Những kiểm tra bảo trì nào đảm bảo hiệu suất hoạt động đáng tin cậy của máy đẩy ống?

Một máy khoan ống là một khoản đầu tư vốn lớn và là trụ cột vận hành của mọi dự án lắp đặt đường ống không đào. Khi thiết bị này hoạt động kém hiệu quả hoặc gặp sự cố giữa quá trình vận hành, hậu quả kéo theo sẽ vượt xa một hóa đơn sửa chữa thông thường — tiến độ dự án sụp đổ, nguy cơ lún đất gia tăng và an toàn của đội thi công có thể bị đe dọa. Việc hiểu rõ chính xác những kiểm tra bảo trì nào là bắt buộc và tần suất thực hiện chúng ra sao là cách đáng tin cậy nhất để bảo vệ khoản đầu tư đó và đảm bảo mọi ca khoan đều diễn ra trơn tru, không bị gián đoạn tốn kém.

Hiệu suất đáng tin cậy từ một máy khoan đẩy ống không xảy ra một cách ngẫu nhiên. Đây là kết quả trực tiếp của một chương trình bảo trì có cấu trúc và kỷ luật, nhằm xử lý đồng bộ và có tài liệu ghi chép đầy đủ các yếu tố như hệ thống thủy lực, đầu cắt, hệ thống định hướng, mạch bôi trơn và độ bền cấu trúc. Bài viết này trình bày chi tiết các kiểm tra bảo trì thiết yếu mà các đội kỹ thuật và giám sát viên hiện trường cần tích hợp vào quy trình vận hành thường ngày của mình, đồng thời giải thích không chỉ việc cần kiểm tra những gì mà còn lý do vì sao mỗi kiểm tra lại quan trọng đối với kết quả thực tế của dự án.

Bảo trì và kiểm tra hệ thống thủy lực

Kiểm tra tình trạng dầu thủy lực và mức áp suất

Hệ thống thủy lực là mạng lưới truyền động chính của bất kỳ máy khoan đẩy ống nào, chuyển đổi năng lượng từ bơm thành lực đẩy được kiểm soát nhằm đẩy đường ống tiến sâu vào lòng đất. Dầu thủy lực bị nhiễm bẩn hoặc suy giảm chất lượng là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây ra hiện tượng van hỏng sớm, gioăng xi-lanh bị lão hóa và lực đẩy hoạt động không ổn định. Trước mỗi ca vận hành, kỹ thuật viên cần kiểm tra trực quan bình chứa dầu để phát hiện các dấu hiệu như đổi màu, đục hoặc xuất hiện bọt — tất cả đều là biểu hiện của sự nhiễm bẩn hoặc lẫn khí.

Các chỉ số trên đồng hồ đo áp suất ở mạch lực đẩy chính, các mạch điều khiển và các đường ống phụ trợ cần được ghi lại và so sánh với dải áp suất vận hành do nhà sản xuất quy định. Việc giảm dần áp suất mà không thể giải thích bằng sự thay đổi tải thường cho thấy rò rỉ bên trong tại các phớt xy-lanh hoặc các ghế van điều khiển. Việc phát hiện sớm những xu hướng này cho phép thay thế phớt trong thời gian ngừng hoạt động theo kế hoạch, thay vì trong quá trình đào hầm đang diễn ra—khi một sự cố thủy lực giữa hành trình có thể khiến máy bị kẹt ở vị trí không thể tiếp cận.

Dầu thủy lực cần được lấy mẫu theo khoảng thời gian được khuyến nghị trong sổ tay bảo dưỡng của máy và gửi đi phân tích hàm lượng hạt và độ nhớt tại phòng thí nghiệm. Việc vận hành máy khoan đẩy ống với dầu đã vượt quá tuổi thọ sử dụng sẽ làm tăng tốc độ mài mòn đồng thời trên mọi bộ phận thủy lực, từ đó làm gia tăng chi phí sửa chữa theo cách vượt xa chi phí khiêm tốn của một lần thay dầu đúng thời điểm.

Kiểm tra Ống dẫn, Đầu nối và Cần xy-lanh

Các ống dẫn thủy lực áp suất cao trên máy khoan đẩy ống chịu tác động liên tục của uốn cong, rung động và tiếp xúc với đất mài mòn. Một ống dẫn có vẻ nguyên vẹn bên ngoài có thể đã bị suy giảm lớp bện bên trong, khiến nó trở thành mối nguy cơ hỏng hóc dưới tải đẩy cực đại. Mỗi cụm ống dẫn cần được kiểm tra dọc toàn bộ chiều dài để phát hiện nứt bề mặt, gập khúc, hư hại do mài mòn và bất kỳ dấu hiệu rò rỉ nào tại các đầu nối ép crimp.

