Uhoľné bane ventily: Umenie presnej kontroly tolerancie na úrovni mikronu a ľudskej transformácie

V komplexnom prostredí uhoľných baní sa ventily, ako základné komponenty kontroly tekutín, vykonávajú dôležité poslanie regulačného tlaku, odrezanie médií a zabezpečenie bezpečnosti. Rastie jeho koncepcie koncepcie a výrobného procesu priamo určuje bezpečnosť a efektívnosť výroby baní. Ako príklad, ktorý vezme príklad uhoľného ventilu poháňaného ruky, konštrukcia jeho prevádzkového mechanizmu a tesniacej štruktúry sleduje presnosť a rovnováhu, ako je súdna rovnováha, premena pracovnú silu na riadenie ventilového disku na úrovni milimetrov pomocou mechanického prenosu, zatiaľ čo zhodné odbavenie tesniaceho páru sa riadi zákonom o tolerancii na úrovni mikrónov. Akákoľvek mierna odchýlka môže vyvolať reťazovú reakciu a viesť k kolapsu celého tlakového systému.

Dizajn ručného kolesa uhoľné ventily je v podstate previesť fyzickú pevnosť operátora na lineárny alebo rotačný pohyb ventilového disku cez mechanickú štruktúru. Keď prevádzkovateľ otáča proti smeru ruky proti smeru hodinových ručičiek, konštrukcia hovoriaceho kolesa prenáša krútiaci moment do matice stonky ventilu a stonka ventilu vytvára axiálny posun alebo rotačný pohyb pod účinkom závitového páru. Počas tohto procesu sa pomer veľkosti, materiálu a prenosu ručného kolesa presne vypočíta: počet lúčov nie je zvyčajne viac ako 6, aby sa zabránilo koncentrácii napätia; Povrch okrajov musí byť hladký a bez ostrých hrán, aby sa zabránilo škrabancom počas prevádzky; Spojenie medzi maticou ručného kolesa a stonkou ventilu využíva vysoko pevné závity, aby sa zabezpečila spoľahlivosť prenosu krútiaceho momentu.

Ako prenosové médium medzi ručným kolesom a ventilovým diskom musí byť stonka ventilu navrhnutá tak, aby zohľadnila pevnosť aj flexibilitu. Pri vysokom tlaku musí stonka ventilu vydržať duálne účinky stredného tlaku a trenia, takže sa často vyrába z zliatinovej ocele s vysokou pevnosťou a povrch je nitridovaný alebo chrómovaný na zlepšenie odporu opotrebenia. Existujú rôzne spôsoby, ako prepojiť stonku ventilu a ventilového disku, vrátane závitového pripojenia, pripojenia kľúča alebo zvárania, ale bez ohľadu na to, aká forma je potrebné zabezpečiť, aby sa v rozsahu mikrónov ovládali chyby koaxility a vertikálie, aby sa predišlo vychýleniu alebo zaseknutiu počas pohybu ventilov.

Jej jadrovým indikátorom je tesniaci výkon uhoľných baní a zodpovedajúca vôľa tesniaceho páru je kľúčom k stanoveniu tohto výkonu. Tesnenie sa zvyčajne skladá z tesniaceho povrchu ventilu a tesniaceho povrchu sedadla ventilu a obaja musia v uzavretom stave vytvoriť tesný kontakt kovového kovu alebo mäkký tesniaci kontakt. Ako príklad, keď vezmeme kovové tvrdé tesnenie, je potrebné, aby bola rovnosť tesniaceho povrchu viac ako 0,0009 mm a drsnosť povrchu musí dosiahnuť RA <0,2 mikrónov (tvrdé materiály) alebo RA <0,4 mikrónov (mäkké materiály). Táto požiadavka na presnosť znamená, že ak je tesniaca plocha zväčšená na veľkosť futbalového ihriska, jeho povrchová nerovnosť nesmie prekročiť priemer vlasov.

Návrh voľnej vôle tesniaceho páru musí brať do úvahy tlak, teplotu a korozivitu média. Za podmienok s vysokým tlakom, príliš veľká medzera spôsobí stredný únik a dokonca spôsobí vibrácie a eróziu ventilového disku; zatiaľ čo príliš malá medzera môže spôsobiť zlyhanie tesnenia v dôsledku tepelnej expanzie alebo zaseknutia častíc. Preto je tolerančný pás tesniaceho páru zvyčajne striktne obmedzený na ± 10 mikrónov a dosahuje sa procesmi, ako je brúsenie a leštenie. Okrem toho je rozhodujúci aj výber materiálu tesniaceho páru. Napríklad tesniaca plocha s povrchom zliatiny stellitovej zliatiny môže významne zlepšiť odolnosť proti opotrebeniu a odolnosť proti korózii, zatiaľ čo polytetrafluóretylén alebo grafitové plnivá sú vhodné pre nízkotlakové alebo nekorozívne médiá.

Ak voľná vôľa tesniaceho páru presahuje toleranciu konštrukcie, následky budú katastrofické. V uhoľných baniach má zmiešané médium plynu, uhoľného prachu a vody extrémne vysoké požiadavky na utesnenie ventilov. Akonáhle zlyhá tesnenie, vysokotlakové médium môže preniknúť medzerou do oblasti s nízkym tlakom, čo spôsobí nerovnováhu tlaku. Napríklad v systéme extrakcie plynu môže únik ventilu spôsobiť akumuláciu plynu. Keď koncentrácia prekročí prah bezpečnosti, systém automaticky odreže zdroj plynu a dokonca spustí požiarny poplach; V systéme hydraulickej podpory spôsobí úniky zníženie podpornej sily podpory, čo spôsobí riziko kolapsu strechy.

Nekontrolované tolerancie navyše môžu tiež urýchliť opotrebenie a koróziu ventilov. Pri pôsobení vysoko tlakového rozdielu môžu byť častice v médiu zabudované do tesniacich medzery, tvoria „abrazívne opotrebenie“ a ďalej rozširujú veľkosť medzery; zatiaľ čo korozívne médiá môžu priamo narušiť tesniaci povrch a zničiť jeho povrchovú úpravu. Tento začarovaný cyklus nakoniec povedie k úplnému zlyhaniu ventilu, čo núti bane zastaviť výrobu údržby, čo spôsobí obrovské ekonomické straty a bezpečnostné riziká.

Aby sa zabezpečilo, že tolerancia tesniaceho páru je vždy v ovládateľnom rozsahu, je potrebné pravidelne udržiavať a monitorovať ventily uhoľných baní. Údržba zahŕňa: Kontrola opotrebenia tesniaceho povrchu, mletie a opravy v prípade potreby; výmena starého balenia alebo O-krúžkov; a kontrola priamosti a koaxility stonky ventilu. Metódy monitorovania zahŕňajú: použitie ultrazvukového testovania na detekciu trhlín na tesniacom povrchu; overovanie tesnenia ventilu testovaním tlaku; a pomocou analýzy vibrácií na vyhodnotenie pohybu ventilového disku.

Vďaka vývoju inteligentných technológií majú niektoré uhoľné ventily integrované online monitorovacie systémy, ktoré môžu poskytnúť spätnú väzbu v reálnom čase na zmeny medzery a stredný únik tesniaceho páru. Napríklad inštaláciou tlakových senzorov a snímačov posunu vo vnútri tela ventilu môže systém automaticky vypočítať kompresiu a rýchlosť úniku tesniaceho páru a pri prekročení prahu vydať včasné varovanie. Tento aktívny režim údržby výrazne zlepšuje spoľahlivosť ventilu a rozširuje jeho životnosť.