Усунення Несправностей Гвинтових Компресорів: Висока Температура Нагнітання

1. Опис Проблеми та Сфера Застосування

Цей посібник призначений для діагностики та усунення несправностей, пов’язаних з високою температурою нагнітання в гвинтових компресорах. Висока температура нагнітання є критичним показником, що може призвести до прискореного зносу компонентів, деградації мастила, підвищеного енергоспоживання та, в гіршому випадку, до аварійної зупинки компресора. Цей посібник охоплює одногвинтові та двозгвинтові компресори, що використовуються в промислових системах стисненого повітря.

Симптоми:

• Активація аварійного сигналу «Висока температура нагнітання».
• Постійно високі показники температури на дисплеї контролера компресора (вище нормованого діапазону, наприклад, >95°C).
• Зменшення ефективності роботи компресора.
• Зміна кольору або запаху компресорного мастила.

Класифікація серйозності:

• Критична: Температура нагнітання перевищує задане значення аварійної зупинки (наприклад, 100-110°C), що призводить до негайної зупинки компресора. Вимагає негайного втручання.
• Значна: Температура нагнітання стабільно знаходиться вище робочого діапазону (наприклад, 90-95°C), але нижче аварійного порогу. Потребує термінового виявлення та усунення причини для запобігання пошкодженню.
• Незначна: Температура нагнітання періодично або незначно перевищує норму (наприклад, 85-90°C). Вказує на початкові стадії несправності, потребує моніторингу та проактивної діагностики.

2. Запобіжні Заходи

ПЕРЕД ПОЧАТКОМ БУДЬ-ЯКИХ ДІАГНОСТИЧНИХ АБО РЕМОНТНИХ РОБІТ НА КОМПРЕСОРНОМУ ОБЛАДНАННІ ОБОВ’ЯЗКОВО ДЛЯ ВСЬОГО ПЕРСОНАЛУ ДОТРИМУВАТИСЯ НАВЕДЕНИХ НИЖЧЕ ПРАВИЛ БЕЗПЕКИ.

БЛОКУВАННЯ/МАРКУВАННЯ (LOTO): Вимкніть компресор і забезпечте його блокування за допомогою системи LOTO відповідно до вимог DSTU EN 1010-1:2004 та внутрішніх процедур підприємства. Переконайтеся, що всі джерела енергії (електрична, пневматична, гідравлічна) ізольовані та заблоковані.

ЗБЕРЕЖЕНА ЕНЕРГІЯ: Компресорні системи можуть містити значну кількість збереженої енергії (стиснене повітря, гаряче мастило, гарячі поверхні). ПЕРЕД РОЗБІРКОЮ АБО ВІДКРИТТЯМ БУДЬ-ЯКИХ ВУЗЛІВ переконайтеся, що тиск в системі скинуто до атмосферного, а температура знизилася до безпечного рівня. Використовуйте запобіжні клапани та відповідні індикатори тиску.

ЗАСОБИ ІНДИВІДУАЛЬНОГО ЗАХИСТУ (ЗІЗ): Під час роботи завжди використовуйте відповідні ЗІЗ:

• Захисні окуляри або захисна маска (EN 166).
• Захисні рукавички (термостійкі та маслостійкі, EN 388, EN 407).
• Захисний одяг (спецодяг).
• Захисне взуття з металевим підноском (EN ISO 20345).

ГАРЯЧІ ПОВЕРХНІ ТА РІДИНИ: Компресори працюють при високих температурах. Компресорне мастило та елементи системи охолодження можуть бути дуже гарячими. Дайте обладнанню охолонути перед обслуговуванням. Уникайте контакту зі шкірою.

ХІМІЧНІ РЕЧОВИНИ: Деякі компресорні мастила та очищувачі можуть бути токсичними або подразнюючими. Використовуйте ЗІЗ та дотримуйтесь інструкцій виробника матеріалів та паспортів безпеки (SDS).

