Cách chẩn đoán tình trạng tắc nghẽn tái diễn trong ống mao dẫn kim loại

Tình trạng tắc nghẽn tái diễn trong ống mao dẫn kim loại cần được chẩn đoán nguyên nhân trước khi tiến hành chu kỳ vệ sinh tiếp theo. Vật cản có thể do hạt bẩn xâm nhập từ phía thượng lưu, cặn hình thành bên trong lòng ống, sản phẩm ăn mòn hoặc đường kính bị thu hẹp vĩnh viễn. Nếu ống liên tục mất lưu lượng sau khi vệ sinh, cần điều tra nguyên nhân ngay cả khi mỗi lần súc rửa tạm thời khôi phục hoạt động: thời điểm và vị trí tắc nghẽn tiếp theo có thể cho biết vì sao lần sửa chữa trước không hiệu quả.

Hãy bắt đầu bằng ba câu hỏi: Vật cản có thực sự nằm bên trong ống không? Nếu có, vật liệu nào đang gây tắc? Điều kiện vận hành hoặc bộ phận nào liên tục tạo ra vật liệu đó? Những câu hỏi này giúp phân biệt sự cố cần thay đổi hệ thống lọc hoặc điều kiện vận hành với sự cố cần thay ống, điều chỉnh đầu nối hoặc sử dụng hợp kim khác.

Xác nhận tình trạng hạn chế dòng chảy trong các điều kiện vận hành tương đương. Lưu lượng đầu ra thấp không đủ để chứng minh ống mao dẫn bị tắc. Bộ lọc phía thượng lưu, van đóng một phần, áp suất cấp không ổn định, áp suất ngược phía hạ lưu hoặc đầu nối bị rò rỉ đều có thể gây ra triệu chứng tương tự. Nếu có các điểm đo phù hợp, hãy so sánh áp suất ngay trước và sau đoạn nghi ngờ, đồng thời kiểm tra riêng các bộ phận lân cận.

Ghi lại áp suất đầu vào, áp suất đầu ra, lưu lượng, nhiệt độ chất lỏng và trạng thái vận hành trước khi tháo cụm lắp ráp. So sánh các số liệu này với giá trị chuẩn khi ống sạch đã biết hoặc với một cụm tương đương đang hoạt động trong cùng điều kiện. Chênh lệch áp suất cao hơn khi lưu lượng tương đương, hoặc lưu lượng thấp hơn khi chênh lệch áp suất tương đương, cho thấy sức cản đã tăng. Độ nhớt, thành phần chất lỏng hoặc trạng thái pha thay đổi cũng có thể làm thay đổi mối quan hệ này mà không cần có cặn hình thành.

Ví dụ, trong mạch lạnh, nhiệt độ và áp suất bất thường có thể liên quan đến lượng môi chất lạnh, điều kiện của bình ngưng hoặc các sự cố khác, chứ không chỉ do ống định lượng bị hạn chế dòng chảy. Trong đường lấy mẫu hoặc định lượng, bọt khí và hoạt động của bơm có thể giải thích tình trạng cấp liệu không ổn định. Hãy diễn giải số liệu theo trình tự vận hành của thiết bị trước khi quy sự cố cho ống.

Đối với dòng chảy tầng ổn định của chất lỏng Newton qua lòng ống tròn, sức cản thủy lực tỷ lệ nghịch với lũy thừa bậc bốn của đường kính trong. Điều này giải thích vì sao một lớp cặn tương đối mỏng cũng có thể làm giảm đáng kể lưu lượng. Đồng thời, điều đó khiến việc so sánh trở nên thiếu tin cậy nếu ống thay thế khác về đường kính trong hoặc chiều dài. Không nên áp dụng trực tiếp mối quan hệ này cho môi chất lạnh hóa hơi, khí nén hoặc dòng nhiều pha.

Dùng quy luật tái diễn để thu hẹp phạm vi nguyên nhân. Xác định ống hoạt động bình thường trong bao lâu sau khi vệ sinh và điều gì xảy ra ngay trước khi lưu lượng suy giảm. Hồ sơ bảo trì sẽ hữu ích hơn nếu ghi lại các sự kiện vận hành thay vì chỉ ghi ngày tháng và nội dung “đã thông ống”.

