ملخص القضية
| العناصر | معلومات الحالة |
| تطبيق | خدمة الأكسجين السائل المبرد عند درجة حرارة تقارب -196 درجة مئوية |
| ملكية الصمامات | تم توريد الصمام من قبل شركة مصنعة أخرى |
| التركيب | التثبيت في الهواء الطلق |
| تكوين الصمام | مشغل غشائي هوائي، تشغيل بالهواء للإغلاق، ضبط بالتدفق للفتح، غطاء تبريد ممتد وحشوة مركبة من مادة V-PTFE |
| الأعراض الرئيسية | قد يعلق الصمام في مواضع مختلفة خلال نطاق حركته الكامل من 0% إلى 100% |
| نقطة اختبار الفيديو | يمثل أمر 16 مللي أمبير 75% من نطاق الحركة المُهيأ، بينما يتوافق 20 مللي أمبير مع وضع الإغلاق الكامل |
| حركة ملحوظة | ظل الجذع ثابتًا، ثم انفصل فجأة، وتجاوز الهدف، ثم قام جهاز تحديد الموضع بتصحيحه مرارًا وتكرارًا |
| التوجه التشخيصي | مقاومة ميكانيكية مفرطة في الجذع أو الحشوة أو نظام التوجيه ذي الصلة |
| نتيجة الحقل المؤقت | بعد وضع كمية صغيرة جدًا من مادة التشحيم المعتمدة والمتوافقة مع الأكسجين والمناسبة لدرجات الحرارة المنخفضة على الساق الخارجية وفقًا لإجراءات المالك، تحرك الصمام بسلاسة واختفى التذبذب. |
| السبب الأكثر ترجيحاً | مقاومة مفرطة في حركة ساق المحرك وحشوه عند اكتمال الشوط، مقارنةً بقوة دفع فصل المحرك المتاحة. |
| متطلبات دائمة | افحص الحشوة، وحالة الجذع، والمحاذاة الميكانيكية، ونظام التوجيه، وأعد حساب هامش دفع المشغل. |
اتصل أحد العملاء مؤخراً THINKTANK فريق بخصوص صمام تحكم تبريدي تم توريده من قبل شركة مصنعة أخرى.
لم يقدم مصنع الصمام الأصلي حلاً فعالاً، لذلك أرسل لنا العميل العديد من مقاطع الفيديو التشغيلية ومعلومات عن الصمام ووصفًا تفصيليًا للمشكلة الميدانية وسأل عما إذا كان بإمكاننا المساعدة في تشخيصها.
تم تركيب الصمام في الهواء الطلق في خدمة الأكسجين السائل عند درجة حرارة تقارب -196 درجة مئوية.
كان له التكوين التالي:
- مشغل غشائي هوائي؛
- عملية إغلاق بالهواء؛
- صمام ضبط التدفق للفتح؛
- غطاء تبريد ممتد؛
- حشوة مركبة من مادة V-PTFE؛
- 20 مللي أمبير تتوافق مع الوضع المغلق؛
- التحكم في التشغيل طوال شوط الصمام بالكامل.
تعرض الصمام لالتصاق شديد في مواضع مختلفة على امتداد نطاق حركته الكامل من 0% إلى 100%.
مشكلة التشغيل
أظهر أحد مقاطع الفيديو أن الصمام قد تم توجيهه إلى 75% من نطاق حركته المُهيأ.
وفقًا لمقاييس الإشارة المستخدمة في الموقع، فإن إشارة 16 مللي أمبير تمثل وضع السفر المطلوب بنسبة 75٪، بينما تتوافق إشارة 20 مللي أمبير مع وضع الإغلاق الكامل.
عند تطبيق الأمر 16 مللي أمبير، ظل ساق الصمام ثابتًا في البداية.
بعد عدة ثوانٍ، انفصل ساق الصمام فجأةً وتحرك إلى ما بعد الموضع المطلوب. ثم حاول جهاز تحديد الموضع إعادة الصمام إلى موضعه المستهدف بنسبة 75%، لكن ساق الصمام قد يعلق ويتحرك فجأةً مرة أخرى أثناء عملية التصحيح.
وقد نتج عن ذلك تذبذب متكرر وعدم استقرار في حركة الصمام.
إنّ نسبة الـ 75% المعروضة في الفيديو ما هي إلا مثال توضيحي واحد. وفقًا للعميل، قد يحدث التصاق مماثل في مواضع مختلفة خلال الشوط الكامل من 0% إلى 100%.
تغييرات أوامر التحكم ← يبقى ساق الصمام ثابتًا ← تزداد قوة المشغل ← يتم التغلب على الاحتكاك الساكن ← يقفز الصمام فجأة ← يتجاوز الصمام الهدف ← يعكس الموضع خرجه ← يعلق الصمام مرة أخرى.
كان هذا تفصيلاً تشخيصياً مهماً.
لذا، لم تقتصر المشكلة على فتحة صمام معينة أو نقطة تداخل ميكانيكي ثابتة. بل كان لا بد من دراسة المكونات التي يمكنها مقاومة حركة ساق الصمام طوال شوطه الكامل.
