Những nguy cơ tiềm ẩn của việc thiếu hụt dầu

Những nguy cơ tiềm ẩn của việc thiếu hụt dầu đối với những người cố gắng đạt được độ tin cậy hỗ trợ bôi trơn (LER), hơn 95% cơ hội đến từ việc chú ý đến “Big Four”. Đây là những thuộc tính quan trọng đối với trạng thái tham chiếu tối ưu (ORS) cần thiết để đạt được chất lượng bôi trơn xuất sắc. “Big Four” ảnh hưởng riêng lẻ và tập thể đến trạng thái bôi trơn , và phần lớn có thể kiểm soát được bởi những người bảo trì máy móc. Họ nổi tiếng nhưng thường không đạt được thành tích cao. “Big Four” là:

1. Lựa chọn chất bôi trơn chính xác
2. Sức khỏe chất bôi trơn ổn định
3. Kiểm soát ô nhiễm
4. Mức / cung cấp chất bôi trơn đầy đủ và bền vững

Ba đầu tiên của “Big Four” đã được hưởng lợi từ sự chú ý đáng kể của ngành, đặc biệt là trong những năm gần đây. Ngược lại, người cuối cùng chưa được chú ý cũng không kém phần quan trọng. Do đó, nó sẽ là trọng tâm của bài viết này.

Trong vài thập kỷ qua, các nhà nghiên cứu và nhà khảo cổ học đã tổng hợp vô số danh sách xếp hạng các nguyên nhân chính gây ra sự cố máy móc . Chúng tôi đã xuất bản nhiều trong số này trên tạp chí Máy móc Bôi trơn . Danh sách liệt kê các nguyên nhân gây mòn máy bất thường cho các nghi vấn thông thường: nhiễm bẩn, quá nhiệt, lệch trục, lỗi cài đặt, v.v. Thường có một danh mục nguyên nhân gốc bôi trơn là một giải pháp tổng hợp cho một hoặc nhiều nguyên nhân không thể dễ dàng được chỉ định hoặc đặt tên. Tôi đã thấy các thuật ngữ được sử dụng như “bôi trơn không đủ” và “bôi trơn sai.”

Nói một cách dễ hiểu, các nhà điều tra và phân tích thất bại rất khó để truy tìm lại chuỗi chính xác của các sự kiện bắt đầu từ một hoặc nhiều nguyên nhân gốc rễ. Bằng chứng về những nguyên nhân này thường bị phá hủy trong quá trình hỏng hóc hoặc được che đậy trong quá trình dọn dẹp và sửa chữa. Sau hàng trăm cuộc điều tra như vậy trong nhiều năm, tôi đã học được rằng một nguyên nhân gốc rễ đặc biệt thường bị bỏ qua – đói chất bôi trơn.

Mặc dù hầu hết mọi người đều biết về điều này về nguyên tắc và nhận ra cảm giác chung của việc cung cấp đủ chất bôi trơn, nhưng nó thường bị bỏ qua vì nhiều dạng đói chất bôi trơn điển hình phần lớn bị che khuất khỏi tầm nhìn.

Ví dụ, ai nhận thấy ma sát gần như khô làm mòn gia tốc mỗi khi bạn khởi động động cơ ô tô? Đây là một hình thức làm đói chất bôi trơn. Đó không phải là một sự cố đột tử, nhưng dù sao nó cũng là một sự kiện hao mòn nghiêm trọng. Mỗi khi độ mòn có thể kiểm soát được diễn ra không kiểm soát, sẽ mất đi cơ hội để kéo dài tuổi thọ và tăng độ tin cậy.

Bản chất của sự thiếu hụt chất bôi trơn

Máy móc không chỉ cần một số chất bôi trơn hoặc bất kỳ chất bôi trơn nào. Thay vào đó, họ cần được cung cấp đầy đủ và bền vững loại chất bôi trơn phù hợp. Đầy đủ không chỉ có nghĩa là độ ẩm hoặc sự hiện diện gần đó của chất bôi trơn. Những gì được định nghĩa là đầy đủ thay đổi đôi chút tùy theo máy nhưng vẫn rất quan trọng.

 

Thiết bị tốc độ cao chạy ở màng thủy động hoàn toàn có độ thèm ăn dầu nhờn lớn nhất và cũng bị trừng phạt nhiều nhất khi bị bỏ đói. Máy chạy ở tốc độ và tải thấp sẽ dễ bị hỏng hơn khi nguồn cung cấp chất bôi trơn bị hạn chế. Thậm chí, những chiếc máy này có thể bị hỏng đột ngột khi xảy ra tình trạng chết đói nghiêm trọng.

Bảng dưới đây minh họa cách chất bôi trơn tiếp cận các bề mặt ma sát theo nhiều cách.

Có sáu chức năng chính của dầu bôi trơn. Đó là kiểm soát ma sát, kiểm soát mài mòn, kiểm soát nhiệt độ, kiểm soát ăn mòn, kiểm soát nhiễm bẩn và truyền lực và chuyển động (thủy lực). Mỗi chức năng này đều bị ảnh hưởng bất lợi bởi điều kiện chết đói.

Điều tồi tệ nhất sẽ là ma sát, mài mòn và kiểm soát nhiệt độ. Ngay cả khi đói một phần cũng làm tăng cường sự hình thành nhiệt ma sát. Nó cũng làm chậm quá trình vận chuyển nhiệt ra khỏi vùng. Đây là một điều kiện tự lan truyền phức hợp dẫn đến các màng dầu bị xẹp, chảy nước, mòn keo và mài mòn (Hình 1).

Hình 1. Minh họa Starvation

Trong trường hợp có dầu mỡ, sự nóng lên do đói (do ma sát) của vùng tải làm tăng tốc độ khô của dầu mỡ, điều này càng làm tăng độ đói. Đun nóng nhanh chóng làm thoát dầu ra khỏi chất làm đặc dầu mỡ, gây ra hiện tượng bay hơi và oxy hóa dầu gốc , tất cả đều góp phần làm cho dầu bị cứng và đói hơn.

Dầu bôi trơn cần gia cường, sẽ bị mất đi khi dòng chảy bị hạn chế hoặc tĩnh. Dòng chảy mang lại độ nhớt lớn cho lực nâng thủy động lực học. Trên thực tế, thiếu nguồn cung cấp chất bôi trơn đầy đủ về mặt chức năng tương đương với độ nhớt không đủ theo quan điểm của độ bền màng .

Dòng dầu cũng làm mới các chất phụ gia quan trọng đối với bề mặt làm việc. Nguồn cung cấp phụ gia dự trữ này bao gồm các chất phụ gia chống mài mòn, chất điều chỉnh ma sát , chất ức chế ăn mòn và các chất khác. Sự đói dầu nhờn tạo ra nhiệt cao, làm cạn kiệt nhanh chóng các chất phụ gia.

Tiếp theo, chúng ta biết rằng các hạt mài mòn cũng tự lan truyền. Các hạt làm cho các hạt mòn nhiều hơn do mài mòn ba thân, mỏi bề mặt, v.v. Lưu lượng dầu bị suy giảm ngăn cản quá trình loại bỏ các hạt này khỏi các vùng ma sát. Kết quả là tình trạng mài mòn gia tốc.

Cuối cùng, dầu di chuyển đóng vai trò như một bộ trao đổi nhiệt bằng cách chuyển nhiệt cục bộ sinh ra trong vùng tải ra ngoài thành máy, bình chứa dầu hoặc bộ làm mát. Lượng nhiệt truyền là một hàm của tốc độ dòng chảy. Đói làm cản trở dòng chảy và sự truyền nhiệt. Điều này làm tăng ứng suất nhiệt lên dầu và máy.

Các dấu hiệu chung của sự cố thiếu chất bôi trơn

Khi bạn gặp phải các vấn đề kinh niên về bôi trơn máy móc , hãy nghĩ đến “Bộ tứ lớn” và đừng quên số 4. Đó có thể không phải là loại dầu, tuổi của dầu hoặc thậm chí là sự nhiễm bẩn trong dầu thay vì số lượng dầu. Làm sao bạn biết? Biểu đồ ở trang 8 cho thấy một số dấu hiệu phổ biến của việc thiếu dầu nhờn.

Ví dụ về sự cố thiếu chất bôi trơn theo loại máy

Tình trạng đói dầu nhờn có thể xảy ra theo một số cách. Hầu hết đều có thể kiểm soát được, nhưng một số ít thì không. Danh sách viết tắt sau đây xác định cách thức xảy ra hiện tượng đói chất bôi trơn trong các máy thông thường.

Động cơ bị đói

• Khởi động khô – Dầu chảy ra chảo dầu khi động cơ tắt. Khi khởi động lại, các vùng ma sát (ổ trục turbo, ổ trục, sàn van, v.v.) tạm thời bị thiếu dầu bôi trơn (Hình 2).

  
  Hình 2. Khởi động động cơ khô

• Khởi động lạnh – Điều kiện thời tiết lạnh giá vào mùa đông làm chậm sự chuyển động của dầu trong động cơ khi khởi động. Điều này có thể tạo ra không khí trong đường dòng do điều kiện đường hút ở nhiệt độ lạnh.
• Áp suất dầu thấp – Điều này có thể do nhiều nguyên nhân, bao gồm mòn vòng bi, mòn máy bơm, cặn bùn và quá lạnh. Áp suất dầu là động lực đưa dầu đến các vùng cần bôi trơn.
• Đầu phun chảy nước – Sự cố kim phun nhiên liệu có thể làm trôi dầu khỏi thành xi lanh và làm giảm khả năng bôi trơn giữa piston / vòng đệm và thành xi lanh.

  
  Các dấu hiệu chung của sự đói dầu nhờn

• Vòi phun và lỗ phun bị tắc – Đầu phun và lỗ phun dầu trực tiếp phun vào thành xi lanh, van và các bộ phận chuyển động khác. Bùn và các chất bẩn có thể hạn chế dòng chảy của dầu.

Starved Journal và Vòng bi lực đẩy nghiêng-Pad

• Vấn đề về rãnh dẫn dầu – Các rãnh và cổng dẫn dầu đến các vùng chịu tải. Các rãnh bị tắc nghẽn do cặn bẩn hoặc cặn bẩn, hạn chế dòng chảy của dầu.
• Cung cấp dầu bị hạn chế – Các thiết bị bơm và nâng dầu có thể bị lỗi cơ học. Điều này cũng có thể do mức dầu thấp, độ nhớt cao, sục khí / bọt và nhiệt độ lạnh.
• Đập bùn trên gờ dẫn đầu của ổ trục – Bùn có thể tích tụ trên gờ dẫn của ổ trục và hạn chế việc cung cấp dầu.

Vòng bi ướt và Đạn hộp số

• Mức dầu – Nhiều ứng dụng bể phốt ướt yêu cầu kiểm soát mức dầu quan trọng (Hình 3).

  
  Hình 3. Bộ truyền động bánh răng Splash chung

• Độ nhớt cao – Nhiều cơ cấu cấp dầu (vòng dầu, bộ phận dẫn dầu, bộ cấp liệu bắn tóe, v.v.) bị cản trở do độ nhớt quá cao (sai dầu, dầu nguội, v.v.). Bánh răng có thể chảy qua dầu đặc, lạnh, gây nhiễu sóng và các thiết bị cấp liệu khác.
• Sục khí và bọt – Ô nhiễm không khí làm giảm sự chuyển động của dầu và làm giảm hiệu suất của các thiết bị cấp dầu (Hình 4).

  
  Hình 4. Quá trình sục khí làm chậm nguồn cung cấp dầu như thế nào

• Trục không nằm ngang – Điều này có thể gây ra lực cản trên các vòng dầu và có thể gây trở ngại cho các cơ cấu nạp slinger / flinger.
• Nước và cặn dưới đáy (BS&W) – Bể chứa BS&W thay thế mức dầu. Trên trục thẳng đứng, ổ trục phía dưới có thể chìm hoàn toàn trong BS&W.
• Dầu hỏa cấp không đổi bị lỗi – Điều này có thể do các núm ống kết nối đã được cắm, lỗi lắp (nghiêng, nghiêng, lắp sai phía, v.v.), cài đặt sai mức, bể chứa rỗng, v.v. (Hình 5).

  
  Hình 5. Lỗi lắp đặt của dầu hỏa cấp không đổi

• Đánh dấu đồng hồ đo mức bị lỗi – Đồng hồ đo mức phải được hiệu chuẩn chính xác với mức dầu phù hợp.
• Các vấn đề về lắp và xem đồng hồ đo mức – Những vấn đề này có thể khó nhìn thấy, cổ ngỗng, kính đồng hồ bị bám bẩn, các vấn đề về lỗ thông hơi của đồng hồ đo, v.v. (Hình 6).

  
  Hình 6. Điều gì sai với hình ảnh này?

Hệ thống tuần hoàn khô-bể phốt bị bỏ đói

• Việc trả dầu bị hạn chế – Việc trả dầu được cắm hoặc cắm một phần sẽ chuyển hướng dòng dầu ra khỏi ổ trục hoặc hộp số đang được bôi trơn. Đôi khi được gọi là bôi trơn nhỏ giọt và đốt cháy, tình trạng này thường gây ra bởi sự tích tụ bùn hoặc điều kiện khóa không khí trong các đường xả trọng lực quay trở lại bể chứa.
• Bơm dầu bị mòn – Khi bơm dầu bị mòn, chúng sẽ mất hiệu suất thể tích (kết quả phân rã dòng chảy).
• Đường Hút Bơm Hạn Chế – Bộ lọc và ống nạp có thể bị cắm hoặc bị hạn chế. Điều này có thể làm thoáng chất lỏng, gây ra hiện tượng xâm thực và dẫn đến mất nguyên tố.
• Các cách và vòi phun dầu bị tắc / hạn chế – Hạn chế cấp dầu do cặn, vecni và các hạt bị kẹt có thể làm chết các ổ trục và bánh răng (Hình 7).

  
  Hình 7. Dòng dầu đã cắm

• Không khí và bọt bị cuốn vào – Máy bơm dầu và đồng hồ đo lưu lượng hoạt động kém (hoặc hoàn toàn không) khi bể chứa bị nhiễm không khí (Hình 4).
• Thiếu tính năng đo lưu lượng – Các bộ phận nhạy cảm với nguồn cung cấp dầu yêu cầu đo lưu lượng dầu liên tục.
• Đồng hồ đo lưu lượng bị lỗi hoặc hiệu chuẩn sai – Đồng hồ đo lưu lượng, tùy thuộc vào loại và ứng dụng, có thể gây ra một loạt các vấn đề liên quan đến hiệu chuẩn.
• Áp suất dầu thấp – Dầu đi theo con đường có ít lực cản nhất. Đường dây bị đứt và hở dẫn dầu bị đói từ các đường dẫn dòng có điện trở cao hơn và các thành phần máy mà chúng phục vụ.

Các chuỗi phun-Lubed bị đói và bánh răng mở

• Cài đặt bôi trơn tự động bị lỗi – Điều này liên quan đến việc cài đặt chính xác âm lượng và tần số bôi trơn.
• Mục tiêu / Mẫu phun bị lỗi – Dầu phun cần phải làm ướt hoàn toàn vị trí mục tiêu. Các vòi phun có thể mất mục tiêu và bị tắc (Hình 8).

  
  Hình 8. Các kiểu phun dầu nhờn chính xác
  trên mặt phẳng răng hở

• Các khớp nối xích có keo – Nhiều xích bị dính nhiều keo, điều này ngăn không cho dầu thâm nhập vào giao diện chốt / ống lót.

Chết đói do Bôi trơn tự động một điểm và đa điểm của mỡ

• Cài đặt khôi phục sai – Cài đặt khôi phục lại sẽ cho phép bổ sung dầu mỡ đầy đủ tại mỗi điểm bôi trơn.
• Khóa bánh – Điều này xảy ra khi dầu mỡ đang được bơm. Trong những điều kiện nhất định, chuyển động của chất làm đặc dầu mỡ bị hạn chế. Dầu chảy, nhưng chất làm đặc bị kẹt trong dòng chảy hoặc thành phần (Hình 9).

  
  Hình 9.
  Đói dầu mỡ khóa bánh

• Lưu lượng đầu phun bị lỗi – Điều này là do cài đặt kim phun sai hoặc dịch chuyển kim phun bị hạn chế.
• Dòng chảy hạn chế – Dòng quá dài, đường hẹp, nhiều khúc cua, môi trường xung quanh nóng hoặc lạnh, v.v., có thể dẫn đến tắc nghẽn một phần hoặc hoàn toàn dòng chảy của dầu mỡ.
• Các vấn đề về Bộ bôi trơn một điểm – Chúng bao gồm các bộ bôi trơn bị trục trặc do nhiều nguyên nhân khác nhau.

Chết đói do các vấn đề về bôi trơn thủ công

• Bôi trơn súng bắn mỡ – Điều này có thể bao gồm hiệu chuẩn thể tích không chính xác, cơ chế súng bắn mỡ bị lỗi, tần số ống nạp sai, âm lượng ống nạp không chính xác hoặc quy trình nạp đạn không đúng cách.
• Bôi trơn bằng dầu thủ công – Điều này có thể bao gồm tần số, khối lượng hoặc quy trình nạp sai.
• Bảo trì Phòng ngừa Lube (PM) – Các PM bị bỏ lỡ có thể do các vấn đề về lập lịch trình, quản lý hoặc văn hóa bảo trì.

Tàn cuộc của vấn đề

Đói dầu nhớt là một kẻ hủy diệt gần như im lặng. Mặc dù có những dấu hiệu kể chuyện, nhưng chúng thường không được nhận ra hoặc hiểu được. Tất nhiên, có những mức độ chết đói khác nhau. Chết đói hoàn toàn là đột ngột và trắng trợn. Tuy nhiên, tình trạng đói một phần vừa phải hơn là điều có xu hướng không được chú ý cho đến khi thất bại. Khi đó, các nguyên nhân đáng ngờ khác (ổ trục, chất bôi trơn, người vận hành, v.v.) có thể bị đổ lỗi sai.

Cung cấp chất bôi trơn chính xác là một thuộc tính cơ bản của trạng thái tham chiếu tối ưu và được bao gồm trong bất kỳ thông số kỹ thuật nào để bôi trơn xuất sắc . Nó là một trong “Big Four” và do đó đã quá hạn để được chú ý.