Câu hỏi thường gặp
Tại sao chất quá nhớt làm hỏng bơm thùng phuy?
Câu hỏi
Tại sao bơm chất quá nhớt có thể làm hỏng bơm thùng phuy? Vì sao có trường hợp motor vẫn chạy nhưng khớp nối giữa motor và đầu bơm lại nhanh bị hỏng?
Trả lời
Bơm thùng phuy bơm chất nhớt hoàn toàn có thể thực hiện được nếu độ nhớt của môi chất nằm trong giới hạn thiết kế của thiết bị. Vấn đề phát sinh khi chất lỏng có độ nhớt quá cao so với khả năng của bơm.
Khi độ nhớt tăng, chất lỏng khó chuyển động hơn, lực cản đối với đầu bơm tăng và bơm cần mô-men lớn hơn để duy trì chuyển động. Tải này được truyền qua các bộ phận của hệ truyền động như motor → khớp nối → trục → đầu bơm. Nếu tải vượt khả năng thiết kế trong thời gian dài, khớp nối, trục, motor hoặc cụm bơm có thể bị ảnh hưởng.
Có thể hình dung đơn giản:
ĐỘ NHỚT QUÁ CAO
↓
LỰC CẢN TĂNG
↓
MÔ-MEN YÊU CẦU TĂNG
↓
TẢI TRUYỀN ĐỘNG TĂNG
↓
BƠM HOẠT ĐỘNG NẶNG
↓
NGUY CƠ QUÁ TẢI – HƯ HỎNG
Bơm được chất lỏng không có nghĩa là bơm được mọi độ nhớt.
Độ nhớt ảnh hưởng đến bơm thùng phuy như thế nào?
Hiểu đơn giản, độ nhớt thể hiện mức độ cản trở dòng chảy của chất lỏng.
Chất có độ nhớt thấp thường chảy dễ hơn. Ngược lại, chất có độ nhớt cao có xu hướng chảy khó hơn và tạo lực cản lớn hơn trong quá trình vận chuyển.
Ví dụ dễ hình dung là sự khác biệt giữa nước và một loại dầu đặc. Khi khuấy nước, lực cần thiết tương đối nhỏ; nhưng khi khuấy chất đặc hơn, chúng ta cảm nhận rõ lực cản tăng lên.
Với bơm cũng tương tự.
Khi đầu bơm hoạt động, nó phải truyền năng lượng cho môi chất. Độ nhớt càng cao thì điều kiện thủy lực và tải vận hành càng khác so với khi bơm chất lỏng loãng.
Đây là lý do không nên lựa chọn bơm thùng phuy chỉ dựa trên lưu lượng và công suất motor.
Vì sao chất càng nhớt thì bơm càng phải làm việc nặng?
Khi độ nhớt tăng, ma sát và lực cản dòng chảy tăng. Để duy trì chuyển động của đầu bơm, hệ truyền động có thể phải cung cấp mô-men lớn hơn.
So sánh đơn giản:
CHẤT LOÃNG
→ Dễ chuyển động
→ Lực cản thấp hơn
→ Bơm hoạt động trong điều kiện phù hợp
Trong khi:
CHẤT QUÁ NHỚT
→ Khó chuyển động
→ Lực cản tăng
→ Mô-men yêu cầu tăng
→ Hệ truyền động chịu tải lớn hơn
Nếu độ nhớt vẫn nằm trong giới hạn mà nhà sản xuất cho phép thì đây có thể chỉ là điều kiện vận hành bình thường.
Vấn đề là khi:
ĐỘ NHỚT THỰC TẾ > KHẢ NĂNG THIẾT KẾ CỦA BƠM
Khi đó việc tiếp tục vận hành có thể khiến bơm làm việc ngoài vùng phù hợp.
Tại sao khớp nối bơm thùng phuy có thể bị hỏng?
Đây là một lỗi thực tế rất đáng chú ý.
Tùy cấu tạo từng loại bơm thùng phuy, motor và trục bơm có thể được liên kết thông qua một cơ cấu truyền động hoặc khớp nối.
Có thể mô tả nguyên tắc:
MOTOR
↓
KHỚP NỐI
↓
TRỤC BƠM
↓
ĐẦU BƠM
Motor tạo mô-men quay. Khớp nối truyền mô-men xuống trục và cuối cùng làm đầu bơm hoạt động.
