Nguyên nhân, dấu hiệu và phòng ngừa hỏng hóc xi lanh thủy lực

Công nghệ thủy lực, động lực thúc đẩy ngành công nghiệp hiện đại, bắt nguồn từ các nền văn minh cổ đại. Ngày nay, xi lanh thủy lực đã trở thành các bộ phận không thể thiếu trong máy móc ở mọi lĩnh vực. Tuy nhiên, sự cố của chúng có thể gây ra từ những bất tiện nhỏ đến những tai nạn thảm khốc. Ngay cả khi bảo trì thường xuyên, nhiều yếu tố có thể gây ra sự cố của hệ thống thủy lực. Việc xác định sớm các nguyên nhân gốc rễ là rất quan trọng để giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động và chi phí phát sinh. Bài viết này xem xét các nguyên nhân gây ra sự cố phổ biến, các dấu hiệu cảnh báo và các chiến lược phòng ngừa để tăng cường độ tin cậy của thiết bị và an toàn vận hành.

Hãy xem xét tình huống này: Một máy xúc hạng nặng đang hoạt động tại một công trường xây dựng thì đột nhiên, xi lanh thủy lực của nó phát ra tiếng kêu bất thường. Gầu xúc sụp đổ một cách bất lực, làm dừng mọi hoạt động. Những sự cố như vậy không chỉ làm chậm tiến độ dự án mà còn tạo ra các mối nguy hiểm về an toàn. Hiệu suất của xi lanh thủy lực tác động trực tiếp đến sự an toàn và chức năng của hệ thống. Các sự cố như rò rỉ bên trong hoặc ma sát của bộ phận làm tăng nguy cơ chấn thương, các mối nguy hiểm về sức khỏe, hỏa hoạn và ô nhiễm môi trường. Do đó, việc hiểu rõ các cơ chế hỏng hóc và thực hiện các biện pháp phòng ngừa là tối quan trọng.

1. Rò rỉ phớt : Phớt rất quan trọng để chứa chất lỏng thủy lực có áp suất và ngăn ngừa ô nhiễm. Tuy nhiên, chúng vẫn rất dễ bị tổn thương. Rò rỉ làm giảm khả năng giữ áp suất, gây ra sự suy giảm hiệu suất hoặc hỏng hoàn toàn. Các yếu tố đóng góp bao gồm:
   • Quá nhiệt : Nhiệt độ cao làm tăng tốc độ suy giảm của phớt, làm giảm độ đàn hồi.
   • Lắp đặt không đúng cách : Kéo căng quá mức hoặc xoắn trong quá trình lắp đặt gây biến dạng.
   • Ăn mòn : Độ ẩm hoặc hóa chất trong chất lỏng thủy lực làm xói mòn vật liệu phớt.
2. Ô nhiễm chất lỏng : Chiếm 70% các sự cố thủy lực, các chất gây ô nhiễm như không khí, nước và các hạt làm hỏng thanh piston và phớt:
   • Không khí : Làm giảm khả năng nén của chất lỏng, gây ra chuyển động thất thường của xi lanh.
   • Nước : Ăn mòn các bộ phận kim loại và thúc đẩy sự hình thành axit.
   • Các hạt rắn : Mài mòn thành xi lanh và làm tắc nghẽn van, đẩy nhanh quá trình mài mòn.
3. Ăn mòn : Độ ẩm bên trong ăn mòn thân xi lanh, thường yêu cầu thay thế bộ phận. Tiếp xúc với môi trường bên ngoài với thanh piston kéo dài sẽ gây ra sự hình thành gỉ, làm hỏng phớt khi thu vào.
4. Hỏng kết nối lắp : Sai lệch hoặc quá tải gây căng thẳng cho các điểm lắp, đẩy nhanh quá trình mài mòn. Nguyên nhân bao gồm đế không bằng phẳng, phụ kiện lỏng lẻo hoặc lỗi thiết kế.
5. Quá áp : Vượt quá thông số kỹ thuật của nhà sản xuất gây ra biến dạng thân, làm giảm tính toàn vẹn của hệ thống. Van an toàn bị lỗi, sự tăng đột biến tải trọng đột ngột hoặc nhiệt độ chất lỏng cao là những nguyên nhân điển hình.
6. Tải bên : Lực ngang vuông góc với trục xi lanh tạo ra sự mài mòn không đều. Các trường hợp nghiêm trọng làm cong hoặc gãy thanh piston do hướng dẫn không đầy đủ hoặc va đập bên ngoài.
7. Nhiệt độ khắc nghiệt : Nhiệt độ cao làm giảm chất lượng phớt và chất bôi trơn, trong khi lạnh làm đặc chất lỏng và làm giòn phớt. Cả hai điều kiện đều đẩy nhanh sự cố của bộ phận.
8. Hỏng thanh piston : Sai lệch hoặc quá tải làm cong thanh hoặc mòn ổ trục, cuối cùng gây ra sự cố hoàn toàn của xi lanh.
9. Gãy vòng bi trunnion : Tải trọng quá mức hoặc va đập đột ngột làm gãy các giá đỡ then chốt này, thường yêu cầu thay thế toàn bộ xi lanh.
10. Tấn công hóa học : Chất tẩy rửa công nghiệp hoặc khí ăn mòn làm giảm chất lượng vật liệu phớt, dẫn đến rò rỉ và suy giảm chức năng.

Nhận biết các triệu chứng này có thể ngăn chặn sự cố thảm khốc:

• Tiếng ồn bất thường : Tiếng gõ hoặc tiếng rít cho thấy sự xâm thực hoặc mất cân bằng áp suất bên trong.
• Chuyển động thất thường : Hoạt động giật cục cho thấy các vấn đề về ma sát bên trong hoặc bôi trơn.
• Quá nhiệt : Nhiệt quá mức báo hiệu sự suy giảm của phớt hoặc sự cố chất lỏng.
• Giảm tốc độ/công suất : Chu kỳ chậm hơn thường bắt nguồn từ rò rỉ bên trong hoặc hạn chế dòng chảy.
• Tăng tiêu thụ năng lượng : Bù đắp cho rò rỉ hoặc lực ma sát làm tăng sản lượng bơm.

Thực hiện các biện pháp này có thể kéo dài tuổi thọ của xi lanh:

• Bảo trì phớt : Thường xuyên kiểm tra các vết nứt, cứng hoặc mòn. Thay thế phớt bị hư hỏng ngay lập tức.
• Giám sát áp suất : Lắp đặt đồng hồ đo để phát hiện các dao động bất thường cho thấy các vấn đề về hệ thống.
• Kiểm soát ô nhiễm : Lưu trữ chất lỏng trong các thùng chứa kín và xả hệ thống trước khi nạp lại.
• Lựa chọn vật liệu : Sử dụng các bộ phận do nhà sản xuất chỉ định với các phương pháp xử lý bề mặt thích hợp.
• Quản lý môi trường : Che chắn xi lanh khỏi các chất ăn mòn và nhiệt độ khắc nghiệt.

Thông qua việc giám sát chặt chẽ và tuân thủ các quy trình bảo trì, các ngành công nghiệp có thể giảm đáng kể các sự cố xi lanh thủy lực, đảm bảo tính liên tục trong hoạt động và an toàn tại nơi làm việc.