فشارها در سیستم های سیال همیشه در حال افزایش و کاهش هستند. گاهی اوقات تغییرات شدید هستند و منجر به آسیب می شوند. چه چیزی باعث تغییرات فشار مشکل ساز می شود، و چگونه می توان آن ها را از منبع آن ها ردیابی کرد؟
سیستم های سیال در اتوماسیون شامل هر سیستمی است که از یک سیال برای ایجاد نیرو در داخل سیستم استفاده می کند. سیالات می توانند از دو محیط مختلف، گاز (معمولاً هوا یا پنوماتیک) یا مایع (معمولاً یک سیال هیدرولیک ویژه) تشکیل شوند. در بیشتر کاربردهای ساده و کم هزینه، سیال مورد استفاده در سیستم های پنوماتیکی هوا است، در حالی که سیال مورد استفاده در سیستم های هیدرولیک پیچیده تر معمولاً از یک روغن چسبناک تشکیل شده است. هوا قابل تراکم است اما روغن هیدرولیک اینطور نیست و مزایای منحصر به فردی را به هر نوع سیستمی می دهد.
🔹ارائه دهنده: تیم تولید محتوای میراکنترل
فشار در سیستم های سیالات
در تعریف بسیار ساده‌شده‌ای از جریان سیال، می‌توان گفت که سیال پرفشار هر زمان که یک شیر باز شود به سمت هر ناحیه با فشار پایین‌تر در سیستم حرکت می‌کند. تغییرات فشار به طور طبیعی در هر سیستم سیال هر زمان که آن سیال حرکت می کند یا کار انجام می دهد (تبدیل انرژی) رخ می دهد.
این تغییرات فشار روزانه در محدوده فشار نامی نرمال سیستم رخ می دهد و هیچ اثر مخربی بر سیستم ندارد.
گیج های فشار روی مخزن کمپرسور هم فشار مخزن (داخلی) و هم فشار خروجی (سیستم) را نشان می دهند.
با این حال، مواردی وجود دارد که تغییرات فشار در سیستم می تواند اثرات منفی بر روی سیستم داشته باشد. اگر فشار خیلی کم باشد، ممکن است به سادگی نتواند کار مورد نظر را انجام دهد. اما گاهی اوقات، تغییر ممکن است آسیب زا باشد، همانطور که در مورد فشار بیش از حد صدق می کند. سنسورهای فشار و میزان جریان اغلب برای تشخیص چنین تغییراتی استفاده می‌شوند و می‌توان از آن ها برای هشدار دادن به سیستم کنترل استفاده کرد که مشکلی وجود ندارد. سپس این به مهندس بستگی دارد که کجا و چرا خرابی رخ داده است.
دلایل متعددی برای فشار نادرست سیال وجود دارد و یافتن علت می تواند به جلوگیری از خرابی زودرس دستگاه، صرفه جویی در هزینه های اتلاف انرژی و جلوگیری از آسیب ناشی از خرابی فاجعه آمیز کمک کند.
عیب یابی تغییرات فشار در سیستم های پنوماتیک
پنوماتیک برای تعداد بی‌شماری از وظایف مختلف در اتوماسیون استفاده می‌شود و عموماً کارهای متوسط را شامل می‌شود، از جمله گیره‌های خلاء، سیلندرهای پنوماتیک و موتورها. سیستم های پنوماتیکی به ندرت هوای مصرف شده را بازیافت می کنند، در عوض از کمپرسوری استفاده می کنند که یک مخزن را تغذیه می کند و یک مخزن هوا ایجاد می کند تا در صورت نیاز برای انجام کار مورد استفاده قرار گیرد.
اکثر تاسیسات از یک کمپرسور و مخزن بزرگ استفاده می‌کنند که بیشتر تجهیزات داخل ساختمان را تغذیه می‌کند، به این معنی که زیرساخت بزرگی از لوله‌ها و شیلنگ‌ها برای حمل هوا به جایی که باید برود وجود دارد. شناسایی منبع تغییر فشار تا حد زیادی به زمان مشاهده تغییر فشار بستگی دارد.
