Van thủy lực bị rò rỉ nội bộ là gì? Cách nhận biết và phân biệt với rò rỉ bên ngoài

Trong hệ thống thủy lực, dầu được dẫn qua các van để điều khiển hướng dòng chảy, áp suất và lưu lượng. Để hệ thống hoạt động đúng chức năng, các đường dầu cần được kiểm soát theo thiết kế. Tuy nhiên, sau thời gian sử dụng, các bề mặt làm việc hoặc bộ phận làm kín bên trong van có thể bị mài mòn, khiến dầu đi qua những đường không mong muốn.

Hiện tượng này được gọi là rò rỉ nội. Khác với rò rỉ bên ngoài, dầu không nhất thiết chảy ra khỏi thân van thủy lực, nên người vận hành khó phát hiện bằng mắt thường. Khi lượng rò rỉ tăng bất thường, hệ thống có thể giảm hiệu suất, xi lanh hoạt động yếu, không giữ được tải hoặc dầu nóng hơn bình thường.

Rò rỉ nội bộ van thủy lực là gì?

Rò rỉ nội bộ, thường gọi ngắn gọn là rò rỉ nội, là hiện tượng dầu đi từ vùng có áp suất cao sang vùng có áp suất thấp thông qua các khe hở hoặc vị trí làm kín bên trong van.

Tùy cấu tạo, dầu có thể đi qua khe hở giữa con trượt và thân van, bề mặt làm kín của cơ cấu đóng mở hoặc các vị trí khác.

Ví dụ, một van đang ở trạng thái yêu cầu hạn chế dòng dầu giữa hai cửa. Nếu bề mặt làm kín bị mài mòn hoặc có hạt bẩn mắc vào, dầu có thể tiếp tục đi qua dù van đã chuyển sang trạng thái đóng.

Tuy nhiên, không phải mọi trường hợp rò rỉ nội đều là hư hỏng.

Một số van con trượt có lượng rò rỉ nhất định theo thiết kế do tồn tại khe hở làm việc. Chỉ khi lượng rò vượt giới hạn cho phép hoặc ảnh hưởng đến chức năng của mạch mới cần xem xét sửa chữa, thay thế.

Rò rỉ bên ngoài van thủy lực là gì?

Rò rỉ bên ngoài là hiện tượng dầu thoát khỏi hệ thống qua các vị trí không còn kín.

Những vị trí thường gặp gồm:

• Đầu nối đường ống.
• Gioăng hoặc vòng đệm làm kín.
• Bề mặt lắp ghép giữa van và đế.
• Nút bịt cửa dầu.
• Phớt tại cơ cấu điều khiển.
• Thân van bị nứt hoặc hư hỏng.

Khác với rò rỉ nội, rò rỉ bên ngoài thường có thể được phát hiện thông qua vết dầu, bề mặt ẩm dầu hoặc lượng dầu thất thoát.

Tuy nhiên, một số vị trí rò nhỏ hoặc bị che khuất vẫn khó quan sát.

Đặc biệt, dầu thủy lực phun qua khe hở nhỏ dưới áp suất cao có thể gây chấn thương nghiêm trọng. Không được dùng tay để tìm vị trí rò khi hệ thống đang chịu áp suất.

Rò rỉ nội và rò rỉ bên ngoài khác nhau như thế nào?

Hai hiện tượng đều liên quan đến dầu đi qua những vị trí không mong muốn, nhưng đường đi của dầu và biểu hiện thường khác nhau.

Cần lưu ý rằng một hệ thống có thể xuất hiện đồng thời cả hai loại rò rỉ.

Vì vậy, không nên kết luận van không bị rò chỉ vì bên ngoài thân van hoàn toàn khô ráo.

Nguyên nhân nào khiến van thủy lực bị rò rỉ nội?

Rò rỉ nội bất thường có thể xuất phát từ nhiều nguyên nhân khác nhau.

Những nguyên nhân cần chú ý gồm:

• Con trượt và thân van bị mài mòn.
• Bề mặt làm kín bị xước hoặc hư hỏng.
• Hạt bẩn mắc tại vị trí đóng kín.
• Chi tiết làm kín bên trong bị lão hóa.
• Van hoạt động ngoài giới hạn cho phép.
• Nhiệt độ và độ nhớt dầu không phù hợp.
• Chi tiết bên trong bị biến dạng.

Mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào cấu tạo và nguyên lý làm việc của từng loại van.

Con trượt và thân van bị mài mòn ảnh hưởng như thế nào?

Trong nhiều loại van phân phối, con trượt di chuyển bên trong thân van để thay đổi đường đi của dầu.

Giữa hai bộ phận này có khe hở làm việc được chế tạo theo yêu cầu kỹ thuật.

Sau thời gian sử dụng, bề mặt con trượt hoặc lỗ van có thể bị mài mòn, làm khe hở tăng lên.

Khi xuất hiện chênh lệch áp suất giữa các khoang, dầu có thể rò qua khe hở với lưu lượng lớn hơn bình thường.

Hậu quả có thể là:

• Giảm khả năng duy trì áp suất tại nhánh làm việc.
• Xi lanh hoạt động yếu trong một số điều kiện.
• Cơ cấu chấp hành không giữ được vị trí.
• Tổn thất năng lượng tăng.
• Dầu nóng hơn khi hệ thống làm việc.

Tuy nhiên, không nên mặc định mọi van con trượt đều có khả năng khóa dầu tuyệt đối. Một số loại van không được thiết kế để giữ tải kín hoàn toàn.

Dầu thủy lực nhiễm bẩn có gây rò rỉ nội không?

Có thể.

Các hạt bẩn trong dầu có thể gây mài mòn bề mặt làm việc hoặc làm xước những chi tiết bên trong van.

Đối với van có cơ cấu đóng kín bằng bi, đĩa hoặc poppet, hạt bẩn mắc tại bề mặt tiếp xúc có thể khiến van không đóng kín hoàn toàn.

Khi đó, dầu có thể đi qua vị trí làm kín dù van đang ở trạng thái yêu cầu đóng.

Ngoài ra, chất bẩn còn có thể gây kẹt con trượt hoặc ảnh hưởng đến mạch pilot, khiến van không đạt đúng trạng thái thiết kế.

Vì vậy, kiểm soát độ sạch của dầu là một trong những biện pháp quan trọng để hạn chế rò rỉ nội bất thường.

Nhiệt độ và độ nhớt dầu ảnh hưởng đến rò rỉ nội ra sao?

Độ nhớt ảnh hưởng đến khả năng dầu chảy qua những khe hở nhỏ bên trong van.

Khi nhiệt độ tăng, độ nhớt của dầu thường giảm.

Nếu van đã bị mài mòn, dầu có độ nhớt thấp hơn có thể làm lượng rò rỉ qua khe hở tăng lên.

Đây là một lý do khiến một số hệ thống hoạt động tương đối bình thường khi dầu nguội nhưng yếu hơn hoặc khó giữ tải khi dầu nóng.

Tuy nhiên, không nên kết luận van bị rò rỉ nội chỉ vì hiện tượng xuất hiện khi nhiệt độ tăng.

Bơm, xi lanh và những thiết bị khác cũng có thể tăng rò rỉ nội khi điều kiện dầu thay đổi.

Dấu hiệu nào cho thấy van thủy lực có thể bị rò rỉ nội?

Rò rỉ nội thường khó phát hiện trực tiếp vì dầu vẫn nằm trong hệ thống.

Tuy nhiên, có thể nghi ngờ khi xuất hiện:

• Xi lanh không giữ được vị trí.
• Cơ cấu chấp hành yếu khi có tải.
• Áp suất tại một nhánh giảm bất thường.
• Hệ thống hoạt động yếu hơn khi dầu nóng.
• Dầu nóng dù không phát hiện rò rỉ bên ngoài.
• Van không duy trì được chức năng khóa dầu theo yêu cầu.
• Lưu lượng rò đo được vượt giới hạn cho phép.

Những biểu hiện trên không đủ để kết luận chắc chắn van bị rò rỉ nội.

Ví dụ, xi lanh tự tụt có thể do phớt piston, van khóa tải hoặc đường dầu khác chứ không nhất thiết do van phân phối.

Vì vậy, cần kiểm tra theo sơ đồ mạch để xác định đúng vị trí.

Rò rỉ nội có làm hệ thống thủy lực bị tụt áp không?

