Ventily uhlí: Umění přesné kontroly tolerance na úrovni mikronu a transformace člověka

Ve složitém prostředí uhelných dolů ventily jako základní součásti kontroly tekutin provádějí důležité poslání regulovat tlak, odříznout média a zajištění bezpečnosti. Přísnost jeho konceptu a výrobního procesu návrhu přímo určuje bezpečnost a efektivitu důlní výroby. Jako příklad, který vezme jako příklad uhelného ventilu uhelného dolu poháněného ručním kowem, návrh jeho provozního mechanismu a těsnicí struktury sleduje přesnost a rovnováhu, jako je soudní rovnováha, a převádí pracovní sílu na kontrolu ventilu na milimetrové úrovni mechanickým přenosem, zatímco odpovídající prominutí utěsňovacího páru sleduje zákon o tolerance mikronové úrovně. Jakákoli mírná odchylka může vyvolat řetězovou reakci a vést ke kolapsu celého tlakového systému.

Design ručního kola uhelné ventily je v podstatě přeměnit fyzickou sílu operátora na lineární nebo rotační pohyb ventilového disku mechanickou strukturou. Když se operátor otáčí proti směru hodinových kol, struktura paprsku kola přenáší točivý moment do matice kmene ventilu a stonek ventilu způsobuje axiální posun nebo rotační pohyb pod působením závitového páru. Během tohoto procesu se přesně vypočítává velikost, poměr materiálu a přenosu ručního kola: počet paprsků obvykle není více než 6, aby se zabránilo koncentraci stresu; Povrch ráfku musí být hladký a bez ostrých okrajů, aby se zabránilo škrábance během provozu; Spojení mezi maticí ručního kola a ventilovým stonkem používá vysoce pevnou závitu k zajištění spolehlivosti přenosu točivého momentu.

Jako přenosové médium mezi ručním a ventilovým disku musí být stonek ventilu navržen tak, aby zohlednil jak sílu, tak flexibilitu. Stonek ventilu musí pod vysokým tlakem odolat duálním účinkům středního tlaku a tření, takže je často vyroben z oceli z lehké slitiny a povrch je dusivý nebo chromován, aby se zlepšila odolnost proti opotřebení. Existují různé způsoby, jak připojit ventilový stonek a ventilový disk, včetně připojení k závitu, připojení k klíči nebo svařování, ale bez ohledu na to, jaký tvar je nutné zajistit, aby koaxialita a svislé chyby byly ovládány v rozsahu mikronů, aby se zabránilo vychylování nebo zaseknutí během pohybu ventilu.

Klíčem k určení tohoto výkonu je klíčem k určení tohoto výkonu. Utěsněný pár se obvykle skládá z povrchu těsnicího ventilu a těsnicího povrchu ventilu a obě potřebují v uzavřeném stavu vytvořit těsný kontakt kovově kovového nebo měkkého těsnicího kontaktu. Jako příklad, která je příkladem tvrdé těsnění kovu, musí být rovinnost těsnicího povrchu ne více než 0,0009 mm a drsnost povrchu musí dosáhnout RA <0,2 mikronů (tvrdé materiály) nebo RA <0,4 mikronů (měkké materiály). Tento přesný požadavek znamená, že pokud je těsnicí plocha zvětšena na velikost fotbalového pole, nesmí jeho povrchové nerovnosti překročit průměr vlasů.

Konstrukce fat clearance těsnicího páru musí vzít v úvahu tlak, teplotu a korozivitu média. Za podmínek s vysokým tlakem bude mezera příliš velká, způsobí únik středního a dokonce způsobí vibrace a erozi ventilu; Zatímco příliš malá mezera může způsobit selhání těsnění v důsledku tepelné roztažení nebo rušení částic. Tolerance pásma utěsňovacího páru je proto obvykle omezeno na ± 10 mikronů a je dosaženo procesy, jako je broušení a leštění. Kromě toho je také zásadní výběr materiálu těsnicího páru. Například těsnicí povrch s povrchem stellitové slitiny může výrazně zlepšit odolnost proti opotřebení a odolnost proti korozi, zatímco polytetrafluorethylen nebo grafitové plniva jsou vhodné pro nízkotlaké nebo nekorozivní média.

Pokud fit clearance těsnicího páru překročí toleranci konstrukcí, budou důsledky katastrofické. V uhelných dolech má smíšené médium plynu, uhelného prachu a vody extrémně vysoké požadavky na utěsnění ventilů. Jakmile těsnění selže, vysokotlaké médium může proniknout mezerou do nízkotlaké oblasti a způsobit tlakovou nerovnováhu. Například v systému extrakce plynu může únik ventilu způsobit akumulaci plynu. Když koncentrace překročí bezpečnostní prahovou hodnotu, systém automaticky odřízne zdroj plynu a dokonce spustí požární poplach; V systému hydraulické podpěry způsobí únik podpůrná síla podpory k poklesu, což způsobí riziko kolapsu střechy.

Kromě toho mohou nekontrolované tolerance také urychlit opotřebení a korozi ventilů. Pod působením vysokého tlakového rozdílu mohou být částice v médiu zabudovány do těsnicí mezery, vytvářet „abrazivní opotřebení“ a dále rozšiřovat velikost mezery; Zatímco korozivní média mohou přímo narušit těsnicí povrch a zničit její povrchovou úpravu. Tento začarovaný cyklus nakonec povede k úplnému selhání ventilu, což nutí dolu zastavit výrobu pro údržbu, což způsobí obrovské ekonomické ztráty a bezpečnostní rizika.

Aby se zajistilo, že tolerance utěsňovacího páru je vždy v rámci kontrolovatelného rozsahu, je třeba pravidelně udržovat a monitorovat uhelné ventily. Údržba zahrnuje: Kontrola opotřebení těsnicího povrchu, mletí a opravy v případě potřeby; nahrazení stárnutí balení nebo O-kroužky; a kontrola přímost a koaxiality stonku ventilu. Metody monitorování zahrnují: Použití ultrazvukového testování k detekci trhlin na těsnicím povrchu; ověření těsnění ventilu testováním tlaku; a pomocí analýzy vibrací k vyhodnocení pohybu ventilu.

S vývojem inteligentních technologií mají některé ventily uhlí integrované online monitorovací systémy, které mohou poskytnout zpětnou vazbu o změnách mezery a středním úniku těsnicího páru. Například instalací tlakových senzorů a senzorů posunu uvnitř těla ventilu může systém automaticky vypočítat kompresi a rychlost úniku těsnicího páru a vydat včasné varování, když je prahová hodnota překročena. Tento aktivní režim údržby významně zlepšuje spolehlivost ventilu a prodlužuje jeho životnost.