สาเหตุของความไม่เสถียรของแรงดันในคอมเพรสเซอร์แบบสกรูที่ฉีดน้ำมัน

ความล้มเหลวของชิ้นส่วนกลไกที่ส่งผลต่อความมั่นคงของแรงดันใน คอมเพรสเซอร์ลมแบบสกรู

ความผิดปกติและการติดขัดของวาล์วแรงดันต่ำสุด

เมื่อวาล์วแรงดันต่ำสุด (MPV) ติดขัดหรือไม่สามารถเปิดได้เต็มที่ การไหลเวียนของน้ำมันในคอมเพรสเซอร์แบบสกรูสำหรับอากาศจะถูกจำกัด ส่งผลให้ตลับลูกปืนขาดสารหล่อลื่น และบังคับให้เครื่องทำงานที่แรงดันต่ำกว่าเกณฑ์วิกฤต 4.5 บาร์ (มาตรฐานอุตสาหกรรม ค.ศ. 2023) ข้อจำกัดนี้ยังก่อให้เกิดแรงดันพุ่งสูงขึ้นเกินกว่าค่าที่ตั้งไว้มากกว่า 10% ซึ่งเร่งกระบวนการสึกหรอของซีลโรเตอร์

ข้อบกพร่องของวาล์วเข้าและวาล์วรับอากาศ: การเปิดไม่สมบูรณ์หรือการรั่วของวาล์ว

การรั่วของวาล์วเข้าเกิน 15% ของอัตราการไหลที่กำหนด จะทำให้อากาศไหลเวียนกลับ (air recirculation) ซึ่งสูญเสียพลังงานการอัดอากาศไป 20–30% และลดประสิทธิภาพเชิงปริมาตร (volumetric efficiency) ส่งผลให้รอบการทำงานยาวนานขึ้นโดยไม่จำเป็น ขณะที่การเสื่อมสภาพของซีลบนแผ่นวาล์วจะทำให้อากาศที่มีแรงดันรั่วไหลเข้าสู่ห้องเครื่อง (crankcases) จนทำให้ความดันระบบไม่เสถียรภายใน 90 วินาทีหลังเริ่มเดินเครื่อง

การอุดตันของตัวแยกน้ำมัน-ก๊าซ (Oil-Gas Separator) และการอุดตันของไส้กรองน้ำมัน

ความล้มเหลวพร้อมกันของตัวแยกและไส้กรองจะลดกำลังการผลิตที่มีประสิทธิภาพของคอมเพรสเซอร์ลง 40% ในขณะที่การเสื่อมคุณภาพของน้ำมันที่ไม่ได้รับการแก้ไขนั้นเป็นสาเหตุของปัญหาความไม่เสถียรของความดันเชิงกลถึง 73% ของกรณีทั้งหมด (วารสารระบบของไหล ปี 2023)

