acecook

Ngăn ngừa tình trạng ăn mòn "ẩn mình" của bộ biến tần

Kỹ thuật điều khiển
18/09/2025 14:03
Ăn mòn thường bị bỏ qua như một rủi ro gây hỏng hóc đối với các bộ truyền động công nghiệp. Các tiêu chuẩn ăn mòn truyền thống có thể chưa đủ khi áp dụng cho bộ truyền động. Ông Fausto Belotti, Giám đốc phân khúc toàn cầu ngành cao su và nhựa tại ABB Drive Products, mô tả một phương pháp thử nghiệm mới giúp dự đoán tuổi thọ của bộ truyền động trong môi trường khắc nghiệt.
aa
Ngăn ngừa tình trạng ăn mòn
Một số ví dụ về tác động của ăn mòn đối với các bộ truyền động công nghiệp (VSD).

Các nhà sản xuất hoàn toàn đúng khi tập trung vào hiệu suất, hiệu quả năng lượng và thời gian vận hành của thiết bị. Nhưng bên cạnh những ưu tiên đó, vẫn tồn tại một mối đe dọa tốn kém và thường vô hình, ngày càng gia tăng: ăn mòn. Tác động toàn cầu của ăn mòn là vô cùng lớn, Hiệp hội Bảo vệ và Hiệu suất Vật liệu ước tính tổn thất lên tới 2,5 nghìn tỷ đô la mỗi năm.

Đối với bộ truyền động biến tần (VSD), ăn mòn có thể dẫn đến những hỏng hóc thảm khốc - thường không có dấu hiệu cảnh báo trước. Trong các ngành như cao su, nhựa, khai thác mỏ và xử lý nước, sự kết hợp giữa nhiệt, độ ẩm, hóa chất và bụi tạo ra điều kiện lý tưởng để bộ truyền động xuống cấp.

Khác với hao mòn cơ học, ăn mòn lại “ẩn mình”. Nó có thể tác động cả bên trong lẫn bên ngoài, từ các cụm công suất, bo mạch điện tử cho đến các vòng đệm, và thường xuất hiện sau thời gian bảo hành - khi mà chi phí hỏng hóc là đắt đỏ nhất. Thực tế, chỉ một giờ ngừng sản xuất do bộ truyền động hỏng có thể gây thiệt hại hơn 90.000 bảng Anh.

Ăn mòn thường được định nghĩa là sự suy thoái do tương tác hóa học giữa vật liệu và môi trường xung quanh. “Ăn mòn điện tử” bao gồm sự hư hại đối với các bộ phận quan trọng như PCB (bo mạch in), IGBT, bề mặt tiếp xúc nhiệt và các đầu nối. Độ ẩm, các chất ô nhiễm như sulfur dioxide, cũng như các hạt phản ứng, có thể bám lên các bề mặt nhạy cảm, từ đó kích hoạt các phản ứng điện hóa làm suy giảm chức năng theo thời gian.

Các loại polymer được dùng trong vỏ nhựa, cao su hoặc các vòng đệm cũng có thể bị suy thoái khi tiếp xúc với hóa chất. Những hỏng hóc này thường khó nhận biết cho đến khi dẫn đến rò rỉ, hỏng vòng đệm hoặc thậm chí vỏ thiết bị bị phá hủy hoàn toàn. Vấn đề càng trở nên phức tạp khi các bộ truyền động hiện đại được thiết kế nhỏ gọn và hiệu suất cao, sinh ra nhiều nhiệt hơn, do đó cần nhiều luồng khí hơn. Cả hai yếu tố này đều có thể làm tăng mức độ tiếp xúc với các tác nhân gây ăn mòn nếu không có biện pháp bảo vệ thích hợp.

Các dấu hiệu bề mặt như vết gỉ sét có thể gây mất thẩm mỹ, nhưng nhìn chung không nguy hiểm. Tuy nhiên, “silver whiskers” (sợi bạc li ti) lại nguy hại hơn nhiều. Đây là những cấu trúc siêu nhỏ dạng sợi mảnh do sulfur gây ra, có thể tạo ra các đường dẫn điện ngoài ý muốn, dẫn đến lỗi hệ thống hoặc hỏng hóc hoàn toàn. Loại ăn mòn này đặc biệt nguy hiểm bởi rất khó phát hiện và càng khó chẩn đoán.

Độ ẩm cao, thay đổi nhiệt độ đột ngột, và các sản phẩm phụ hóa học từ quá trình công nghiệp khiến những ngành như cao su và nhựa, bột giấy và giấy, cũng như xử lý nước thải trở nên đặc biệt dễ tổn thương. Các thị trường mới nổi ở châu Á và châu Phi cũng chịu rủi ro tương tự, nơi điều kiện môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như nhiệt độ trên 45°C kết hợp với độ ẩm cao.

