Bơm Mới Căn Tâm Đạt Dung Sai Nhưng Hai Tháng Vòng Bi Lại Rơ: Giãn Nở Nhiệt Bị Bỏ Qua

Một nhà máy giấy ở Bắc Ninh thay cụm bơm cấp nước nóng cho dây sấy. Đội lắp đặt căn tâm bằng đồng hồ so, ghi biên bản đầy đủ, sai lệch nằm trong dung sai nhà sản xuất. Hai tháng sau vòng bi phía khớp nối kêu, phớt bắt đầu rỉ nước. Tháo ra đo lại khi máy nguội: vẫn đạt. Căn lại, lắp vào, hai tháng sau hỏng tiếp.

Biên bản căn tâm không sai. Phép đo cũng không sai. Cái sai là đo ở trạng thái máy nguội rồi mặc định nó đúng cả khi máy nóng.

Bơm và motor nở không bằng nhau

Khi cụm bơm chạy, hai nửa của nó sống trong hai môi trường nhiệt khác nhau. Thân bơm tiếp xúc với chất lỏng đang bơm. Motor chỉ nóng lên vì tổn hao điện và ma sát. Nếu chất lỏng là nước lạnh thì chênh lệch nhỏ, bỏ qua được. Nếu là nước nóng, dầu nóng hay dung dịch công nghệ ở nhiệt độ cao, thân bơm nở nhiều hơn hẳn.

Nở ở đây không phải nở theo chiều dài ống mà là nở theo chiều cao chân máy. Chân bơm cao lên vài phần mười milimét, tâm trục bơm bị đẩy lên theo, trong khi tâm trục motor gần như đứng yên. Kết quả là cụm máy đang thẳng lúc nguội trở thành lệch lúc nóng, và nó lệch suốt thời gian làm việc thật.

Vài phần mười milimét nghe rất nhỏ. Nhưng trục quay 1.450 hoặc 2.900 vòng mỗi phút, mỗi vòng là một chu kỳ uốn. Sau vài tuần, số chu kỳ đã lên tới hàng trăm triệu. Vòng bi và mặt phớt không hỏng vì một cú va mạnh, chúng hỏng vì bị bẻ đi bẻ lại một lượng rất nhỏ, liên tục.

Căn bù trừ nhiệt: cố ý căn lệch lúc nguội

Cách xử lý ngược với trực giác. Thay vì căn cho thật thẳng lúc nguội, phải cố ý đặt tâm motor lệch xuống một lượng tính trước, để khi bơm nóng lên và nở ra thì hai tâm mới trùng nhau.

Lượng bù trừ này không tự nghĩ ra được. Catalogue của hãng cho bơm làm việc ở nhiệt độ cao thường có bảng giá trị bù trừ theo nhiệt độ chất lỏng. Nếu không có bảng, cách đáng tin hơn là đo trực tiếp, và đây cũng là cách kỹ sư Pump Pro thường dùng khi khảo sát: cho máy chạy đạt nhiệt độ ổn định, dừng máy và đo lại ngay trong vài phút đầu khi thân bơm chưa kịp nguội. Chênh lệch giữa hai lần đo chính là lượng phải bù.

Khi nào cần nghĩ tới bù trừ nhiệt

Không phải cụm bơm nào cũng cần. Bơm nước sinh hoạt, bơm nước làm mát ở nhiệt độ thường thì căn nguội là đủ. Cần nghĩ tới bù trừ khi chất lỏng nóng rõ rệt so với môi trường, khi bơm có chân đỡ đặt thấp dưới tâm trục, hoặc khi cụm máy đã hỏng vòng bi lặp lại mà biên bản căn tâm lần nào cũng đạt.

Chân mềm: lỗi bị bỏ qua nhiều hơn cả lệch tâm

Có một lỗi còn phổ biến hơn, và thường bị bỏ qua vì nó không hiện lên trên biên bản căn tâm. Đó là chân mềm, tức là một trong bốn chân máy không tiếp xúc đều với bệ.

Khi siết bu lông chân, thân máy bị kéo vặn để chạm xuống bệ. Vỏ motor hoặc thân bơm biến dạng nhẹ, ổ bi bị ép lệch ngay từ lúc lắp. Người đo căn tâm sau đó vẫn thấy hai tâm trùng nhau, vì phép đo chỉ so tâm trục chứ không nói gì về ứng suất bên trong thân máy.

Phép kiểm chân mềm, không cần thiết bị đắt tiền

Nới lỏng từng bu lông chân một, mỗi lần một chân, đặt đồng hồ so lên mặt chân đó và theo dõi. Nếu chân nhấc lên quá vài phần trăm milimét khi được nới, chân đó đang bị kéo cưỡng bức. Cách xử lý là chèn căn lá đúng độ dày cho đủ tiếp xúc, không phải siết chặt hơn.