ข้อบกพร่องของระบบควบคุมที่รบกวนการควบคุมความดัน

ความล้มเหลวของโซลินอยด์วาล์วและการรั่วของอากาศควบคุม

เมื่อวาล์วโซลินอยด์ล้มเหลว — ไม่ว่าจะเนื่องจากติดขัดจากสิ่งสกปรกสะสมหรือขดลวดไหม้จากการกระชากของแรงดันไฟฟ้า — จะส่งผลให้การควบคุมการไหลของอากาศผิดปกติอย่างรุนแรง และทำให้การควบคุมความดันคลาดเคลื่อนอย่างสิ้นเชิงในคอมเพรสเซอร์แบบสกรูที่ฉีดน้ำมัน ตามข้อมูลการบำรุงรักษาภาคอุตสาหกรรมล่าสุดจากปีที่ผ่านมา ปัญหาวาล์วประเภทนี้เป็นสาเหตุของภาวะหยุดทำงานโดยไม่คาดคิดเกือบครึ่งหนึ่งในระบบสกรูแบบโรตารี นอกจากนี้ยังมีปัญหาการรั่วของอากาศควบคุมซึ่งยิ่งทำให้สถานการณ์แย่ลงด้วยการลดแรงขับเคลื่อนของวาล์ว ส่งผลให้เวลาที่ความต้องการเปลี่ยนแปลง วาล์วตอบสนองช้าลง นำไปสู่ประสิทธิภาพการทำงานที่ลดลงอย่างหลากหลาย เนื่องจากระบบต้องเริ่มและหยุดทำงานซ้ำ ๆ อย่างต่อเนื่อง ทำให้ชิ้นส่วนสึกหรอเร็วกว่าปกติ เพื่อตรวจจับปัญหาเหล่านี้แต่เนิ่น ๆ ก่อนที่จะกลายเป็นปัญหาใหญ่ โรงงานส่วนใหญ่จึงกำหนดตารางการตรวจสอบเป็นประจำทุกสามเดือน โดยตรวจสอบไดอะแฟรมและทำการทดสอบวงจรลมเพื่อสังเกตสัญญาณของการเสื่อมสภาพของซีล

การวิเคราะห์ปัญหาการควบคุมความจุ: ข้อผิดพลาดของวาล์วเลื่อน ไดรฟ์ความถี่แปรผัน (VFD) และการปรับกระแสอากาศเข้า

คอมเพรสเซอร์แบบสกรูในปัจจุบันมักใช้วิธีหลักสามวิธีในการควบคุมความจุ ได้แก่ วาล์วเลื่อนที่ปรับการเปลี่ยนแปลงเชิงกล ไดรฟ์ความถี่แปรผัน (VFD) ที่ควบคุมความเร็วของมอเตอร์ และวาล์วปรับกระแสอากาศเข้าที่ควบคุมการลดการไหลของอากาศ เมื่อวาล์วเลื่อนติดขัดเนื่องจากการสะสมของคราบเรซิน ความดันอาจผันผวนอย่างไม่คาดคิด โดยบางครั้งเพิ่มขึ้นเกิน 15 psi เป็นช่วงๆ ปัญหาที่เกิดกับ VFD จะทำให้ความสัมพันธ์ระหว่างแรงบิดและรอบต่อนาทีผิดปกติ และหากวาล์วปรับกระแสอากาศเข้าไม่ได้รับการสอบเทียบอย่างถูกต้อง ก็จะก่อให้เกิดสัญญาณความต้องการเทียมที่พุ่งสูงขึ้นอย่างผิดปกติ ปัญหาความดันเหล่านี้นำไปสู่การเปิด-ปิดระบบอย่างรวดเร็วซึ่งทำให้ตลับลูกปืนสึกหรอ และยังทำให้มีการปล่อยลมออกมากเกินไป (blowdown) จนสูญเสียอากาศอัดไปเกือบ 20% ของปริมาณทั้งหมดที่ผลิตได้ ช่างเทคนิคส่วนใหญ่มักพิจารณาจากลักษณะการสั่นสะเทือนและการถ่ายภาพความร้อนเป็นลำดับแรก เพื่อตรวจจับปัญหาเหล่านี้แต่เนิ่นๆ ก่อนที่จะส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อระบบทั้งระบบ

ปัญหาเกี่ยวกับเซนเซอร์ สวิตช์ และการสอบเทียบในวงจรควบคุมความดันของคอมเพรสเซอร์แบบสกรู

