Hva er tegn på feil på sjekkventil for bor? Hurtig diagnose

Kontrollventiler—enveisventiler som tillater strømning i én retning og forhindrer tilbakestømning—er plassert på flere steder i kretsen til en hydraulisk bergborer. De beskytter gasskretsen til akkumulatoren mot forurensning fra oljetilbakestømning, forhindrer at olje fra returledningen pressuriserer spyllekretsen, opprettholder kretspresset under korte pauser i perkusjonsdriften og styrer oljestrømmen mellom dempningskammerne. Ettersom de fungerer lydløst når de fungerer riktig, inspiseres de sjelden før en feil allerede har forårsaket et synlig sympton andre steder.

Vanskeligheten med å diagnostisere feil på kontrollventiler i en bergborer er at symptomen sterkt likner på feil i andre komponenter. Ustabil perkusjonspress peker mot akkumulatoren. Tilbakestrømning til spylekretsen ser ut som en feil på spyletetningen. Uregelmessig perkusjonstid kan forvekslas med et problem med kontrollventilen. Denne artikkelen kartlegger de spesifikke symptomene til de aktuelle kontrollventilposisjonene som forårsaker dem, og forklarer hvordan man skiller mellom en feil på kontrollventilen og andre komponenter som deler det samme symptombildet.

Plassering av kontrollventiler i en bergborer og hva hver av dem beskytter

Kontrollventilen for akkumulatoren sitter mellom høytrykksoljetilførselen og oljeinngangen til akkumulatoren. Oppgaven dens er å sikre at hydraulikkoljen som er lagret i akkumulatoren ikke renner tilbake til tilførselsledningen når trykket i slagkretsen faller – for eksempel under ventilkobling, ved avstengning eller ved korte trykkavbrot. Hvis denne ventilen svikter i åpen stilling (eller ikke lukker fullstendig), mister akkumulatoren det lagrede volumet sitt mellom slagcyklene, og den utjevnende funksjonen den gir slagkretsen forsvinner. Symptomet er svingninger i slagtrykket med en karakteristisk sagtannformet bølge i stedet for en stabil verdi.

Støpselventilen i spylekretsen forhindrer at olje fra slagkretsen kommer inn i spylevannslinjen under lavstrømforhold. Når utgangstrykket fra spylevannspumpen er lavere enn tilbakeføringstrykket fra slagkretsen – noe som skjer kortvarig under syklusen av slagbevegelsen – stenger støpselventilen tilbakestrømming som ellers ville forurenet spylekretsen med hydraulikkolje. En defekt støpselventil her gir en melkeaktig eller oljete utseende på det tilbakeførte spylevannet og identifiseres ofte feilaktig som en lekkasje i tetningen på spyleboksen, siden begge feilene gir samme synlige symptomer.

Noen driftersystemer har en støpselventil i dempekretsen mellom den primære og sekundære dempekammeret. Denne ventilen styrer hvor raskt dempepistonen returnerer etter å ha absorbert en tilbakevælg. Hvis ventilen svikter i åpen stilling, mister dempekretsen sin kontrollerte tidsstyring, og absorpsjonen av tilbakevælg-energi blir uregelmessig – slaglyden endres og vibrasjonen i huset øker.

Feilsymptomer etter plassering av støpselventil

Søppel: Lydfeilen som ofte feiltolkes

Sjekkventilens søppel – et rassling- eller bankelyd fra ventilen ved slagfrekvensen eller en underharmonisk frekvens – skyldes at ventilklokkens skive svinger raskt mellom åpen og delvis lukket posisjon. I en slagkrets som opererer ved 40–60 Hz med høyfrekvente trykksvingninger vil en sjekkventil som er marginalt for liten for strømningshastigheten, eller som har en fjær som har mistet sin forspenning, åpne og lukke seg mange ganger per slagcyklus i stedet for å holde seg rent åpen under strømningsfasen.

