. Bảo dưỡng lô ép hút chân không

Như đã phân tích, lô ép hút là một trong những thành phần đắt đỏ nhất trên máy xeo. Một sự cố gãy trục hoặc hỏng vòng bi không báo trước có thể gây đình trệ toàn bộ dây chuyền, dẫn đến thiệt hại kinh tế. Do đó, chiến lược bảo dưỡng không thể dừng ở mức bị động (chờ hỏng mới sửa) mà phải tuân thủ nghiêm ngặt theo các tiêu chuẩn bảo dưỡng phòng ngừa.

 

Chu kỳ bảo dưỡng đại tu và kiểm tra nội bộ

Theo khuyến cáo của các chuyên gia và nhà sản xuất hàng đầu (OEM), một lô ép hút trên máy tissue phải được tháo dỡ toàn bộ khỏi hệ thống để bảo dưỡng đại tu với chu kỳ tối đa là 12 tháng. Quy tắc này phải được tuân thủ bất kể bề ngoài thiết bị trông vẫn đang vận hành bình thường. Nguyên nhân gốc rễ nằm ở môi trường bên trong hộp hút: các vòi phun nội bộ (internal nozzles) sử dụng nước tuần hoàn rất dễ bị tắc nghẽn bởi xơ sợi, nhựa hoặc cặn khoáng. Khi một vòi phun bị tắc, màng nước bôi trơn tại vị trí đó biến mất. Các tấm làm kín bằng graphite sẽ cọ xát trực tiếp với mặt trong của áo lô đang quay ở tốc độ cao. Ma sát khô này sinh nhiệt lượng khổng lồ, phá hủy gioăng cao su chịu nhiệt, làm tấm làm kín và để lại các rãnh xước sâu hoắm trên áo lô — một lỗi hư hỏng cực kỳ tốn kém để khắc phục. Trong đợt dừng máy bảo dưỡng, toàn bộ hộp hút tĩnh phải được rút ra ngoài. Quy trình xử lý bao gồm việc dùng tia nước áp lực cực cao (high-pressure cleaning) để súc rửa toàn diện thân hộp. Các kỹ thuật viên sẽ thay thế các gioăng đệm khí nén (airload tubes) và thanh niêm phong, kiểm tra từng vòi phun, và hiệu chuẩn lại khe hở tiếp xúc.

Kiểm tra không phá hủy (NDT) và phục hồi biên dạng lô

Sau 12 tháng liên tục chịu đựng hàng triệu chu kỳ uốn cong xoay vòng trong môi trường nước trắng chứa hóa chất ăn mòn, áo lô kim loại bắt đầu xuất hiện những rủi ro suy giảm cấu trúc. Việc tiến hành kiểm tra không phá hủy là bước bắt buộc đối với máy xeo tốc độ cao. Các chuyên gia sẽ sử dụng chất lỏng thẩm thấu (Liquid penetrant testing) hoặc bột từ (Magnetic particle testing) quét lên toàn bộ bề mặt áo lô và phần cổ trục (journals). Hầu hết các vi nứt (micro-cracks) nguy hiểm thường khởi nguồn từ mặt trong của áo lô, nơi ứng suất tập trung tại chân các lỗ khoan. Nếu phát hiện sự lan truyền vết nứt, nhà máy phải đánh giá lại và hạ định mức tải trọng ép tuyến tính cho phép hoặc thay thế lô mới để tránh gãy trục.

Đồng thời, lớp bọc Polyurethane trên mặt lô cũng cần được kiểm tra / xử lý. Dưới tác động cơ học và mài mòn từ mền ép, vỏ bọc sẽ bị mòn lệch, các lỗ và rãnh chứa nước bị biến dạng, méo mó. Quy trình mài lại bề mặt (Regrinding) được thực hiện để gọt đi lớp vỏ thoái hóa, mở thông lại hệ thống lỗ hút/lỗ mù. Quan trọng nhất của quá trình mài là việc tính toán và tái tạo lại biên dạng cong (Crown profile) của trục. Lô ép dưới tác dụng của trọng lượng bản thân và áp lực khe ép sẽ có xu hướng võng xuống ở giữa. Biên dạng cong (phình to hơn ở giữa) giúp bù trừ độ võng này. Một biên dạng cong bị sai lệch do mòn sẽ dẫn đến phân bố áp lực không đồng đều, làm hỏng độ ẩm giấy theo chiều ngang và phá vỡ cấu trúc vỏ bọc. Cuối cùng, lô sau khi mài phải trải qua bước cân bằng động kỹ lưỡng (precision dynamic balance) để đảm bảo không sinh ra dao động rung khi quay lại tốc độ cao.