Khi bơm chất quá nhớt:
ĐỘ NHỚT CAO
↓
ĐẦU BƠM QUAY NẶNG HƠN
↓
MÔ-MEN CẢN TĂNG
↓
TẢI TRUYỀN QUA KHỚP NỐI TĂNG
↓
KHỚP NỐI CHỊU ỨNG SUẤT LỚN HƠN
Tùy thiết kế và vật liệu, khớp nối có thể bị mòn, biến dạng, trượt, phá hủy bề mặt truyền động hoặc hư hỏng hoàn toàn.
VIMEX đã gặp trường hợp thực tế khách hàng sử dụng bơm thùng phuy để bơm chất quá đặc, độ nhớt cao. Sau một thời gian, khớp nối giữa motor và đầu bơm bị hư hỏng.
Tất nhiên, không thể chỉ nhìn khớp nối hỏng rồi kết luận 100% nguyên nhân là độ nhớt. Khi kiểm tra vẫn cần loại trừ các nguyên nhân khác như kẹt đầu bơm, lắp ráp không đúng, cặn bẩn hoặc hư hỏng cơ khí.
Nhưng nếu bơm đang vận hành với môi chất vượt giới hạn độ nhớt cho phép, quá tải truyền động là một nguyên nhân cần được kiểm tra đầu tiên.
Tại sao motor vẫn quay nhưng bơm không lên chất?
Đây là hiện tượng có thể khiến người sử dụng nhầm lẫn.
Khách hàng bật máy và thấy:
Motor vẫn quay → vẫn nghe tiếng motor → nhưng không có chất đi ra.
Một trong những khả năng cần kiểm tra là khớp nối.
Nếu khớp nối đã bị hư hỏng:
MOTOR VẪN QUAY
↓
KHỚP NỐI KHÔNG TRUYỀN ĐỦ MÔ-MEN
↓
TRỤC BƠM KHÔNG QUAY HOẶC QUAY KHÔNG ĐÚNG
↓
ĐẦU BƠM KHÔNG LÀM VIỆC BÌNH THƯỜNG
↓
BƠM KHÔNG LÊN CHẤT / LƯU LƯỢNG RẤT YẾU
Vì vậy cần nhớ:
Motor quay không đồng nghĩa với đầu bơm đang quay bình thường.
Nếu gặp tình trạng này, không nên liên tục bật máy để thử. Cần dừng thiết bị và kiểm tra khớp nối, trục và đầu bơm.
Chất quá nhớt có làm giảm lưu lượng bơm thùng phuy không?
Có thể.
Đặc biệt với một số bơm thùng phuy sử dụng nguyên lý ly tâm, độ nhớt của môi chất ảnh hưởng đáng kể đến đặc tính vận hành.
Khi độ nhớt tăng, tổn thất thủy lực thay đổi và lưu lượng thực tế có thể thấp hơn so với khi bơm chất loãng.
Đây cũng là lý do không nên thấy catalogue ghi:
Qmax = X lít/phút
rồi mặc định rằng bơm sẽ đạt đúng lưu lượng đó với mọi loại hóa chất.
Cần xem điều kiện thử của catalogue.
Nếu thông số được xác định với nước nhưng môi chất thực tế lại là dầu hoặc hóa chất có độ nhớt cao thì kết quả vận hành thực tế có thể khác đáng kể.
Tại sao không thể chỉ tăng công suất motor?
Một suy nghĩ thường gặp là:
“Chất đặc quá thì thay motor khỏe hơn là được.”
Cách xử lý này không nhất thiết đúng.
Khả năng bơm chất nhớt không chỉ phụ thuộc vào motor mà còn liên quan đến toàn bộ hệ thống:
MOTOR
- KHỚP NỐI
- TRỤC
- CỤM THỦY LỰC
- NGUYÊN LÝ BƠM
- VẬT LIỆU
- GIỚI HẠN ĐỘ NHỚT
Motor lớn hơn có thể cung cấp mô-men lớn hơn, nhưng khớp nối, trục hoặc đầu bơm chưa chắc được thiết kế để chịu tải tương ứng.
Quan trọng hơn, motor mạnh hơn không thể biến một nguyên lý bơm không phù hợp thành một bơm chuyên dùng cho chất có độ nhớt cao.
Vì vậy, phải lựa chọn đồng bộ cả bơm và motor.
Tại sao cùng một chất mùa hè bơm được nhưng khi trời lạnh lại khó bơm?
Đây là một yếu tố người mua bơm rất dễ bỏ qua: độ nhớt cần được xem xét tại nhiệt độ vận hành thực tế.