نشتی
نشتی عامل شماره یک افت فشار در یک سیستم پنوماتیکی است. از آنجایی که نشت هوا هیچ آشفتگی فیزیکی ایجاد نمی کند، اغلب می تواند مورد توجه قرار نگیرد، به خصوص نشتی های کوچک که می تواند در صدای محیط تولید پر سر و صدا قابل شنیدن نباشد. افت فشار ناشی از نشتی زمانی که خط مقصر تحت فشار قرار می گیرد به طور مداوم مشاهده می شود، بنابراین یک سنسور جریان می تواند به مکان یابی منبع کمک کند.
خطوط هوا برای حرکت سریع و کم نیرو، هر دو طرف هر سیلندر دو اثره را تغذیه می کنند.
آب بندی آسیب دیده
شیرها و اکچویتورها حاوی آب بندی های ضد هوا هستند. اگر این ها در اثر روانکاری نامناسب یا رطوبت در خطوط خراب شوند، پس از پایان حرکت قرقره یا پیستون، هوا خارج می شود. این نوع نشتی فقط فشار کمی کاهش یافته را ثبت می کند، اما زمانی که پیستون یا شیر شروع به جمع شدن آهسته در کنار افت فشار کند، قابل مشاهده خواهد بود.
خطوط مسدود شده
خطوط، فیلترها و شیرها ممکن است به دلیل آلاینده ها، خوردگی و تغییر شکل فیزیکی مسدود شوند. اگر یک خط تا حدی مسدود شود، افت فشار در هنگام جریان هوا به طور غیرعادی بالا خواهد بود، به این معنی که تنها زمانی که یک سیلندر در حرکت است. به محض پایان حرکت، فشار به حالت عادی باز می گردد. هنگامی که در برابر بار عمل می کند، احتمالاً سیلندر کندتر از حد انتظار حرکت می کند زیرا نیروی (فشار) تأمین کننده پیستون کاهش یافته است.
فشار پنوماتیک بالا
فشار بالا چیزی نیست که به طور مکرر در یک سیستم پنوماتیک اتفاق بیفتد و در بیشتر موارد به طور طبیعی اتفاق نمی افتد. محتمل ترین علت افزایش غیرعادی فشار در یک سیستم پنوماتیکی به دلیل تنظیم دستی رگلاتور فشار در سیستم در کمپرسور است. مشکل دوم ممکن است رگولاتور فشار یا سوئیچ فشار معیوب باشد. اگر فنر در رگلاتور خراب شود، ممکن است فشار آنی از بین برود یا افزایش یابد، اما اگر فنر در سوئیچ از کار بیفتد، کمپرسور ممکن است به تامین مخزن فراتر از حد مطمئن ادامه دهد.
یک پمپ هیدرولیک و سیستم مخزن با اجزای محدود کننده فشار.
عیب یابی تغییرات فشار در سیستم های هیدرولیک
سیستم های هیدرولیک عمدتاً در اتوماسیون برای کاربردهای سنگین استفاده می شود. آن ها برای ایجاد نیروهای بزرگ لازم برای برخی از کاربردها استفاده می شوند. آن ها در بیشتر موارد گرانتر از سیستم های پنوماتیکی هستند، اما مجموعه ای از مزایا و معایب خاص خود را دارند: فشار فوق العاده به قیمت سرعت جریان (سرعت حرکت اکچویتور). فشار صحیح برای عملکرد کارآمد یک سیستم هیدرولیک اساسی است و باید به طور دوره ای برای اطمینان از عملکرد صحیح دستگاه بررسی شود.
سطوح و محدودیت های مایعات
فشار پایین یکی دیگر از دلایل نگرانی در یک سیستم هیدرولیک است. فشار پایین بیشتر به دلیل starvation پمپ به دلیل سطح پایین روغن یا گرفتگی فیلترها و صفحه نمایش است. فرسودگی موتور همچنین می تواند آب بندی های معیوب را در خود پمپ ایجاد کند و در نهایت منجر به وضعیت فشار کم شود. اگر سطح روغن خیلی کم شود، حباب‌هایی ایجاد می‌شوند که می‌توانند به پمپ آسیب برسانند، بنابراین سعی کنید هرگز اجازه ندهید یک سیستم سیال کم شود.
