بسیاری از سنسورهای فشار در سیستم‌های هیدرولیک قربانی اضافه‌بارهای فشار کوتاه مدت می‌شوند که معمولاً به آن افزایش فشار می‌گویند. اگر این افزایش های ناگهانی به اندازه کافی شدید باشند، یک تغییر دائمی و مثبت صفر در خروجی سنسور فشار می‌تواند رخ دهد.
تست افزایش ناگهانی در آزمایشگاه
پس از بررسی این افزایش های ناگهانی ، ما یک روش آزمایشگاهی برای تعیین بزرگی افزایش های ناگهانی فشار واقعی که باعث خرابی ابزارهای خاص می‌شود، ایجاد کردیم. این روش نشان می دهد که افزایش فشار چند برابر فشار اسمی سیستم می تواند در یک سیستم رخ دهد.
با استفاده از این روش، به عنوان مثال، ما تعیین کردیم که دو سنسور فشار که توسط یکی از کاربران ما برای تجزیه و تحلیل خرابی بازگردانده شده بودند، تحت فشارهای 19500 و 21500 psi قرار گرفتند. پذیرفتن نتیجه‌گیری‌های ما برای کاربر مشکل بود.
این سیستم حاوی شیرهای کاهش فشار مناسب، یک تلمبه هیدرولیکی مهار شده و فشار کاری تنها 1350 psi داشت. وقتی به کاربر گفتیم که افزایش فشار 14.4 و 15.9 برابر فشار سیستم رخ داده است، منطق بر خلاف یافته‌های ما حکم می‌کرد.
برداشتی که مهندسین عزیز در کارحانه ها دارند افزایش ۲ تا ۴ برابری فشار در سیستم است که این مسئله طبق تجربه ما با واقعیت بسیار متفاوت است.
بررسی بیشتر در کارخانه مشتری
برای حل این مشکل، یک اسیلوسکوپ ذخیره‌سازی دیجیتال و ضبط کننده دیسک (Disk Recorder) را به کارخانه کاربر بردیم تا سیستم‌های هیدرولیک ماشین‌های ریخته‌گری را که خرابی سنسور فشار داشتند، آزمایش کنیم. ضبط کننده دارای عملکرد تحریک خودکار بود که امکان اندازه گیری با وضوح 0.5usec/point را فراهم می کرد. نتایج آزمایش افزایش فشار 5500 تا بیش از 20000 psi را نشان داد. در طول دوره آزمایش، فشار کاری بین 1250 تا 1350 psi حفظ شد.
مشکل مشابه در کارخانه تزریق پلاستیک
ما آزمایش‌های مشابهی را روی ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی نیز انجام دادیم. بسته به جایی که ما به سیستم هیدرولیک دستگاه ضربه زدیم، افزایش فشار چهار تا بیش از 20 برابر فشار حالت ثابت پیدا کردیم. عرض پالس تقریباً 0.25 میلی‌ثانیه بود – مشابه آنچه در ماشین‌های ریخته‌گری مشاهده شد.
نتیجه گیری از تست ها (دلایل و راه حل ها)
نتایج این آزمایش‌ها – و آزمایش‌های بعدی که شش ماه بعد در همان مکان انجام شد – ما را به چندین نتیجه رساند:
- افزایش فشار در سیستم های هیدرولیک اتفاق می افتد. شدیدترین آنها توسط تغییرات سریع در جریان سیستم ایجاد می شود که می تواند توسط اجزایی مانند پمپ ها، پیستون ها، رم ها، شیرها و دستگاه های کنترل ایجاد شود.
- هوای محبوس شده در سیال هیدرولیک باعث افزایش شدت فشار می شود. تخلیه هوا از سیستم می تواند پیک های فشار را تا 60 درصد کاهش دهد.
- افزایش فشار بیش از 20000 psi را می توان در سیستمی با فشار کاری اسمی 1300 psi مشاهده کرد.
- مدت زمان پالس معمولی افزایش فشار حدود 0.25 میلی ثانیه است. اکثر شیرهای ایمنی، اجزای فشار شکن نمی‌توانند به چنین شرایط فوق سریع پاسخ دهند.
- بزرگی فشار ناگهانی منتقل شده به سنسور فشار به محل جایگیری آن در سیستم بستگی دارد.
- اسنابرهای فشار به طور موثری بزرگی فشار ناگهانی را که سنسور فشار باید تحمل کند کاهش می دهد. اسنابر ضربه ها و ضربان هایی را که به فشار سنج ها آسیب می زند، متوقف یا جذب می کند.
