استكشاف أعطال حفارات الحفر الكهروهيدروليكية وإصلاحها: عند تعطل النظام الهيدروليكي بعد تغيير مصادر الطاقة
استكشاف أعطال حفارات الحفر الكهروهيدروليكية وإصلاحها: عند تعطل النظام الهيدروليكي بعد تغيير مصادر الطاقة
قد يبدو أن جهاز الحفر يعاني من عطل هيدروليكي بينما يكمن السبب الحقيقي في النظام الكهربائي. وينطبق هذا بشكل خاص على أجهزة الحفر الكهروهيدروليكية التي تستخدم أكثر من مصدر طاقة، مثل محرك كهربائي للتشغيل العادي ومحرك ديزل للتشغيل المتنقل أو الاحتياطي.
عندما تعمل منصة الحفر بشكل صحيح باستخدام الطاقة الكهربائية، ولكنها تعجز عن توليد ضغط التشغيل الهيدروليكي باستخدام محرك الديزل، قد يشتبه الفنيون بطبيعة الحال في مضخة الزيت الهيدروليكية التي تعمل بالديزل. ومع ذلك، فإن اتباع عملية تشخيص منظمة أمر ضروري. قد يشمل العطل تنظيم الضغط، أو حالة المضخة، أو صمام التحكم، أو دائرة إمداد الطاقة، أو الفيوز الواقي.
تشرح هذه المقالة منهجًا عمليًا لتشخيص أعطال حفارات الكهروهيدروليكية، استنادًا إلى حالة تتعلق بحفارة هيدروليكية بالكامل من نوع Boomer282. والدرس الأساسي بسيط: يجب تشخيص الأنظمة الهيدروليكية والكهربائية كنظام تحكم متكامل واحد.
ابدأ بأعراض الفشل
في الحالة المذكورة، كان جهاز الحفر يعمل بشكل طبيعي لأكثر من ستة أشهر. وعند توصيله بمصدر طاقة 380 فولت، كان يعمل بشكل طبيعي. إلا أن مؤشر شحن البطارية أظهر حالة غير طبيعية أثناء الشحن. وعند استخدام محرك الديزل كمصدر للطاقة، توقف النظام الهيدروليكي عن العمل.
أشارت هذه الأعراض إلى وجود منطقتين محتملتين للخلل:
عطل في النظام الهيدروليكي
عطل في الدائرة الكهربائية
كانت الخطوة الأولى هي تجنب افتراض أن المضخة الهيدروليكية التي تعمل بالديزل معيبة. ولأن جهاز الحفر كان يستخدم مصدرين مختلفين للطاقة، فقد وفرت مقارنة أدائه تحت كل مصدر أدلة تشخيصية مهمة.
تحقق من الأسباب الشائعة لأعطال النظام الهيدروليكي
عند حدوث عطل في جهاز الحفر الهيدروليكي، ينبغي مراعاة عدة أسباب شائعة:
تم ضبط ضغط العمل على مستوى منخفض للغاية
ضعف أو انكسار زنبرك صمام تنظيم الضغط
تسرب زيت خارجي خطير
التسرب الداخلي في الأسطوانات الهيدروليكية
تسرب مفرط في صمامات التحكم الاتجاهي
تسرب داخلي ناتج عن تآكل تروس المضخة أو الغطاء النهائي
في هذه الحالة، كان النظام يعمل بشكل طبيعي لعدة أشهر، مما يجعل احتمال وجود خطأ في ضبط الضغط الأصلي غير وارد. كما تم استبعاد تسرب الخراطيم الخارجية من خلال الفحص.
كانت الآلة مزودة بمضختين هيدروليكيتين مستقلتين: إحداهما تعمل بمحرك كهربائي والأخرى بمحرك ديزل. مع ذلك، كانت المكونات الهيدروليكية الأخرى، بما في ذلك الأسطوانات الهيدروليكية وصمامات التحكم الاتجاهي، مشتركة بين نظامي الطاقة.
بما أن جهاز الحفر كان يعمل بشكل طبيعي مع المحرك الكهربائي، فقد استنتج الفنيون بشكل معقول أن الأسطوانات الهيدروليكية المشتركة وصمامات التوجيه لم تكن السبب الرئيسي. وقد حصر هذا الأمر التحقيق في المضخة التي تعمل بالديزل أو نظام التحكم المرتبط بتشغيل الديزل.
افحص المضخة الهيدروليكية بعناية
تم اختبار المضخة الهيدروليكية التي تعمل بالديزل باستخدام مقياس ضغط، وتبين أن ضغطها الخارج طبيعي. ثم تم تفكيك المضخة وفحصها، حيث تم قياس خلوص التروس وخلوص السطح النهائي، وتبين أنهما أكبر قليلاً من الحجم المسموح به، ولكنهما لا يزالان ضمن النطاق المسموح به.
