Care sunt semnele de defect ale supapei de reținere a perforatorului? Diagnostic rapid

Supapele de reținere — supape unidirecționale care permit curgerea într-un singur sens și previn refluxul — sunt amplasate în mai multe poziții din cadrul circuitului hidraulic al unei perforatoare hidraulice. Ele protejează circuitul de gaz al acumulatorului împotriva contaminării prin reflux de ulei, previn presurizarea circuitului de spălare de către uleiul din conducta de retur, mențin presiunea în circuit în timpul întreruperilor scurte ale percuției și controlează curgerea uleiului între camerele de amortizare. Deoarece funcționează în mod silențios atunci când sunt în stare de funcționare corectă, ele sunt rar inspectate până când o defecțiune a produs deja un simptom vizibil în altă parte.

Dificultatea diagnosticării defecțiunilor supapei de sens unic într-un perforator de stâncă constă în faptul că simptomele seamănă foarte mult cu cele ale defectelor altor componente. Presiunea instabilă de percuție indică o problemă la acumulator. Refluxul în circuitul de spălare pare a fi cauzat de o defecțiune a garniturii de etanșare pentru spălare. Timpizarea eratică a percuției poate fi confundată cu o problemă la supapa de comandă. Acest articol asociază fiecare simptom specific cu locația supapei de sens unic care îl generează și explică modul de diferențiere a unei defecțiuni a supapei de sens unic față de celelalte componente care prezintă aceleași simptome.

Locațiile supapelor de sens unic într-un perforator de stâncă și ce protejează fiecare dintre ele

Supapa de reținere a acumulatorului este situată între alimentarea cu ulei la presiune înaltă și orificiul de ulei al acumulatorului. Rolul său este de a asigura faptul că, atunci când presiunea din circuitul de percuție scade — în timpul inversării valvei, în timpul opririi sau în cazul unor întreruperi scurte ale presiunii — uleiul hidraulic stocat în acumulator nu se scurge înapoi în conducta de alimentare. Dacă această supapă cedează în poziția deschisă (sau nu se închide complet), acumulatorul își pierde volumul stocat între ciclurile de percuție, iar funcția sa de netezire a presiunii din circuitul de percuție dispare. Simptomul constă în fluctuații ale presiunii de percuție, care prezintă o undă caracteristică în formă de dinte de ferăstrău, în loc de o valoare stabilă.

Supapa de sens a circuitului de spălare împiedică uleiul din circuitul de percuție să pătrundă în conducta de apă de spălare în condiții de debit scăzut. Atunci când presiunea de refulare a pompei de apă de spălare este mai mică decât presiunea de retur a percuției — ceea ce se întâmplă momentan în timpul ciclării percuției — supapa de sens blochează curgerea inversă care ar contamina circuitul de spălare cu ulei hidraulic. O supapă de sens defectuoasă în această poziție determină apariția unei colorații laptos-albăstrui sau uleioase în apa de retur a circuitului de spălare și este frecvent confundată greșit cu o defecțiune a etanșării cutiei de spălare, deoarece ambele defecte produc același simptom vizibil.

Unele concepții de drifter includ o supapă de sens în circuitul de amortizare dintre camera primară și cea secundară de amortizare. Această supapă controlează viteza cu care pistonul de amortizare revine după absorbția unei unde de retur. Dacă supapa cedează în poziția deschisă, circuitul de amortizare își pierde reglarea temporizată și absorbția energiei de retur devine neregulată — sunetul percuției se modifică, iar vibrația carcasei crește.

Simptome de defecțiune în funcție de locația supapei de sens

Zgomotul de vibrație: Defecțiunea sonoră care este interpretată greșit

Zgomotul de vibrație al supapei de reținere — un zgomot de bătaie sau ciocănire provenit din zona supapei la frecvența de percusie sau la o subarmonică — este cauzat de oscilația rapidă a clapetei supapei între poziția deschisă și cea parțial închisă. Într-un circuit de percusie care funcționează la 40–60 Hz, cu fluctuații de presiune de înaltă frecvență, o supapă de reținere ușor subdimensionată pentru debitul de fluid sau care are un arc a cărui forță de pretensionare s-a diminuat va deschide și închide de mai multe ori pe ciclu de percusie, în loc să rămână deschisă complet în timpul fazei de curgere.

