Tại sao không được để bơm thùng phuy chạy khô?

Không nên để bơm thùng phuy chạy khô vì khi đầu bơm không còn được cấp chất lỏng ổn định, điều kiện làm việc của các chi tiết bên trong đầu bơm sẽ thay đổi. Tùy thiết kế của từng dòng bơm, chất lỏng được bơm có thể góp phần làm mát, tạo điều kiện bôi trơn cho một số bề mặt làm việc và duy trì điều kiện thủy lực bình thường.

Khi mất chất, motor có thể vẫn quay, trục vẫn quay, nhưng điều đó không có nghĩa bơm đang vận hành an toàn. Ma sát và nhiệt tại một số bộ phận có thể tăng, từ đó làm tăng tốc độ mài mòn và nguy cơ hư hỏng nếu tình trạng chạy khô tiếp tục kéo dài.

Đây cũng là vấn đề được các nhà sản xuất bơm thùng phuy quan tâm. Chẳng hạn, trong tài liệu vận hành dòng EF của Finish Thompson, nhà sản xuất cảnh báo rõ không được để bơm chạy khô.

Điểm cần nhớ: Motor vẫn chạy không có nghĩa đầu bơm đang có đủ chất và làm việc an toàn.

Bơm thùng phuy chạy khô là gì?

Hiểu đơn giản, bơm thùng phuy chạy khô là tình trạng động cơ và các bộ phận quay của bơm vẫn hoạt động nhưng đầu bơm không còn được cung cấp đủ chất lỏng theo điều kiện vận hành bình thường.

Tình trạng này rất dễ xảy ra khi sang chiết hóa chất, dầu hoặc các chất lỏng từ thùng phuy.

Ví dụ, một thùng gần hết chất nhưng người vận hành nhìn thấy dưới đáy vẫn còn một lượng nhỏ nên tiếp tục cho bơm chạy với mong muốn hút sạch.

Quá trình có thể diễn ra như sau:

MỨC CHẤT GIẢM DẦN
↓
ĐẦU BƠM KHÔNG CÒN ĐƯỢC CẤP CHẤT LIÊN TỤC
↓
BƠM HÚT XEN KẼ CHẤT LỎNG VÀ KHÔNG KHÍ
↓
DÒNG XẢ BẮT ĐẦU NGẮT QUÃNG
↓
MẤT CHẤT
↓
BƠM TIẾP TỤC QUAY → CHẠY KHÔ

Điều đáng chú ý là motor có thể vẫn phát ra âm thanh và tiếp tục quay bình thường. Vì vậy, nếu chỉ quan sát motor, người vận hành rất dễ nghĩ rằng bơm vẫn đang hoạt động tốt.

Tại sao chất lỏng lại quan trọng đối với đầu bơm?

Chất lỏng trước hết là môi chất mà bơm cần vận chuyển. Tuy nhiên, tùy theo thiết kế của từng loại bơm thùng phuy, sự hiện diện của chất lỏng còn có thể góp phần tạo ra điều kiện làm việc phù hợp cho một số chi tiết trong đầu bơm.

Chất lỏng có thể góp phần:

• Hỗ trợ mang nhiệt ra khỏi khu vực làm việc.
• Tạo điều kiện làm việc cho các bề mặt quay.
• Hỗ trợ bôi trơn bằng chính chất bơm tại một số bạc hoặc bề mặt ma sát, tùy thiết kế.
• Duy trì điều kiện thủy lực cần thiết để bơm tạo dòng chất ổn định.

Do đó, khi chất lỏng biến mất, điều kiện hoạt động của đầu bơm cũng thay đổi.

Cần lưu ý rằng không phải mọi bơm thùng phuy đều có cấu tạo giống nhau. Không nên hiểu rằng chất lỏng sẽ bôi trơn tất cả vòng bi hoặc mọi bộ phận của mọi loại bơm.

Mức độ ảnh hưởng của chạy khô phụ thuộc vào nguyên lý, vật liệu và thiết kế cụ thể của từng model.