3. Необхідні Діагностичні Інструменти

4. Початковий Контрольний Перелік Оцінки

Перед початком детальної діагностики виконайте наступні дії:

5. Систематична Схема Діагностики

1. Перевірка Рівня Мастила
   1. IF рівень мастила нижче MIN:
      • Діагноз: Недостатній об’єм мастила в системі.
      • Ймовірна причина: Витік мастила, недостатня доза при останній заправці, невідповідний інтервал заміни.
   2. IF рівень мастила в нормі (між MIN і MAX):
      • Перейти до п. 2.
2. Перевірка Охолоджувача Мастила/Повітря
   1. IF візуально забруднений радіатор:
      • Діагноз: Забруднення ребер охолоджувача зовні.
      • Ймовірна причина: Пил, бруд, пух з навколишнього середовища.
   2. IF зовнішній огляд не виявив забруднень:
      1. Виміряйте перепад температури мастила на вході та виході з охолоджувача (за допомогою пірометра).
      2. IF перепад температури мастила <10°C (при номінальному навантаженні):
         • Діагноз: Внутрішнє забруднення охолоджувача мастила.
         • Ймовірна причина: Відкладення продуктів деградації мастила, нагар.
      3. IF перепад температури мастила ≥10°C:
         • Перейти до п. 3.
3. Перевірка Термостатичного Клапана (Термостата)
   1. Виміряйте температуру мастила перед та після термостатичного клапана (за допомогою пірометра) під час роботи компресора.
   2. IF температура мастила після термостата не зростає або зростає незначно (наприклад, <5°C) при досягненні робочої температури (наприклад, >75°C на вході в термостат):
      • Діагноз: Несправність термостатичного клапана (залишився в закритому положенні або відкривається не повністю).
      • Ймовірна причина: Знос, забруднення, заклинювання, вихід з ладу термочутливого елемента.
   3. IF термостат працює коректно (мастило надходить до охолоджувача при досягненні температури відкриття):
      • Перейти до п. 4.
4. Аналіз Умов Навколишнього Середовища
   1. IF температура навколишнього середовища (на вході в компресор) >40°C:
      • Діагноз: Перегрів через високу температуру в приміщенні.
      • Ймовірна причина: Недостатня вентиляція компресорної кімнати, гарячі потоки від іншого обладнання.
   2. IF температура навколишнього середовища в нормі (<40°C):
      • Перейти до п. 5.
5. Додаткові Причини (При збереженні проблеми після перевірки попередніх пунктів)
   1. Перевірка Вентилятора Охолодження
      1. IF вентилятор не обертається або обертається повільно:
         • Діагноз: Несправність вентилятора охолодження або його приводу.
         • Ймовірна причина: Обрив обмотки двигуна, несправність конденсатора (для однофазних), заклинювання підшипників, несправність реле/контактора.
   2. Перевірка Рівня Мастила з Піноутворенням
      1. IF мастило спінене в оглядовому склі (після зупинки компресора та скидання тиску):
         • Діагноз: Деградація мастила або забруднення водою/іншими рідинами.
         • Ймовірна причина: Надмірне обводнення, окислення, використання несумісного мастила.
   3. Перевірка Сепаратора Мастила
      1. IF різниця тисків на сепараторі мастила перевищує норму (наприклад, >0.5 бар):
         • Діагноз: Засмічення сепаратора мастила.
         • Ймовірна причина: Перевищення терміну служби, велика кількість твердих частинок у системі.

6. Матриця Несправностей та Причин

7. Аналіз Кореневих Причин для Кожної Несправності

7.1. Низький Рівень Мастила

• Пояснення: Недостатній об’єм мастила призводить до зниження його здатності поглинати та відводити тепло, що виділяється під час стиснення повітря. Також зменшується об’єм мастила, що циркулює через охолоджувач, що знижує ефективність охолодження.
• Підтвердження: Рівень мастила за оглядовим склом або щупом знаходиться значно нижче мінімальної позначки. Після доливання мастила температура нагнітання нормалізується.
• Можливі Пошкодження: Прискорений знос підшипників, гвинтового блоку через недостатнє змащування, утворення нагару, перегрів та деградація мастила.