Độ nhớt của nhiều chất thay đổi theo nhiệt độ. Với nhiều loại chất lỏng, khi nhiệt độ giảm, độ nhớt có thể tăng.
Điều đó có nghĩa là một bơm vận hành tương đối bình thường khi môi chất ấm nhưng có thể làm việc nặng hơn khi nhiệt độ môi chất giảm đáng kể.
Ví dụ về nguyên tắc:
NHIỆT ĐỘ GIẢM
↓
ĐỘ NHỚT CỦA MỘT SỐ CHẤT TĂNG
↓
LỰC CẢN TĂNG
↓
TẢI BƠM TĂNG
Vì vậy, khi lựa chọn bơm thùng phuy bơm chất nhớt, câu hỏi chính xác không chỉ là:
“Độ nhớt của chất bao nhiêu?”
Mà nên hỏi:
“Độ nhớt của chất tại nhiệt độ bơm thực tế là bao nhiêu?”
Khi nào nên cân nhắc bơm thùng phuy trục vít?
Với môi chất có độ nhớt cao, một số ứng dụng có thể phù hợp hơn với bơm thùng phuy sử dụng nguyên lý trục vít/progressive cavity thay vì bơm kiểu ly tâm thông thường.
Nguyên lý bơm thể tích thường có những đặc tính phù hợp hơn với nhiều môi chất nhớt.
Tuy nhiên, không nên áp dụng công thức:
“Chất nhớt = bơm trục vít.”
Trước khi lựa chọn vẫn cần kiểm tra:
- Độ nhớt thực tế.
- Nhiệt độ.
- Tỷ trọng.
- Tính ăn mòn.
- Có cặn hoặc hạt rắn không.
- Lưu lượng yêu cầu.
- Áp lực/cột áp.
- Vật liệu tiếp xúc chất.
- Chế độ vận hành.
- Giới hạn của model.
Có những chất vừa nhớt, vừa ăn mòn hoặc chứa hạt. Khi đó việc lựa chọn bơm càng phải xem xét tổng thể thay vì chỉ dựa vào một thông số độ nhớt.
Những dấu hiệu bơm có thể đang quá tải do chất quá nhớt
Trong quá trình vận hành, nên dừng bơm và kiểm tra nếu xuất hiện một hoặc nhiều hiện tượng:
- Lưu lượng thấp bất thường.
- Bơm lên chất rất chậm.
- Motor nóng hơn bình thường.
- Tiếng vận hành thay đổi.
- Bơm rung bất thường.
- Trục hoặc đầu bơm quay nặng.
- Khớp nối nhanh mòn.
- Khớp nối biến dạng hoặc hư hỏng.
- Motor quay nhưng đầu bơm không hoạt động bình thường.
- Thiết bị bảo vệ quá tải tác động, nếu hệ thống có trang bị.
Khi đó nên thực hiện:
DỪNG BƠM
↓
KIỂM TRA MÔI CHẤT
↓
XÁC ĐỊNH ĐỘ NHỚT Ở NHIỆT ĐỘ HIỆN TẠI
↓
KIỂM TRA KHỚP NỐI – TRỤC – ĐẦU BƠM
↓
ĐỐI CHIẾU VỚI GIỚI HẠN CỦA NHÀ SẢN XUẤT
Không nên tiếp tục cố chạy bơm chỉ vì motor vẫn còn quay.
Khớp nối hỏng, chỉ thay khớp nối mới có giải quyết được không?
Chưa chắc.
Đây là điểm rất quan trọng trong xử lý sự cố.
Giả sử khớp nối bị hỏng do bơm phải làm việc với chất có độ nhớt vượt khả năng thiết kế.
Nếu chúng ta chỉ:
THÁO KHỚP NỐI HỎNG
↓
LẮP KHỚP NỐI MỚI
↓
TIẾP TỤC BƠM CÙNG MÔI CHẤT
thì nguyên nhân gốc vẫn chưa được xử lý.
Khớp nối mới vẫn tiếp tục phải chịu tải lớn và sự cố có thể lặp lại.
Phương pháp đúng hơn là:
KHỚP NỐI HỎNG
↓
TÌM NGUYÊN NHÂN
↓
KIỂM TRA ĐỘ NHỚT
↓
KIỂM TRA ĐẦU BƠM CÓ BỊ KẸT KHÔNG
↓
KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN VẬN HÀNH
↓
ĐỐI CHIẾU KHẢ NĂNG CỦA BƠM
↓
SAU ĐÓ MỚI QUYẾT ĐỊNH SỬA HAY ĐỔI LOẠI BƠM
Đừng chỉ thay bộ phận bị hỏng. Hãy tìm nguyên nhân khiến nó bị hỏng.