الأسباب المحتملة التي تم أخذها في الاعتبار
استنادًا إلى معلومات التشغيل ومقاطع الفيديو الخاصة بالعميل، قمنا بدراسة مجموعة الصمام والمشغل والموضع بالكامل بدلاً من افتراض أن الموضع معيب على الفور.
| سبب محتمل | التحقق الموصى به | التفسير التشخيصي |
| ضغط هواء الأجهزة غير كافٍ أو غير مستقر | قم بقياس الضغط عند مخرج منظم الفلتر، ومنفذ إمداد الموضع، ومنفذ إخراج الموضع، وغرفة المشغل أثناء حركة الصمام. | قد يؤدي انخفاض ضغط الإمداد أو عدم استقراره إلى تقليل قوة دفع المشغل المتاحة وتفاقم مشكلة الاحتكاك الموجودة. |
| تسرب من الأنابيب أو الوصلات الهوائية | افحص جميع الأنابيب والوصلات والوصلات الهوائية، وقم بإجراء اختبار انخفاض الضغط عند الاقتضاء. | قد يؤدي التسريب إلى منع المشغل من توليد أو الحفاظ على قوة دفع كافية. |
| تسرب غشاء المشغل | قم بضغط حجرة المشغل وعزلها، ثم راقب الضغط وموضع الجذع. | قد يشير انخفاض الضغط غير الطبيعي إلى تسرب في الحجاب الحاجز أو الغلاف. |
| إجراء أو معايرة غير صحيحة للموضع | تحقق من الحركة المباشرة أو العكسية، والصفر، والمدى، واتجاه التغذية الراجعة، ومؤشر الحركة الفعلي | قد يتسبب التكوين غير الصحيح في حركة غير مستقرة، ولكنه لا يفسر عادةً تأخر الانفصال بعد أن يظل الجذع ثابتًا. |
| مشكلة ربط التغذية الراجعة للموضع | افحص ذراع التغذية الراجعة، وهندسة الوصلات، والوصلة الميكانيكية، ومدى ارتخائها. | قد تؤدي التغذية الراجعة غير الصحيحة أو غير الدقيقة إلى تحديد غير دقيق للموقع أو تصحيح غير مستقر |
| مواد غريبة أو تلف موضعي في الحواف | حدد ما إذا كان الالتصاق يحدث بشكل متكرر في نفس موضع السفر | قد تشير مشكلة الوضع الثابت المتكررة إلى وجود جسم غريب أو تلف في الأجزاء الداخلية أو تداخل موضعي. |
| سدادة أو دليل احتكاك | افحص أسطح التوجيه، والمسافات، والخدوش، والتآكل، وتأثيرات الانكماش الناتج عن درجات الحرارة المنخفضة. | قد تساهم مقاومة الدليل، خاصة إذا كان هناك تلامس أو عدم محاذاة طوال الشوط. |
| عدم محاذاة ساق الصمام أو غطاء المحرك أو المشغل | تحقق من محاذاة ساق المشغل، والموصل، وساق الصمام، وغطاء المحرك، وصندوق التعبئة، والزخارف. | يمكن أن يؤدي عدم المحاذاة إلى تحميل جانبي ومقاومة مستمرة طوال مسار الصمام |
| ضغط أو احتكاك مفرط في مواد التعبئة | افحص تركيب الحشوة، والضغط، والتشوه، وحالة الجذع؛ وقم بقياس ضغط الانفصال في كلا الاتجاهين | قد يتسبب الاحتكاك المفرط في الحشوة في بقاء الجذع ثابتًا حتى تتجاوز قوة دفع المشغل مقاومة الانفصال |
| هامش دفع انفصال المشغل غير كافٍ | احسب قوة الدفع المتاحة للمشغل وقارنها بقوى الحشوة، والدليل، والنابض، والعملية | قد يقوم المشغل في النهاية بتحريك الصمام، لكن قد لا يكون لديه هامش كافٍ لبدء الحركة بسلاسة. |
الخطوة 1: تأكيد إشارة التحكم وحركة الصمام
كانت الخطوة الأولى هي التأكد من أن عمل الصمام والمشغل والموضع قد تم تكوينه بشكل صحيح.
طُلب من العميل التحقق مما يلي:
- ما إذا كانت قيمتا 4 مللي أمبير و 20 مللي أمبير تمثلان الوضع الصحيح للصمام؛
- سواء كانت النسبة المئوية المعروضة تمثل نسبة الفتح أو نسبة الإغلاق؛
- سواء تم ضبط جهاز تحديد المواقع للعملية المباشرة أو العكسية الصحيحة؛
- ما إذا كان المشغل يعمل بالفعل كنظام إغلاق بالهواء؛
- هل تطابقت إشارة نظام التحكم الموزع مع أمر تحديد الموقع المحلي؟
- ما إذا كانت معلومات الموقع تتوافق مع موقع الجذع الفعلي؛ و
- ما إذا كان نظام التغذية الراجعة قد تم تركيبه بشكل صحيح وتوصيله بشكل آمن.