Khoảng trống trong tiêu chuẩn

Mặc dù vấn đề này rất quan trọng, nhưng những tiêu chuẩn đã lỗi thời như IEC 60721-3-3:2002 vẫn đang chi phối thiết kế của phần lớn thiết bị ngày nay. Các nhãn như 3C3 thường xuyên xuất hiện trong thông số kỹ thuật của bộ truyền động, nhưng lại thiếu thử nghiệm thực tế hoặc tiêu chí đánh giá đạt/trượt rõ ràng. Điều này tạo ra một cảm giác an toàn giả tạo. Một bo mạch PCB được phủ bảo vệ có thể đáp ứng “trên giấy tờ”, nhưng chưa chắc đã bền vững trong môi trường ăn mòn.

Tin tốt là những tiêu chuẩn mới, chẳng hạn như IEC 60721-3-3:2019, đang chuyển trọng tâm từ phơi nhiễm khí lý thuyết sang tác động ăn mòn thực tế. Chúng phân loại môi trường từ G1 (nhẹ) đến GX (nghiêm trọng), dựa trên mức độ kim loại bị ăn mòn trong vòng 30 ngày. Tuy nhiên, tiêu chuẩn này lại không chỉ rõ cách thức phải thử nghiệm bộ truyền động, dẫn đến một khoảng trống quan trọng.

Để khắc phục điều đó, ABB đã phát triển một quy trình thử nghiệm nghiêm ngặt dành cho bộ truyền động biến tần. Hợp tác với Đại học Công nghệ Lappeenranta-Lahti tại Phần Lan, không chỉ các linh kiện riêng lẻ mà cả những bộ truyền động đang vận hành thực tế đã được đưa vào thử nghiệm với nồng độ khí công nghiệp cao, nhiệt độ khắc nghiệt và độ ẩm lớn. Sau đó, bằng các kỹ thuật như chụp ảnh nhiệt và kính hiển vi điện tử, chúng ABB đánh giá toàn bộ bộ truyền động, bao gồm cả quạt làm mát, đầu nối và hệ thống điện tử bên trong.

Mức độ thử nghiệm này giúp phát hiện những điểm yếu tiềm ẩn và xác thực đâu là các biện pháp bảo vệ thực sự hiệu quả, vượt xa so với chỉ phủ lớp bề mặt.

Kết quả rất rõ ràng: các bộ truyền động đặt trong vỏ IP55 (UL Type 12) với vòng đệm gia cố hoạt động tốt hơn đáng kể so với các mẫu IP21 (UL Type 1). Đối với các môi trường có rủi ro cao, chẳng hạn như sản xuất lốp xe với không khí giàu lưu huỳnh, ABB hiện cung cấp các dòng VSD được gia cường, đạt chuẩn cho điều kiện khắc nghiệt C5/CX hoặc GX, có khả năng chịu được tốc độ ăn mòn lên đến 8.000 angstrom trong vòng 30 ngày.

Ăn mòn hiếm khi đưa ra cảnh báo sớm và thường xảy ra sau khi thời hạn bảo hành của bộ truyền động đã hết. Tuy nhiên, hiểu được nguyên nhân và hạn chế của các tiêu chuẩn hiện có là bước đầu tiên để tránh ngừng hoạt động và bảo vệ người lao động.

Mặc dù một số dạng ăn mòn là khó tránh khỏi, nhưng hỏng hóc của bộ truyền động thì không nhất thiết phải xảy ra. Với các biện pháp bảo vệ và quy trình phù hợp, tuổi thọ của VSD có thể được kéo dài đáng kể và độ tin cậy của hệ thống có thể được đảm bảo, ngay cả trong những môi trường khắc nghiệt nhất.

Theo Drives&Controls

mca
Tin bài khác
Thị trường chứng khoán ngày 11/11: Chứng khoán, bất động sản, ngân hàng đồng thuận, VN Index bật tăng hơn 13 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 11/11: Chứng khoán, bất động sản, ngân hàng đồng thuận, VN Index bật tăng hơn 13 điểm

Sau ba phiên “bốc hơi” liên tiếp, thị trường bất ngờ ngược dòng trong phiên 11/11 khi VN Index bật tăng hơn 13 điểm. Tuy nhiên, niềm vui của nhà đầu tư vẫn xen lẫn lo lắng khi thanh khoản tiếp tục èo uột, tín hiệu cho thấy dòng tiền lớn vẫn đang đứng ngoài.
Thủ tướng: Phát triển kinh tế xanh, kinh tế số là yêu cầu bắt buộc trong kỷ nguyên mới

Thủ tướng: Phát triển kinh tế xanh, kinh tế số là yêu cầu bắt buộc trong kỷ nguyên mới

Chiều 10/11, tại Hà Nội, Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính dự Diễn đàn Doanh nghiệp Việt Nam (VBF) thường niên 2025 với chủ đề “Doanh nghiệp đồng hành với Chính phủ: Chuyển đổi xanh trong kỷ nguyên số”.
Khởi nghiệp cần “dinh dưỡng”,  đổi mới sáng tạo cần “đầu tư kiên nhẫn”

