Valvele de mină de cărbune: arta controlului de precizie a toleranței la nivel micron și a transformării umane

În mediul complex al minelor de cărbune, supapele, ca componente de bază ale controlului fluidului, întreprinde misiunea importantă de reglare a presiunii, tăierea mass -media și asigurarea siguranței. Rigarea conceptului său de proiectare și a procesului de fabricație determină în mod direct siguranța și eficiența producției de mine. Luând ca exemplu valva de mină de cărbune condusă de mână, proiectarea mecanismului său de operare și a structurii de etanșare urmărește precizia și echilibrul ca un echilibru judiciar, transformând forța de muncă în controlul la nivel de milimetru al discului de supapă prin transmiterea mecanică, în timp ce clearance-ul potrivit al perechii de etanșare respectă legea toleranței la nivel micron. Orice ușoară abatere poate declanșa o reacție în lanț și poate duce la prăbușirea întregului sistem de presiune.

Proiectarea roții de mână a Valvele de mină de cărbune este în esență pentru a converti rezistența fizică a operatorului într -o mișcare liniară sau de rotație a discului de supapă printr -o structură mecanică. Când operatorul rotește roata de mână în sens invers acelor de ceasornic, structura vorbită a roții de mână transmite cuplul către piulița tulpinii valvei, iar tulpina de supapă produce deplasare axială sau mișcare de rotație sub acțiunea perechii filetate. În timpul acestui proces, mărimea, materialul și raportul de transmisie al roții de mână sunt calculate cu precizie: numărul de raze este de obicei nu mai mult de 6 pentru a evita concentrația de stres; Suprafața jantei trebuie să fie netedă și lipsită de margini ascuțite pentru a preveni zgârieturile în timpul funcționării; Conexiunea dintre piulița roții de mână și tulpina supapei folosește o potrivire filetată de înaltă rezistență pentru a asigura fiabilitatea transmisiei cuplului.

Ca mediu de transmisie între roata de mână și discul de supapă, tulpina supapei trebuie să fie proiectată pentru a ține cont atât de rezistență, cât și de flexibilitate. Sub presiune ridicată, tulpina valvei trebuie să reziste la efectele duble ale presiunii și frecării medii, astfel încât este adesea confecționată din oțel din aliaj de înaltă rezistență, iar suprafața este azotată sau cromată pentru a îmbunătăți rezistența la uzură. Există diverse modalități de conectare a tulpinii supapei și a discului de supapă, inclusiv conexiunea filetată, conexiunea cheie sau sudarea, dar indiferent de formă, este necesar să se asigure că erorile de coaxialitate și verticalitate sunt controlate în intervalul micron pentru a evita devierea sau blocajul în timpul mișcării discului de supapă.

Performanța de etanșare a supapelor de mine de cărbune este indicatorul său de bază, iar clearance -ul de potrivire a perechii de etanșare este cheia pentru determinarea acestei performanțe. Perechea de etanșare este de obicei compusă din suprafața de etanșare a discului de supapă și suprafața de sigilare a scaunului supapei, iar cele două trebuie să formeze un contact metalic metalic strâns sau un contact moale de etanșare în stare închisă. Luând ca exemplu etanșarea tare metalică, planeitatea suprafeței de etanșare este necesară să nu fie mai mult de 0,0009 mm, iar rugozitatea suprafeței trebuie să ajungă la RA≤0,2 microni (materiale dure) sau RA≤0.4 microni (materiale moi). Această cerință de precizie înseamnă că, dacă suprafața de etanșare este mărită până la dimensiunea unui câmp de fotbal, inegalitatea sa de suprafață nu trebuie să depășească diametrul unui păr.

Proiectarea clearance -ului potrivit al perechii de etanșare trebuie să țină seama de presiunea, temperatura și corozivitatea mediului. În condiții de mare diferență de presiune, un decalaj prea mare va provoca scurgeri medii și chiar va provoca vibrații și eroziunea discului de supapă; în timp ce un decalaj prea mic poate provoca o defecțiune a etanșării din cauza expansiunii termice sau a blocării particulelor. Prin urmare, banda de toleranță a perechii de etanșare este de obicei limitată strict la ± 10 microni și este obținută prin procese precum măcinarea și lustruirea. În plus, selecția materială a perechii de etanșare este, de asemenea, crucială. De exemplu, suprafața de etanșare cu suprafețe de aliaj de stellit poate îmbunătăți semnificativ rezistența la uzură și rezistența la coroziune, în timp ce politetrafluoroetilena sau umpluturile de grafit sunt potrivite pentru medii de joasă presiune sau non-corozive.

Dacă clearance -ul potrivit al perechii de etanșare depășește toleranța la proiectare, consecințele vor fi catastrofale. În minele de cărbune, mediul mixt de gaz, praf de cărbune și apă are cerințe extrem de mari pentru sigilarea valvelor. Odată ce sigiliul nu reușește, mediul de înaltă presiune se poate scurge prin golul către zona de joasă presiune, provocând dezechilibru de presiune. De exemplu, în sistemul de extracție a gazelor, scurgerea valvei poate provoca acumularea de gaze. Când concentrația depășește pragul de siguranță, sistemul va tăia automat sursa de gaz și chiar va declanșa o alarmă de incendiu; În sistemul de asistență hidraulică, scurgerea va determina scăderea forței de susținere a suportului, ceea ce va determina riscul de prăbușire a acoperișului.

În plus, toleranțele necontrolate pot accelera și uzura și coroziunea valvelor. Sub acțiunea diferenței de înaltă presiune, particulele din mediu pot fi încorporate în decalajul de etanșare, formând „uzura abrazivă” și extinderea în continuare a dimensiunii decalajului; în timp ce media corozivă poate eroda direct suprafața de etanșare și pot distruge finisajul suprafeței sale. Acest ciclu vicios va duce în cele din urmă la eșecul complet al valvei, forțând mină să oprească producția pentru întreținere, provocând pierderi economice uriașe și pericole de siguranță.

Pentru a se asigura că toleranța perechii de etanșare este întotdeauna în intervalul controlabil, valvele de mine de cărbune trebuie să fie menținute și monitorizate în mod regulat. Întreținerea include: Verificarea uzurii suprafeței de etanșare, șlefuirea și repararea atunci când este necesar; înlocuirea ambalajelor îmbătrânite sau a O-inele; și verificarea dreptății și coaxialității tulpinii supapei. Metodele de monitorizare includ: utilizarea testării cu ultrasunete pentru a detecta fisuri pe suprafața de etanșare; verificarea etanșării supapei prin testarea presiunii; și folosind analiza vibrațiilor pentru a evalua mișcarea discului de supapă.

Odată cu dezvoltarea tehnologiei inteligente, unele supape de mine de cărbune au sisteme integrate de monitorizare online, care pot oferi feedback în timp real cu privire la schimbările de decalaj și la scurgerea medie a perechii de etanșare. De exemplu, prin instalarea senzorilor de presiune și a senzorilor de deplasare în interiorul corpului supapei, sistemul poate calcula automat rata de compresie și scurgere a perechii de etanșare și poate emite un avertisment timpuriu atunci când pragul este depășit. Acest mod de întreținere activă îmbunătățește semnificativ fiabilitatea supapei și își extinde durata de viață.