قد يتسبب إجراء غير صحيح للموضع أو إعداد عكسي للتغذية الراجعة في حركة غير مستقرة للصمام.
ومع ذلك، فإن هذا النوع من أخطاء التكوين لا يفسر عادةً صمامًا يظل ثابتًا تمامًا لعدة ثوانٍ ثم يقفز فجأة بعد تراكم القوة.
يشير تأخر حركة الانفصال إلى أن مشكلة المقاومة الميكانيكية كانت أكثر احتمالاً.
الخطوة الثانية: فحص مصدر هواء الجهاز
كانت الخطوة التالية هي التحقق من نظام الإمداد الهوائي بالكامل.
تم نصح العميل بقياس الضغط عند:
- مخرج منظم الفلتر؛
- وصلة إمداد الطاقة لجهاز تحديد المواقع؛
- وصلة خرج جهاز تحديد الموضع؛ و
- حجرة غشاء المشغل.
ينبغي مراقبة الضغط ليس فقط أثناء ثبات الصمام، ولكن أيضًا خلال اللحظة التي يعلق فيها الصمام ويبدأ فجأة في التحرك.
يمكن أن يوفر هذا الاتجاه في الضغط أدلة تشخيصية مفيدة للغاية.
إذا استمر ضغط خرج جهاز تحديد الموضع في الزيادة بينما يظل ساق الصمام ثابتًا، ولم يتحرك الساق فجأة إلا بعد أن يصل الضغط إلى مستوى معين، فهذا يشير إلى أن المشغل يبني قوة للتغلب على الاحتكاك الميكانيكي الساكن.
كما نُصح العميل بالتحقق مما يلي:
- أنابيب الهواء؛
- وصلات الأنابيب؛
- وصلات تحديد المواقع؛
- منظم الترشيح؛
- الملحقات الهوائية؛ و
- وصلات غلاف المشغل.
قد يؤدي أي تسرب في النظام الهوائي إلى تقليل قوة المشغل المتاحة وتفاقم مشكلة الاحتكاك الموجودة.
الخطوة 3: فحص مشغل الحجاب الحاجز الهوائي
كان تلف أو تسرب غشاء المشغل سببًا محتملاً آخر.
للتحقق من حالة المشغل، يجب ضغط الحجرة الهوائية وعزلها وفقًا لإجراءات الصيانة الخاصة بالموقع.
ينبغي بعد ذلك فحص العناصر التالية:
- ما إذا كان من الممكن الحفاظ على ضغط المشغل؛
- ما إذا كان الضغط ينخفض بشكل غير طبيعي؛
- هل يتغير موضع الجذع بينما يظل الضغط ثابتًا؟
- هل يوجد تسريب حول غلاف الحجاب الحاجز؟
- هل يتحرك زنبرك المشغل بسلاسة؟
- سواء كان ساق المشغل مثنيًا أو غير محاذٍ؛ و
- ما إذا كان موصل الجذع يُسبب تحميلًا جانبيًا.
إذا لم يتمكن الغشاء من الحفاظ على الضغط، فقد لا يتمكن المشغل من توليد قوة دفع مستقرة.
ومع ذلك، فإن تسرب المشغل عادة ما يتسبب في حركة بطيئة، أو عدم القدرة على الوصول إلى الموضع المطلوب، أو عدم القدرة على الحفاظ على الموضع.
كان الانفصال المفاجئ والتجاوز الملحوظ في الفيديو أكثر سمة مميزة للاحتكاك الميكانيكي.
الخطوة الرابعة: التحقق من نظام تحديد المواقع ونظام التغذية الراجعة
تم تقييم جهاز تحديد الموضع باعتباره أحد العوامل المحتملة المساهمة في الحركة غير المستقرة.
تضمنت الفحوصات الموصى بها ما يلي:
- معايرة الصفر والمدى؛
- معايرة الشوط الكامل؛
- إجراء مباشر أو عكسي؛
- دقة التيار المدخل؛
- استجابة محول الإدخال/الإخراج؛
- استجابة ضغط خرج جهاز تحديد المواقع؛
- هندسة ذراع التغذية الراجعة؛
- إحكام ربط التغذية الراجعة؛ و
- التوافق بين المسافة المشار إليها والمسافة الفعلية للصمام.
حيثما يسمح بذلك إجراء الموقع، يمكن أيضًا تشغيل المشغل باستخدام إشارة هوائية يتم التحكم فيها بشكل مستقل عن جهاز تحديد الموضع.
إذا استمر الصمام في التعطل عند تشغيل المشغل مباشرة، فمن غير المرجح أن يكون جهاز تحديد الموضع هو السبب الرئيسي.
في هذه الحالة، قد يكون جهاز تحديد الموضع يستجيب ببساطة لخطأ ميكانيكي كامن في الموضع. لذا، فإن إعادة المعايرة أو الضبط وحدهما لن يزيلان المقاومة الزائدة في ساق الخيط أو الحشوة أو الدليل.