5 sai lầm thường gặp khi dùng bơm thùng phuy cho chất nhớt
Sai lầm 1: Chỉ nhìn công suất motor.
Motor 800 W hay 1.000 W không phải thông tin duy nhất để kết luận bơm được chất có độ nhớt bao nhiêu.
Sai lầm 2: Không hỏi độ nhớt.
Chỉ biết tên hóa chất hoặc tên dầu chưa đủ để lựa chọn bơm.
Sai lầm 3: Lấy lưu lượng bơm nước áp dụng cho chất nhớt.
Điều kiện môi chất khác nhau có thể làm đặc tính vận hành thay đổi.
Sai lầm 4: Motor vẫn quay nên tiếp tục sử dụng.
Motor quay nhưng khớp nối hoặc đầu bơm có thể đang gặp vấn đề.
Sai lầm 5: Khớp nối hỏng thì chỉ thay khớp nối.
Nếu nguyên nhân thực sự là chất quá nhớt hoặc đầu bơm bị quá tải, thay linh kiện chỉ giải quyết hậu quả mà chưa giải quyết nguyên nhân.
Chọn bơm cho chất nhớt cần cung cấp những thông tin gì?
Khi khách hàng cần bơm dầu, keo, hóa chất hoặc các chất có độ nhớt cao, nên cung cấp cho đơn vị tư vấn ít nhất:
- Tên chất cần bơm.
- Nồng độ, nếu là hóa chất.
- Độ nhớt tại nhiệt độ vận hành.
- Nhiệt độ chất lỏng.
- Tỷ trọng.
- Có cặn hoặc hạt rắn không?
- Kích thước hạt, nếu có.
- Lưu lượng yêu cầu.
- Cột áp hoặc áp lực yêu cầu.
- Chiều dài và kích thước đường ống.
- Vật liệu bơm yêu cầu.
- Thời gian vận hành liên tục.
Đặc biệt, thay vì chỉ hỏi:
“Đây là dầu gì?”
hoặc:
“Đây là hóa chất gì?”
hãy hỏi thêm:
“Độ nhớt của chất tại nhiệt độ vận hành thực tế là bao nhiêu?”
Thông tin này rất quan trọng để lựa chọn đúng nguyên lý bơm.
Kết luận: Tại sao chất quá nhớt có thể làm hỏng bơm thùng phuy?
Nguyên nhân cốt lõi có thể tóm tắt:
ĐỘ NHỚT VƯỢT KHẢ NĂNG CỦA BƠM
↓
LỰC CẢN TĂNG
↓
MÔ-MEN YÊU CẦU TĂNG
↓
TẢI LÊN KHỚP NỐI – TRỤC – MOTOR TĂNG
↓
LƯU LƯỢNG CÓ THỂ GIẢM
↓
BƠM HOẠT ĐỘNG QUÁ TẢI
↓
NGUY CƠ HƯ HỎNG
Trong khi cách lựa chọn đúng phải bắt đầu từ:
ĐỘ NHỚT TẠI NHIỆT ĐỘ LÀM VIỆC
- TỶ TRỌNG
- TÍNH ĂN MÒN
- CẶN/HẠT RẮN
- LƯU LƯỢNG
- CỘT ÁP
↓
CHỌN NGUYÊN LÝ BƠM
↓
CHỌN MODEL PHÙ HỢP
Vì vậy, khi lựa chọn bơm thùng phuy bơm chất nhớt, đừng chỉ kiểm tra xem motor có đủ mạnh hay không.
Bơm được chất lỏng không có nghĩa là bơm được mọi độ nhớt.
Và nếu bơm liên tục hỏng khớp nối:
Đừng chỉ thay khớp nối – hãy kiểm tra lại độ nhớt của chất và điều kiện làm việc của bơm.
Khách hàng cần lựa chọn bơm thùng phuy cho dầu, hóa chất hoặc chất có độ nhớt cao có thể cung cấp cho VIMEX các thông tin gồm: tên chất, độ nhớt, nhiệt độ, tỷ trọng, cặn/hạt rắn, lưu lượng và cột áp yêu cầu. Từ đó có thể đánh giá nên sử dụng bơm thùng phuy thông thường, bơm thùng phuy trục vít hay một nguyên lý bơm khác phù hợp hơn.
