Jaké jsou příznaky poruchy zpětného uzavíracího ventilu vrtáku? Rychlá diagnostika

Zpětné uzavírací ventily – jednosměrné ventily, které umožňují tok pouze v jednom směru a brání zpětnému toku – jsou umístěny na několika místech v hydraulickém obvodu kovového vrtačky. Chrání plynový obvod akumulátoru před kontaminací zpětným tokem oleje, zabrání tomu, aby olej z návratního potrubí zvyšoval tlak v čistícím obvodu, udržují tlak v obvodu během krátkodobých přerušení rázového režimu a řídí tok oleje mezi tlumicími komorami. Protože při správné funkci pracují tiše, obvykle se nekontrolují, dokud se porucha již neprojeví viditelným příznakem jinde.

Problém s diagnostikou poruch zpětných ventilů v kamenolomovém vrtáku spočívá v tom, že příznaky jsou velmi podobné poruchám jiných komponent. Nestabilní tlak při rázovém vrtání naznačuje problém s akumulátorem. Zpětný tok do čistícího okruhu vypadá jako porucha těsnění čistícího okruhu. Nepravidelné časování rázového vrtání lze zaměnit za poruchu řídicího ventilu. Tento článek mapuje konkrétní příznaky na umístění zpětných ventilů, které je způsobují, a vysvětluje, jak odlišit poruchu zpětného ventilu od jiných komponent, které vykazují stejné příznaky.

Umístění zpětných ventilů v kamenolomovém vrtáku a to, co každý z nich chrání

Uzavírací zpětný ventil akumulátoru je umístěn mezi přívodem oleje pod vysokým tlakem a olejovým přípojem akumulátoru. Jeho úkolem je zajistit, aby se hydraulický olej uložený v akumulátoru neprotlačil zpět do přívodního potrubí v případě poklesu tlaku v obvodu rázového mechanismu – například při přepínání ventilu, při vypnutí zařízení nebo při krátkodobých přerušeních tlaku. Pokud tento ventil selže v otevřené poloze (nebo se nedokáže plně uzavřít), akumulátor mezi jednotlivými rázovými cykly ztrácí uložený objem oleje a funkce vyrovnání tlaku, kterou poskytuje v obvodu rázového mechanismu, zaniká. Příznakem je kolísání tlaku rázového mechanismu ve formě charakteristické pilovité vlny místo stabilní hodnoty.

Zpětný ventil v obvodu pro promývání zabrání vstupu oleje z obvodu kladiva do potrubí pro promývací vodu za podmínek nízkého průtoku. Pokud je tlak výstupu čerpadla pro promývací vodu nižší než tlak návratu kladiva – což se krátce stane během cyklování kladiva – zpětný ventil zabraňuje zpětnému toku, který by kontaminoval obvod pro promývání hydraulickým olejem. Porucha tohoto zpětného ventilu způsobí mléčný nebo olejový vzhled návratové promývací vody a je často mylně považována za poruchu těsnění promývací skříně, protože obě poruchy vyvolávají stejný viditelný příznak.

Některé konstrukce vrtacích strojů zahrnují zpětný ventil v tlumicím obvodu mezi primární a sekundární tlumicí komorou. Tento ventil řídí rychlost návratu tlumicího pístu po absorpci návratné vlny. Pokud se ventil porouchá a zůstane otevřený, tlumicí obvod ztratí své řízené časování a absorpce návratové energie se stane nepravidelnou – změní se zvuk kladiva a zvýší se vibrace pouzdra.

Příznaky poruch podle polohy zpětného ventilu

Chvění: Porucha způsobená zvukem, kterou se často mylně interpretuje

Chvění zpětného ventilu – klapot nebo klepání v oblasti ventilu s frekvencí rázů nebo subharmonickou frekvencí – je způsobeno rychlým kmitáním uzavíracího kotouče mezi otevřenou a částečně uzavřenou polohou. V rázovém obvodu pracujícím na frekvenci 40–60 Hz s vysokofrekvenčními tlakovými fluktuacemi se zpětný ventil, který je pro daný průtok jen mírně nedimenzovaný nebo jehož pružina ztratila předpínací sílu, bude během jednoho rázového cyklu opakovaně otevírat a zavírat mnohokrát, místo aby zůstal během fáze průtoku čistě otevřený.