الخطوة 5: تحديد ما إذا كانت المقاومة موضعية
يمكن أن تتسبب المواد الغريبة أو تلف أجزاء الصمام أو الخلوصات غير الصحيحة للدليل في تعطل صمام التحكم.
لذلك نُصح العميل بمراقبة ما إذا كان الالتصاق يحدث بشكل متكرر في موضع سفر ثابت واحد.
إذا كان الصمام يعلق دائمًا عند نفس النقطة، فقد تشمل الأسباب المحتملة ما يلي:
- وجود مواد غريبة بين الأجزاء المتحركة؛
- تلف سدادة الصمام؛
- تلف سطح التوجيه؛
- التسجيل أو الإزعاج؛
- إزالة غير صحيحة لدليل التبريد؛
- التشوه الحراري؛
- مقعد صمام تالف؛
- ساق صمام مثني؛ أو
- تداخل ميكانيكي موضعي.
ومع ذلك، في هذه الحالة، قد يحدث الالتصاق في مواضع مختلفة خلال شوط الصمام الكامل من 0% إلى 100%.
وهذا ما جعل احتمالية حدوث انسداد موضعي واحد أقل.
لم يقضِ ذلك تمامًا على إمكانية حدوث احتكاك أو عدم محاذاة في الدليل، ولكنه حوّل التركيز نحو المقاومة التي تعمل باستمرار طوال مسار الصمام.
الخطوة السادسة: فحص الجذع والتعبئة والمحاذاة
كان للصمام غطاء تبريد ممتد مع ترتيب حشو مركب من مادة V-PTFE.
يُستخدم غطاء ممتد بشكل شائع لإبقاء الحشوة بعيدة بما فيه الكفاية عن درجة حرارة العملية المنخفضة للغاية.
ومع ذلك، فإن غطاء المحرك الممتد وحده لا يضمن التشغيل منخفض الاحتكاك.
لا يزال أداء الصمام الفعلي يعتمد على العديد من تفاصيل التصميم والتجميع، بما في ذلك:
- درجة الحرارة الفعلية في موقع التعبئة؛
- مواد التعبئة والتغليف؛
- ترتيب التعبئة والتغليف؛
- اتجاه تركيب العبوة؛
- ضغط غدة الحشو؛
- الاحتكاك الساكن أثناء التعبئة؛
- احتكاك التعبئة الديناميكي؛
- قطر الساق؛
- تشطيب سطح الساق؛
- صلابة الساق؛
- استقامة الساق؛
- محاذاة غطاء المحرك؛
- محاذاة المحرك؛
- توجيه عملية التخليص؛
- التحميل الجانبي على الجذع؛
- التلوث الخارجي؛
- الرطوبة أو التثلج؛
- ضغط العملية التفاضلي؛ و
- قوة الدفع المتاحة للمشغل.
يؤثر الاحتكاك الناتج عن التعبئة على كامل حركة الجذع.
إذا تم ضغط الحشوة بإحكام شديد، أو كان سطح الجذع خشنًا أو تالفًا، أو لم يكن المشغل والصمام محاذيين بشكل صحيح، أو كان احتكاك الحشوة أعلى من التقدير الأصلي، فقد يعلق الصمام في أي وضع بين الإغلاق الكامل والفتح الكامل.
قد يختلف موضع الالتصاق الدقيق من حركة إلى أخرى.
وذلك لأن مقاومة الصمام الكلية تتأثر بما يلي:
- اتجاه السفر السابق؛
- تشوه التعبئة؛
- حالة الساق؛
- قوة زنبرك المشغل؛
- قوة العملية؛
- درجة الحرارة؛
- محاذاة الجذع؛ و
- تاريخ الاحتكاك الساكن.
لماذا يمكن للصمام أن يقفز فجأة في أي نقطة من شوطه؟
لم يكن سبب الحركة المفاجئة بالضرورة وجود عائق ثابت واحد في موضع صمام معين.
ارتبطت المقاومة السائدة بالمكونات التي تؤثر على حركة الجذع طوال الشوط الكامل، وخاصة نظام حشو الجذع، على الرغم من أن احتكاك التوجيه والتحميل الجانبي وعدم المحاذاة الميكانيكية يمكن أن تساهم أيضًا.
عندما يتوقف ساق الصمام في أي موضع بين 0% و 100% من الحركة، يجب عليه التغلب على مقاومة الانفصال قبل أن يتمكن من بدء الحركة مرة أخرى.
عندما يتغير الموضع المطلوب، يكتشف جهاز تحديد الموضع الفرق بين الموضع المستهدف وموضع الجذع الفعلي. ثم يقوم بتعديل خرج الهواء المضغوط في الاتجاه المطلوب لتقليل خطأ الموضع هذا.
ومع ذلك، إذا كانت قوة الدفع الإضافية المتاحة للمشغل غير كافية في البداية للتغلب على مقاومة الجذع والحشوة والدليل، فإن جذع الصمام يظل ثابتًا.