7.2. Забруднення Охолоджувача

• Пояснення:
  • Зовнішнє забруднення: Накопичення пилу, бруду, масляного туману, пуху на зовнішніх ребрах теплообмінника створює ізолюючий шар, що перешкоджає ефективній передачі тепла від мастила/повітря до навколишнього середовища.
  • Внутрішнє забруднення: Відкладення продуктів окислення мастила, нагару, смолистих речовин на внутрішніх стінках каналів охолоджувача зменшує прохідний переріз для мастила/повітря та знижує ефективність теплообміну.
• Підтвердження: Візуально видно забруднення ребер радіатора. Тепловізор показує значні перепади температури по поверхні охолоджувача, що вказує на зони з поганим теплообміном. Перепад температури мастила на вході та виході з охолоджувача значно зменшений (наприклад, <10°C).
• Можливі Пошкодження: Підвищене навантаження на систему охолодження, деградація мастила, прискорений знос ущільнень та підшипників, зниження ККД компресора.

7.3. Несправність Термостатичного Клапана

• Пояснення: Термостатичний клапан відповідає за направлення мастила через охолоджувач, коли воно досягає певної температури. Якщо клапан заклинить у закритому положенні або відкривається не повністю, мастило не буде належним чином охолоджуватися, циркулюючи переважно по байпасному контуру, що призведе до підвищення температури нагнітання.
• Підтвердження: При роботі компресора в робочому діапазоні температур (наприклад, температура мастила >75°C), пірометр показує, що температура мастила після термостатичного клапана майже дорівнює температурі до нього, або різниця мінімальна (наприклад, 0-2°C), а сам охолоджувач залишається холодним.
• Можливі Пошкодження: Перегрів мастила, втрата його змащувальних властивостей, пошкодження гвинтового блоку, підшипників та ущільнень.

7.4. Висока Температура Навколишнього Середовища / Проблеми Вентиляції

• Пояснення: Компресори розраховані на роботу в певному діапазоні температур навколишнього середовища (зазвичай до 40°C). Якщо температура повітря на вході в компресор перевищує цей ліміт, система охолодження не може ефективно розсіювати тепло, що призводить до підвищення температури нагнітання. Недостатня вентиляція компресорної кімнати створює зони застою гарячого повітря, яке рециркулює через компресор.
• Підтвердження: Вимірювання температури повітря на вході в компресор показує значення вище 40°C. Тепловізор може виявити зони з гарячим повітрям навколо компресора або в приміщенні.
• Можливі Пошкодження: Підвищений знос компонентів через постійний перегрів, скорочення терміну служби мастила, підвищене енергоспоживання.

8. Покрокові Процедури Усунення Несправностей

8.1. Відновлення Рівня Мастила

1. БЕЗПЕКА: Виконайте процедуру LOTO. Дочекайтесь повного охолодження та скидання тиску в системі.

2. Визначте тип та специфікацію компресорного мастила (зверніться до посібника з експлуатації). Використовуйте лише мастило, рекомендоване виробником (ISO VG відповідної в’язкості).
3. Відкрийте заливну горловину масляного бака.
4. Акуратно долийте мастило, контролюючи рівень по оглядовому склу або щупу. Заливайте до позначки MAX. Не переливайте.
5. Закрийте заливну горловину. Зніміть LOTO.
6. Запустіть компресор, дайте попрацювати 5-10 хвилин, зупиніть, знову скиньте тиск та перевірте рівень мастила. За потреби повторіть доливання.
7. Відновіть нормальну роботу та спостерігайте за температурою нагнітання.

8.2. Очищення Охолоджувача

1. БЕЗПЕКА: Виконайте процедуру LOTO. Дочекайтесь повного охолодження та скидання тиску в системі.