Quản lý hệ thống bôi trơn và bảo vệ vòng bi

Cụm vòng bi của lô ép hút phải làm việc trong một môi trường tồi tệ nhất có thể tưởng tượng: liên tục bị bao vây bởi dòng nước xịt áp lực, hơi nước nóng và bụi sương xơ sợi. Khả năng nước xâm nhập qua phớt chặn vào buồng vòng bi là rất cao. Trong quá trình vận hành, dòng mỡ bơm liên tục hoặc dầu tuần hoàn tạo thành một màng thủy động lực học bảo vệ bi và rãnh lăn. Đội ngũ bảo trì phải kiểm tra độ ồn, độ rung và nhiệt độ ổ bi định kỳ hàng tuần. Việc bơm đẩy một lượng mỡ mới để đẩy phần "mỡ ngậm nước" (water-laden grease) ra ngoài là thao tác bắt buộc đối với hệ thống dùng mỡ. Tuy nhiên, sự tàn phá mạnh nhất lại xảy ra khi dừng máy (Downtime). Khi lô ngừng quay và nguội đi, lượng nước lẫn trong dầu mỡ sẽ ngưng tụ lại trên bề mặt kim loại của vòng bi. Do thiếu chuyển động, nước sẽ xuyên qua màng bôi trơn và khởi tạo các điểm gỉ sét ăn mòn rỗ chỉ trong vài ngày. Để khắc phục, khi lên kế hoạch dừng máy dài ngày, hệ thống vòng bi phải được làm sạch, sấy khô và tái cấp đầy lượng dầu mỡ bảo quản mới. Nếu máy chỉ dừng ngắn hạn ở chế độ chạy bò (crawl), lô hút vẫn phải được phun nước xả liên tục bên ngoài để giữ cho các dải graphite và mền không bị khô cứng.

Khắc phục sự cố tại khu vực ép hút

Ngay cả với một chế độ bảo dưỡng hoàn hảo, máy xeo giấy tissue vẫn hoạt động trong điều kiện ranh giới của các định luật vật lý, nơi mà sự thay đổi nhỏ về nguyên liệu hoặc hóa chất có thể kéo theo các vấn đề vận hành liên hoàn. Dưới đây là các nhóm sự cố điển hình và hướng giải quyết chuyên sâu.

Hiện tượng suy giảm lưu lượng và sai lệch áp suất chân không

Triệu chứng dễ nhận thấy nhất là khi đồng hồ đo chân không báo áp suất âm cực cao nhưng thực tế độ khô của giấy lại sụt giảm, hoặc ngược lại, kim đồng hồ rung lắc, áp suất tụt không phanh kèm theo tiếng rít gió bất thường.

Cần lưu ý rằng các đồng hồ đo tại máy bơm chỉ đo áp suất đường ống, không phản ánh chính xác lưu lượng không khí (airflow) thực sự đi qua màng giấy.

Nguyên nhân đầu tiên và phổ biến nhất là hiện tượng tắc nghẽn lỗ hút trên áo lô và trong cấu trúc chăn (mền) ép. Ở các nhà máy sử dụng nước trắng tuần hoàn hoặc bột giấy có nhiều tạp chất, các thành phần hóa học (như Canxi, Nhôm, Silica) có xu hướng phản ứng với nhựa cây (pitch) hoặc keo dính (stickies) và cả chất tăng bền, tạo thành các khối cặn cứng như đá lấp kín chăn xeo, lỗ hút. Khi đó, tiết diện lưu thông giảm mạnh, tạo ra lực cản không khí. Bơm chân không cố gắng hút ở một đường ống bị bịt kín, dẫn đến việc đồng hồ báo mức chân không tăng vọt phi lý (ảo), trong khi thực tế lượng không khí kéo nước qua giấy đã rất thấp.

Để khắc phục hiện tượng này, giải pháp dài hạn là sử dụng vòi phun áp lực cực cao sử dụng nguồn nước sạch đã qua lọc (tránh nước trắng chứa tạp chất) xịt liên tục vào mền ép, kết hợp với các hóa chất điều hòa chăn (felt conditioning chemicals) để ngăn cặn bám.

VIỆT HƯNG cung cấp chất điều hòa chăn FP8672 từ Hàn Quốc giúp cải thiện tình hình, kéo dài tuổi thọ chăn

Giải pháp chẩn đoán thông minh là lắp đặt các cảm biến lưu lượng nước tách ra theo thời gian thực (như hệ thống Runtech Ecoflow) để giám sát thực tế sự suy giảm hiệu năng thoát nước và lên lịch xịt rửa hóa chất tức thời.

Nguyên nhân thứ hai gây biến động chân không là hiện tượng "Bơm hút bị nghẹt thở". Nếu hệ thống thiếu lưu lượng không khí đầu vào (do van bị đóng nhầm hoặc ống bị bít), máy bơm vòng nước không thể duy trì vành đai nước bên trong, gây mất áp suất, máy rung bần bật và phát ra tiếng gõ kim loại. Ngược lại, nếu thiết kế bộ phân tách nước (separator) kém, lượng lớn nước từ lô ép hút sẽ tràn vào máy bơm, gây quá tải dòng điện motor và đứt dây đai. Cần kiểm tra kỹ đường ống để loại bỏ các điểm uốn đọng nước (pockets in piping) và vận hành khởi động bơm với van nạp mở một phần để tạo màng nước trước. Cuối cùng, một áp suất chân không ảo cũng có thể do lưỡi làm kín bị kẹt cứng (binding) hoặc lỏng hở, tạo khe hở cho không khí bên ngoài lọt thẳng vào hộp hút mà không qua giấy.