بينما يظل الجذع مقيدًا، يستمر ضغط حجرة المشغل في التغير وتزداد القوة الصافية المؤثرة على الجذع تدريجيًا.
يمكن للهواء المضغوط في حجرة المشغل والتشوه المرن لغشاء المشغل والزنبرك والحشوة والوصلة الميكانيكية أيضًا تخزين الطاقة بينما يظل الجذع عالقًا.
بمجرد أن تتجاوز قوة الدفع الصافية للمشغل مقاومة الانفصال، يبدأ الجذع فجأة في التحرك.
تكون المقاومة الفعالة بعد بدء الحركة عادةً أقل من المقاومة اللازمة لبدء الحركة. وفي الوقت نفسه، لا يمكن أن يتغير ضغط حجرة المشغل ومخرجات جهاز تحديد الموضع بشكل فوري.
لفترة وجيزة بعد الانفصال، قد تكون قوة الدفع الصافية المتاحة للمشغل أكبر من قوة الدفع المطلوبة للحفاظ على حركة الصمام.
وهذا يتسبب في تسارع الجذع بسرعة وقفزه إلى ما بعد الموضع المطلوب.
ثم يكتشف جهاز تحديد الموضع أن إشارة التغذية الراجعة لموضع الصمام الفعلي قد تجاوزت الموضع المستهدف. فيقوم بتقليل أو عكس خرج الهواء المضغوط في محاولة لإعادة الصمام إلى الموضع المطلوب.
خلال هذا التصحيح، قد يتوقف الجذع مرة أخرى. وبمجرد استقراره، يجب عليه التغلب على مقاومة الانفصال مرة أخرى قبل أن يتمكن من استئناف الحركة.
ثم قد يتكرر التسلسل في الاتجاه المعاكس:
يحدث خطأ في الموضع ← تتغير مخرجات جهاز تحديد الموضع ← يبقى ساق الصمام عالقًا ← يزداد ضغط المشغل وقوة الدفع الصافية ← يتم تجاوز مقاومة الانفصال ← يتحرك ساق الصمام فجأة ← يتجاوز الصمام الحد المطلوب ← يصحح جهاز تحديد الموضع في الاتجاه المعاكس ← يعلق ساق الصمام مرة أخرى.
نظراً لأن مقاومة الحشوة والساق تعمل طوال شوط الصمام بالكامل، فإن سلوك الالتصاق والانزلاق هذا يمكن أن يحدث في أي موضع بين 0% و100% من مسافة الحركة.
لا يشترط أن تكون شدة الإصابة متطابقة في كل موضع. قد تختلف باختلاف:
- اتجاه السفر؛
- قوة زنبرك المشغل؛
- قوة العملية؛
- تشوه التعبئة؛
- دليل الاتصال؛
- محاذاة الجذع؛
- درجة الحرارة؛ و
- تاريخ حركة الصمام السابق.
في الفيديو، تم توجيه الصمام إلى 75% من نطاق حركته المُهيأ باستخدام إشارة 16 مللي أمبير.
مع ذلك، لم يكن وضع 75% سوى مثال واحد. فبحسب العميل، قد يحدث نفس الالتصاق والانفصال المفاجئ في أوضاع مختلفة خلال شوط الصمام الكامل.
الاختبار الميداني الحاسم
بعد مراجعة مقاطع الفيديو والفحوصات الأولية، أشار التشخيص بشكل متزايد إلى وجود مقاومة مفرطة في منطقة الجذع والتعبئة.
بموجب إجراءات الصيانة الخاضعة للرقابة التي يتبعها مالك المصنع فيما يتعلق بخدمة الأكسجين، تم تحريك الصمام إلى وضع الفتح الكامل.
تم تنظيف سطح الساق المكشوف وفحصه.
ثم تم وضع كمية صغيرة جداً من مادة التشحيم المتوافقة مع الأكسجين والمناسبة لدرجات الحرارة المنخفضة والمعتمدة خصيصاً في طبقة رقيقة على السطح الخارجي للساق.
تم تشغيل الصمام مرة أخرى بعناية.
بعد هذا العلاج المؤقت:
- تحرك الصمام بسلاسة طوال شوطه؛
- اتبع الجذع إشارة التحكم بشكل أكثر استمرارية؛
- لم يعد الالتصاق السابق ملحوظاً؛
- اختفت حركة الانفصال المفاجئة؛
- تم تقليل تجاوز الموضع بشكل ملحوظ؛ و
- توقف الصيد المتكرر.
أشارت هذه النتيجة بقوة إلى أن المقاومة السائدة نشأت في منطقة الساق أو الحشوة أو غدة الحشوة.
لم يثبت الاختبار بالضرورة أن مادة التعبئة نفسها غير مناسبة.