Energie ztracená tímto chvěním je skutečná: každé částečné uzavření vytvoří malý tlakový špiček, který přispívá ke zvýšení úrovně hydraulického šumu v nárazovém obvodu. V obvodu, který již pracuje za tlaku přesahujícím 200 barů, tyto špičky snižují přesnost časování pístu. Diagnóza je charakteristická – chvění je slyšitelné jako sekundární, vyšší frekvence zvuku oddělená od hlavního nárazového šumu a je lokalizována v oblasti zpětného ventilu, nikoli v nárazovém válci.

Chvění je někdy způsobeno kontaminací spíše než opotřebením ventilu. Částice usazená na diskové těsnicí ploše zpětného ventilu brání jeho úplnému uzavření a částečné utěsnění se chvěje při cyklickém zatěžování tlakem. Vyčištění sedla ventilu odstraní chvění způsobené kontaminací; pokud se však chvění vrátí během několika set provozních hodin, byla ztracena předpínací síla pružiny a je nutná výměna.

Zpětný tok bez viditelného úniku: Vnitřní porucha

Zpětný ventil, který propouští zpětný tok kvůli opotřebenému sedlu, nemusí nutně unikat vně – zpětný tok zůstává vnitřním jevem v obvodu. Důsledek závisí na tom, který zpětný ventil selhává. Zpětný tok u zpětného ventilu pro izolaci akumulátoru umožňuje hydraulickým tlakům klesat mezi údery rychleji, než by měly – údery se tak stávají méně konzistentními, což je zejména patrné při prodloužení doby cyklu nebo během krátkých pauz při přeumísťování, kdy není obvod pro údery aktivně napájen.

Diagnostický test pro vnitřní zpětný tok u zpětného ventilu je jednoduchý: vypněte hydraulický pohon, izolujte obvod nad zpětným ventilem a sledujte pomocí manometru na výstupním portu, zda se tlak na výstupu udržuje po dobu 2–3 minut. Obvod, ve kterém klesne tlak z 180 bar na 140 bar během 2 minut, má buď problém se zpětným tokem zpětného ventilu nebo vnitřní netěsnost válce – rozlišení provedete sledováním, zda je rychlost poklesu tlaku konstantní (zpětný ventil: konstantní rychlost zpětného toku) nebo zpomalená (vnitřní netěsnost: tok je řízen rozdílem tlaků, proto se rychlost zpomaluje, jak se tlaky vyrovnávají).

Kontaminace jako hlavní příčina poruchy zpětného ventilu

Většina poruch zpětných uzavíracích ventilů v hydraulických kladivových vrtných strojích je způsobena kontaminací hydraulického oleje částicemi. Částice o velikosti 50 mikrometrů se může zaseknout v sedle zpětného uzavíracího ventilu takovou silou, že udržuje ventil otevřený proti síle jeho uzavírací pružiny. Ventil pak neustále umožňuje zpětný tok, dokud se částice buď neuvolní (což způsobí přerušovanou poruchu), nebo dokud částice nepoškodí povrch sedla (což vytvoří trvalou cestu pro zpětný tok i po vyčištění).

Prevence je stejná jako u všech ostatních přesných hydraulických komponentů v nárazovém obvodu: čistotní kód ISO 16/14/11 nebo lepší. Zpětné uzavírací ventily jsou však zvláště náchylné, protože jsou umístěny v místech přechodů obvodu, kde se mění rychlost oleje – právě v těchto přechodech dochází k nejvyššímu hromadění částic. Filtr s absolutní filtrační účinností 10 mikrometrů umístěný nadřazeně vůči nárazovému obvodu chrání všechny komponenty v podřazeném obvodu, včetně zpětných uzavíracích ventilů. Provoz s filtrem, jehož interval výměny již uplynul, je jediným nejúčinnějším způsobem, jak zkrátit životnost zpětných uzavíracích ventilů.

Při výměně zpětného ventilu po poškození způsobeném kontaminací je třeba před instalací nového ventilu promýt připojený obvod. Částice, které byly příliš velké na to, aby prošly porouchaným ventilem, se nyní nacházejí v přívodním potrubí a při prvním tlakovém cyklu se dostanou k novému ventilu. Společnost HOVOO dodává komplety těsnění pro všechny hlavní modely vrtacích strojů – údržba těsnění a O-kroužků zpětných ventilů ve stejných intervalech snižuje celkový počet zásahů do obvodu a související riziko kontaminace při každé údržbě. Úplné odkazy na modely na adrese hovooseal.com.