Phần 5: Bản đồ vị trí mòn theo ngành và thiết bị

Bản đồ vị trí mòn giúp xác định những khu vực thường xuống cấp sớm trong một dây chuyền. Tuy nhiên, giá trị của bản đồ không nằm ở việc ghi nhớ danh sách thiết bị mà ở việc hiểu vì sao một vị trí hỏng trước vị trí kế bên.

Nguyên tắc chung là đi theo dòng liệu. Những nơi dòng đổi hướng, đổi tốc độ hoặc đổi trạng thái thường là nơi điều kiện tác động lên bề mặt thay đổi hoặc nhiều cơ chế cùng xuất hiện. Khi nắm được nguyên tắc này, kỹ thuật có thể tiếp tục khoanh vùng những vị trí cần kiểm tra ngay cả với dây chuyền chưa có bản đồ sẵn.

1. Vị trí hỏng sớm thường nằm ở nơi dòng liệu thay đổi

Vị trí xuống cấp trước không nhất thiết là nơi chịu tải lớn nhất. Nhiều trường hợp, đó là nơi dòng liệu đổi hướng, đổi tốc độ hoặc chuyển sang một trạng thái chuyển động khác.

Dạng thay đổi	Ví dụ	Ảnh hưởng tại vị trí
Đổi hướng	Co, cút, tê nối, điểm dòng đập vào thành	Hạt không tiếp tục đi theo quỹ đạo cũ mà tác động trực tiếp lên bề mặt
Đổi tốc độ	Tiết diện thu hẹp, sau van, sau quạt	Tốc độ dòng thay đổi làm mức tác động của hạt lên bề mặt thay đổi
Đổi trạng thái dòng	Từ rơi sang trượt, từ khô sang ẩm	Cơ chế tác động lên bề mặt có thể thay đổi ngay tại vị trí chuyển tiếp

Trong nhiều trường hợp, đổi hướng là dấu hiệu cần ưu tiên kiểm tra. Tại co hoặc cút, hạt có quán tính nên không đổi hướng hoàn toàn theo dòng mà tiếp tục tác động vào thành.

Vì vậy, co và cút có thể xuống cấp nhanh hơn đoạn ống thẳng dù cùng nằm trên một tuyến và có cùng lưu lượng. Điểm khác biệt nằm ở hướng hạt tác động lên bề mặt.

1.1. Vị trí có nhiều cơ chế cùng xuất hiện cần được kiểm tra riêng

Một điểm cũng có thể xuống cấp nhanh khi hai điều kiện bất lợi cùng xuất hiện, chẳng hạn:

dòng đổi hướng đồng thời làm việc ở nhiệt độ cao
vị trí vừa chịu va đập vừa tiếp xúc với liệu có độ ẩm cao

Khi nhiều cơ chế hỗ trợ lẫn nhau, tốc độ xuống cấp có thể khác đáng kể so với khi xem xét từng yếu tố riêng biệt.

Cách nhận diện trường hợp nhiều cơ chế cùng xuất hiện được trình bày tại Phần 1: 4 loại mòn và dấu hiệu nhận diện trên bề mặt.

2. Bản đồ vị trí mòn trong ngành xi măng

Có thể đi theo dòng liệu từ đầu vào tới đầu ra để xác định những vị trí cần ưu tiên kiểm tra.

Vị trí	Dòng liệu	Điều kiện cần chú ý
Côn thu và cửa xả silo quặng	Quặng thô, độ ẩm thay đổi theo mùa	Tiết diện thu hẹp, liệu ẩm có thể đồng thời tạo mòn và bám
Lòng và thành máng trút liệu	Quặng, dòng trượt	Dòng chuyển từ rơi sang trượt
Rìa ngoài cánh phân ly	Bột than mịn, tốc độ cao	Tốc độ tiếp tuyến tăng về phía rìa ngoài
Vỏ máy nghiền	Bột và hạt trong dòng xoáy	Dòng liên tục tác động lên thành
Phễu hồi lưu	Bột mịn, có thể ẩm	Tiết diện hẹp và dòng chậm làm tăng nguy cơ bám dính

Rìa ngoài của cánh phân ly là ví dụ điển hình cho ảnh hưởng của tốc độ tiếp tuyến. Trên cùng một cánh, tốc độ tăng theo bán kính nên phần rìa ngoài có thể chịu điều kiện tác động nặng hơn vùng gần tâm.