قد يكون الاحتكاك المفرط ناتجًا عن عامل واحد أو أكثر من العوامل مجتمعة، مثل:
- ضغط التعبئة المفرط؛
- الاحتكاك الجاف بين الجذع والحشوة؛
- تشطيب سطح الساق غير مناسب؛
- تلوث الساق؛
- عدم محاذاة المحرك وغطاء المحرك؛
- التحميل الجانبي؛
- تشوه التعبئة؛
- تركيب غير صحيح للتغليف؛
- توجيه المقاومة؛ أو
- عدم كفاية مقدار دفع المشغل.
لماذا كان التشحيم حلاً مؤقتاً فقط
على الرغم من أن العلاج المؤقت أعاد حركة الصمام بسلاسة، إلا أنه لم يقضي على السبب الجذري.
قد يتم إزاحة مادة التشحيم تدريجياً أو إزالتها أو فقدان فعاليتها أثناء حركة الجذع المتكررة.
وبالتالي، قد تعود مشكلة الالتصاق نفسها بعد استمرار التشغيل، على الرغم من أنه لا يمكن التنبؤ بفترة التكرار الفعلية دون مزيد من المراقبة الميدانية.
بالنسبة لخدمة الأكسجين السائل، يجب التعامل مع مواد التشحيم بحذر شديد.
لا يجوز مطلقاً وضع الزيت أو الشحم العادي على صمام الأكسجين السائل.
يجب أن تكون أي مادة تشحيم تُستخدم بالقرب من خدمة الأكسجين معتمدة خصيصًا لما يلي:
- التوافق مع الأكسجين؛
- ضغط التشغيل؛
- درجة حرارة التشغيل؛
- مستوى النظافة المطلوب؛ و
- إجراءات خدمة الأكسجين الخاصة بمالك المحطة.
يجب أيضًا تقييم إمكانية انتقال مادة التشحيم على طول الجذع باتجاه منطقة التلامس مع الأكسجين.
ولهذا السبب، ينبغي اعتبار المعالجة الميدانية مجرد إجراء تشخيصي خاضع للرقابة وتحسين تشغيلي مؤقت، وليس كطريقة إصلاح دائمة.
السبب الجذري الأكثر ترجيحاً
استنادًا إلى أعراض الالتصاق الكاملة، وعملية التشخيص، ونتيجة اختبار المجال الخاضع للرقابة، من المرجح أن تكون المقاومة السائدة قد نشأت في منطقة الجذع أو الحشوة أو غدة الحشوة.
سمح الانخفاض المؤقت في الاحتكاك للصمام بالتحرك بسلاسة طوال شوطه، مما أوقف التذبذب المتكرر. وهذا يدعم بقوة تشخيص الاحتكاك الميكانيكي.
ومع ذلك، لم تثبت نتائج الفحص الميداني أن مادة التعبئة نفسها غير مناسبة، كما أنها لم تؤكد بشكل مستقل أن حجم المشغل غير صحيح.
قد تكون المقاومة المفرطة ناتجة عن عامل واحد أو أكثر من العوامل مجتمعة:
- ضغط التعبئة المفرط؛
- الاحتكاك الجاف بين الجذع والحشوة؛
- تشوه التعبئة؛
- تركيب غير صحيح للتغليف؛
- تشطيب سطح الساق غير مناسب؛
- تلوث الساق؛
- عدم محاذاة المحرك وغطاء المحرك؛
- التحميل الجانبي على الجذع؛ أو
- توجيه المقاومة.
قد يكون هامش قوة دفع الانفصال المتاح للمشغل غير كافٍ أيضًا بالنسبة للمقاومة الميكانيكية الفعلية.
لذلك يتطلب التوصل إلى استنتاج نهائي إجراء فحص مادي، وقياس ضغط الانفصال، وحساب كامل لدفع المشغل.
هل كان غياب مانع التسرب الخاص بالمنفاخ هو المشكلة الرئيسية؟
استخدم الصمام غطاءً ممتدًا مع حشوة مركبة تقليدية بدلاً من غطاء محكم الإغلاق بواسطة منفاخ.
ومع ذلك، لن يكون من الدقة الفنية الاستنتاج بأن الصمام قد علق لمجرد أنه لم يستخدم مانع تسرب منفاخ.
تُستخدم الصمامات ذات الغطاء الممتد والحشوات التقليدية على نطاق واسع في خدمات التبريد الشديد.
يمكن أن تعمل هذه الأنظمة بنجاح عند مراعاة العوامل التالية بشكل صحيح:
- درجة حرارة التعبئة؛
- مواد التعبئة والتغليف؛
- ضغط التعبئة؛
- تشطيب الساق؛
- محاذاة الجذع؛
- احتكاك التوجيه؛
- الانكماش بالتبريد؛
- قوة العملية؛ و
- هامش دفع المشغل.
قد يقلل التصميم المغلق بالمنفاخ من خطر التسرب الخارجي ويغير ترتيب إحكام غلق الجذع، ولكنه يؤدي أيضًا إلى إدخال قوة زنبرك المنفاخ، واعتبارات الإجهاد، وقيود الضغط، ومتطلبات دفع المشغل الإضافية.
