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
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 30/10/2025: Tuổi Tý sự nghiệp hanh thông, Tuổi Sửu có quý nhân giúp đỡ

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 30/10/2025: Tuổi Tý sự nghiệp hanh thông, Tuổi Sửu có quý nhân giúp đỡ

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 30/10/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Niềm tin: giá trị cốt lõi của nguồn vốn con người

Niềm tin: giá trị cốt lõi của nguồn vốn con người

Thực tế cho thấy nguồn lực con người được xem là tài sản quan trọng và bền vững nhất của bất kỳ nền kinh tế nào, ở đó niềm tin đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong vốn con người, tạo nền tảng cho các yếu tố then chốt khác như sự tin tưởng, động lực và mục đích để thúc đẩy hiệu suất và đổi mới.
Thị trường chứng khoán ngày 29/10: Bất động sản đỏ lửa, nhóm ngân hàng cứu thị trường

Thị trường chứng khoán ngày 29/10: Bất động sản đỏ lửa, nhóm ngân hàng cứu thị trường

Thị trường ngày 29/10 khởi đầu hứng khởi nhưng nhanh chóng “nguội đi” khi dòng tiền chững lại. Bất động sản bị chốt lời ồ ạt, trong khi nhóm ngân hàng trở thành “điểm tựa” giúp VN Index giữ được sắc xanh cuối phiên.
Sonatus ra mắt AI Director để tăng tốc AI biên (Edge AI) trên xe ô tô

Sonatus ra mắt AI Director để tăng tốc AI biên (Edge AI) trên xe ô tô

Sonatus, công ty phần mềm xe hơi có trụ sở tại Sunnyvale, vừa công bố một nền tảng mới được thiết kế để giúp các nhà sản xuất ô tô triển khai trí tuệ nhân tạo (AI) trực tiếp bên trong xe.
Tổng Bí thư Tô Lâm dự tọa đàm về trí tuệ nhân tạo và chip bán dẫn tại Anh

Tổng Bí thư Tô Lâm dự tọa đàm về trí tuệ nhân tạo và chip bán dẫn tại Anh

Chuyến thăm chính thức Vương quốc Anh của Tổng Bí thư Tô Lâm ghi dấu bằng buổi tọa đàm quan trọng về trí tuệ nhân tạo, nơi Việt Nam khẳng định quyết tâm đồng hành cùng thế giới trong phát triển công nghệ vì con người, vì hòa bình và thịnh vượng chung.
450 công ty hàng đầu trong hệ sinh thái năng lượng mới quy tụ tại Đài Loan định hình tương lai bền vững

450 công ty hàng đầu trong hệ sinh thái năng lượng mới quy tụ tại Đài Loan định hình tương lai bền vững

Tuần lễ Năng lượng thông minh Quốc tế Đài Loan (Energy Taiwan 2025) và Triển lãm phát triển bền vững Đài Loan (Net-Zero Taiwan) do Hiệp hội xúc tiến thương mại Đài Loan (TAITRA) cùng Liên minh Năng lượng xanh và Phát triển bền vững (GESA) thuộc SEMI đồng tổ chức được khai mạc sáng ngày 29 tháng 10 tại tầng 1 và tầng 4 của Trung tâm Triển lãm Nam Cảng, Đài Loan.
Siemens công bố nghiên cứu toàn cầu trước thềm COP30: An ninh năng lượng vượt lên trên mục tiêu khí hậu

Siemens công bố nghiên cứu toàn cầu trước thềm COP30: An ninh năng lượng vượt lên trên mục tiêu khí hậu

Báo cáo mới nhất của Siemens cho thấy một bước ngoặt trong tư duy chuyển đổi năng lượng toàn cầu: các chính phủ giờ đây coi đảm bảo an ninh năng lượng là yếu tố sống còn, thậm chí vượt lên so với hợp tác khí hậu. Nghiên cứu được công bố ngay trước thềm COP30 tại Brazil, thu hút sự chú ý của cộng đồng quốc tế.
Hà Nội lần đầu tiên lọt top 5 thành phố hạnh phúc nhất châu Á

Hà Nội lần đầu tiên lọt top 5 thành phố hạnh phúc nhất châu Á

Không chỉ là trung tâm chính trị - văn hóa của Việt Nam, Hà Nội nay còn được thế giới ghi nhận là một trong những thành phố hạnh phúc nhất châu Á. Xếp hạng mới của Time Out cho thấy sức sống và bản sắc riêng của Thủ đô ngàn năm, nơi con người tìm thấy niềm vui trong những điều bình dị mỗi ngày.
Nhận định phiên giao dịch ngày 29/10: VN-Index có thể tiếp tục phục hồi, song nên thận trọng với các nhịp rung lắc

Nhận định phiên giao dịch ngày 29/10: VN-Index có thể tiếp tục phục hồi, song nên thận trọng với các nhịp rung lắc

Sau phiên phục hồi mạnh, VN-Index tiếp tục duy trì đà hứng khởi và tiến gần ngưỡng 1.700 điểm – mốc tâm lý quan trọng của thị trường. Tuy nhiên, giới phân tích cho rằng áp lực chốt lời và sự phân hóa giữa các nhóm cổ phiếu có thể khiến nhịp rung lắc quay trở lại trong những phiên tới.
Bản sao số: Nhân đôi hiệu suất, giảm rủi ro trong tự động hóa nhà máy

Bản sao số: Nhân đôi hiệu suất, giảm rủi ro trong tự động hóa nhà máy

Trong bối cảnh thiếu hụt lao động và chi phí sản xuất ngày càng leo thang, “bản sao số” (Digital Twin) đang trở thành nền tảng chiến lược giúp doanh nghiệp vừa tích hợp tự động hóa thông minh, vừa tối ưu dây chuyền mà không cần “đập đi xây lại”. Công nghệ này mô phỏng, dự đoán và xử lý mọi kịch bản vận hành từ lỗi kỹ thuật đến tấn công mạng trong không gian ảo, cho phép nhà máy “nhìn thấy tương lai” trước khi bước vào thực tế.
song-gia-tri