Energia pierdută în acel zgomot de bătătură este reală: fiecare închidere parțială creează o mică creștere de presiune care se adaugă nivelului de zgomot hidraulic din circuitul de percusie. Într-un circuit care funcționează deja la peste 200 de bar, aceste creșteri erodează precizia sincronizării pistonului. Diagnosticul este distinctiv — zgomotul de bătătură este perceput ca un sunet secundar, de frecvență mai înaltă, separat de zgomotul principal de percusie și este localizat în zona supapei de reținere, nu în cilindrul de percusie.

Zgomotul de bătătură este uneori cauzat de contaminare, nu de uzură a supapei. O particulă așezată pe discul supapei de reținere împiedică închiderea completă, iar etanșarea parțială produce zgomot de bătătură sub acțiunea ciclurilor de presiune. Curățarea sediului supapei rezolvă zgomotul de bătătură cauzat de contaminare; dacă acesta reapare în decurs de câteva sute de ore de funcționare, preîncărcarea arcului s-a pierdut și este necesară înlocuirea supapei.

Reflux fără scurgere vizibilă: Defecțiunea internă

O supapă de sens unic a cărei etanșare este deteriorată și care permite curgerea inversă nu necesită să prezinte scurgeri externe — curgerea inversă rămâne internă circuitului. Consecința depinde de supapa de sens unic care cedează. Curgerea inversă prin supapa de izolare a acumulatorului determină scăderea presiunii hidraulice între ciclurile de percusie mai rapid decât ar trebui — percusia devine mai puțin constantă, în special observabilă la creșterea duratei ciclului sau în timpul pauzelor scurte de repositionare, când circuitul de percusie nu este alimentat activ.

Testul de diagnosticare al refluxului intern într-o supapă de sens este simplu: opriți alimentarea hidraulică, izolați circuitul situat în amonte față de supapa de sens și observați dacă presiunea din aval se menține timp de 2–3 minute, folosind un manometru montat pe racordul din aval. Un circuit în care presiunea scade de la 180 bar la 140 bar în 2 minute prezintă fie o problemă de reflux intern la supapa de sens, fie o scurgere internă a cilindrului — diferențierea se face prin monitorizarea faptului dacă rata scăderii presiunii este constantă (supapă de sens: rată constantă de reflux) sau descrescătoare (scurgere internă: presiunea diferențială determină debitul, astfel încât rata scăderii se reduce pe măsură ce presiunile se egalizează).

Contaminarea ca principalul factor de deteriorare a supapei de sens

Majoritatea defectelor supapelor de sens în perforatoarele hidraulice pentru rocă sunt cauzate de contaminarea uleiului hidraulic cu particule. O particulă de 50 de microni poate bloca în şa supapei de sens cu o forță suficientă pentru a menține supapa deschisă împotriva arcului său de închidere. Supapa permite astfel curgerea inversă în mod continuu până când particula se eliberează (producând o defecțiune intermitentă) sau până când particula zgârie suprafața șei (creând o cale permanentă de curgere inversă, chiar și după curățare).

Prevenția este aceeași ca și pentru orice alt component hidraulic de precizie din circuitul de percuție: codul de curățenie ISO 16/14/11 sau mai bun. Totuși, supapele de reținere sunt deosebit de vulnerabile, deoarece sunt amplasate în punctele de tranziție ale circuitului, unde se modifică viteza uleiului — aceste tranziții sunt locurile în care se acumulează cele mai multe particule. Un filtru calificat pentru o filtrare absolută de 10 microni, plasat în amonte față de circuitul de percuție, protejează toate componentele situate în aval, inclusiv supapele de reținere. Funcționarea cu un filtru a cărui perioadă de înlocuire a expirat este cel mai eficient mod de a reduce durata de viață a supapelor de reținere.

La înlocuirea unei supape de sens unic după deteriorarea cauzată de contaminare, spălați circuitul de racordare înainte de montarea noii supape. Particulele prea mari pentru a trece prin supapa defectă se află acum în conducta amonte și vor ajunge la noua supapă în primul ciclu de presiune. HOVOO oferă kituri de etanșare pentru toate modelele principale de perforatoare — întreținerea etanșărilor și a inelelor O ale supapelor de sens unic la același interval reduce numărul total de intervenții în circuit și riscul asociat de contaminare pe fiecare eveniment de întreținere. Referințe complete ale modelelor pe hovooseal.com.