Khởi nghiệp cần “dinh dưỡng”, đổi mới sáng tạo cần “đầu tư kiên nhẫn”

Sự lẫn lộn giữa hệ sinh thái khởi nghiệp (startup ecosystem) và hệ sinh thái đổi mới sáng tạo (innovation ecosystem) đang khiến nỗ lực chính sách của chúng ta vừa rối rắm vừa kém hiệu quả.
Nhận định phiên giao dịch ngày 11/11: Không vội mua đuổi trong nhịp hồi kỹ thuật nếu có

Nhận định phiên giao dịch ngày 11/11: Không vội mua đuổi trong nhịp hồi kỹ thuật nếu có

Phiên 10/11 chứng kiến VN-Index giảm sâu dưới áp lực bán mạnh ở nhóm cổ phiếu trụ, trong khi thanh khoản duy trì ở mức thấp và nhiều chỉ báo kỹ thuật vẫn tiêu cực. Giới phân tích cảnh báo nhà đầu tư không nên mua đuổi trong nhịp hồi kỹ thuật, mà nên tận dụng các nhịp tăng ngắn để cơ cấu danh mục và giữ tỷ trọng an toàn.
Volvo và Waabi trình diễn bước tiến mới của xe tải tự hành

Volvo và Waabi trình diễn bước tiến mới của xe tải tự hành

Waabi - công ty phát triển công nghệ trí tuệ nhân tạo vật lý (physical AI) và xe tải tự hành đã cùng Volvo Autonomous Solutions (Giải pháp Tự hành của Volvo) đạt được một cột mốc quan trọng trong ngành vận tải tự động. Hai bên đã tích hợp thành công hệ thống điều khiển “Waabi Driver” vào mẫu xe tải “Volvo VNL Autonomous”, đánh dấu bước tiến lớn trong việc hiện thực hóa công nghệ xe tải không người lái.
Huawei trở lại đường đua với Mate 70 Air - mỏng hơn, thông minh hơn, bền bỉ hơn

Huawei trở lại đường đua với Mate 70 Air - mỏng hơn, thông minh hơn, bền bỉ hơn

Sau Samsung và Apple, Huawei chính thức gia nhập cuộc đua smartphone siêu mỏng với mẫu Mate 70 Air - chiếc điện thoại mỏng nhất từng được hãng giới thiệu, dày chỉ 6,6 mm, nhưng gây bất ngờ nhờ viên pin dung lượng tới 6.500 mAh, lớn nhất trong phân khúc hiện nay.
Sinh viên Khoa CNTT - ĐH Sư Phạm Hà Nội tranh tài Cuộc thi "Lập trình điều khiển Robot" năm 2025

Sinh viên Khoa CNTT - ĐH Sư Phạm Hà Nội tranh tài Cuộc thi "Lập trình điều khiển Robot" năm 2025

Những chú robot lăn bánh, những tiếng reo hò cổ vũ và tinh thần cạnh tranh sôi nổi đã làm nóng hội trường Khoa Công nghệ Thông tin - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội. Cuộc thi “Lập trình điều khiển Robot” năm 2025 không chỉ là màn tranh tài kỹ thuật, mà còn là dịp để sinh viên thể hiện niềm đam mê công nghệ và sáng tạo không giới hạn.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 11/11/2025: Tuổi Ngọ nên kiềm chế cảm xúc, Tuổi Mùi được quý nhân che chở

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 11/11/2025: Tuổi Ngọ nên kiềm chế cảm xúc, Tuổi Mùi được quý nhân che chở

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 11/11/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Học sinh MIS vang danh ở kỳ thi Học sinh giỏi cấp Thành phố, sân chơi ASMO và đấu trường STEAM CUP Malaysia 2025

Học sinh MIS vang danh ở kỳ thi Học sinh giỏi cấp Thành phố, sân chơi ASMO và đấu trường STEAM CUP Malaysia 2025

Sáng 8/11, Hệ thống Giáo dục Đa Trí Tuệ (MIS) đã tổ chức Lễ Vinh danh các học sinh đạt giải trong kỳ thi Học sinh giỏi cấp Thành phố, chiến thắng tại sân chơi ASMO 2025 và ghi danh trên đấu trường quốc tế STEAM CUP Malaysia 2025.
Thị trường chứng khoán ngày 10/11:  Tiếp tục điều chỉnh, VN-Index mất gần 19 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 10/11: Tiếp tục điều chỉnh, VN-Index mất gần 19 điểm

Tiếp nối đà giảm của phiên cuối tuần trước, thị trường chứng khoán trong nước ngày 10-11 tiếp tục chịu áp lực điều chỉnh mạnh. Lực bán áp đảo gần như suốt phiên khiến các chỉ số chính đồng loạt giảm điểm, bất chấp nỗ lực hồi phục ngắn ngủi trong phiên.
song-gia-tri