Điều gì xảy ra khi bơm thùng phuy chạy khô?

Có thể hình dung theo chuỗi:

BƠM ĐƯỢC CẤP ĐỦ CHẤT
→ điều kiện làm việc bình thường.

Nhưng khi:

MỨC CHẤT QUÁ THẤP
↓
ĐẦU BƠM THIẾU CHẤT
↓
BƠM HÚT KHÍ
↓
ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CÁC BỘ PHẬN QUAY THAY ĐỔI
↓
KHẢ NĂNG LÀM MÁT/BÔI TRƠN BẰNG MÔI CHẤT CÓ THỂ SUY GIẢM
↓
MA SÁT VÀ NHIỆT CÓ THỂ TĂNG
↓
MÀI MÒN TĂNG
↓
NGUY CƠ HƯ HỎNG BƠM

Không nên hiểu chuỗi trên theo nghĩa cứ mất chất vài giây là máy bơm chắc chắn hỏng ngay.

Một số thiết kế có thể chịu được tình trạng thiếu chất tốt hơn thiết kế khác. Thời gian và mức độ hư hỏng còn phụ thuộc vào vật liệu, tốc độ quay, loại bơm và quy định của nhà sản xuất.

Nguyên tắc an toàn vẫn là: nếu nhà sản xuất không xác nhận khả năng chạy khô, không nên chủ động cho bơm vận hành khi không có chất.

Những bộ phận nào có thể bị ảnh hưởng khi bơm chạy khô?

Do cấu tạo giữa các hãng và các dòng bơm khác nhau, không thể khẳng định tất cả bơm thùng phuy sẽ hỏng cùng một chi tiết.

Tùy thiết kế, các bộ phận cần quan tâm có thể bao gồm:

• Cánh bơm hoặc bộ phận tạo dòng.
• Trục bơm.
• Bạc trục.
• Ống lót.
• Các bề mặt quay và bề mặt ma sát.
• Bộ phận làm kín.
• Các chi tiết truyền động liên quan nếu đầu bơm bị bó hoặc kẹt.

Nếu một bề mặt vốn làm việc trong môi trường có chất lỏng chuyển sang ma sát trong điều kiện thiếu chất, nhiệt và tốc độ mài mòn có thể tăng.

Nếu tiếp tục vận hành, một hư hỏng ban đầu ở đầu bơm còn có thể làm trục quay nặng hơn, từ đó ảnh hưởng đến hệ truyền động.

Vì vậy, khi bơm đã có tiếng kêu, nóng bất thường hoặc trục quay nặng, không nên liên tục bật motor để thử xem bơm có chạy lại hay không.

Tại sao motor vẫn chạy nhưng bơm có thể đang chạy khô?

Đây là hiểu nhầm rất phổ biến khi sử dụng máy bơm.

Người vận hành thường quan sát:

Motor đang quay → máy bơm đang chạy → máy bơm bình thường.

Nhưng thực tế cần tách thành hai vấn đề:

MOTOR QUAY
≠
ĐẦU BƠM ĐƯỢC CẤP ĐỦ CHẤT

và:

MOTOR QUAY
≠
BƠM ĐANG LÀM VIỆC AN TOÀN

Motor có nhiệm vụ cung cấp chuyển động cho bơm. Nó vẫn có thể quay khi đầu bơm không còn chất lỏng.

Đặc biệt khi thùng gần cạn, đầu bơm có thể hút xen kẽ:

CHẤT LỎNG → KHÔNG KHÍ → CHẤT LỎNG → KHÔNG KHÍ

Do đó, trước khi hoàn toàn mất chất, người vận hành thường thấy dòng đầu ra bắt đầu yếu hoặc ngắt quãng.

Đây chính là thời điểm nên chú ý và chuẩn bị dừng bơm.

Dấu hiệu bơm thùng phuy đang thiếu chất hoặc có nguy cơ chạy khô

Không nhất thiết phải chờ đến khi đầu ra hoàn toàn không còn chất mới xác định bơm đang gặp vấn đề.