Đây là việc mất khoảng nửa giờ cho một cụm máy và không tốn vật tư gì ngoài vài tấm căn lá. Trong các cụm máy mà kỹ sư Pump Pro khảo sát, chân mềm xuất hiện thường xuyên hơn người ta tưởng, nhất là ở những bệ bê tông đã sửa chữa nhiều lần hoặc bệ thép bị cong sau khi hàn.

Ba dấu hiệu đọc được từ chi tiết đã hỏng

Khi tháo một cụm máy hỏng, chi tiết hỏng kể lại khá rõ nguyên nhân, nếu biết nhìn.

Vòng bi mòn lệch về một phía cho thấy tải không phân bố đều quanh vòng, dấu hiệu điển hình của lệch tâm kéo dài. Nếu mòn đều cả vòng thì nghĩ sang quá tải hoặc bôi trơn sai.

Mặt phớt mòn thành hình bầu dục thay vì tròn đều nói rằng trục đang đảo khi quay. Phớt cơ khí rất nhạy với chuyện này vì khe hở làm việc của nó chỉ vài micromet.

Đệm cao su khớp nối mòn không đều giữa các chấu cho biết khớp nối đang phải hấp thụ sai lệch mỗi vòng quay. Khớp nối mềm chịu được sai lệch nhỏ, nhưng chịu được không có nghĩa là không hao. Chi tiết này cũng hỏng vì những lý do khác ngoài lệch tâm, chẳng hạn cú giật mô men lúc khởi động, như trường hợp khớp nối hỏng ba lần trong mười bốn tháng đã phân tích.

Bốn việc xếp theo chi phí

Việc không tốn tiền: kiểm chân mềm trước khi căn tâm, và ghi lại nhiệt độ chất lỏng cùng nhiệt độ thân bơm vào biên bản. Chỉ riêng hai thói quen này đã loại được phần lớn trường hợp căn đi căn lại mà vẫn hỏng.

Việc tốn ít: mua bộ căn lá thép không gỉ đúng chuẩn thay cho căn lá tự cắt từ tôn. Căn lá tự cắt thường có ba via và không phẳng, làm chính nó trở thành nguồn gây chân mềm.

Việc tốn vừa: đo lại ở trạng thái nóng cho các cụm bơm chất lỏng nóng, rồi áp lượng bù trừ vào lần căn sau. Việc này cần dừng máy có kế hoạch, nên nên gộp vào kỳ bảo dưỡng định kỳ thay vì làm riêng.

Việc trị tận gốc: với cụm máy quan trọng, chuyển sang căn tâm bằng thiết bị laser và lập hồ sơ theo dõi cho từng cụm. Thiết bị laser đọc được cả lệch song song lẫn lệch góc trong một lần đo và ít phụ thuộc tay nghề người đo hơn đồng hồ so.

Điều đội bảo trì nên nhớ

Biên bản căn tâm đạt chỉ chứng minh cụm máy thẳng tại thời điểm đo, ở nhiệt độ lúc đo. Nó không chứng minh cụm máy thẳng khi đang làm việc. Khi một cụm bơm hỏng vòng bi lặp lại mà lần nào căn tâm cũng đạt, câu hỏi đúng không phải là đo lại lần nữa, mà là đo ở trạng thái nào.

Những việc này nằm chung nhóm với các hạng mục theo dõi định kỳ khác, nên đưa vào lịch bảo trì có chu kỳ rõ ràng thay vì xử lý theo sự cố. Với từng ngành sản xuất, nhiệt độ và tính chất chất lỏng khác nhau nên mức độ ưu tiên cũng khác; Pump Pro xếp các hạng mục này theo giải pháp bơm cho từng ngành để đội bảo trì dễ đối chiếu với nhà máy của mình.

Cuối cùng, một lưu ý nhỏ nhưng hay bị quên: sau khi căn tâm xong và siết đủ lực, hãy quay tay trục một vòng trọn vẹn trước khi cấp điện. Nếu thấy nặng ở một điểm nhất định trong vòng quay, đừng chạy thử. Cụm máy đang có cái gì đó cưỡng bức, và nó sẽ không tự hết sau vài giờ chạy rà. Một hiện tượng khác cũng thuộc nhóm hao mòn chậm theo thời gian là đĩa van mòn thành hình lưỡi cưa sau chín tháng vặn nhỏ van, cùng một kiểu hỏng âm thầm mà biên bản kiểm tra ban đầu không phát hiện được.

Cụm bơm nào nên căn bằng đồng hồ so, cụm nào đáng dùng laser, được so sánh trong bài căn tâm bằng laser hay đồng hồ so.

Vòng bi hỏng cũng có thể do mỡ: thừa mỡ làm vòng bi bơm nóng lên ngay sau khi châm.