Ventili za rudnike ugljena: Umjetnost preciznosti kontrole tolerancije na razini mikrona i transformacije ljudi

U složenom okruženju rudnika ugljena, ventili, kao temeljne komponente kontrole tekućine, poduzimaju važnu misiju regulacije tlaka, rezanja medija i osiguravanja sigurnosti. Strogost koncepta dizajna i procesa proizvodnje izravno određuje sigurnost i učinkovitost proizvodnje mina. Uzimajući primjer ručnog ventila ugljena usmjeren kao na ručni kotači, dizajn njegovog operativnog mehanizma i strukture zapečaćenja slijedi preciznost i ravnotežu poput pravosudne ravnoteže, pretvarajući rangu u milimetersku kontrolu diska ventila putem mehaničkih prijenosa, dok odgovarajućeg zazor za brtvljenje slijedi zakon o micron-nivou. Svako lagano odstupanje može pokrenuti lančanu reakciju i dovesti do kolapsa cijelog tlačnog sustava.

Dizajn ručnog kotača ventili rudnika ugljena je u osnovi pretvoriti fizičku čvrstoću operatora u linearno ili rotacijsko kretanje diska ventila kroz mehaničku strukturu. Kad operater rotira ručni kotač u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, struktura šarenog kotača prenosi okretni moment na maticu matice ventila, a stabljika ventila stvara aksijalni pomak ili rotacijsko kretanje pod djelovanjem navojnog para. Tijekom ovog postupka precizno se izračunavaju veličina, materijal i omjer prijenosa ručnog kotača: broj žbica obično nije veći od 6 da bi se izbjegla koncentracija stresa; Površina naplatka mora biti glatka i bez oštrih rubova kako bi se spriječile ogrebotine tijekom rada; Priključak između matice ručnog kotača i stabljike ventila koristi navoje visoke čvrstoće kako bi se osigurala pouzdanost prijenosa okretnog momenta.

Kao mjerni medij između ručnog kotača i diska ventila, stabljika ventila mora biti dizajnirana tako da uzme u obzir i čvrstoću i fleksibilnost. Pod visokim tlakom, stabljika ventila mora izdržati dvostruke učinke srednjeg tlaka i trenja, tako da se često izrađuje od legiranog čelika visoke čvrstoće, a površina je nitrirana ili kromirana kako bi se poboljšala otpornost na habanje. Postoje različiti načini povezivanja stabljike ventila i diska ventila, uključujući navojenu vezu, ključnu vezu ili zavarivanje, ali bez obzira na oblik, potrebno je osigurati da se pogreške koaksijalne i vertikalnosti kontroliraju u rasponu mikrona kako biste izbjegli odbojnost ili zaglavlje tijekom kretanja diska ventila.

Performanse zapečatanja ventila za rudnike ugljena je njegov temeljni pokazatelj, a podudaranje klirensa za brtvljenje je ključ za određivanje ove performanse. Par zapečaćenja obično se sastoji od površine brtvljenja diska ventila i površine brtvljenja sjedala ventila, a njih dvoje trebaju formirati čvrsti metal-metalni kontakt ili mekani kontakt za brtvljenje u zatvorenom stanju. Uzimanje metalnog tvrdog brtve kao primjer, ravnanost površine za brtvljenje potrebno je biti veća od 0,0009 mm, a hrapavost površine mora doseći RA≤0,2 mikrone (tvrdi materijali) ili RA≤0,4 mikrone (meki materijali). Ovaj zahtjev za preciznost znači da ako se površina zapečaćenja poveća u veličinu nogometnog polja, njegova površina neravnomjernost ne smije prelaziti promjer kose.

Dizajn uklapanja pari za brtvljenje mora uzeti u obzir tlak, temperaturu i korozivnost medija. U uvjetima razlike visoke tlaka, prevelik će jaz uzrokovati srednje istjecanje i čak uzrokovati vibraciju i eroziju diska ventila; Iako premali jaz može uzrokovati kvar brtve zbog toplinskog širenja ili zaglavljanja čestica. Stoga je pojas tolerancije za brtvljenje obično strogo ograničen na ± 10 mikrona i postiže se procesima poput mljevenja i poliranja. Osim toga, odabir materijala za brtvljenje je također presudan. Na primjer, površina za brtvljenje sa površinskim legurama s legurom može značajno poboljšati otpornost na habanje i otpornost na koroziju, dok su politetrafluoroetilen ili grafitna punila prikladna za medij niskog tlaka ili nekorozivne.

Ako prikladni klirens brtvenog para premaši toleranciju na dizajnu, posljedice će biti katastrofalne. U rudnicima ugljena, miješani medij plina, ugljena prašine i vode ima izuzetno visoke zahtjeve za brtvljenje ventila. Jednom kada brtva ne uspije, medij visokog tlaka može procuriti kroz jaz do područja niskog tlaka, uzrokujući neravnotežu tlaka. Na primjer, u sustavu za ekstrakciju plina, curenje ventila može uzrokovati nakupljanje plina. Kad koncentracija premaši sigurnosni prag, sustav će automatski odsjeći izvor plina i čak pokrenuti požarni alarm; U sustavu hidrauličkog podrške, curenje će uzrokovati smanjenje potporne sile potpore, uzrokujući rizik od kolapsa krova.

Osim toga, nekontrolirane tolerancije također mogu ubrzati habanje i koroziju ventila. Pod djelovanjem razlike visokog tlaka, čestice u mediju mogu se ugraditi u jaz za brtvljenje, tvoreći "abrazivno trošenje" i daljnje proširivanje veličine praznine; dok korozivni mediji mogu izravno narušiti površinu zapečaćenja i uništiti njegovu površinsku završnu obradu. Ovaj začarani ciklus na kraju će dovesti do potpunog neuspjeha ventila, prisiljavajući rudnik da zaustavi proizvodnju za održavanje, uzrokujući ogromne ekonomske gubitke i opasnosti od sigurnosti.

Kako bi se osiguralo da je tolerancija za brtvljenje uvijek unutar kontroliranog raspona, ventile za rudnike ugljena moraju se redovito održavati i nadzirati. Održavanje uključuje: provjeru trošenja površine za brtvljenje, mljevenje i popravak kad je to potrebno; Zamjena starijeg pakiranja ili O-prstenova; i provjera pravednosti i koaksialnosti stabljike ventila. Metode praćenja uključuju: korištenje ultrazvučnog ispitivanja za otkrivanje pukotina na površini za brtvljenje; Provjera zapečaćenja ventila ispitivanjem tlaka; i pomoću analize vibracije za procjenu kretanja diska ventila.

Razvoj inteligentne tehnologije, neki ventili za rudnike ugljena imaju integrirane mrežne sustave praćenja, koji mogu pružiti povratne informacije u stvarnom vremenu o promjenama praznina i srednjem propuštanju pari za brtvljenje. Na primjer, ugradnjom senzora tlaka i senzora pomaka unutar tijela ventila, sustav može automatski izračunati kompresiju i brzinu propuštanja pari za brtvljenje i izdati rano upozorenje kada je prag premašen. Ovaj način aktivnog održavanja značajno poboljšava pouzdanost ventila i proširuje svoj radni vijek.