تكثيف الضغط فياسطوانات هيدروليكيةهي مشكلة في تصميم الدائرة يمكن أن تظل غير مرئية أثناء التشغيل العادي وتظهر فقط عندما تصبح الحجرة مسدودة، أو يغلق الصمام، أو تتغير درجة حرارة الزيت، أو يتحرك الحمل في اتجاه غير متوقع.
السبب الأساسي هو المساحة غير المتساوية على جانبي المكبس أحادي القضيب. عندما يتم احتجاز الزيت على جانب واحد ويتم ضغط الجانب الآخر أو إجباره على التحرك، يمكن للمكبس أن يعمل كمكثف هيدروليكي. قد يكون الضغط الناتج في الحجرة المسدودة أعلى من الضغط الذي توفره المضخة.
القفل الحراري هو خطر ذو صلة. إذا انحصر الزيت بين الصمامات المغلقة وارتفعت درجة حرارة الأسطوانة، فإن السائل يتمدد داخل حجم ثابت تقريبًا. قد تؤثر زيادة الضغط على الأختام والتجهيزات والصمامات والأنابيب ومكونات الأسطوانة على الرغم من عدم تشغيل المضخة.
بالنسبة لمشتري المعدات الأصلية، السؤال الرئيسي ليس فقط "ما هو ضغط عمل الأسطوانة؟" وهو أيضًا "ما هو الضغط الذي يمكن أن تراه الأسطوانة عندما تكون الدائرة مسدودة أو ساخنة أو منخفضة أو متوقفة أو مدفوعة للخلف؟"
تقليديةأسطوانة هيدروليكية أحادية القضيبيحتوي على منطقة مكبس كاملة على جانب الغطاء ومساحة حلقية أصغر على جانب القضيب. يحتل القضيب جزءًا من منطقة المكبس على جانب القضيب.
إذا كان جانب الغطاء مضغوطًا بينما لا يمكن لحجم جانب القضيب التفريغ، فإن القوة المنقولة عبر المكبس تؤثر على منطقة جانب القضيب الأصغر. علاقة المرور الأول هي:
هذه العلاقة هي أداة الفحص الهندسي. ويفترض حالة مبسطة وثابتة ولا يحل محل تحليل الدائرة الكامل. يعتمد الضغط الفعلي على التسرب، ومحتوى الهواء المحبوس، وانضغاط السوائل، والامتثال الهيكلي، وسلوك الختم، واستجابة الصمام، والاحتكاك، ودرجة الحرارة، واتجاه الحركة.
نسبة المساحة هي السبب وراء تعرض الأسطوانة لضغط على جانب القضيب يتجاوز ضغط المضخة. الاسطوانة لا تنتج الطاقة من لا شيء؛ فهو يتاجر بالقوة والإزاحة من خلال هندسة المكبس بينما يتعرض الحجم المحظور لضغط مختلف.
لنفترض، فقط لتوضيح علاقة المساحة، أن:
- تبلغ مساحة المكبس على جانب الغطاء 10 بوصات مربعة
- المساحة الحلقية لجانب القضيب 7 بوصة²
- الضغط الجانبي للغطاء هو 2100 رطل لكل بوصة مربعة
- الغرفة الجانبية للقضيب غير قادرة على التفريغ
تقدير التكثيف المبسط هو:
هذا ليس تقييمًا للمنتج أو نتيجة اختبار أو موافقة على التصميم. إنه مثال يوضح سبب استمرار حاجة الأسطوانة المُصنفة لضغط المضخة إلى مراجعة الغرفة المقابلة وترتيب الصمام.
إذا كانت مساحة جانب القضيب أصغر بكثير من مساحة جانب الغطاء، تصبح نسبة الضغط النظرية أكثر شدة. قد تقوم الآلة الفعلية بتخفيف الضغط أو الحد منه من خلال التسرب أو صمام التنفيس أو الحركة الهيكلية، ولكن يجب تصميم هذه المسارات والتحقق منها عن قصد.
الحالة الكلاسيكية هي الضغط المطبق على طرف الغطاء بينما يتم حظر طرف القضيب بواسطة صمام اتجاهي مغلق، أو صمام حمل الحمولة، أو صمام فحص يتم تشغيله بشكل تجريبي أو مسار سائل متجمد.
يزداد الخطر عندما يتم دفع الأسطوانة نحو التراجع عن طريق الحمل أو عن طريق ضغط نهاية الغطاء الوارد. ليس للزيت الموجود على جانب القضيب مكان يذهب إليه، لذلك يمكن أن يرتفع الضغط بسرعة.
تُستخدم صمامات حمل الحمل لمنع الحركة غير المنضبطة. إنها مكونات مهمة للسلامة، ولكن يجب أن توفر الدائرة مسارًا متحكمًا للزيت المحبوس أثناء التمديد والتراجع والتوقف والتغيرات الحرارية.