Một số dấu hiệu cần chú ý gồm:

• Mức chất trong thùng đã xuống rất thấp.
• Lưu lượng đầu ra giảm rõ rệt.
• Dòng chất đầu ra bị ngắt quãng.
• Đường xả xuất hiện nhiều khí.
• Bơm chạy nhưng không còn lên chất.
• Âm thanh vận hành thay đổi bất thường.
• Bơm rung hoặc nóng bất thường nếu tình trạng kéo dài.

Khi xuất hiện những dấu hiệu này, người vận hành nên kiểm tra mức chất thay vì tiếp tục cho bơm chạy với mục đích “cố hút thêm một chút”.

Tại sao không nên cố hút sạch 100% chất trong thùng?

Đây là một trong những nguyên nhân thực tế dễ dẫn đến bơm thùng phuy chạy khô.

Khi thùng gần hết, dưới đáy vẫn có thể còn một lượng chất. Nếu đó là hóa chất hoặc nguyên liệu có giá trị cao, tâm lý muốn tận dụng tối đa là dễ hiểu.

Người vận hành thường nghĩ:

“Còn một ít nữa, để máy chạy thêm cho hết.”

Nhưng khi mức chất đã xuống quá thấp:

CỐ HÚT THÊM
↓
ĐẦU BƠM THIẾU CHẤT
↓
BƠM BẮT ĐẦU HÚT KHÍ
↓
DÒNG XẢ NGẮT QUÃNG
↓
BƠM CÓ NGUY CƠ CHẠY KHÔ

Nếu tiếp tục để motor hoạt động, lợi ích của việc thu thêm một lượng chất nhỏ có thể không tương xứng với nguy cơ làm tăng mài mòn hoặc hư hỏng thiết bị.

Không nên đánh đổi tuổi thọ của bơm chỉ để cố lấy thêm một lượng chất nhỏ còn dưới đáy thùng.

Nếu quy trình sản xuất yêu cầu lượng chất tồn dư sau khi bơm phải cực thấp, yêu cầu này nên được đưa ra ngay từ bước lựa chọn thiết bị và phương án sang chiết, thay vì giải quyết bằng cách cố chạy bơm đến khi không còn chất.

Khi phát hiện bơm có dấu hiệu chạy khô cần làm gì?

Nếu phát hiện đầu ra mất chất hoặc nghi ngờ bơm đang chạy khô, có thể thực hiện theo nguyên tắc:

1. Dừng bơm.
2. Ngắt nguồn điện hoặc nguồn động lực.
3. Kiểm tra mức chất trong thùng.
4. Kiểm tra đầu bơm còn được cấp chất hay không.
5. Không liên tục bật – tắt motor để thử khi đầu bơm không có chất.
6. Nếu bơm đã chạy khô kéo dài hoặc xuất hiện tiếng kêu, rung, nóng, trục quay nặng thì nên kiểm tra kỹ thuật trước khi tiếp tục sử dụng.

Đặc biệt, không nên tự đặt ra quy định như “bơm chạy khô 30 giây vẫn được” hoặc “1 phút mới hỏng” nếu tài liệu của đúng model không cho phép.

Làm thế nào hạn chế bơm thùng phuy chạy khô?

Phòng ngừa thường đơn giản và ít tốn kém hơn sửa chữa.

Người vận hành nên:

• Theo dõi mức chất trong thùng trong quá trình bơm.
• Chú ý sự thay đổi của dòng chất đầu ra khi thùng gần cạn.
• Dừng bơm khi dòng xả bắt đầu mất ổn định.
• Không để bơm chạy không tải chỉ để kiểm tra.
• Không cố hút cạn tuyệt đối nếu thiết kế và nhà sản xuất không cho phép.
• Đào tạo người vận hành nhận biết tình trạng hút khí và thiếu chất.
• Với hệ thống có yêu cầu vận hành đặc biệt, cân nhắc giải pháp giám sát mức hoặc bảo vệ phù hợp.
• Kiểm tra manual của đúng model trước khi xác định khả năng chịu chạy khô.