Có thể.

Khi dầu đi từ vùng áp suất cao sang vùng áp suất thấp qua đường rò không mong muốn, hệ thống có thể không duy trì được áp suất theo yêu cầu.

Nếu bơm vẫn cung cấp đủ lưu lượng để bù lượng dầu rò, áp suất có thể chưa giảm rõ rệt.

Ngược lại, khi lượng rò lớn hoặc hệ thống cần giữ áp sau khi nguồn cấp bị ngắt, ảnh hưởng có thể dễ nhận thấy hơn.

Vì vậy, rò rỉ nội không phải lúc nào cũng gây tụt áp ngay lập tức.

Cần đánh giá đồng thời áp suất, lưu lượng và trạng thái vận hành.

Van thủy lực bị rò rỉ nội có làm xi lanh tự tụt không?

Có thể, nhưng phụ thuộc vào cấu tạo mạch.

Nếu van được sử dụng để khóa dầu tại một nhánh nhưng khả năng làm kín không còn đáp ứng yêu cầu, dầu có thể đi qua van và khiến cơ cấu chấp hành thay đổi vị trí.

Tuy nhiên, cần phân biệt giữa van phân phối thông thường và van chuyên dùng để giữ tải.

Một số van phân phối con trượt có rò rỉ nội theo thiết kế nên không thích hợp để đảm nhiệm chức năng giữ tải an toàn khi đứng riêng lẻ.

Đối với hệ thống nâng hạ, chức năng giữ tải thường cần những phần tử phù hợp như van khóa hoặc van cân bằng theo thiết kế mạch.

Nếu xi lanh tự tụt, cần kiểm tra cả van, xi lanh và những bộ phận giữ tải liên quan.

Rò rỉ nội có làm dầu thủy lực nóng không?

Có thể.

Khi dầu đi qua khe hở từ vùng áp suất cao sang vùng áp suất thấp, một phần năng lượng thủy lực bị tổn thất và chuyển thành nhiệt.

Nếu lượng dầu rò lớn và hiện tượng kéo dài, tổn thất năng lượng của hệ thống có thể tăng.

Trong một số trường hợp, bơm phải tiếp tục cung cấp lưu lượng để bù lượng dầu rò, khiến hệ thống tiêu thụ thêm năng lượng.

Tuy nhiên, dầu nóng còn có thể liên quan đến van tràn làm việc liên tục, tổn thất áp suất trên đường ống, bơm bị mài mòn hoặc hệ thống làm mát không phù hợp.

Vì vậy, không nên chỉ dựa vào nhiệt độ dầu để kết luận van bị rò rỉ nội.

Cách kiểm tra van thủy lực bị rò rỉ nội

Khi nghi ngờ van bị rò rỉ nội, cần kiểm tra theo trình tự thay vì tháo van ngay.

Trước tiên cần xác định loại van, chức năng của từng cửa dầu và trạng thái làm việc đang được kiểm tra.

Sau đó xem xét những yếu tố sau.

Kiểm tra áp suất tại các cửa dầu

Đo áp suất tại những vị trí phù hợp với sơ đồ mạch.

Nếu áp suất tại nhánh cần duy trì giảm bất thường, cần xác định dầu có thể đi qua những đường nào.

Tuy nhiên, áp suất giảm không chứng minh trực tiếp van bị rò rỉ nội.

Cần kiểm tra thêm bơm, xi lanh và những phần tử liên quan.

Kiểm tra khả năng giữ tải

Nếu hệ thống có chức năng giữ tải, cần xác định cơ cấu chấp hành có duy trì vị trí theo yêu cầu hay không.

Khi xuất hiện chuyển động không mong muốn, cần xem xét đường rò qua van, xi lanh và các phần tử giữ tải.

Không được tự ý tháo hoặc bịt đường dầu của cơ cấu đang mang tải khi chưa có biện pháp cố định an toàn.

Kiểm tra lưu lượng rò

Đối với những van có quy trình kiểm tra rò rỉ nội được nhà sản xuất quy định, có thể đo lượng dầu rò trong điều kiện áp suất và trạng thái van phù hợp.

Kết quả cần được đối chiếu với giới hạn cho phép của đúng loại van.