قد يؤدي ترتيب الصمام الذي يحمل حمولة معلقة في إحدى الحالات إلى إنشاء مصيدة ضغط في حالة أخرى. يجب أن تشمل المراجعة بدء التشغيل، والحركة الطبيعية، والتوقف في حالات الطوارئ، وفشل الخرطوم، وإلغاء تنشيط الصمام، وعزل الصيانة.
يمكن للأسطوانة المدفوعة ضد توقف قوي أن تؤدي إلى ارتفاع في الضغط أو احتجاز السوائل إذا استمر الصمام في توفير التدفق. لا يزيل التوقف الميكانيكي الطاقة الهيدروليكية. فهو ينقل الحمل إلى الهيكل والأسطوانة والحوامل والدائرة.
لذلك يجب مراجعة التحكم في نهاية الشوط وإعدادات الوسادة ومسارات التنفيس وتوقف الماكينة معًا. الوسادة ليست بديلاً عن مسار الحد من الضغط المصمم بشكل صحيح.
تقوم بعض الدوائر بتوصيل منافذ الأسطوانات عن عمد بطريقة تغير السرعة أو تستخدم الزيت النازح على جانب القضيب. يمكن لهذه الدوائر أن تخلق علاقات ضغط وتدفق غير عادية. قد لا يصف حساب الأسطوانة القياسي ضغوط المنفذ الفعلية.
يجب أن يحدد المخطط كل اتصال بين غرف نهاية الغطاء ونهاية القضيب، بما في ذلك مسارات التجديد والخطوط التجريبية وصمامات التسلسل وأدوات التحكم في التدفق.
يتمدد الزيت الهيدروليكي عندما ترتفع درجة حرارته. إذا كان الزيت محصورًا في حجم جامد أو شبه جامد، فلن يكون هناك مكان للتمدد ويزداد الضغط.
يتأثر ارتفاع الضغط بخصائص السوائل، والحجم المحصور، وتغير درجة الحرارة، ومحتوى الهواء، ومرونة المكونات، وتوافر التسرب أو التخفيف. قد يساعد تقدير التمدد الحراري المبسط في إظهار اتجاه الخطر، ولكن لا ينبغي استخدامه كتنبؤ نهائي للضغط دون بيانات السوائل وامتثال النظام.
يمكن أن يحدث القفل الحراري عندما:
- يتم عزل الاسطوانة بواسطة صمامين مغلقين
- عمليات الفحص التي يتم إجراؤها بشكل تجريبي تحجز كلا المنفذين
- يتم فصل قارنات التوصيل السريع مع وجود الزيت المحصور بينها
- يتم نقل الآلة من الظروف الباردة إلى ورشة عمل دافئة
- يقوم ضوء الشمس أو أي مصدر حراري آخر بتدفئة الأسطوانة المعزولة
- دائرة حمل الحمل تمنع معادلة الضغط الطبيعي
قد تكون المضخة متوقفة عن العمل أثناء ارتفاع الضغط. ولهذا السبب لا ينبغي لموظفي الصيانة أن يفترضوا أن الدائرة الهيدروليكية غير النشطة خالية من الضغط.
تحديد الكميات المحاصرة وحساب أو اختبار مسار الضغط لنهاية الغطاء ونهاية القضيب. تشمل تسرب الصمام، والتمدد الحراري، والهواء المحبوس، والامتثال الهيكلي.
قد تحتاج الدائرة إلى جهاز تنفيس أو حجم توسعة أو ترتيب تراكم أو مسار مكياج يمكن التحكم فيه. يعتمد الحل الصحيح على الحمل والمخاطر وبنية الصمام ومتطلبات تصميم الماكينة المعمول بها.
لا تقم بإضافة صمام تنفيس دون التحقق من إعدادات الضغط وسعة التدفق ومسار التفريغ والتفاعل مع وظيفة حمل الحمولة.
تحقق من أنبوب الأسطوانة والمكبس والقضيب والأختام والمنافذ والخراطيم والتجهيزات والصمامات والمشعبات وهيكل التثبيت. لا يمثل إعداد تخفيف المضخة الحد الأقصى للضغط الذي يتم رؤيته في كل غرفة مسدودة تلقائيًا.
قم بمراجعة التوقف العادي، والتوقف الطارئ، وفقدان الطاقة الكهربائية، وفشل الخرطوم، وعودة بكرة الصمام، وفقدان ضغط الطيار، وعزل الصيانة اليدوية. لا تزال حالة الحجز الآمن تتطلب مسارًا لتخفيف الضغط.
تحديد حالة البداية الباردة، ودرجة حرارة التشغيل، وحالة الوقوف، ودرجة حرارة التخزين، والتعرض المباشر للحرارة. إذا كان من الممكن عزل الأسطوانة أثناء احتجاز السائل، فيجب أخذ الضغط الحراري في الاعتبار عند مراجعة المخاطر.
