真空網(wǎng)歡迎您!
凍干機真空系統常見(jiàn)故障的分析與解決方法
2022-11-08  閱讀

微信掃一掃分享

QQ掃一掃分享

微博掃一掃分享

  【康沃真空網(wǎng)真空系統是凍干機的重要組成部分之一,凍干過(guò)程中,制品中的水分只有在一定的真空狀態(tài)下才能進(jìn)行升華,達到干燥的目的。真空系統的運行效果將直接影響凍干制劑產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)周期。鑒于此,對凍干機真空系統常見(jiàn)故障的原因與解決方法進(jìn)行了分析。

  0  引言

  凍干機是凍干制劑產(chǎn)品生產(chǎn)的關(guān)鍵設備,而真空系統是凍干機的重要組成部分,其主要由干燥箱、冷凝器、真空、羅茨泵、小蝶閥、箱阱隔離閥(大蝶閥、蘑菇閥)、真空測試裝置[真空儀、真空規管(壓力傳感器)]、放氣裝置、輔助裝置、真空管道等組成。

  真空系統原理圖如圖1所示,系統采用真空泵組,形成強大的抽吸能力,在干燥腔室和冷凝器形成真空,一方面促使干燥腔室內的水分在真空狀態(tài)下蒸發(fā)(升華),另一方面該真空系統在冷凝器和干燥腔室之間形成一個(gè)真空度梯度(壓力差),使前箱水分升華后被冷凝器捕獲。

凍干機真空系統常見(jiàn)故障的分析與解決方法

  凍干機真空系統的運行效果將直接影響凍干制劑產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)周期,因此,做好凍干機真空系統的維護,及時(shí)解決運行過(guò)程中出現的故障,對于保證生產(chǎn)順利進(jìn)行及產(chǎn)品質(zhì)量均具有重要意義。

  1  閥門(mén)膜片損壞導致真空泄漏分析與處理

  故障現象:凍干機運行UT程序泄漏率測試時(shí)發(fā)現真空數值逐漸上升,10 min上升1 Pa(10 μbar),超出允許值[10 min上升小于等于0.8 Pa(8 μbar)],界面出現真空報警。

  故障分析方法如圖2所示。

凍干機真空系統常見(jiàn)故障的分析與解決方法

  解決措施:

 ?。?)檢查真空探頭表面和通信無(wú)異常,更換新的真空計量探頭并進(jìn)行測試,出現同樣的情況,故排除真空探頭原因。

 ?。?)進(jìn)行滅菌干燥,接著(zhù)進(jìn)行UT測試,出現同樣的情況,故排除水汽原因。

 ?。?)手動(dòng)開(kāi)啟UT測試,抽到一定真空數值時(shí),手動(dòng)關(guān)閉蘑菇閥,檢測泄漏位置。關(guān)閉蘑菇閥后發(fā)現前箱真空數值逐漸上升,冷阱真空數值不變,則判斷是前箱發(fā)生泄漏;接著(zhù)關(guān)閉前箱進(jìn)氣閥6V1,發(fā)現前箱真空數值還是逐漸上升,則判斷是前箱發(fā)生泄漏,不是進(jìn)氣段泄漏影響造成;隨后檢查前箱的大門(mén)密封圈、進(jìn)料小門(mén)密封圈、出料小門(mén)密封圈未發(fā)現異常,接著(zhù)對前箱腔體相連接的閥門(mén)墊片進(jìn)行拆開(kāi)檢查,最后發(fā)現是前箱的一個(gè)閥門(mén)膜片破損造成真空泄漏。緊接著(zhù)進(jìn)行閥門(mén)膜片的更換,更換后又進(jìn)行真空測試,未出現異常;然后又進(jìn)行清洗滅菌,之后又進(jìn)行真空測試,未出現異常,最終真空泄漏率合格。

  2  水環(huán)真空泵過(guò)載保護分析與處理

  故障現象:凍干機在SIP過(guò)程中水環(huán)真空泵突然停止運行,斷路器自動(dòng)斷開(kāi),操作電腦出現“水環(huán)真空泵故障”報警。