لذلك يجب أن يستند الحل الدائم إلى تصميم الصمام الكامل وحساب القوة، بدلاً من مجرد استبدال الحشوة التقليدية بختم منفاخ.
الإجراءات التصحيحية الدائمة الموصى بها
للقضاء على المشكلة من جذورها، يجب فحص مجموعة الصمام والمشغل بالكامل وإعادة حسابها.
تشمل الإجراءات التصحيحية الموصى بها ما يلي:
1. افحص مجموعة التعبئة الكاملة
يجب إزالة العبوة وفحصها للتأكد من:
- تركيب غير صحيح أو اتجاه الحلقة غير صحيح؛
- ضغط مفرط؛
- تشوه غير متساوٍ؛
- تلف السطح؛
- تلوث؛
- التصلب؛ و
- ملاءمة لخدمة الأكسجين السائل المحددة.
ينبغي أيضاً التحقق من تحميل غدة الحشو مقابل متطلبات التجميع الموصى بها من قبل الشركة المصنعة للحشو.
2. افحص ساق الصمام
ينبغي فحص الساق للتأكد من:
- خدوش؛
- التسجيل؛
- تآكل؛
- التلوث السطحي؛
- خشونة سطح غير صحيحة؛
- صلابة سطح غير كافية؛
- الانحناء؛ و
- عدم اتساق الأبعاد.
يمكن أن يؤدي سطح ساق الماكينة التالف أو الملوث أو الخشن للغاية إلى زيادة احتكاك التعبئة بشكل كبير طوال شوط الماكينة بأكمله.
3. التحقق من المحاذاة الميكانيكية
يجب التحقق من محاذاة المكونات التالية:
- المحرك.
- ساق المحرك؛
- موصل ساق؛
- ساق الصمام؛
- غطاء محرك السيارة؛
- صندوق التعبئة؛
- سدادة الصمام؛ و
- مكونات الدليل.
حتى خطأ بسيط في المحاذاة يمكن أن يؤدي إلى تحميل جانبي وزيادة المقاومة طوال مسار الصمام بالكامل.
ينبغي أيضًا فحص الصمام بحثًا عن أحمال الأنابيب الخارجية التي قد تشوه جسم الصمام أو مجموعة غطاء الصمام.
4. قياس ضغط الانفصال طوال الشوط
يجب قياس ضغط المشغل المطلوب لبدء الحركة في عدة مواضع وفي كلا اتجاهي الحركة.
تشمل نقاط الاختبار الموصى بها ما يلي:
- نسبة السفر تقارب الصفر؛
- بنسبة سفر 25%؛
- بنسبة سفر 50%؛
- بنسبة سفر 75%؛ و
- نسبة السفر تقارب 100%.
ينبغي أن يسجل الاختبار ما يلي:
- إشارة الإدخال؛
- ضغط خرج جهاز تحديد الموضع؛
- ضغط حجرة المشغل؛
- الوضع الفعلي للجذع؛
- اتجاه السفر؛ و
- ضغط الانفراد.
سيساعد هذا في تحديد ما إذا كانت المقاومة ثابتة نسبيًا أم تتغير مع موضع الصمام واتجاه حركته.
5. إعادة حساب قوة دفع المشغل
يجب إعادة حساب المشغل بشكل مستقل لكل من اتجاهي الفتح والإغلاق.
ينبغي أن تتضمن الحسابات ما يلي:
- احتكاك التعبئة؛
- احتكاك التوجيه؛
- مقاومة مانع التسرب؛
- قوة زنبرك المشغل؛
- ضغط تفاضلي للعملية؛
- قوة غير متوازنة في الصمام؛
- اتجاه التدفق؛
- حمولة المقعد المطلوبة؛
- الحد الأدنى المتاح لضغط هواء الأجهزة؛
- الكفاءة الميكانيكية؛
- تأثيرات درجة الحرارة؛ و
- هامش أمان هندسي مناسب.
لأن الصمام مصمم لفتح التدفق، فإن قوى العملية قد تساعد الحركة في اتجاه واحد وتعارض الحركة في الاتجاه الآخر.
لذلك يجب أن يتمتع المشغل بهامش كافٍ للانفصال والدفع المستمر طوال الشوط الكامل وفي كلا الاتجاهين.
6. مراجعة تصميم التعبئة والتغليف وإغلاق الساق
بناءً على نتائج الفحص والحساب، قد تشمل التحسينات الممكنة ما يلي:
- تصحيح تركيب التغليف؛
- تقليل الضغط الزائد في مواد التعبئة؛
- باستخدام ترتيب تعبئة مؤهل ذي احتكاك منخفض؛
- تحسين هندسة التعبئة؛
- استخدام التعبئة الحية عند الاقتضاء؛
- تحسين تشطيب أو معالجة سطح الساق؛
- تحسين توجيه الجذع؛
- تصحيح المحاذاة الميكانيكية؛
- زيادة سعة المشغل؛ أو
- اختيار تصميم آخر مؤهل لإحكام إغلاق ساق الصمام.