قد يتم الشك في تكثيف الضغط أو القفل الحراري عندما يظهر الجهاز:
- خرطوم على جانب القضيب أو فشل في التركيب على الرغم من ضغط المضخة الطبيعي
- نمط بثق الختم بدون حدث ضغط زائد للمضخة مطابق
- أسطوانة يصعب تحريكها بعد تسخينها أو تبريدها
- صمام يحمل الحمولة يُغلق بإحكام أكثر من المتوقع
- الضغط المتبقي بعد توقف المضخة
- وصلة لا يمكن فكها بشكل آمن أثناء الصيانة
- صمام تنفيس لا يفتح إلا بعد التوقف أو تغير درجة الحرارة
- ارتفاع الضغط غير المبرر عندما تصل الاسطوانة إلى التوقف الميكانيكي
هذه الأعراض ليست دليلا على آلية واحدة. وهي تشير إلى أنه ينبغي قياس ضغط المنفذ وسلوك الحجم المحظور ورسم خرائط لهما.
1. اجعل الآلة آمنة. اتبع عزل الشركة المصنعة للجهاز وإجراءات الطاقة المخزنة. لا تقم بفك التركيبة "لمعرفة ما إذا كان الضغط موجودًا".
2. قم بتسجيل ضغوط المنفذ. قم بقياس الضغط في منافذ الأسطوانة تحت ظروف الحمل ودرجة الحرارة ذات الصلة، وليس فقط في المضخة.
3. تتبع منطق الصمام. تحديد الفحوصات التي يتم تشغيلها بشكل تجريبي، وصمامات الموازنة، وصمامات التسلسل، وأدوات التحكم في التدفق وأي اتصال تجديد.
4. تحديد الكميات المحاصرة. قم بتمييز كل قسم يمكن عزله بواسطة صمامات مغلقة أو قارنات توصيل منفصلة.
5. التحقق من تاريخ درجة الحرارة. تسجيل درجات الحرارة المحيطة والسوائل قبل وأثناء وبعد حدث الضغط.
6. فحص موقع الفشل. قارن بين الأختام والتركيبات والخراطيم وتجويف الصمامات على جانب القضيب وجانب الغطاء بحثًا عن الأضرار المرتبطة بالضغط.
7. مراجعة مراجعة الرسم. تأكد من أن التعديلات الميدانية لم تقم بإزالة مسار الإغاثة أو تغيير سباكة الصمام.
8. إعادة الاختبار في ظل ظروف خاضعة للرقابة. استخدم الأجهزة المناسبة وخطة اختبار موثقة قبل إعادة الجهاز إلى الخدمة.
يمكن للشركة المصنعة تقديم إجابة أكثر فائدة عندما يتضمن الاستفسار ما يلي:
- تجويف الأسطوانة وقطر القضيب والشوط وترتيب التركيب
- أحجام منافذ نهاية الغطاء ونهاية القضيب وتوجيه الخرطوم
- رسم تخطيطي هيدروليكي مع رموز الصمامات والخطوط الدليلية
- ضغط تخفيف المضخة والضغط المقاس عند كل منفذ للأسطوانة
- اتجاه الحمل وحالة الحمل المعلق والتوقفات الميكانيكية
- صمام حمل الحمولة، وصمام الموازنة، وأرقام أجزاء صمام الفحص
- نوع السائل ونطاق درجة الحرارة وحالة الحجم المحاصر
- التوقف العادي والتوقف في حالات الطوارئ وسلوك فقدان الطاقة
- صور للأختام أو التركيبات أو الخراطيم أو الصمامات الفاشلة
- وظيفة الإمساك المطلوبة ومتطلبات سلامة الماكينة المعمول بها
نادرًا ما تكون قيمة ضغط المضخة الواحدة كافية لتشخيص تكثيف الضغط.
حساب المساحة التوضيحية ليس معدل ضغط. لا تحدد المقالة إعداد تنفيس عالمي أو حجم الصمام أو نطاق درجة الحرارة المسموح به أو ضغط العمل الآمن لأسطوانة غير محددة.
يجب أن يأتي حد الضغط الصحيح من رسم الأسطوانة الحالي ومواصفات المواد والختم وتصميم الدائرة وبيانات الصمام وأدلة الاختبار وتقييم مخاطر الماكينة. يمكن لكتالوج باركر أو المقالة الهيدروليكية العامة أو الصيغة أن تشرح الآلية، ولكن لا يمكن لأي منها أن يحل محل المراجعة النهائية للتطبيق.
تقوم شركة HCIC، المعروفة أيضًا باسم Jinan Huachen Industrial Co., Ltd.، بتطوير وتصنيع الأسطوانات الهيدروليكية ووحدات الطاقة الهيدروليكية للمركبات ومعالجة النفايات والبناء والمعدات الصناعية. لمراجعة تكثيف الضغط، قم بتوفير الدائرة الكاملة وظروف التشغيل المقاسة حتى يمكن تقييم الأسطوانة كجزء من الماكينة، وليس بشكل منفصل.