  故障分析方法如圖3所示。

凍干機真空系統常見(jiàn)故障的分析與解決方法

  2.1供電電源檢查

  操作方法:使用計量合格的萬(wàn)用表,調節至1 000 V交流檔,檢測任意兩組線(xiàn)路斷路器上下樁頭電源應在380~420 V。

  結果分析:檢測任意兩組電源線(xiàn)的上下樁頭電壓均在398 V左右,說(shuō)明電源供應和斷路器沒(méi)有問(wèn)題。

  2.2電機線(xiàn)圈檢查

  操作方法:使用計量合格的萬(wàn)用表,調節至200 Ω電阻檔,檢測電機三組線(xiàn)圈的阻值。

  結果分析:檢測電機三組線(xiàn)圈的阻值,三組阻值相同,說(shuō)明電機線(xiàn)圈沒(méi)有問(wèn)題。

  2.3水源供應檢查

  操作方法:手動(dòng)打開(kāi)飲用水管路閥門(mén),水源壓力在0.19 MPa,壓力符合要求,緩慢打開(kāi)水環(huán)泵排水口。

  結果分析:檢查發(fā)現排水口出水壓力較大,說(shuō)明管路通暢,供水正常。

  2.4葉輪運轉檢查

  操作方法:拆除電機后端蓋,手動(dòng)盤(pán)轉子,無(wú)法轉動(dòng)。

  結果分析:可以基本判斷該故障為電機機械故障導致電路過(guò)載保護。

  解決方案:將水環(huán)真空泵整體拆卸,轉移至維修間,拆除泵頭后發(fā)現葉輪缺少一塊,查看泵頭內部,發(fā)現缺少的葉片已將葉輪卡死,使用專(zhuān)業(yè)工具在專(zhuān)用機床上將葉輪拆除,更換新葉輪。

  結果確認:重新安裝水環(huán)真空泵,運行程序,設備運轉正常,問(wèn)題解決。

  3  真空系統泄漏分析與處理

  故障現象:凍干機出現真空不正?,F象,壓力升測試不合格,故障表現為凍干機抽極限真空為6.5 Pa(65 μbar),無(wú)法達到設備設定的1 Pa(10 μbar)。

  故障分析方法如圖4所示。

凍干機真空系統常見(jiàn)故障的分析與解決方法

  3.1真空泵抽真空性能檢查

  操作方法:在凍干機停機狀態(tài)下(停機狀態(tài)下與凍干機連接的所有閥門(mén)為關(guān)閉狀態(tài))手動(dòng)打開(kāi)一臺旋片式真空泵,觀(guān)察是否能到達極限真空,將真空泵關(guān)閉,然后觀(guān)察泵頭真空變化情況。

  結果分析:手動(dòng)壓力升試驗時(shí)前箱真空探頭數值回升,每分鐘回升3.2 Pa(32 μbar),并有無(wú)限回升的趨勢。

  解決方案:將與真空泵相連的所有快卡連接處全部拆卸,更換新的密封圈,同時(shí)在連接處涂抹真空脂(拆卸時(shí)發(fā)現有部分快卡松動(dòng),部分密封圈老化嚴重),更換完畢后重新進(jìn)行抽真空測試。

  結果確認:真空泵極限真空抽到0.7 Pa(7 μbar),關(guān)閉真空泵后泵頭無(wú)回升現象,真空泵及管道泄漏的原因可以排除。

  3.2后箱及與后箱連接的所有管道、閥門(mén)、快卡密封檢漏

  操作方法:首先在后箱安裝數顯式真空探頭,凍干機運行空載程序將箱內抽到極限真空[設定為1 Pa(10 μbar),實(shí)際只抽到6.5 Pa(65 μbar)],關(guān)閉空載程序,觀(guān)察數顯式真空探頭數值回升情況。

  結果分析:數顯探頭數值有一定的變化,后箱屬于微漏。

  解決方案:將與后箱直接相連的所有快卡連接處全部拆卸,更換新的密封圈,同時(shí)在連接處涂抹真空脂(拆卸時(shí)發(fā)現有部分密封圈老化嚴重),更換完畢后重新進(jìn)行抽真空測試。

  結果確認:數顯探頭數值無(wú)變化,后箱泄漏的原因可以排除。

  3.3前箱及與前箱連接的所有管道、閥門(mén)、快卡密封檢漏

 ?。?)凍干機程序關(guān)閉后——前箱抽極限真空后停機觀(guān)察前箱真空回升情況。

  操作方法:凍干機運行空載程序將箱內抽極限真空[設定為1 Pa(10 μbar),實(shí)際只抽到6.5 Pa(65 μbar)],關(guān)閉空載程序,觀(guān)察前箱真空探頭數值回升情況。

  結果分析:關(guān)閉程序后前箱探頭數值有回升,即與前箱直接連接的管道密封、閥門(mén)有泄漏。

  解決方案:將與前箱直接連接的管道密封、閥門(mén)連接處全部拆卸,更換新的密封圈,同時(shí)在連接處涂抹真空脂(拆卸時(shí)發(fā)現有部分密封圈老化嚴重),更換完畢后重新進(jìn)行抽真空測試。

  結果確認:凍干機運行空載程序將箱內抽到極限真空[設定為1 Pa(10 μbar),實(shí)際仍然只能抽到6.5 Pa(65 μbar)],關(guān)閉空載程序,觀(guān)察前箱真空探頭數值無(wú)回升,前箱泄漏的原因排除。

 ?。?)凍干機程序運行中——前箱抽極限真空后通過(guò)關(guān)閉蘑菇閥觀(guān)察壓力升情況(壓力升試驗)。

  操作方法:凍干機運行空載程序將箱內抽到極限真空[設定為1 Pa(10 μbar),實(shí)際只抽到6.5 Pa(65 μbar)],關(guān)閉空載程序,觀(guān)察前箱真空探頭數值回升情況。