Rung động cơ học và các bất thường về quỹ đạo quay

Rung động tại bộ phận ép là cơn ác mộng của thợ vận hành. Triệu chứng là máy gầm rú, tạo ra các vết hằn ngang nhịp nhàng trên bề mặt giấy, sụt giảm chất lượng cơ lý và thậm chí làm đứt màng giấy liên tục.

Nguyên nhân cơ học thuần túy thường xuất phát từ việc các lưỡi dao gạt nước (doctors) bị lỏng bu-lông, đập vào bề mặt lô; hoặc vòng bi cổ trục bị rơ mòn, khiến lô bị chệch tâm. Trong trường hợp này, các kỹ sư bảo trì sử dụng súng ánh sáng hoạt nghiệm (strobe light) chiếu vào trục đang quay tốc độ cao để bắt dính hình ảnh chệch tâm, đồng thời sử thiết bị phân tích phổ rung động (vibration analysis) để khoanh vùng ổ bi lỗi và thay thế.

Nguyên nhân phức tạp hơn liên quan đến sự cộng hưởng cơ học và sự đồng nhất của mền ép. Mỗi khung thép và hệ thống bệ đỡ đều có một tần số dao động tự nhiên (natural frequency). Khi tốc độ quay của máy đạt tới một dải vận tốc tới hạn (Critical speed) mà tại đó tần số kích thích trùng khớp với tần số tự nhiên của khung, rung động sẽ khuếch đại dữ dội. Phản ứng xử lý nhanh chóng là điều chỉnh tăng hoặc giảm nhẹ tốc độ máy để thoát khỏi dải cộng hưởng này. Về lâu dài, các kỹ sư phải gia cường độ cứng vững của khung sườn hoặc thay thế bằng các lô ép hút có đường kính lớn hơn để đẩy tần số tới hạn ra khỏi dải vận tốc làm việc. Ngoài ra, nếu bản thân mền ép có mật độ xơ sợi không đồng đều hoặc đường may bị lệch (skew trade line), mỗi vòng quay của mền đi qua khe ép sẽ tạo ra một lực nẩy (bounce) gây chấn động toàn cụm. Việc căn chỉnh lại độ căng mền và hướng đường dệt là bắt buộc.

Các vấn đề về chất lượng màng giấy và hiện tượng tái thấm ướt

Khúc mắc phổ biến ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất là khi độ khô của băng giấy sau khe ép không đạt mục tiêu, gây tốn kém năng lượng hơi sấy ở phía sau. Khảo sát nguyên nhân thường chỉ ra rằng áp lực ép tuyến tính chưa đạt mức tối đa cho phép, hoặc do mền ép đã đến cuối chu kỳ sử dung, các lỗ rỗng chứa nước bị nén xẹp hoặc bít kín bởi cặn khoáng phụ gia. Đôi khi, vấn đề lại nằm ở việc cài đặt hệ thống vòi xịt rửa áp lực thấp (LP shower) phun quá nhiều nước, khiến mền khi đi vào khe ép đã mang theo độ ẩm quá cao, cộng hưởng với việc cài đặt áp suất hộp chân không Uhle box sai lệch khiến mền không được vắt kiệt trước khi gặp giấy.

Biện pháp khắc phục trực tiếp là tăng cường tải trọng thủy lực nén tạm thời, hoặc lên lịch thay mền xeo mới.

Để tăng cường xử lý, trên các hệ thống hiện đại, công nghệ X-Roll (đặt lại vị trí hộp phun hơi nóng - Steam box) được áp dụng. Việc phun hơi nóng vào băng giấy ngay phía trên hộp hút chân không (trước khe ép) sẽ làm tăng nhiệt độ nước trong giấy, giảm mạnh độ nhớt thủy động lực học, giúp nước chảy tuột vào mền và lỗ hút một cách dễ dàng hơn, nâng độ khô sau ép lên đáng kể.

Một sự cố đặc thù khác của máy tissue là màng giấy chạy bám theo mền và bị rớt mép biên. Ở vận tốc siêu cao, lực ly tâm ở hai bên mép mền và sự chênh lệch độ ẩm có thể làm mép giấy bong ra. Nguyên nhân cốt lõi là do bề mặt mền ở khu vực mép quá nhẵn, rãnh hộp hút chân không thiết lập quá hẹp so với khổ giấy, hoặc các lỗ khoan hút chân không ở rìa ngoài cùng của lô bị tắc nghẽn. Để xử lý, người vận hành cần từ từ điều chỉnh mở rộng các dải chắn biên bên trong hộp hút (move deckle out) để mở rộng vùng chân không, kết hợp kiểm tra kim phun cắt biên (nếu có).

VIỆT HƯNG rất mong nhận được phản biện và đóng góp ý kiến của Quý vị. Xin chân thành cảm ơn!