Điều này cũng cho thấy không nên mặc định toàn bộ một chi tiết cần cùng một mức bảo vệ. Vùng chịu tác động lớn hơn cần được xác định trước khi quyết định phạm vi sử dụng vật liệu

3. Bản đồ vị trí mòn trong ngành gang thép

Trong dây chuyền gang thép, điều kiện làm việc thay đổi đáng kể giữa luyện cốc, thiêu kết, lò cao, thu bụi và xử lý xỉ.

Công đoạn	Vị trí cần chú ý	Điều kiện tác động chính
Luyện cốc	Bunker than, ống chuyển cốc	Cốc sắc cạnh và nhiều điểm đổi hướng
Bến rót cốc	Mép, mặt trượt và hai bên thành	Các vùng lần lượt chịu va đập, mài mòn trượt và nhiệt
Thiêu kết	Máng rung, sàng liệu nóng	Liệu nóng kết hợp rung và tải lặp lại
Thiêu kết	Phễu thu bụi	Bụi mịn kết hợp nhiệt độ cao
Thiêu kết	Vùng dòng đổi hướng	Dòng hạt tốc độ cao đồng thời đổi hướng
Thiêu kết	Hộp gió	Dòng khí mang bụi đi qua tiết diện thay đổi
Lò cao	Máng phân phối nghiêng, phễu nạp liệu	Liệu tảng lớn và va đập khi rơi
Lò cao	Vỏ quạt, ống bù áp	Dòng khí mang hạt ở tốc độ cao
Lò cao	Xe kíp nạp liệu	Va đập lặp lại theo từng chuyến
Thu bụi	Côn cyclone, côn thu bụi	Dòng xoáy ép hạt về phía thành
Xử lý xỉ	Máng tạo hạt xỉ, hộp phanh, vít tải	Xỉ sắc, nóng và có thể ẩm
Xử lý xỉ	Co, cút, tê của ống xả xỉ	Nhiều điểm đổi hướng liên tiếp

3.1. Thành cyclone mòn do chính nguyên lý làm việc của thiết bị

Cyclone làm việc bằng cách tạo dòng xoáy và đưa hạt về phía thành. Vì vậy, thành thiết bị là khu vực chịu tác động liên tục của dòng mang hạt.

Trong trường hợp này, không thể đặt mục tiêu loại bỏ hoàn toàn cơ chế tác động. Bài toán chuyển sang xác định đúng điều kiện làm việc và lựa chọn nhóm vật liệu có khả năng duy trì tuổi thọ phù hợp hơn tại vị trí đó

4. Bản đồ vị trí mòn trong ngành nhiệt điện

Vị trí	Dòng liệu hoặc điều kiện	Nguyên nhân cần kiểm tra
Bun-ke than cám	Than mịn, có thể ẩm	Dòng chậm tại tiết diện hẹp, có thể nghiêng về bài toán bám dính
Thân thùng nghiền, bánh con lăn	Than thô, tải nghiền	Tải lớn và lặp lại
Côn và lồng phân ly	Bột than trong dòng khí	Thay đổi tiết diện và tốc độ dòng
Ống ba ngả bột than	Bột than tốc độ cao	Nhiều điểm đổi hướng trong cùng một chi tiết
Bộ định hướng ngọn lửa vòi đốt	Bột than tốc độ cao, gần nguồn nhiệt	Dòng mang hạt kết hợp nhiệt
Cánh tĩnh quạt khói	Khói mang tro mịn	Dòng tro tác động liên tục lên cánh
Đường ống tro	Tro khô hoặc dạng bùn	Các co, cút tạo thêm điểm đổi hướng
Máng dốc, phễu trút xỉ nóng	Xỉ nóng, có thể ẩm	Va đập kết hợp môi trường nhiệt và ẩm
Sàn thuyền xỉ	Xỉ ẩm, tải trọng lớn	Va đập khi trút và ảnh hưởng của độ ẩm
Tuyến đá vôi	Đá vôi	Cần tách ảnh hưởng của độ cứng khỏi va đập và lưu lượng

Ống ba ngả bột than cho thấy rõ nguyên tắc dòng đổi hướng. Một chi tiết có ba nhánh có thể tạo ra nhiều vùng chịu tác động khác nhau thay vì chỉ có một điểm mòn chung.

4.1. Độ cứng của hạt thấp không có nghĩa vị trí làm việc nhẹ

Đá vôi có độ cứng khoảng 3 trên thang Mohs, thấp hơn đáng kể so với thạch anh. Nếu chỉ xét khả năng cào xước, đây không phải nhóm hạt có độ cứng cao.

Tuy nhiên, tuyến đá vôi vẫn có thể cần bảo vệ vì cơ chế chi phối không nhất thiết là cào xước.

Khi đá vôi đi qua tuyến với cỡ hạt lớn, cao độ rơi đáng kể và lưu lượng lớn, va đập có thể trở thành yếu tố chính.