Bề mặt trục xy-lanh cần được đặc biệt chú ý vì ngay cả những vết lõm hoặc xước nhỏ cũng tạo thành đường dẫn cho tạp chất vượt qua phớt trục, đưa trực tiếp các hạt lạ vào mạch thủy lực. Trục cần được lau sạch trước khi thu vào và kiểm tra kỹ để phát hiện gỉ sét, vết va đập và hiện tượng bong lớp mạ crôm. Khi phát hiện hư hại bề mặt, trục phải được sửa chữa hoặc thay thế trước khi bắt đầu ca vận hành tiếp theo, thay vì để tình trạng này tiếp tục làm suy giảm độ kín khít của phớt.

Bảo trì Đầu cắt và Mạch bùn

Kiểm tra độ mài mòn của lưỡi cắt và độ nguyên vẹn của chuyển động quay

Đầu cắt là thành phần chịu tải cơ học lớn nhất của máy khoan đẩy ống vì nó luôn tiếp xúc trực tiếp với lớp đất đá trong suốt quá trình đào. Các lưỡi cắt đĩa bị mài mòn, các mũi khoan cacbua bị vỡ mẻ hoặc các lưỡi cắt định biên bị hư hỏng không chỉ làm giảm hiệu suất đào mà còn truyền tải trọng bất thường ngược trở lại qua kết cấu đỡ đầu cắt, làm gia tăng ứng suất lên các ổ bi và trục dẫn động. Độ mài mòn của lưỡi cắt cần được đánh giá sau mỗi đoạn đẩy theo một quy trình kiểm tra đã được tài liệu hóa, đồng thời ghi chép các số liệu đo độ mài mòn so sánh với ngưỡng thay thế do nhà sản xuất quy định.

Các kiểm tra độ nguyên vẹn của chuyển động quay xác nhận rằng động cơ dẫn động đầu cắt và hộp số đang cung cấp mô-men xoắn mượt mà, ổn định mà không xuất hiện các tín hiệu rung bất thường. Người vận hành cần theo dõi các chỉ số mô-men xoắn dẫn động trong vài phút đầu tiên sau mỗi lần khởi động lại ca làm việc, bởi vì mô-men xoắn tăng cao trong điều kiện không tải có thể cho thấy mất lực ép trước trên ổ bi, suy giảm chất lượng dầu bôi trơn trong hộp số hoặc hư hỏng sớm của phớt tại vách ngăn đầu cắt. Việc phát hiện sớm những tín hiệu này trên máy khoan đẩy ống sẽ ngăn ngừa hậu quả nghiêm trọng hơn nhiều là tình trạng đầu cắt bị kẹt sâu bên trong đường hầm.

Bảo trì Hệ thống Tuần hoàn và Tách Bùn

Ở các máy khoan đẩy ống kiểu bùn, mạch bùn đảm nhiệm việc vận chuyển liên tục vật liệu đào được từ buồng cắt lên nhà máy tách trên mặt đất. Các tắc nghẽn trong đường ống cấp hoặc xả sẽ gây ra sự mất cân bằng áp lực tại mặt đào, có thể làm suy giảm khả năng chống đỡ đất, đặc biệt trong điều kiện đất thấm nước hoặc chứa nước. Trước mỗi ca vận hành, cần kiểm tra bơm bùn về mức độ mài mòn của bánh công tác, độ kín khít của đường ống hút và tính ổn định của áp lực xả.

Nhà máy tách bề mặt — bao gồm các sàng rung, máy ly tâm và bể lắng — cũng phải được bảo trì như một phần của toàn bộ hệ thống máy khoan đẩy ống. Một nhà máy tách không thể xử lý bùn đào lên đủ nhanh sẽ buộc người vận hành phải giảm tốc độ tiến, kéo dài tổng thời gian thực hiện dự án và làm tăng thời gian tiếp xúc với nguy cơ lún đất. Các tấm sàng cần được kiểm tra để phát hiện rách hoặc bị tắc nghẽn, đồng thời nhiệt độ ổ bi của máy ly tâm cần được ghi chép nhằm phát hiện sớm các sự cố cơ khí trước khi chúng gây ra tình trạng ngừng hoạt động ngoài kế hoạch.