• Tắc nghẽn ngay sau khi lắp đặt hoặc bảo dưỡng có thể do phoi gia công bị sót lại, chất làm kín, nhiễm bẩn tại mối nối, hư hỏng đầu nối hoặc ống thay thế không phù hợp.
• Lưu lượng giảm dần trong quá trình vận hành cho thấy có thể liên tục xuất hiện hạt bẩn xâm nhập, kết tủa, cáu bẩn hoặc ăn mòn.
• Sự cố xảy ra sau khi dừng máy và làm nguội có thể liên quan đến hiện tượng kết tinh phụ thuộc nhiệt độ, hình thành sáp hoặc thay đổi khác trong trạng thái chất lỏng.
• Tình trạng tắc nghẽn xuất hiện khi vận hành và biến mất sau khi làm ấm có thể liên quan đến hiện tượng đóng băng hoặc kết tủa thuận nghịch; chỉ riêng phản ứng với nhiệt độ không thể xác định chất gây tắc.
• Tắc nghẽn lặp lại tại cùng một đầu nối hoặc đoạn uốn cong cần được kiểm tra về sự thu hẹp cục bộ của lòng ống, hư hỏng đầu nối hoặc vùng nhiệt độ gây hình thành cặn.

Lưu lượng phục hồi trong thời gian ngắn sau khi súc rửa không chứng minh rằng vật cản ban đầu đã được loại bỏ hoàn toàn. Lớp cặn còn sót lại có thể tạo bề mặt để cặn mới tích tụ, trong khi nguồn nhiễm bẩn phía thượng lưu có thể lập tức đưa thêm tạp chất vào. Hãy ghi lại cả lưu lượng sau khi phục hồi và thời gian vận hành cho đến khi sự suy giảm tái diễn.

Bảo toàn vật cản trước khi chọn phương pháp vệ sinh. Cô lập và xả áp cụm lắp ráp theo quy trình của thiết bị, lưu ý đến chất lỏng nguy hiểm và áp suất tích trữ. Thu gom phần vật liệu xả ra đầu tiên vào vật chứa sạch, tương thích. Nếu có thể sử dụng phương pháp súc ngược đã được phê duyệt, hãy thu riêng phần xả và ngăn cặn bẩn thoát ra xâm nhập vào thiết bị nhạy cảm. Vệ sinh mạnh ở giai đoạn này có thể hòa tan hoặc làm phân tán bằng chứng cần thiết để xác định nguyên nhân.

Kiểm tra các chất rắn thu hồi bằng thiết bị phóng đại phù hợp. Các hạt cứng, có cạnh sắc có thể là phoi gia công hoặc cáu cặn bong ra. Vật liệu mềm hoặc dính có thể liên quan đến chất bôi trơn, polymer, chất làm kín hoặc chất lỏng quy trình đã xuống cấp. Cặn tinh thể gợi ý hiện tượng kết tủa, nhưng chỉ dựa vào hình dạng thì không thể xác định thành phần hóa học. Hạt màu sẫm có thể có nhiều nguồn gốc; màu sắc không đủ để chứng minh ống bị ăn mòn.

So sánh cặn với vật liệu lấy từ bộ lọc phía thượng lưu, bình chứa, van và các mối nối vừa được bảo dưỡng. Khi sự cố tái diễn hoặc hậu quả nghiêm trọng, phân tích trong phòng thí nghiệm có mục tiêu cụ thể có thể phân biệt mạt mòn kim loại, sản phẩm ăn mòn, cặn khoáng và tạp nhiễm hữu cơ. Hãy lựa chọn phương pháp phân tích dựa trên một câu hỏi cụ thể, chẳng hạn liệu các hạt có xuất phát từ thành ống hay theo chất lỏng quy trình đi vào.

Kiểm tra tình trạng, cấp lọc, chiều lắp đặt, độ kín và cấu hình đường bypass của bộ lọc phía thượng lưu. Lõi lọc còn nguyên vẹn chỉ bảo vệ được ở mức hạn chế nếu chất lỏng đi vòng qua gioăng làm kín. Đồng thời kiểm tra đường ống giữa bộ lọc và đầu vào ống mao dẫn: cặn phát sinh ở đoạn này không đi qua bộ lọc. Chỉ đơn giản chọn lõi lọc tinh hơn có thể làm tăng tổn thất áp suất mà không khắc phục được nguồn nhiễm bẩn.

Phân biệt cặn lắng với hư hỏng lòng ống. Nếu ống đã vệ sinh vẫn có sức cản quá mức trong điều kiện được kiểm soát, hãy kiểm tra kích thước và các đầu nối. Uốn cong quá gấp, ống bị bẹp, bị kẹp dưới giá đỡ, đầu nối nén siết quá chặt và vật liệu tại mối nối lấn vào bên trong đều có thể hạn chế dòng chảy. Vệ sinh không thể khôi phục lòng ống đã bị thu hẹp do hư hỏng cơ học.