تم صقل غطاء نهاية المضخة لإعادة الخلوص إلى وضعه الطبيعي. وبعد إعادة التجميع، بقي العطل قائماً.
هذا درسٌ هامٌ في تشخيص أعطال المضخات الهيدروليكية. قد يُظهر أحد المكونات بعض التآكل دون أن يكون السبب الرئيسي للعطل الحالي. إن استبدال أو إصلاح جزءٍ ما لمجرد مظهره البالي قد يُهدر الوقت والجهد. لذا، ينبغي على الفنيين التحقق مما إذا كان كل عيبٍ مُشتبه به يُفسر نمط الأعراض بالكامل.
افحص النظام الكهربائي
قدّم مؤشر شحن البطارية غير الطبيعي دليلاً بالغ الأهمية. كانت منصة الحفر تستخدم نظام تحكم كهروهيدروليكي، وكان صمام الملف اللولبي المؤجل، الذي تم تحديده بالرمز Y172، يعمل إما بواسطة البطارية أو بواسطة دائرة شحن البطارية.
تضمنت دائرة الشحن مصهرًا بقوة 16 أمبير. وعندما فحص الفنيون المصهر، وجدوا أنه قد احترق. وبعد استبدال المصهر، أُعيد اختبار جهاز الحفر، وتم إصلاح العطل.
للوهلة الأولى، قد يبدو احتراق الفيوز في دائرة الشحن غير مرتبط بنظام هيدروليكي لا يعمل بطاقة الديزل. لكن العلاقة تتضح عند فهم صمام الملف اللولبي المؤجل.
دور الصمام اللولبي المتأخر
صُمم صمام Y172 لتوفير بدء تشغيل مؤجل بدون حمل للنظام الهيدروليكي. عند بدء تشغيل محرك الديزل أو المحرك الكهربائي، يبقى الصمام في وضعه الابتدائي. في هذه الحالة، يعود الزيت الهيدروليكي مباشرةً إلى الخزان عبر مسار التفريغ. تبدأ المضخة الهيدروليكية بحمل ضئيل، مما يُسهّل بدء تشغيل المحرك.
بعد حوالي ثلاث ثوانٍ من التنشيط، يتحرك صمام الملف اللولبي المؤجل. يؤدي ذلك إلى إغلاق دائرة التفريغ، مما يسمح للنظام الهيدروليكي بالدخول في وضع التشغيل الطبيعي. عندها، تستطيع المضخة المتغيرة توفير الضغط والتدفق وفقًا لمتطلبات الحمل الخارجي.
إذا لم يتلقَ الصمام اللولبي طاقة كهربائية، فإنه يبقى في وضع التفريغ. قد تستمر المضخة في الدوران وإنتاج تدفق الزيت، لكن النظام لا يستطيع توليد الضغط اللازم لعمليات الحفر العادية.
في الحالة المذكورة، تسبب احتراق الفيوز ذي الـ 16 أمبير في منع البطارية من تزويد صمام الملف اللولبي Y172 المؤجل بالطاقة أثناء تشغيل محرك الديزل. ونتيجة لذلك، ظل النظام الهيدروليكي غير مُحمّل ولم يتمكن من العمل.
طريقة أفضل لحل المشكلات
توضح هذه الحالة سبب ضرورة اتباع أسلوب على مستوى النظام في استكشاف أعطال حفارات الكهروهيدروليكية وإصلاحها:
سجل جميع الأعراض تحت كل مصدر طاقة.
قارن بين ظروف التشغيل العادية وغير العادية.
افصل المكونات المشتركة عن المكونات الخاصة بمصدر الطاقة.
تحقق من الضغط، وتسرب الزيت، وحالة المضخة، وتشغيل الصمامات.
افحص مصدر الطاقة الكهربائية، والصمامات، والأسلاك الأرضية، والموصلات، وإشارات التحكم.
تأكد من أن الصمامات اللولبية تتلقى الجهد اللازم للتحويل.
اختبر الجهاز بعد كل عملية إصلاح يتم التحقق منها.
قد ينشأ عطل هيدروليكي من سلك أو مصهر أو بطارية أو مرحل أو دائرة صمام لولبي. وبالمثل، قد يكون سبب مشكلة كهربائية ظاهرة هو الحمل الهيدروليكي أو أحد المكونات الميكانيكية. وتعتمد الصيانة الناجحة على فهم كيفية تفاعل الأنظمة.
بالنسبة لمنصات الحفر الحديثة، ينبغي على الفنيين تطوير مهارات تشخيص الأعطال الهيدروليكية والكهربائية على حد سواء. هذا النهج المتكامل يقلل من استبدال الأجزاء غير الضروري، ويختصر وقت التوقف، ويحسن موثوقية المعدات.
