Ricerca guasti per i sistemi di raffreddamento PAC

Cos’è il liquido di raffreddamento torcia?

Il liquido di raffreddamento torcia è un fluido di lavoro composto da acqua deionizzata e un soluto per abbassare il punto di congelamento. Laddove non c’è rischio di congelamento, molte officine utilizzano acqua deionizzata semplice. L’acqua deionizzata viene utilizzata perché è priva di ioni conduttivi che possono contribuire al deterioramento del circuito di raffreddamento e all’accensione difficile della torcia al plasma. Figura 1 è uno schema dei passaggi interni del refrigerante in una torcia al plasma. Il refrigerante è simile agli agenti utilizzati in un sistema di raffreddamento per automobili con una differenza sostanziale: l’antigelo del radiatore ha degli elementi per arrestare le perdite. Questi non sono adatti ai sistemi al plasma.

Figura 1

Il sistema di raffreddamento

Il sistema di raffreddamento di un tipico PAC è costituito da un motore, una pompa, un impianto di raffreddamento, una torcia, un flussostato, uno scambiatore di calore e un serbatoio (vedere Figura 1). I motori da 1/3 a 1/2 hp sono standard. In genere l’assistenza a un motore richiede del tempo a meno che non ci siano costrizioni nel sistema che comportano uno sforzo maggiore del motore e della pompa.

Pompe

Le pompe a palette rotanti vengono generalmente usate nei sistemi al plasma. Queste dispongono di una vite di bypass che aumenta o riduce la pressione e il flusso di funzionamento della pompa. I cuscinetti di queste pompe si usurano. L’accoppiamento tra il motore e la pompa può interrompersi. Le palette all’interno della pompa possono usurarsi al punto che la pompa non riesce più a sviluppare la pressione.

Impianto di raffreddamento

L’impianto di raffreddamento porta il refrigerante da e verso la torcia al plasma. Di solito questo contiene anche i cavi principali di alimentazione della corrente continua. I cavi di alimentazione raffreddati ad acqua impediscono il surriscaldamento del filo di rame multifilare. Nelle applicazioni meccanizzate, l’impianto di raffreddamento di solito è incanalato attraverso una catenaria flessibile oppure sono messi a festone sopra la macchina da taglio. Sono soggetti a perdite da flessibili spaccati o rotti, fori fusi, connettori danneggiati, ecc. Inoltre, molto diffuse sono le incrostazioni, soprattutto sul flessibile di ritorno della torcia al plasma. I detriti dovuti al guasto dei pezzi possono accumularsi nella torcia o nel cavo di ritorno restringendo così il flusso. I cavi di alimentazione in rame possono rompersi anche a causa della continua flessione che comporta l’intasamento delle terminazioni dei flessibili da parte dei filamenti di rame. Le incrostazioni sui cavi comportano la riduzione del flusso e un aumento dell’usura sulla pompa e sul motore.

Torcia

In genere la torcia è la costrizione maggiore di un qualsiasi sistema di raffreddamento per PAC. I passaggi interni dell’acqua sono piccoli affinché la velocità del refrigerante sia maggiore e lo scambio di calore sia massimizzato. Molti elettrodi ad alto amperaggio sono lavorati con fresa a tazza all’interno per creare un palo di rame intorno all’elemento emittente. Un tubo dell’acqua in una torcia si estende lungo questo palo e forza il refrigerante lungo il palo e contro la parete posteriore dell’elettrodo per rimuovere il calore (vedere Figura 2). È fondamentale che la torcia e il refrigerante rimangano privi di contaminanti per consentire un flusso adeguato attraverso questi passaggi.

Flussostati

I flussostati sono ideati per prevenire guasti catastrofici della torcia e dei componenti in caso di uno scarso ricircolo del refrigerante. Dispositivi del tipo a stantuffo di bloccaggio in rame vengono di solito usati con un microinterruttore che deve essere adeguato affinché il sistema possa funzionare. I flussostati possono subire guasti meccanici o elettrici: può incepparsi lo stantuffo o possono guastarsi i componenti dell’interruttore. Filtri. La maggior parte dei sistemi utilizza un filtro particolare simile a molti dei filtri per il trattamento dell’acqua disponibili in commercio. I più comuni sono i filtri in carta da cinque micron o i filtri deionizzanti. Questi devono essere cambiati ogni cinque mesi oppure ogni volta che si verifica un calo nella pressione o nel flusso.

