะกรันเชื่อมเก่า
ขั้นตอนการซ่อมแซมด้วยการกลึงและการเชื่อม
เจียรพื้นผิวซีลของที่นั่งวาล์วด้วยเครื่องเจียรแบบพกพาเพื่อกำจัดหลุมกัดกร่อนและร่อง และฟื้นฟูความแม่นยำทางเรขาคณิตแบบวงกลม
ปรับตำแหน่งศูนย์กลางรูที่ใช้สำหรับสอดแกนวาล์วเดิมโดยใช้หัวจับสี่ขาบนเครื่องกลึง และดำเนินการกลึงขยายรูเพื่อแก้ไขตำแหน่งรูที่ผิดรูป
คงตำแหน่งศูนย์กลางแกนไว้ ประกอบแกนสอดวาล์วเข้าที่ และทำการเชื่อมจุดยึดให้เรียบร้อย
ดำเนินการเชื่อมผิวด้วยลวดเชื่อมโลหะผสมแข็ง D547 Mo อบลวดเชื่อมตามข้อกำหนด ควบคุมจำนวนชั้นและความหนาของการเชื่อมเพื่อลดความเสี่ยงของรอยแตกร้าว กลึงผิวปิดผนึกหัววาล์วให้เข้ากับรูบ่าวาล์วที่เจียระไนแล้ว
ประกอบชิ้นส่วนทดลอง และทำการทดสอบการปิดผนึกด้วยสีแดงดินสอพอง ตรวจสอบอัตราการสัมผัสของผิวปิดผนึกเพื่อให้แน่ใจว่าคู่ปิดผนึกแน่นสนิท
หมายเหตุสำคัญ:การซ่อมแซมนี้ต้องอาศัยความชำนาญด้านเครื่องกลึง การเชื่อม และการเจียระไน ไซต์งานในต่างประเทศที่ไม่มีศักยภาพด้านเครื่องจักรกลสนับสนุน ควรซื้อชุดอะไหล่วาล์วทดแทนทั้งชุดโดยตรง การซ่อมแซมด้วยการเชื่อมผิวในสถานที่โดยไม่เหมาะสมอาจทำให้เกิดความเสียหายซ้ำได้ภายในระยะเวลาการทำงานสั้น
แนวทางการจัดการสำหรับการรั่วไหลภายในอีกสองประเภท
การรั่วภายในที่เกิดจากระยะห่างโรเตอร์มากเกินไป
ถอดตัวปั๊มออก วัดระยะห่างจริงระหว่างโรเตอร์กับโรเตอร์ โรเตอร์กับตัวเรือน และโรเตอร์กับฝาปิดปลายด้วยฟิลเลอร์เกจ แล้วเปรียบเทียบกับข้อกำหนดทางเทคนิคของโรงงาน
สำหรับโรเตอร์ที่มีรอยขีดข่วนหรือการสึกหรอ ให้ขัดหรือเปลี่ยนชิ้นส่วนโรเตอร์ตามความรุนแรงของความเสียหาย
ปรับเฟสเกียร์ซิงโครไนซ์ใหม่ ล็อคหมุดตำแหน่ง และปรับระยะห่างทั้งหมดกลับสู่ช่วงมาตรฐานของโรงงาน
หลังการประกอบ ให้หมุนข้อต่อด้วยมือเพื่อยืนยันว่าโรเตอร์หมุนเรียบเนียนโดยไม่มีการเสียดสีหรือติดขัด
การรั่วภายในที่เกิดจากซีลสถิตปะเก็นภายในชำรุด
ถอดชุดฝาปิดปลายและชุดตลับลูกปืนที่เกี่ยวข้องออก และนำปะเก็นเก่าทั้งหมดออก ทำความสะอาดร่องซีลและพื้นผิวสัมผัส และขจัดสนิมและกาวตกค้าง
เลือกวัสดุปะเก็นใหม่ที่เข้ากับตัวกลางในกระบวนการเพื่อความทนทานต่อการกัดกร่อนและทนต่ออุณหภูมิ
ขันสลักเกลียวให้แน่นสม่ำเสมอตามลำดับการขันแบบทแยงมุมหลายรอบ เพื่อหลีกเลี่ยงการบีบอัดเฉพาะจุดที่ไม่เพียงพอ ซึ่งทำให้เกิดการรั่วซ้ำระหว่างห้อง
งานตรวจสอบการยอมรับหลังการซ่อมแซม
ห้ามนำเครื่องเข้าสู่กระบวนการผลิตโดยตรงหลังการประกอบซ่อมแซม ต้องดำเนินการตรวจสอบสามระดับเพื่อหลีกเลี่ยงการทำงานซ้ำ
การตรวจสอบด้วยการหมุนด้วยมือ: หมุนข้อต่อด้วยมือ โรเตอร์ต้องหมุนได้อย่างราบรื่น ไม่มีการเสียดสีหรือติดขัดตลอดรอบการหมุนเต็มวง
การทดสอบแรงดันคงที่ของเครื่องเดี่ยวแบบไม่มีโหลด: แยกระบบกระบวนการภายนอก ดำเนินการดูดสุญญากาศและทดสอบแรงดันคงที่สำหรับเครื่องสูบลมหลักเพียงเครื่องเดียว บันทึกอัตราการเพิ่มของแรงดัน ยืนยันว่าการไหลย้อนกลับของก๊าซภายในถูกควบคุม และสุญญากาศสูงสุดกลับสู่ข้อกำหนดการออกแบบ