ความล้มเหลวของสวิตช์ความดัน การเบี่ยงเบนของเซ็นเซอร์ และข้อผิดพลาดในการสอบเทียบ

เมื่อสวิตช์ความดันเกิดความล้มเหลวในเครื่องอัดอากาศแบบสกรู จะส่งผลให้รอบการเริ่มต้นและหยุดทำงานที่สำคัญผิดปกติ ทำให้มอเตอร์ต้องรับภาระเพิ่มขึ้นและก่อให้เกิดระดับความดันที่ไม่เสถียร หากสวิตช์เหล่านี้ไม่ได้รับการสอบเทียบอย่างเหมาะสม อาจส่งผลให้เกิดการเปิด-ปิดบ่อยเกินไป หรือเปิดใช้งานช้าเกินไป ซึ่งนำไปสู่การลดลงของความดันที่ส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์หรือระบบทั้งหมดที่เชื่อมต่ออยู่ด้านหลัง ปัญหานี้จะรุนแรงยิ่งขึ้นเมื่อเซ็นเซอร์เกิดการเบี่ยงเบนจากตำแหน่งที่ถูกต้อง ส่งข้อมูลผิดพลาดไปยังระบบควบคุม ส่งผลให้ระบบประเมินความต้องการผิดพลาด จึงอาจสร้างความดันมากเกินไปหรือน้อยเกินไป ดังนั้น การตรวจสอบส่วนประกอบเหล่านี้อย่างน้อยปีละหนึ่งครั้งจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง หากปล่อยทิ้งไว้โดยไม่ดำเนินการ ข้อผิดพลาดเล็กน้อยอาจสะสมจนกลายเป็นปัญหาใหญ่ โดยบางครั้งอาจก่อให้เกิดความแปรปรวนของความดันสูงถึง 15% ในโรงงานและสถานประกอบการต่าง ๆ การบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอนอกจากจะช่วยประหยัดค่าพลังงานที่สูญเปล่าแล้ว ยังลดการสึกหรอของเครื่องจักรและรักษาประสิทธิภาพการทำงานที่สม่ำเสมอทั่วทั้งกระบวนการผลิตอีกด้วย

ความล้มเหลวของการปิดผนึกวาล์วปล่อยอากาศและข้อบกพร่องของสวิตช์วัดความต่างของแรงดันน้ำมัน

เมื่อซีลของวาล์วปล่อยอากาศเริ่มเสื่อมสภาพ คอมเพรสเซอร์แบบสกรูจะต้องทำงานหนักกว่าที่ควรจะเป็น ภาระงานเพิ่มเติมนี้อาจทำให้การใช้พลังงานเพิ่มขึ้นประมาณ 25% พร้อมกันนั้นยังก่อให้เกิดการสึกหรออย่างไม่สมเหตุสมผลต่อชิ้นส่วนต่าง ๆ เช่น โรเตอร์ แบริ่ง และซีลอื่น ๆ ปัญหาจะรุนแรงยิ่งขึ้นเมื่อสวิตช์วัดความดันน้ำมันแบบต่างศักย์ (oil differential pressure switches) เกิดความผิดปกติ สวิตช์เหล่านี้ถูกออกแบบมาเพื่อตรวจสอบระดับการหล่อลื่น แต่หากตรวจจับสถานการณ์ความดันต่ำผิดพลาด ระบบจะไม่กระตุ้นการแก้ไขใด ๆ แล้วจะเกิดอะไรขึ้นต่อ? การไหลของน้ำมันลดลงอย่างมาก แรงเสียดทานเพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว และอุณหภูมิพุ่งสูงขึ้นอย่างอันตราย ทีมบำรุงรักษาส่วนใหญ่มองว่าปัญหาทั้งสองนี้ร่วมกันเป็นสูตรสำเร็จของหายนะ ซึ่งมักนำไปสู่ความเสียหายของแบริ่งและการหยุดทำงานโดยไม่คาดคิด เพื่อหลีกเลี่ยงสถานการณ์ยุ่งเหยิงเช่นนี้ เทคนิคเกียนจำเป็นต้องตรวจสอบไดอะแฟรมเป็นประจำ และทดสอบการทำงานของสวิตช์วัดความดันเหล่านี้อย่างเหมาะสม การดำเนินการดังกล่าวจะช่วยรักษาความดันน้ำมันให้คงที่ และป้องกันไม่ให้อากาศอัดรั่วไหลออกในระหว่างรอบการปฏิบัติงานตามปกติ