Scambiatori di calore.

La maggior parte dei sistemi utilizzano un tipo di scambiatore di calore con alette del radiatore e ventola per rimuovere il calore dal fluido di lavoro. Alcuni sistemi di fatto raffreddano il refrigerante con un’unità di refrigerazione. Il guasto più frequente in questi sistemi semplici è la bruciatura della ventola del motore.

Serbatoi del refrigerante

In genere questi sono dotati di una spia del livello o di un interruttore a galleggiante. Il serbatoio deve essere controllato ogni giorno per assicurarsi che ci sia un livello adeguato di refrigerante. Un livello del refrigerante basso può causare l’ingresso dell’aria all’interno del flusso di refrigerante riducendo il raffreddamento. Se il sistema è interdipendente, un livello basso di refrigerante può causare un funzionamento intermittente o un arresto totale del sistema. Può verificarsi l’accumulo di particolato sul fondo del serbatoio. Questo deve essere scaricato e rimosso. Di solito il flusso di ritorno del refrigerante può essere visto attraverso il cappuccio di riempimento del serbatoio del refrigerante.

Ricerca guasti

Verifica del flusso del refrigerante: Se la pressione o il flusso del refrigerante sembra fluttuare, verificare il flusso di refrigerante al suo ingresso nella parte superiore del serbatoio; deve essere chiaro. Se ha un aspetto lattiginoso è possibile che vi sia dell’aria che sta entrando nel sistema – di solito a causa di un livello basso nel serbatoio. Aggiungere refrigerante per un periodo non inferiore a due minuti, mentre la pompa è in funzione, per mantenere il refrigerante al livello consigliato. Se questo non basta a correggere la caratteristica lattiginosa, potrebbe esserci un collegamento allentato sul lato in entrata della pompa che permette l’aspirazione dell’aria nel sistema. Un problema frequente con le pompe a palette rotanti è che il dado cieco e la guarnizione di tenuta a volte non vengono reinserite dopo aver eseguito la regolazione della pressione in uscita. Il dado cieco e la guarnizione devono essere al loro posto per evitare che l’aria entri nel sistema.

Verifica del percorso del refrigerante: Se i valori della pressione o del flusso sono al di sotto dei valori consigliati dal produttore è necessario verificare l’intero percorso del refrigerante. Innanzitutto, verificare che il filtro sia collocato direttamente prima della pompa. Successivamente, controllare la pompa. Nel tempo è necessario regolare le pompe per compensarne l’usura. Le procedure di regolazione variano rispetto al tipo di pompa e devono essere descritte in dettaglio nel manuale di istruzione. Infine, ispezionare tutti i flessibili, i cavi e i raccordi per assicurarsi che sia tutto serrato adeguatamente e che nessun flessibile sia piegato o rotto.

Controllare la portata di flusso del refrigerante, “la prova di portata con il secchio”: Per verificare il flusso effettivo all’interno del sistema, eseguire questo semplice test. Rimuovere il cavo di ritorno del refrigerante dal serbatoio. Avviare la pompa. Raccogliere il flusso di ritorno del refrigerante in un contenitore pulito per un determinato periodo di tempo (in genere da 1/2 a 1 minuto), quindi spegnere la pompa. Misurare il volume e convertirlo in galloni/litri per minuto/ora. Confrontare i rilevamenti con i valori consigliati dal produttore.

Verificare il flusso del refrigerante – flussometro: Un modo ancora migliore per garantire un flusso del refrigerante adeguato è quello di installare un flussometro dell’acqua immediatamente prima della tubatura di ritorno verso il serbatoio del refrigerante. Può andar bene anche un semplice tubo di flusso da 0-4 gpm (dal valore inferiore a $50). Questa è un’assicurazione conveniente contro il guasto dei componenti o della torcia.

Verificare la conduttività/resistività del refrigerante: Nel tempo il refrigerante può iniziare a ionizzarsi e/o a contaminarsi con particolato di rame o altro materiale conduttivo. Questo può causare un’accensione difficile della torcia al plasma a causa dell’elettricità ad alta tensione utilizzata per innescare un arco pilota che viene dissipata attraverso l’acqua di raffreddamento. Un misuratore di conduttività può essere utilizzato per controllare il refrigerante. La resistività del refrigerante deve essere inferiore a 10 microOhm o superiore di una resistenza di 10.000 Ohm/cm.