  結果分析:關(guān)閉程序后前箱探頭數值有回升,即與前箱直接連接的管道密封、閥門(mén)有泄漏。

  解決措施:經(jīng)過(guò)上步的排查和檢漏后,凍干機在停機后前箱已經(jīng)不發(fā)生真空回升現象,但在程序運行中進(jìn)行手動(dòng)壓力升試驗時(shí)出現真空探頭數值無(wú)限回升的情況,而在程序運行中只有6V1往后的閥門(mén)是打開(kāi)的,由此可以判斷泄漏點(diǎn)應該在6V1往后的管道上。6V1后端管道為氮氣進(jìn)氣管道,管道分三段連接,有5個(gè)密封圈、8個(gè)氣動(dòng)閥門(mén)以及1個(gè)氮氣濾芯。其中4個(gè)閥門(mén)是關(guān)閉狀態(tài),分別為6V46、6V37、6V57、6V31,而6V3、6V4、5V40A、5V40B為氮氣進(jìn)氣閥及調節閥,更換此管道上的所有密封圈,4個(gè)氣動(dòng)閥膜片出現變形全部更換。將氮氣濾芯的外殼拆卸取出,O型圈重新涂抹真空脂,更換完畢后重新運行空載程序進(jìn)行手動(dòng)壓力升測試。

  結果確認:凍干機運行空載程序將箱內抽到極限真空[設定為1 Pa(10 μbar),實(shí)際能到0.8 Pa(8 μbar)],手動(dòng)進(jìn)行壓力升試驗,結果為0.1 Pa/min(1 μbar/min),已合格。

  凍干機極限真空試驗結果為:開(kāi)始抽空,從1 009×105 MPa(1 009 Mbar)抽至0用時(shí)15 min,從0抽至0.8 Pa(8 μbar)用時(shí)22 min,壓力升試驗結果為0.1 Pa/min(1 μbar/min)。

  4  真空系統進(jìn)氣支路異常分析與處理

  故障現象:凍干機在空載測試時(shí)真空系統在35 min內抽到設定值1 Pa(10 μbar)才符合要求,而當天抽真空用了50 min才抽到100 Pa(1 mbar),系統不符合工藝生產(chǎn)要求,需要檢修。

  故障分析方法如圖5所示。

凍干機真空系統常見(jiàn)故障的分析與解決方法

  4.1 解決措施

  4.1.1  凍干箱泄漏排查

  將與凍干箱直接連接的管道密封、閥門(mén)、盲板、安全閥、制品探頭連接處、凍干箱視鏡、凍干箱大門(mén)密封圈、波紋管密封圈全部拆卸,更換聚乙烯材質(zhì)的密封圈,同時(shí)在連接處涂抹高真空硅脂,更換完畢后重新進(jìn)行抽真空測試。

  在泄漏難以發(fā)現的情況下,可以拆卸單個(gè)部件或支路,用盲板進(jìn)行封堵,首先確保整體不泄漏,之后再逐個(gè)安裝測試,哪個(gè)部件安裝測試后有異常,就鎖定該位置排查。此方法耗時(shí)長(cháng),效果明顯,另外要備齊各種規格的盲板。

  在排除箱體不泄漏后,手動(dòng)斷開(kāi)進(jìn)氣支路后查看真空值上升情況,若數值沒(méi)有變化則下游不泄漏;若數值上升則有泄漏,需要進(jìn)行逐一排查。

  4.1.2  進(jìn)氣支路泄漏排查

  在程序運行中進(jìn)行手動(dòng)壓力升試驗時(shí)出現真空探頭數值無(wú)限回升的情況,而在程序運行中只有6V1往后的閥門(mén)是打開(kāi)的,由此可以判斷漏點(diǎn)應該在6V1往后的管道上(6V1為凍干箱進(jìn)氣閥門(mén),此管道在抽真空時(shí)起到對箱內補充氮氣使真空度保持在設定值的作用)。

  如圖6所示,管道分三段連接,有5個(gè)密封圈和8個(gè)氣動(dòng)閥門(mén)以及1個(gè)氮氣濾芯。分段排查更換管道密封圈和閥門(mén)墊片以及濾殼密封,更換完畢后重新運行程序進(jìn)行測試。

凍干機真空系統常見(jiàn)故障的分析與解決方法

  4.2 總結

  真空系統的排查就是三大步——凍干箱、冷凝室、進(jìn)氣支路,恰恰是進(jìn)氣支路容易被忽略,進(jìn)氣支路往往被認為只是幾個(gè)閥門(mén)和濾芯,都不經(jīng)過(guò)蒸汽的膨脹,墊片老化不明顯,泄漏的可能性不大。但是,被忽略的往往就是最容易出現異常的地方,平時(shí)維護時(shí)要注意做到面面俱到。

  5  結語(yǔ)

  凍干機真空系統對凍干過(guò)程和制品質(zhì)量起著(zhù)決定性作用,本文就凍干機真空系統的常見(jiàn)故障進(jìn)行了分析并提出了解決方法,希望能對凍干機設備管理者起到一定的幫助作用。