Một quy tắc vận hành rất dễ nhớ là:

CÒN DÒNG CHẤT ỔN ĐỊNH → TIẾP TỤC VẬN HÀNH

DÒNG CHẤT NGẮT QUÃNG / MẤT CHẤT → DỪNG VÀ KIỂM TRA

Nhà sản xuất bơm thùng phuy có cảnh báo về chạy khô không?

Có. Một ví dụ rõ ràng là tài liệu Operation & Parts Manual của Finish Thompson EF Series.

Trong phần hướng dẫn vận hành, Finish Thompson đưa ra cảnh báo trực tiếp:

“NEVER allow the pump to run dry.”

Có thể hiểu là:

Không được để bơm vận hành khi không có chất lỏng.

Đây là một dẫn chứng cho thấy vấn đề chạy khô được một nhà sản xuất bơm thùng phuy đưa vào hướng dẫn vận hành chính thức.

Tuy nhiên, Finish Thompson chỉ là một ví dụ. Không nên lấy cấu tạo, vật liệu hay giới hạn vận hành của dòng EF để mặc định áp dụng cho bơm thùng phuy của các hãng khác.

Khi sử dụng bất kỳ model nào, manual của chính model đó vẫn là tài liệu cần ưu tiên.

Có phải mọi bơm thùng phuy đều tuyệt đối không được chạy khô?

Không nên đưa ra một giới hạn chung cho tất cả các loại bơm thùng phuy.

Khả năng chịu thiếu chất hoặc chạy khô phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

• Nguyên lý hoạt động.
• Cấu tạo đầu bơm.
• Vật liệu.
• Thiết kế trục và bạc.
• Bộ phận làm kín.
• Tốc độ vận hành.
• Đặc tính của chất bơm.
• Quy định cụ thể của nhà sản xuất.

Vì vậy không nên nói rằng “mọi bơm thùng phuy chạy khô vài giây đều hỏng”, nhưng cũng không nên tự cho rằng một bơm có thể chạy khô chỉ vì motor vẫn quay bình thường.

Nguyên tắc phù hợp hơn là:

Nếu nhà sản xuất không xác nhận bơm có khả năng chạy khô, không nên chủ động vận hành bơm trong tình trạng không có chất.

Kết luận: Không cố chạy bơm khi đã mất chất

Bơm thùng phuy chạy khô là tình trạng cần tránh trong quá trình vận hành.

Có thể ghi nhớ chuỗi đơn giản:

MỨC CHẤT QUÁ THẤP
↓
ĐẦU BƠM THIẾU CHẤT
↓
BƠM HÚT KHÍ
↓
ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC THAY ĐỔI
↓
KHẢ NĂNG LÀM MÁT/BÔI TRƠN BẰNG MÔI CHẤT CÓ THỂ SUY GIẢM
↓
MA SÁT – NHIỆT – MÀI MÒN CÓ THỂ TĂNG
↓
NGUY CƠ HƯ HỎNG BƠM

Vì vậy, khi thùng gần cạn và dòng đầu ra bắt đầu ngắt quãng, không nên tiếp tục chạy chỉ để cố hút thêm phần chất còn lại.

Quan trọng nhất cần nhớ:

Motor vẫn chạy không có nghĩa bơm đang vận hành an toàn.

Nếu bơm thùng phuy có hiện tượng không lên chất, dòng xả ngắt quãng, tiếng kêu bất thường, nóng, rung hoặc trục quay nặng sau khi thùng gần cạn, nên dừng thiết bị để kiểm tra. Khách hàng có thể cung cấp cho VIMEX model bơm + loại chất + điều kiện vận hành + hình ảnh/video hiện trạng để được hỗ trợ phân tích nguyên nhân và tư vấn phương án xử lý.