Vì vậy, đánh giá vật liệu tại vị trí này cần xét đến khả năng chịu va đập và độ dai thay vì chỉ ưu tiên độ cứng cao nhất.

Ví dụ này cho thấy một yếu tố nhẹ không đồng nghĩa toàn bộ vị trí là nhẹ. Điều kiện thực tế cần được đánh giá từ các yếu tố đang cùng tác động.

5. Bản đồ vị trí mòn trong ngành khai khoáng

Vị trí	Điều kiện tác động cần chú ý
Gầu máy xúc	Cào dọc mặt gầu kết hợp va đập tại mép cắt
Sàn và thành toa xe tải nặng	Va đập khi nạp liệu, sau đó chuyển sang trượt khi dỡ
Phễu và đáy trượt băng tải	Dòng chuyển từ rơi sang trượt tại vùng tiết diện hẹp
Trạm chuyển tiếp băng tải	Dòng rơi và đổi hướng trong khoảng ngắn
Phễu nạp máy nghiền	Liệu tảng lớn rơi từ cao, va đập chi phối
Họng xả hydrocyclone	Dòng bùn và hạt tập trung tại vùng xả
Ống phân phối quặng, máng dẫn	Dòng bùn mang hạt, đặc biệt tại các điểm đổi hướng
Vách bể tuyển nổi	Khuấy liên tục kết hợp môi trường hóa học
Trục bơm bùn quặng	Tốc độ tương đối lớn tại vùng phía ngoài

5.1. Toa xe chịu hai dạng tác động trong cùng một chu kỳ

Sàn và thành toa xe có hai trạng thái làm việc khác nhau.

Khi nạp liệu, bề mặt chịu va đập. Khi dỡ, liệu tiếp tục trượt dọc bề mặt.

Vì vậy, điều kiện tại vị trí này cần được đánh giá đồng thời theo cả hai cơ chế, thay vì tối ưu vật liệu chỉ cho một dạng tác động.

5.2. Cùng một nguyên lý có thể xuất hiện trên những thiết bị khác nhau

Họng xả hydrocyclone và cyclone thu bụi khác nhau về ứng dụng nhưng cùng có một nguyên lý cần chú ý: dòng chuyển động làm hạt tập trung về một vùng nhất định của thiết bị.

Tương tự, vùng ngoài của trục bơm bùn và rìa cánh phân ly đều liên quan đến sự thay đổi tốc độ theo bán kính.

Các ví dụ này cho thấy bản đồ không phải danh sách cần học thuộc. Một số nguyên lý về dòng liệu có thể lặp lại trên nhiều dạng thiết bị. Khi hiểu nguyên lý, kỹ thuật có thể dự đoán những vị trí cần ưu tiên kiểm tra trên một dây chuyền chưa từng khảo sát.

6. Có thể tự dựng bản đồ bằng cách đi theo dòng liệu

Với dây chuyền ngoài bốn ngành trên, có thể bắt đầu bằng sơ đồ dòng liệu thay vì cố tìm một danh sách thiết bị tương ứng.

Bước	Nội dung thực hiện
1	Vẽ hướng dòng liệu từ đầu vào đến đầu ra
2	Đánh dấu tất cả vị trí dòng đổi hướng
3	Đánh dấu nơi dòng đổi tốc độ, gồm thay đổi tiết diện, sau quạt hoặc sau van
4	Đánh dấu nơi dòng đổi trạng thái, chẳng hạn từ rơi sang trượt hoặc từ khô sang ẩm
5	Ưu tiên kiểm tra những vị trí đồng thời có từ hai dạng thay đổi trở lên
6	Đo các yếu tố tác động tại những vị trí đã khoanh vùng

Bước đầu tiên đặc biệt quan trọng. Nếu chỉ vẽ thiết bị, sơ đồ chủ yếu cho biết máy nằm ở đâu. Khi vẽ hướng dòng liệu, kỹ thuật bắt đầu nhìn thấy nơi điều kiện tác động thay đổi.

Những điểm có nhiều dạng thay đổi cùng xuất hiện là nơi cần chú ý khả năng nhiều cơ chế đang đồng thời tác động.

7. Thứ tự xử lý không chỉ phụ thuộc vào mức độ mòn

Bản đồ giúp xác định vị trí nào có nguy cơ xuống cấp sớm, nhưng chưa trực tiếp trả lời vị trí nào cần xử lý trước.