لا ينبغي اعتبار نظام الإغلاق بواسطة المنفاخ الحل الوحيد تلقائيًا. بل يجب تقييمه بناءً على متطلبات التسريب الفعلية، وقوة زنبرك المنفاخ، وعمر الإجهاد، وظروف الضغط، ومتطلبات قوة الدفع الإضافية للمشغل.
ينبغي التحقق من الحل النهائي من خلال الحسابات الهندسية والاختبارات الخاضعة للرقابة لخدمة الأكسجين المحددة.
ما الذي تعلمنا إياه هذه القضية؟
عند شراء صمام تحكم، من السهل التركيز على المعلومات التي يمكن رؤيتها بوضوح في ورقة البيانات:
- حجم الصمام؛
- تصنيف الضغط؛
- مادة الجسم؛
- مادة التشذيب؛
- معامل التدفق؛
- ماركة أجهزة تحديد المواقع؛
- صمام الملف اللولبي؛
- مفاتيح الحد
- منظم فلتر الهواء؛ و
- غيرها من الملحقات.
ومع ذلك، فإن التشغيل الموثوق للصمامات غالباً ما يعتمد على تفاصيل هندسية غير مرئية على الفور:
- الاحتكاك الساكن؛
- الاحتكاك الديناميكي؛
- لزوجة السائل؛
- ضغط التعبئة؛
- مقاومة الساق؛
- توجيه المقاومة؛
- الانكماش الحراري؛
- الإجهاد المادي؛
- قوة غير متوازنة في الصمام؛
- قوة دفع الانفصال؛
- الحد الأدنى لضغط إمداد الهواء؛ و
- هامش أمان المشغل.
تحدد هذه المعايير الخفية ما إذا كان صمام التحكم سيستجيب بسلاسة ودقة في ظل ظروف التشغيل الفعلية.
قد يكون للصمام مادة الجسم الصحيحة، وفئة الضغط، والمشغل، والموضع، ولكنه قد يفشل في التحكم بشكل صحيح إذا لم يتم تقييم الاحتكاك وتوازن القوة بعناية.
ولهذا السبب، لا ينبغي أن يقتصر اختيار صمام التحكم على مقارنة الملحقات المرئية ومواصفات ورقة البيانات.
يجب أيضاً حماية التفاصيل الهندسية غير المرئية.
هذه مسؤولية مهندسي صمامات التحكم المحترفين.
خاتمة
لم يعلق صمام التحكم بالأكسجين السائل هذا عند فتحة واحدة فقط.
قد يعلق في مواضع مختلفة خلال نطاق حركته الكامل من 0% إلى 100%.
كان الأمر الذي يبلغ 16 مللي أمبير والذي يتوافق مع 75٪ من نطاق السفر المُكوّن مجرد مثال واحد على المشكلة الأوسع.
من خلال عملية تشخيص منهجية، تم تضييق نطاق الأسباب المحتملة تدريجياً من مصدر الهواء والمشغل والموضع إلى المقاومة الميكانيكية داخل مجموعة الصمام.
أدى الانخفاض المؤقت في احتكاك الجذع والحشوة إلى استعادة حركة الصمام السلسة، مما يؤكد أن الاحتكاك الميكانيكي المفرط كان السبب الرئيسي.
ومع ذلك، فإن المعالجة المؤقتة لم تصحح التصميم الأصلي أو مشكلة هامش القوة.
يتطلب الحل الدائم مراجعة شاملة لما يلي:
- حالة التعبئة والتغليف؛
- ضغط التعبئة؛
- تشطيب الساق؛
- المحاذاة الميكانيكية؛
- توجيه المقاومة؛
- التأثيرات المبردة؛
- قوى العمليات؛ و
- قوة دفع الانفصال المتاحة للمشغل.
لا يتم تعريف صمام التحكم الموثوق به فقط بما يظهر في ورقة البيانات.
يتم تحديد أدائه الحقيقي من خلال التفاصيل الهندسية التي تبقى غير مرئية حتى يتم تشغيل الصمام في الميدان.
إشعار سلامة
تصف هذه الحالة نشاطًا تشخيصيًا خاضعًا للرقابة تم تنفيذه في إطار إجراءات الصيانة والسلامة الخاصة بخدمة الأكسجين لمالك المصنع.
لا ينبغي تفسير ذلك على أنه تعليمات عامة لوضع الشحم أو الزيت أو مواد التشحيم العادية على صمام الأكسجين السائل.
يجب أن تكون أي مادة تشحيم أو مادة تنظيف أو إجراء صيانة أو تعديل في التصميم يستخدم في خدمة الأكسجين مؤهلة ومعتمدة بشكل خاص لضغط التشغيل الفعلي ودرجة الحرارة وتركيز الأكسجين ومتطلبات النظافة.
ينبغي إتمام جميع الإجراءات التصحيحية الدائمة من خلال إجراءات السلامة الرسمية وإدارة التغيير الخاصة بمالك المصنع.