Den energien som går tapt i det knakkende lyden er reell: hver delvise lukking skaper en liten trykkspiss som bidrar til det hydrauliske støynivået i perkusjonskretsen. I en krets som allerede kjører ved 200+ bar, svekker disse spissene nøyaktigheten til stempelets tidsstyring. Diagnosen er karakteristisk – knakking høres tydelig som en sekundær, høyfrekvent lyd som skiller seg fra den primære perkusjonslyden, og den lokaliseres til kontrollventilområdet snarere enn å utgå fra perkusjonsylinderen.

Knakking kan noen ganger skyldes forurensning snarare enn slitasje på ventilen. Et partikkel som sitter fast i kontrollventilens skive hindrer full lukking, og den delvise tetningen knakker under trykkcykler. Renning av ventilsætet løser knakking forårsaket av forurensning; hvis knakkingen returnerer innen et par hundre driftstimer, har fjærens forspent mistet seg, og utskifting er nødvendig.

Tilbakestrømning uten synlig lekkasje: Den interne feilen

En tilbakeslagsventil som tillater tilbakestrømning gjennom en slitt sete lekker ikke nødvendigvis utad—tilbakestrømningen forblir innenfor kretsen. Konsekvensen avhenger av hvilken tilbakeslagsventil som svikter. Tilbakeslagsventilen for akkumulatorisolering tillater at hydraulisk trykk avtar raskere mellom slagcyklusene enn det burde—slaget blir mindre konsekvent, spesielt tydelig når sykeltiden øker eller under korte pauser ved omposisjon når slagkretsen ikke aktivt fôres.

Diagnostisk test for intern tilbakestrømning i en kontrollventil er enkel: still av hydraulikkraften, isoler kretsen oppstrøms for kontrollventilen og observer om trykket nedstrøms holdes i 2–3 minutter ved hjelp av en manometer koblet til nedstrøms-porten. En krets som faller fra 180 bar til 140 bar på 2 minutter har enten et problem med tilbakestrømning i kontrollventilen eller en intern sylindertetthetsfeil – skill mellom disse ved å overvåke om trykkfallhastigheten er konstant (kontrollventil: konstant tilbakestrømningshastighet) eller avtar (intern lekkasje: differensialtrykket driver strømmen, så hastigheten avtar når trykkene utjevnar seg).

Forurensning som den viktigste årsaken til svikt i kontrollventiler

De fleste feilene på kontrollventiler i hydrauliske bergborere skyldes partikkelkontaminering i hydraulikken. En partikkel på 50 mikrometer kan sette seg fast i setet til en kontrollventil med tilstrekkelig kraft til å holde ventilen åpen mot fjærkraften som normalt lukker den. Ventilen tillater da kontinuerlig tilbakestrømning inntil partikkelen enten løsner seg (hvilket fører til en periodisk feil) eller skraper i seteflaten (hvilket fører til en permanent tilbakestrømningsbane, selv etter rengjøring).

Forebyggingen er den samme som for alle andre presisjons-hydrauliske komponenter i slagkretsen: ISO-renhetskode 16/14/11 eller bedre. Men kontrollventiler er spesielt sårbare, fordi de er plassert ved overgangene i kretsen der oljehastigheten endres – det er nettopp ved disse overgangene at partikkelakkumuleringen er størst. Et filter med en absolutt filtreringsgrad på 10 mikrometer, plassert stromoppover i slagkretsen, beskytter alle nedstrømskomponenter, inkludert kontrollventiler. Å kjøre med et filter som har overskredet utskiftningsintervallet er den enkelt mest effektive måten å forkorte levetiden til kontrollventiler på.

Når en kontrollventil erstattes etter skade forårsaket av forurensning, må den tilknyttede kretsen spyles før den nye ventilen installeres. Partikler som var for store til å passere gjennom den feilaktige ventilen, befinner seg nå i ledningen oppstrøms og vil nå den nye ventilen ved første trykksyklus. HOVOO leverer tetthetssett for alle de største driftsmodellene – å vedlikeholde tettheter og O-ringene til kontrollventiler med samme intervall reduserer det totale antallet inngrep i kretsen og den tilknyttede risikoen for forurensning per servicehendelse. Fullstendige modellhenvisninger finnes på hovooseal.com.