Bốn tiêu chí cần được đặt cạnh nhau:

Mức ưu tiên đánh giá	Tiêu chí	Ý nghĩa
1	Hư hỏng làm dừng một thiết bị hay ảnh hưởng cả tuyến	Phạm vi ảnh hưởng tới vận hành khác nhau
2	Tần suất phải can thiệp trong năm	Vị trí phải sửa thường xuyên tạo nhiều lần dừng và công việc bảo trì
3	Có thể tiếp cận trong thời gian dừng máy hay không	Một số vị trí chỉ có thể xử lý khi nhà máy dừng dài
4	Đã có đường cơ sở để theo dõi hay chưa	Có dữ liệu ban đầu giúp đánh giá kết quả sau khi thay đổi phương án

Khả năng tiếp cận là yếu tố dễ bị bỏ qua.

Một vị trí xuống cấp nặng nhưng chỉ có thể tiếp cận trong kỳ đại tu chưa chắc là công việc có thể triển khai trước tiên. Tuy nhiên, đó lại là vị trí cần được lập kế hoạch sớm để không bỏ lỡ thời gian dừng máy phù hợp.

Mức độ hư hỏng và thứ tự triển khai vì vậy là hai vấn đề liên quan nhưng không hoàn toàn giống nhau.

8. Phạm vi của bản đồ

Bản đồ trong nội dung này được tổng hợp từ 39 dự án khảo sát thuộc hồ sơ được sử dụng để xây dựng bản đồ, kết hợp với dữ liệu ứng dụng từ tài liệu của nhà sản xuất.

Bốn ngành có dữ liệu được tổng hợp gồm:

gang thép
xi măng
nhiệt điện
khai khoáng

Con số 39 dự án là mẫu hồ sơ được sử dụng để xây dựng bản đồ này, không phải tổng số dự án GAC đã thực hiện.

Với những dây chuyền ngoài bốn nhóm ngành trên, có thể sử dụng phương pháp đi theo dòng liệu ở phần 6 để xác định các vị trí cần kiểm tra trước.

9. Trách nhiệm của các bộ phận

Việc xây dựng và sử dụng bản đồ cần kết hợp giữa người khảo sát, vận hành và bộ phận kế hoạch bảo trì.

Nội dung công việc	Người hoặc bộ phận phụ trách
Vẽ sơ đồ dòng liệu	Kỹ sư khảo sát phối hợp với bộ phận vận hành
Xác nhận hướng dòng thực tế	Bộ phận vận hành
Xác nhận hư hỏng ảnh hưởng một thiết bị hay cả tuyến	Bộ phận vận hành và kế hoạch bảo trì
Cung cấp kế hoạch và thời gian dừng máy	Bộ phận kế hoạch bảo trì
Xác định thứ tự triển khai	Nhà máy

Thứ tự xử lý phụ thuộc không chỉ vào mức độ mòn mà còn vào kế hoạch sản xuất, khả năng tiếp cận và mức độ ảnh hưởng tới vận hành.

Vì vậy, bên cung cấp giải pháp có thể hỗ trợ phân tích kỹ thuật nhưng không thay nhà máy quyết định thứ tự ưu tiên triển khai.

10. Lưu ý khi áp dụng kiến thức

Một, bản đồ cho biết những vị trí thường có nguy cơ xuống cấp sớm, nhưng thứ tự thực tế có thể khác giữa các nhà máy. Cùng một công đoạn vẫn có thể làm việc trong điều kiện dòng liệu và vận hành khác nhau.

Hai, bản đồ hiện tại tập trung vào bốn ngành vì đây là phạm vi dữ liệu đã được tổng hợp. Với dây chuyền ngoài bốn ngành này, cần sử dụng nguyên tắc dòng liệu để tự khoanh vùng vị trí cần kiểm tra.

Ba, bản đồ chỉ cho biết nơi cần chú ý, không cho biết mức độ mòn cụ thể. Mức độ hư hỏng vẫn cần được xác định bằng dữ liệu tại chính vị trí và theo dõi qua thời gian.

Bốn, thứ tự ưu tiên cuối cùng thuộc quyết định của nhà máy. Các tiêu chí về phạm vi ảnh hưởng, tần suất can thiệp, thời gian dừng máy và đường cơ sở chỉ tạo khung để hỗ trợ quyết định.

Bản đồ vị trí mòn có giá trị khi được dùng để đọc dòng liệu và điều kiện tác động, thay vì chỉ ghi nhớ một danh sách thiết bị. Những nơi dòng đổi hướng, đổi tốc độ hoặc đổi trạng thái là các điểm cần ưu tiên kiểm tra; sau đó mức độ hư hỏng và thứ tự xử lý vẫn phải được xác định bằng dữ liệu vận hành thực tế tại từng nhà máy.