Hiệu chuẩn và bảo trì hệ thống định hướng

Kiểm tra việc căn chỉnh mục tiêu laser và giác quan

Việc điều khiển chính xác máy khoan đẩy ống hoàn toàn phụ thuộc vào hệ thống định hướng cung cấp cho người vận hành dữ liệu vị trí đáng tin cậy và cập nhật theo thời gian thực. Một hệ thống định hướng bằng tia laze bị lệch dù chỉ một chút so với đường chuẩn đã được hiệu chuẩn sẽ khiến máy thực hiện các điều chỉnh hướng sai lệch tích lũy dọc theo toàn bộ chiều dài đoạn đẩy, có thể dẫn đến việc đường ống lắp đặt bị lệch trục, không đáp ứng được yêu cầu về độ dốc hoặc dung sai cho phép. Nguồn tia laze cần được cân chỉnh lại và căn chỉnh lại ở đầu mỗi ca làm việc cũng như bất cứ khi nào phát hiện có sự xáo trộn nào đối với cấu trúc hố đẩy.

Hệ thống camera mục tiêu bên trong đầu máy phải luôn được giữ sạch và không bị đọng hơi nước, bởi độ rõ nét của hình ảnh ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng đưa ra quyết định điều hướng chính xác của người vận hành. Việc vệ sinh ống kính, kiểm tra độ kín khít của vỏ bao camera và kiểm tra tính liên tục của dây cáp phải là một phần trong quy trình kiểm tra trước vận hành hàng ngày đối với mọi máy khoan đẩy ống hoạt động trong điều kiện độ ẩm cao hoặc chịu ảnh hưởng của nước ngầm.

Kiểm tra Xilanh Lái và Kiểm tra Phản hồi

Các xilanh lái trên máy đẩy ống có đường kính nhỏ hơn các xilanh đẩy chính nhưng hoạt động trong điều kiện áp suất tương tự và cũng nhạy cảm như nhau đối với tình trạng suy giảm độ kín của gioăng. Trước khi bắt đầu quá trình đẩy, mỗi xilanh lái cần được vận hành toàn bộ hành trình của nó, đồng thời người vận hành phải xác nhận rằng máy phản hồi một cách đối xứng và không bị trễ khi nhận tín hiệu điều khiển hướng. Hiện tượng lái phản ứng chậm hoặc không đều thường bắt nguồn từ van điều khiển phụ bị nhiễm bẩn hoặc gioăng trượt bị mòn, dẫn đến làm giảm lưu lượng dầu vào xilanh.

Ghi chép vị trí hành trình của xi-lanh lái ở các khoảng thời gian định kỳ trong quá trình vận hành sẽ tạo ra một hồ sơ lịch sử, giúp kỹ sư phát hiện sớm những gia tăng dần về lực cản lái trên mặt đất trước khi chúng leo thang thành tình huống máy bị kẹt. Cách tiếp cận bảo trì dựa trên dữ liệu như vậy chính là yếu tố phân biệt các hoạt động máy khoan đẩy ống đạt hiệu suất cao nhất quán với những hoạt động thường xuyên phải can thiệp ngoài kế hoạch.

Kiểm tra Độ nguyên vẹn Cơ học của Kết cấu và Mối nối

Kiểm tra Thân máy, Tấm vỏ và Gioăng mối nối

Lớp vỏ ngoài của máy khoan đẩy ống phải duy trì một mối ghép kín với chuỗi ống xung quanh để kiểm soát việc nước ngầm xâm nhập và ngăn ngừa hiện tượng lỏng lẻo của đất dọc theo chu vi hố đào. Bất kỳ hư hỏng nào ở các tấm vỏ, gioăng khớp nối bị mài mòn hoặc gioăng đuôi bị biến dạng đều có thể cho phép vật liệu đất xâm nhập vào khoảng trống bên trong máy, làm tăng nguy cơ xuất hiện hố sụt và làm suy giảm độ nguyên vẹn của lỗ khoan. Tình trạng các tấm vỏ cần được đánh giá bằng mắt thường tại mọi điểm tiếp cận bảo trì có thể tiếp cận được, đồng thời chú ý đến độ nguyên vẹn của các mối hàn và tình trạng của bất kỳ miếng đệm chống mài mòn hoặc cánh dẫn hướng nào.

Các phớt khớp nối đặc biệt dễ bị hư hỏng trong các hệ thống truyền động cong, nơi khớp nối phải duy trì một góc lệch liên tục trong thời gian dài. Các phớt này cần được kiểm tra định kỳ theo lịch bảo trì đã lên kế hoạch, và các đặc tính nén của chúng cần được đo lường so sánh với thông số kỹ thuật của phớt mới để xác định xem có cần thay thế trước khi ca vận hành tiếp theo bắt đầu hay không. Một phớt khớp nối bị suy giảm trên máy đẩy ống hoạt động trong điều kiện mực nước ngầm cao có thể nhanh chóng chuyển từ một hạng mục bảo trì nhỏ thành tình huống khẩn cấp về kiểm soát mặt đất.

Đánh giá tình trạng khung đẩy và vòng đẩy

Khung nâng trong hố phóng truyền tải trọng nén lớn từ các xi-lanh thủy lực vào chuỗi ống. Bất kỳ biến dạng nào của kết cấu khung, sai lệch vị trí bề mặt tựa của vành đẩy hoặc nứt trên phần chống đỡ tường phản lực đều ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ đồng đều trong việc phân bố tải trọng lên các mặt nối ống. Việc phân bố tải trọng không đều là nguyên nhân chủ yếu gây nứt các mối nối ống, có thể làm gián đoạn quá trình đẩy và đòi hỏi sửa chữa dưới lòng đất tốn kém.

Vành đẩy cần được kiểm tra độ phẳng và mài mòn bề mặt tựa sau mỗi lần đẩy hoặc theo các khoảng thời gian được quy định đối với loại vật liệu ống và lực đẩy dự kiến. Các thanh kết cấu của khung cần được kiểm tra để phát hiện biến dạng rõ ràng, vết nứt khởi phát tại chân mối hàn và bất kỳ dấu hiệu nào cho thấy nền móng bị lún — điều này có thể gây ra sai lệch góc trong đường truyền lực đẩy của hệ thống máy đẩy ống.

Quản lý chương trình bôi trơn

Lịch trình điểm tra mỡ và tiêm mỡ vào khe hình vành

Các bộ phận cơ khí trên máy khoan đẩy ống — bao gồm bạc đạn đầu cắt, chốt khớp nối linh hoạt, điểm xoay của xi-lanh lái và con lăn ray dẫn hướng — đều yêu cầu tra mỡ theo lịch trình nhằm ngăn ngừa tiếp xúc kim loại–kim loại dưới các tải trọng lớn phát sinh trong quá trình vận hành. Lịch trình các điểm tra mỡ cần được ghi chép dưới dạng danh sách kiểm tra vật lý, trong đó mỗi điểm phải được kỹ thuật viên thực hiện công việc ký xác nhận, đồng thời ghi rõ loại mỡ và lượng mỡ sử dụng.

Bôi trơn vành khuyên, tức là tiêm chất bôi trơn bentonite hoặc polymer qua các cổng trên chuỗi ống nhằm giảm ma sát bề mặt trên vùng vành khuyên của hố khoan, cũng có vai trò quan trọng không kém đối với các ca khoan dài. Áp lực tiêm, thể tích và độ đồng nhất của hỗn hợp chất bôi trơn cần được giám sát liên tục, bởi vì việc bôi trơn vành khuyên không đầy đủ là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây tăng lực đẩy và hư hỏng ống trong các ca khoan đẩy ống kéo dài.

Quản lý mỡ bôi trơn hộp số và động cơ truyền động

Các hộp số trên hệ thống dẫn động đầu cắt và hệ thống dẫn động phụ hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt, nơi sinh nhiệt và xâm nhập chất gây nhiễm bẩn luôn là những mối lo thường trực. Dầu hộp số cần được thay thế theo các khoảng thời gian bảo dưỡng do nhà sản xuất máy quy định, đồng thời cần phân tích mẫu dầu giữa các lần thay để xác định hàm lượng hạt kim loại nhằm phát hiện sớm hiện tượng mài mòn bất thường trước khi dẫn đến hư hỏng nghiêm trọng ở bánh răng hoặc ổ bi.

Các kết nối thủy lực của động cơ dẫn động và đường ống xả dầu từ vỏ động cơ cũng cần được kiểm tra như một phần của chương trình quản lý bôi trơn, bởi vì dòng chảy xả bị hạn chế sẽ làm áp suất trong vỏ động cơ tăng vượt ngưỡng cho phép, từ đó làm gia tốc quá trình mài mòn phớt làm kín trục. Việc duy trì hồ sơ quản lý chất bôi trơn đầy đủ cho máy khoan đẩy ống không chỉ là một thực hành bảo trì tốt nhất — mà còn thường là yêu cầu bắt buộc trong hợp đồng đối với các dự án hạ tầng, nơi chứng nhận thiết bị là một phần trong tài liệu đảm bảo chất lượng.

Câu hỏi thường gặp

Dầu thủy lực của máy đẩy ống nên được thay thế bao lâu một lần?

Khoảng thời gian thay dầu thủy lực cho máy đẩy ống phụ thuộc vào số giờ vận hành, điều kiện môi trường xung quanh và mức độ nhiễm bẩn được phát hiện thông qua việc lấy mẫu dầu. Hầu hết các nhà sản xuất khuyến nghị lấy mẫu dầu mỗi 250–500 giờ vận hành và thực hiện việc thay toàn bộ dầu sau mỗi khoảng 1.000–2.000 giờ vận hành, hoặc sớm hơn nếu kết quả phân tích phòng thí nghiệm cho thấy hàm lượng hạt cặn tăng cao hoặc độ nhớt suy giảm. Luôn tuân thủ các khuyến nghị cụ thể nêu trong sổ tay bảo dưỡng của máy thay vì áp dụng các khoảng thời gian chung chung.

Nguyên nhân phổ biến nhất gây hỏng sớm bạc đạn đầu cắt trên máy đẩy ống là gì?

Sự hỏng hóc sớm của bạc đạn trên đầu cắt của máy đẩy ống thường do bôi trơn không đủ, mỡ bôi trơn bị nhiễm bẩn do gioăng mặt chắn bị hỏng, vận hành với các lưỡi cắt đã mòn làm tăng tải trọng hướng kính, và nước xâm nhập quá mức trong quá trình đẩy ống qua các lớp đất chứa nước. Việc kiểm tra định kỳ độ kín của gioăng mặt chắn, tuân thủ nghiêm ngặt lịch bôi mỡ và thay thế kịp thời các lưỡi cắt là những biện pháp phòng ngừa hiệu quả nhất.

Máy đẩy ống có thể được vận hành an toàn khi có rò rỉ nhỏ ở ống dẫn thủy lực hay không?

Việc vận hành máy khoan đẩy ống khi biết rõ có rò rỉ ở ống dẫn thủy lực là hành vi không an toàn và cần được tránh. Ngay cả một lượng rò rỉ nhỏ cũng cho thấy lớp bện hoặc đầu nối của ống đã bị hư hỏng, và dưới tải trọng đẩy cực đại, điểm rò rỉ có thể nhanh chóng leo thang thành hiện tượng vỡ ống hoàn toàn. Ngoài nguy cơ gây hư hại thiết bị, việc rò rỉ chất lỏng thủy lực trong môi trường hố đẩy kín còn tạo ra nguy cơ cháy nổ và ô nhiễm. Quy trình đúng là dừng ngay hoạt động, xả áp suất mạch thủy lực và thay thế ống bị hư hỏng trước khi tiếp tục quá trình đẩy.

Bôi trơn vòng xuyến ảnh hưởng như thế nào đến tổng thể yêu cầu bảo trì của một máy khoan đẩy ống?

Bôi trơn vành hiệu quả làm giảm lực nâng cần thiết để đẩy chuỗi ống về phía trước, từ đó trực tiếp làm giảm ứng suất cơ học tác động lên các xi-lanh đẩy, khung đẩy và các mối nối ống của máy đẩy ống. Lực đẩy thấp hơn đồng nghĩa với tần số chu kỳ thủy lực giảm, tốc độ mài mòn gioăng xi-lanh chậm lại và tải mỏi tác động lên kết cấu khung cũng giảm — tất cả những yếu tố này đều góp phần kéo dài khoảng thời gian vận hành giữa các lần bảo dưỡng và giảm tần suất bảo trì. Do đó, việc duy trì một chương trình bôi trơn vành được quản lý tốt không chỉ là một biện pháp địa kỹ thuật — mà còn là một phần thiết yếu trong công tác quản lý tình trạng cơ học lâu dài của toàn bộ hệ thống máy đẩy ống.