نشتی
نشتی ها همچنین می توانند فشار سیستم هیدرولیک را همانطور که قبلا توضیح داده شد کاهش دهند، اما اغلب بسیار واضح تر از سیستم های پنوماتیکی هستند زیرا باعث نشت روغن بزرگ می شوند و احتمال بیشتری وجود دارد که به سرعت متوجه شوند و تعمیر شوند.
در داخل یک سیلندر هیدرولیک یا پنوماتیک، آب بندی (که به رنگ زرد و سبز قابل مشاهده است) اطمینان حاصل می کند که مایع از سیستم نشت نمی کند.
دما و ویسکوزیته
تغییرات دما می تواند تغییراتی در ویسکوزیته سیال ایجاد کند و در نتیجه مشکلاتی را در سیستم های هیدرولیک نیز ایجاد کند. دمای پایین می تواند منجر به افزایش ویسکوزیته شود و پمپ توانایی خود را برای ایجاد فشار هیدرولیک مناسب از دست بدهد. همچنین باعث می شود سیال آهسته تر در خطوط جریان یابد و افت فشار طبیعی از طریق خطوط، شیرها و اتصالات اغراق آمیز است. در مورد دمای بالای روغن که می تواند باعث مشکلات روانکاری و خرابی های بالقوه شود، عکس این امر می تواند صادق باشد.
فشار بالا در سیستم های هیدرولیک
از آنجایی که سیستم های هیدرولیک در فشارهای بسیار بالا کار می کنند، پمپ هایی که این فشارها را ایجاد می کنند باید تحت شرایط شدید کار کنند. مشکل اصلی ناشی از فشار بیش از حد در هیدرولیک، سایش زودرس و خرابی پمپ در نتیجه از بین رفتن روغن کاری است. فشار بیش از حد همچنین منجر به آسیب مکانیکی به شکل قطعات خراب و شکستگی شیلنگ ها و اتصالات می شود.
فشار بیش از حد از چندین منبع مختلف، اغلب به دستگاه‌های فشار تعبیه‌شده در سیستم، به ویژه رگلاتورهای فشار و هر پمپ سرعت متغیر، متصل می‌شود. انبساط حرارتی همچنین می تواند باعث ایجاد فشار بیش از حد در سناریوهای نگهداری بار شود.
تغییرات فشار: خوب یا بد؟
تغییرات فشار در سیستم های سیال، اگرچه اجتناب ناپذیر است، اما اگر فراتر از محدوده ایمن باشد، می تواند اثرات منفی بر اتوماسیون کارخانه داشته باشد.
نشتی در سیستم‌های پنوماتیکی می‌تواند انرژی را هدر دهد، زیرا هوا فشرده می‌شود تا بدون انجام کار مفید، مستقیماً به اتمسفر تخلیه شود. سیستم های هیدرولیک باید در محدوده فشاری کار کنند که اجازه می دهد کار مفید بدون فشار بیش از حد انجام شود که ممکن است به قطعات آسیب برساند. فیلترهای وصل شده و اتصالات و شیلنگ‌های کوچک همگی می‌توانند منبع فشار نامناسب در هر دو نوع سیستم باشند.
همانطور که قبلاً به اندازه کافی در صنعت بیان نشده است، تعمیر و نگهداری مناسب و بررسی فشار منظم می تواند برای صرفه جویی در هزینه در زمان خرابی و جلوگیری از خرابی زودرس در هر سیستم سیال کاملاً حیاتی باشد.
برای سفارش و یا خرید انواع محصولات ابزار دقیق و همچنین کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان با شماره های 88341674-021 | 88341172-021 تماس حاصل فرمایید.
منبع:
