Мы продолжаем освещать тему повышения надежности и безотказности при эксплуатации трубопроводной арматуры и исполнительных механизмов. В предыдущем номере были рассмотрены основные причины выхода из строя трубопроводной арматуры с электрическими приводами и исполнительными механизмами.
В продолжение данной темы автор объяснит основные причины поломок пневмоприводов ТПА и элементов пневмоавтоматики, а также опишет основные технические мероприятия, направленные на снижение вероятности выхода пневмоприводов из строя.
Положительные свойства пневматического оборудования, в том числе оборудования, применяемого для управления трубопроводной арматурой, широко известны – это ресурс и стойкость к перегрузке. В материале, опубликованном в предыдущем номере журнала, автор осветил причины выхода из строя электроприводов и электрических исполнительных механизмом.
Одна из таких причин – перегрузка механизмов по моменту. В свою очередь пневматический привод ТПА, как и любой пневматический цилиндр или привод, не воспринимает увеличение момента сопротивления в качестве критического. При превышении момента или усилия во время движения запорного элемента ТПА свыше допустимого шток или вал пневматического привода просто остановится. Перегрева или разрушения конструкции не произойдет. В связи с этим в конструкцию пневмопривода не вводят предохранительных или защитных устройств, таких как у электроприводов ТПА (термоконтакт или муфты ограничения момента).
Одновременно с этим стоит отметить высокий ресурс пневмопривода.
Как показывает практика, средний ресурс у пневмоприводов на порядок выше, чем у электроприводов. Из вышесказанного можно сделать однозначный вывод, что при штатной или с превышением момента эксплуатациях ТПА с пневмоприводами и пневматическими исполнительными механизмами более долговечна и надежна, чем ТПА с электроприводами.
Одновременно с этим необходимо акцентировать внимание на значимости фактора качества управляющей среды*, используемой для управления пневмоприводами и пневматическими исполнительными механизмами.
В процессе производства и транспортировки сжатого воздуха к потребителю в объеме воздуха находятся твердые частицы, пыль, влага, масло. Всё это, находясь в транспортируемом воздухе, попадает в пневматические исполнительные устройства, распределители, позиционеры.
Масло и суспензия, взаимодействуя с уплотняющими частями пневмоприводов и пневмоэлементов, способствуют механическим и химическим разрушениям, потере физических и механических свойств эластомеров, что в конечном итоге приводит к потере герметичности между полостями, вызывая переток воздуха и потерю давления во внешнюю среду.
Влага при попадании в пневмопривод вымывает смазку, заложенную для уменьшения трения при перемещении поршней пневмопривода, что приводит к увеличению момента, истиранию уплотнителей и потере герметичности поршней. Можно провести аналогию с двигателем внутреннего сгорания – доливать в двигатель не машинное масло, а воду и ожидать сохранения свойств.
Твердые частицы, попадая в пневмопривод, механически разрушают уплотнения, приводят к затиранию и заклиниваю подвижных элементов.
Из описанных выше факторов можно сделать однозначный вывод о том, что основной причиной выхода из строя пневмоприводов и элементов пневмоавтоматики является некачественный состав управляющей среды, а иными словами, грязный и влажный сжатый воздух.
Рациональным путем решения данной проблемы является качественная подготовка сжатого воздуха, которая включает в себя осушку, фильтрацию. Маслораспыление как специфическое и не характерное для пневмосистем с ТПА затрагивать в данной статье не будем. Системы воздухоподготовки – это целый набор оборудования и технических решений, предлагаемых ведущими производителями пневматического оборудования. Глобально различают магистральную и местную воздухоподготовку.
Одним из основных принципов подготовки сжатого воздуха является разделение на группы потребителей в зависимости от требования к качеству сжатого воздуха для потребителя. Если оборудование, потребляющее сжатый воздух, требует класс очистки 5, то производить очистку сжатого воздуха до класса 1 не имеет смысла. Это технически и экономически не целесообразно.
Также стоит учитывать степень фильтрации применяемых элементов. Применение в пневмосистеме элемента с высокой степенью фильтрации и неприменение перед ним элемента с более низкой степенью фильтрации приведет к быстрому наполнению отфильтрованными частицами фильтрующего элемента, и сделает его работу неэффективной.
Автор надеется, что данный материал будет полезен, и вследствие принятия необходимых мер, направленных на повышение качества подготовки сжатого воздуха, приведет к снижению количества случаев выхода из строя трубопроводной арматуры с пневмоприводами.
*ГОСТ 24856-2014 «Арматура трубопроводная. Термины и определения» (п. 2.18) дает такое определение управляющей среды: среда, обеспечивающая силовое воздействие привода или исполнительного механизма для перемещения, запирающего или регулирующего элемента в требуемое положение