Kiểm tra các đầu ống có thể tiếp cận để phát hiện ba via, biến dạng và vật liệu tại mối nối lấn vào bên trong. Khi có thể, hãy so sánh ống đã tháo với một linh kiện chưa sử dụng có đường kính trong và chiều dài đã được xác nhận. Chỉ riêng đường kính ngoài không đủ để xác định lòng ống dẫn dòng có đúng hay không. Với cụm lắp ráp liên tục gặp sự cố, việc cắt ống đã tháo tại vị trí nghi ngờ bị tắc có thể phát hiện lòng ống bị xẹp, cặn bám dính, rỗ hoặc khuyết tật bên trong do sản xuất. Hãy giữ lại các đoạn mẫu đại diện trước khi kiểm tra phá hủy.

Tự thân phép thử áp suất không thể giải quyết vấn đề này. Ống vẫn có thể kín, không rò rỉ dù lòng ống bị hạn chế nghiêm trọng. Ngược lại, lưu lượng được khôi phục sau khi vệ sinh không chứng minh rằng tình trạng thành ống đạt yêu cầu nếu ăn mòn đã làm mất kim loại. Đánh giá lưu lượng và đánh giá độ toàn vẹn giải đáp hai câu hỏi bảo trì khác nhau.

Đánh giá tính tương thích của hợp kim dựa trên mức độ tiếp xúc thực tế. Nếu cặn chứa sản phẩm ăn mòn hoặc lòng ống có dấu hiệu bị ăn mòn, hãy xác minh hợp kim được lắp đặt qua hồ sơ truy xuất nguồn gốc và, khi cần thiết, bằng phương pháp nhận dạng vật liệu phù hợp. Mô tả chung như “thép không gỉ” hoặc “hợp kim niken” quá rộng để đưa ra quyết định về tính tương thích. Các mác khác nhau phản ứng khác nhau với hóa chất quy trình, tạp chất, nhiệt độ và điều kiện chế tạo.

Rà soát toàn bộ chu kỳ tiếp xúc: vận hành bình thường, vệ sinh, dừng máy, trạng thái lưu chất đứng yên và khởi động lại. Hóa chất vệ sinh có thể tạo ra môi trường khắc nghiệt hơn chất lỏng quy trình. Quá trình bay hơi có thể làm tăng nồng độ các chất hòa tan tại một số vị trí, còn cặn hoặc khe hở tại đầu nối có thể tạo ra điều kiện khác với môi trường của chất lỏng khối. Cũng cần lưu ý đến quy trình nối và tình trạng bề mặt bên trong các mối nối khi hiện tượng ăn mòn tập trung gần đầu nối.

Chỉ chọn hợp kim thay thế sau khi xác định được cơ chế hư hỏng có khả năng xảy ra. Khả năng chịu nhiệt cao hơn không đồng nghĩa với việc phù hợp hơn với chất lỏng ăn mòn, và hàm lượng hợp kim cao hơn cũng không đảm bảo tuổi thọ sử dụng dài hơn. Việc lựa chọn cần đáp ứng môi trường hóa chất cụ thể, đồng thời thỏa mãn yêu cầu về chất lượng lòng ống, chế tạo, khả năng chịu áp suất và độ sạch.

Hoàn tất việc sửa chữa bằng bằng chứng cho thấy nguyên nhân đã được khắc phục. Chọn biện pháp khắc phục phù hợp với kết quả xác định: loại bỏ nguồn hạt bẩn phía thượng lưu và điều chỉnh hệ thống lọc; xử lý hiện tượng kết tủa bằng cách điều chỉnh trạng thái chất lỏng hoặc kiểm soát vận hành; sửa đổi đầu nối bị hỏng hoặc cách đi ống; thay ống bị ảnh hưởng bởi khuyết tật bên trong hoặc ăn mòn. Sử dụng phương pháp vệ sinh tương thích với ống, mối nối, gioăng và quy trình, đồng thời tuân thủ giới hạn áp suất và nhiệt độ cho phép của thiết bị.

Sau khi sửa chữa, thiết lập giá trị chuẩn mới về áp suất và lưu lượng trong các điều kiện đã được ghi nhận. Theo dõi hiệu suất qua sự kiện từng gây ra tắc nghẽn, chẳng hạn như làm nguội, khởi động lại hoặc một chu kỳ sản xuất hoàn chỉnh. Nếu sự cố trước đây xảy ra sau nhiều chu kỳ lặp lại, việc kiểm tra lưu lượng thành công ngay sau sửa chữa mới chỉ là bước đầu của quá trình xác nhận. Hồ sơ bảo trì hữu ích cần nêu rõ vật gì đã làm tắc đường dẫn, nguồn gốc của vật đó, những thay đổi đã thực hiện và liệu cụm lắp ráp có duy trì ổn định sau thời điểm thường xảy ra sự cố trước đây hay không.