การทดลองเดินเครื่องแบบมีโหลด: เชื่อมต่อปั๊มเสริมและเดินเครื่องทดสอบแบบมีโหลดเพื่อจำลองสภาพการทำงานจริง บันทึกกระแสของมอเตอร์ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของตัวเครื่องสูบลม และค่าสุญญากาศ พารามิเตอร์ทั้งหมดต้องอยู่ในช่วงอ้างอิงของโรงงาน
หากแรงดันยังคงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในการทดสอบแรงดันคงที่เปิดฝาปิดอีกครั้งและตรวจสอบสถานะการพอดีของพื้นผิวซีลและค่าช่องว่างอีกครั้งแทนการบังคับเดินเครื่อง
การบำรุงรักษาตามปกติเพื่อลดความเสี่ยงการรั่วไหลภายใน
การรั่วไหลภายในส่วนใหญ่เกิดจากการกัดกร่อนของตัวกลาง การทำงานที่แรงดันต่างเกินพิกัด และการกรองที่ไม่เพียงพอ ความเสียหายของชิ้นส่วนสามารถชะลอได้ด้วยการบำรุงรักษาเป็นประจำ
‑ ติดตั้งตัวกรองฝุ่นที่ด้านทางเข้าการปนเปื้อนของอนุภาคแข็งเข้าสู่ห้องปั๊มเป็นสาเหตุหลักของการสึกกร่อนของบ่าวาล์วและโรเตอร์ ตรวจสอบและเปลี่ยนไส้กรองเป็นระยะ
‑ ปฏิบัติตามการตั้งค่าการป้องกันแรงดันต่างอย่างเคร่งครัดห้ามการทำงานของปั๊มรูทส์ที่แรงดันต่างเกินพิกัดเป็นเวลานาน หลีกเลี่ยงความผันผวนของสภาพการทำงานที่รุนแรงและบ่อยครั้ง และลดผลกระทบจากความร้อนที่วนซ้ำต่อชิ้นส่วน
‑ จัดทำแผ่นบันทึกการตรวจสอบพารามิเตอร์บันทึกสุญญากาศสูงสุด กระแสมอเตอร์ และอุณหภูมิตัวเรือนปั๊มอย่างสม่ำเสมอ หยุดเครื่องเพื่อแก้ไขปัญหาเมื่อพารามิเตอร์เริ่มเสื่อมลงตั้งแต่เนิ่นๆ แทนที่จะรอให้เกิดความเสียหายเต็มรูปแบบ
‑ สำหรับกระบวนการที่มีไอน้ำหรือก๊าซกัดกร่อน, ใช้การควบแน่นและการทำให้เป็นกลางที่ส่วนหน้าของระบบเพื่อลดผลกระทบจากการกัดกร่อนต่อชิ้นส่วนโลหะภายใน
จากมุมมองของต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของปั๊มสุญญากาศ การบำบัดสื่อที่เหมาะสมที่ส่วนหน้าของระบบร่วมกับการตรวจสอบเป็นระยะช่วยลดความถี่ในการซ่อมแซมตัวปั๊มและหลีกเลี่ยงความสูญเสียหนักจากการหยุดการผลิตที่ไม่ได้วางแผน
บทสรุป
การรั่วไหลภายในของปั๊มราก (Roots-pump) แสดงความเสียหายภายนอกเพียงเล็กน้อยที่มองเห็นได้ และทำให้ประสิทธิภาพสุญญากาศลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป อย่าถอดประกอบปั๊มโดยไม่ไตร่ตรอง ให้ระบุข้อบกพร่องผ่านการตรวจสอบการรั่วไหลและการทดสอบแบบแยกส่วนก่อน เลือกการซ่อมแซมหรือเปลี่ยนชิ้นส่วนตามสภาพการกลึงในสถานที่ และดำเนินการทดสอบการยอมรับแบบครบวงจร ทั้งการกลึง การรักษาแรงดัน และการทดสอบภายใต้ภาระ การกัดกร่อนจากฝุ่นและไอน้ำไม่สามารถกำจัดได้อย่างสมบูรณ์ แต่การบำรุงรักษาไส้กรองและการตรวจสอบแรงดันช่วยลดการสึกหรอของชิ้นส่วนภายใน ทีมบำรุงรักษาควรติดตามข้อมูลสุญญากาศในการตรวจสอบประจำวันเพื่อขจัดความเสี่ยงที่ซ่อนอยู่และหลีกเลี่ยงการหยุดทำงานโดยไม่คาดคิด