2. Зовнішнє очищення:
   1. За допомогою щітки з м’якою щетиною або стисненого повітря (максимум 2 бар) видаліть пил та бруд з ребер охолоджувача. Напрямок очищення – протилежний напрямку потоку повітря під час роботи.
   2. Для стійких забруднень (масло, жир) використовуйте спеціальні миючі засоби для радіаторів, рекомендовані виробником. Дотримуйтесь інструкцій виробника очищувача та ретельно змийте залишки водою під низьким тиском.
   3. Переконайтеся, що охолоджувач повністю сухий перед запуском.
3. Внутрішнє очищення (при підтвердженні внутрішнього забруднення):
   1. Зверніться до сервісного центру або фахівців UNITEC-D. Внутрішнє очищення часто вимагає демонтажу охолоджувача та використання спеціальних хімічних розчинів або ультразвукового очищення.
   2. Несанкціоноване очищення може пошкодити теплообмінник.
4. Відновіть нормальну роботу та спостерігайте за температурою нагнітання.

8.3. Заміна/Ремонт Термостатичного Клапана

1. БЕЗПЕКА: Виконайте процедуру LOTO. Дочекайтесь повного охолодження та скидання тиску в системі.

2. Злийте частину мастила з масляного бака до рівня нижче термостатичного клапана (якщо це можливо, інакше доведеться злити весь об’єм).
3. Від’єднайте трубопроводи від термостатичного клапана. Підготуйте ємність для збору залишків мастила.
4. Демонтуйте несправний термостатичний клапан.
5. Встановіть новий термостатичний клапан, переконавшись у правильному орієнтуванні та затяжці з’єднань згідно з моментом, вказаним в посібнику (наприклад, 25 Нм).
6. Під’єднайте трубопроводи.
7. Долийте мастило до норми (п. 8.1). Зніміть LOTO.
8. Запустіть компресор та перевірте роботу термостата, контролюючи температури до та після нього.

8.4. Оптимізація Вентиляції та Температури Навколишнього Середовища

1. Перевірте роботу витяжних та припливних вентиляторів компресорної кімнати. Забезпечте їх безперервну роботу.
2. Усуньте джерела теплового випромінювання поблизу повітрозабірника компресора.
3. Перевірте та очистіть повітрозабірні фільтри компресорної кімнати.
4. Забезпечте достатній об’єм припливного повітря до компресорної кімнати. Рекомендований об’єм припливу повинен бути не менше, ніж загальний об’єм повітря, що відводиться від компресорів та вентиляційних систем з врахуванням запасу.
5. Встановіть перегородки або повітроводи для направлення гарячого повітря від компресора безпосередньо назовні, запобігаючи його рециркуляції.
6. Забезпечте, щоб температура повітря на вході в компресор не перевищувала 40°C. Якщо це неможливо, розгляньте встановлення системи додаткового охолодження припливного повітря.
7. Відновіть нормальну роботу та спостерігайте за температурою нагнітання.

9. Профілактичні Заходи

10. Запасні Частини та Компоненти

Шукаєте якісні запасні частини для вашого компресорного обладнання? Відвідайте електронний каталог UNITEC-D.

11. Посилання

• Стандарти:
  • DSTU ISO 8573-1:2018 «Стиснене повітря. Частина 1. Забруднювачі та класи чистоти».
  • DSTU EN 1010-1:2004 «Безпечність машин. Вимоги безпеки для проектування та конструювання поліграфічних машин та машин для обробляння паперу. Частина 1. Загальні вимоги».
  • ISO 1217:2009 «Вимірювання продуктивності роторних об’ємних компресорів».
  • EN 60204-1:2018 «Безпечність машин. Електрообладнання машин. Частина 1. Загальні вимоги».
• Посібники OEM: Зверніться до посібника з експлуатації та обслуговування, наданого виробником вашого конкретного компресора (наприклад, atlas-copco/20" title="ATLAS COPCO spare parts (1086 articles)" class="brand-autolink">Atlas Copco, Kaeser, Ingersoll Rand).
• Супутні Посібники UNITEC:
  • Основи Обслуговування Компресорів
  • Аналіз Мастила в Компресорах
  • Вентиляція Компресорних Приміщень