Không nên sử dụng một giá trị lưu lượng rò chung để đánh giá tất cả van thủy lực.

Kiểm tra tình trạng dầu

Kiểm tra độ sạch, nhiệt độ và độ nhớt dầu.

Nếu dầu nhiễm bẩn, cần xem xét khả năng hạt bẩn làm xước bề mặt hoặc cản trở cơ cấu đóng kín.

Nếu lượng rò tăng khi dầu nóng, cần kiểm tra thêm các bộ phận có khe hở làm việc và tình trạng mài mòn.

Làm thế nào xử lý van thủy lực bị rò rỉ nội?

Phương án xử lý phụ thuộc vào nguyên nhân và mức độ hư hỏng.

Nếu hạt bẩn mắc tại bề mặt làm kín, có thể cần vệ sinh và kiểm tra lại cơ cấu theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

Nếu gioăng hoặc chi tiết làm kín bên trong bị hư hỏng, có thể thay thế bằng phụ tùng phù hợp khi thiết kế cho phép.

Nếu con trượt hoặc thân van bị mài mòn quá mức, việc thay riêng chi tiết không phải lúc nào cũng khả thi. Một số thiết kế yêu cầu thay cả cụm van hoặc bộ phận được nhà sản xuất cung cấp đồng bộ.

Sau khi xử lý, cần kiểm tra lại khả năng làm việc của van trong điều kiện áp suất, lưu lượng và nhiệt độ phù hợp.

Không nên chỉ dựa vào việc van đã hết biểu hiện bất thường ở trạng thái không tải để kết luận sửa chữa thành công.

Làm thế nào hạn chế rò rỉ nội van thủy lực?

Không thể loại bỏ hoàn toàn rò rỉ nội ở tất cả các loại van vì một số thiết kế có khe hở làm việc và mức rò rỉ cho phép.

Mục tiêu là hạn chế rò rỉ bất thường và duy trì khả năng hoạt động theo yêu cầu.

Một số nguyên tắc quan trọng gồm:

• Sử dụng van phù hợp với chức năng của mạch.
• Không vận hành vượt giới hạn áp suất cho phép.
• Duy trì độ sạch của dầu thủy lực.
• Kiểm tra và thay lọc theo tình trạng thực tế.
• Sử dụng dầu có độ nhớt phù hợp.
• Kiểm soát nhiệt độ dầu.
• Lắp đặt đúng sơ đồ.
• Không để chất bẩn lọt vào các cửa dầu khi bảo dưỡng.
• Kiểm tra tình trạng làm kín khi có dấu hiệu bất thường.
• Sử dụng van giữ tải phù hợp khi hệ thống yêu cầu giữ tải an toàn.

Đối với những hệ thống quan trọng, nên kiểm tra khả năng giữ áp hoặc giữ tải theo quy trình bảo dưỡng của thiết bị.

Kết luận

Rò rỉ nội van thủy lực là hiện tượng dầu đi qua những khe hở hoặc vị trí làm kín bên trong van từ vùng áp suất cao sang vùng áp suất thấp. Khác với rò rỉ bên ngoài, dầu không nhất thiết thoát ra môi trường nên khó phát hiện bằng mắt thường.

Khi lượng rò rỉ nội tăng bất thường, hệ thống có thể giảm khả năng giữ áp, xi lanh hoạt động yếu, không giữ được vị trí hoặc phát sinh tổn thất năng lượng. Tuy nhiên, một số van có rò rỉ nội theo thiết kế nên cần đối chiếu thông số trước khi kết luận hư hỏng.

Khi nghi ngờ van bị rò rỉ nội, cần kiểm tra áp suất, lưu lượng, tình trạng dầu và các đường rò có thể tồn tại trong toàn bộ mạch. Không nên thay van ngay khi chưa loại trừ nguyên nhân từ xi lanh, bơm hoặc những phần tử khác.

Khi cần lựa chọn hoặc thay thế thiết bị, có thể tham khảo các loại van thủy lực theo chức năng của mạch, sau đó đối chiếu áp suất, lưu lượng, đặc tính rò rỉ và yêu cầu làm kín của từng sản phẩm.

Câu hỏi thường gặp về rò rỉ nội van thủy lực

Sao chép FAQ