Van than: Nghệ thuật kiểm soát chính xác của khả năng chịu đựng ở cấp độ micron và biến đổi con người

Trong môi trường phức tạp của các mỏ than, van, là các thành phần cốt lõi của kiểm soát chất lỏng, thực hiện nhiệm vụ quan trọng là điều chỉnh áp lực, cắt phương tiện và đảm bảo an toàn. Sự nghiêm ngặt của khái niệm thiết kế và quy trình sản xuất trực tiếp xác định sự an toàn và hiệu quả của sản xuất mỏ. Lấy van mỏ than điều khiển bằng tay làm ví dụ, thiết kế cơ chế vận hành và cấu trúc niêm phong của nó theo đuổi độ chính xác và cân bằng như cân bằng tư pháp, chuyển đổi nhân lực thành kiểm soát cấp độ milimet của đĩa van thông qua việc truyền cơ học, trong khi độ thanh thải phù hợp của cặp niêm phong theo quy định của quy định về quy định ở mức độ micron. Bất kỳ độ lệch nhỏ có thể kích hoạt phản ứng chuỗi và dẫn đến sự sụp đổ của toàn bộ hệ thống áp suất.

Thiết kế tay cầm của van than về cơ bản là để chuyển đổi cường độ vật lý của người vận hành thành chuyển động tuyến tính hoặc quay của đĩa van thông qua cấu trúc cơ học. Khi người vận hành quay vòng tay ngược chiều kim đồng hồ, cấu trúc nói của mô -men xoắn truyền đến đai ốc thân van và thân van tạo ra sự dịch chuyển trục hoặc chuyển động quay dưới tác động của cặp có ren. Trong quá trình này, kích thước, vật liệu và tỷ lệ truyền của tay cầm được tính toán chính xác: số lượng nan hoa thường không quá 6 để tránh nồng độ ứng suất; Bề mặt vành phải mịn và không có các cạnh sắc để ngăn chặn các vết trầy xước trong quá trình hoạt động; Kết nối giữa đai ốc tay và thân van sử dụng độ phù hợp có độ bền cao để đảm bảo độ tin cậy của truyền mô-men xoắn.

Là phương tiện truyền giữa tay cầm và đĩa van, thân van phải được thiết kế để tính đến cả sức mạnh và tính linh hoạt. Dưới áp suất cao, thân van phải chịu được các tác động kép của áp suất trung bình và ma sát, do đó, nó thường được làm bằng thép hợp kim cường độ cao, và bề mặt được nitrated hoặc mạ crôm để cải thiện khả năng chống mài mòn. Có nhiều cách khác nhau để kết nối thân van và đĩa van, bao gồm kết nối có ren, kết nối chính hoặc hàn, nhưng bất kể hình thức nào, cần phải đảm bảo rằng các lỗi đồng trục và độ dọc được kiểm soát trong phạm vi micron để tránh lệch hoặc gây nhiễu trong quá trình di chuyển đĩa.

Hiệu suất niêm phong của các van mỏ than là chỉ số cốt lõi của nó và độ thanh thải phù hợp của cặp niêm phong là chìa khóa để xác định hiệu suất này. Cặp niêm phong thường bao gồm bề mặt niêm phong đĩa van và bề mặt niêm phong ghế van, và cả hai cần tạo thành một tiếp xúc kim loại kim loại chặt chẽ hoặc tiếp xúc niêm phong mềm ở trạng thái đóng. Lấy con dấu cứng kim loại làm ví dụ, độ phẳng của bề mặt niêm phong được yêu cầu không quá 0,0009 mm và độ nhám bề mặt phải đạt RA≤0,2 micron (vật liệu cứng) hoặc RA≤0,4 micron (vật liệu mềm). Yêu cầu về độ chính xác này có nghĩa là nếu bề mặt niêm phong được mở rộng theo kích thước của một sân bóng đá, thì sự không đồng đều bề mặt của nó không được vượt quá đường kính của tóc.

Thiết kế của sự giải phóng mặt bằng phù hợp của cặp niêm phong cần phải tính đến áp lực, nhiệt độ và tính ăn mòn của môi trường. Trong điều kiện chênh lệch áp suất cao, một khoảng cách quá lớn sẽ gây ra rò rỉ trung bình và thậm chí gây ra rung động và xói mòn của đĩa van; Trong khi một khoảng cách quá nhỏ có thể gây ra sự cố dấu do sự giãn nở nhiệt hoặc gây nhiễu hạt. Do đó, dải dung sai của cặp niêm phong thường bị giới hạn nghiêm ngặt ở ± 10 micron và đạt được thông qua các quá trình như mài và đánh bóng. Ngoài ra, lựa chọn vật liệu của cặp niêm phong cũng rất quan trọng. Ví dụ, bề mặt niêm phong với bề mặt hợp kim sao có thể cải thiện đáng kể khả năng chống mài mòn và khả năng chống ăn mòn, trong khi polytetrafluoroetylen hoặc chất độn than chì phù hợp cho môi trường áp suất thấp hoặc không ăn mòn.

Nếu giải phóng mặt bằng phù hợp của cặp niêm phong vượt quá khả năng chịu đựng thiết kế, hậu quả sẽ là thảm họa. Trong các mỏ than, môi trường hỗn hợp của khí, bụi than và nước có các yêu cầu cực kỳ cao để niêm phong các van. Khi con dấu bị hỏng, môi trường áp suất cao có thể rò rỉ qua khoảng cách đến khu vực áp suất thấp, gây mất cân bằng áp lực. Ví dụ, trong hệ thống chiết khí, rò rỉ van có thể gây ra tích lũy khí. Khi nồng độ vượt quá ngưỡng an toàn, hệ thống sẽ tự động cắt nguồn khí và thậm chí kích hoạt báo cháy; Trong hệ thống hỗ trợ thủy lực, rò rỉ sẽ khiến lực hỗ trợ của hỗ trợ giảm, gây ra nguy cơ sụp đổ mái nhà.

Ngoài ra, dung sai không được kiểm soát cũng có thể tăng tốc độ mòn và ăn mòn của các van. Dưới tác động của chênh lệch áp suất cao, các hạt trong môi trường có thể được nhúng trong khoảng cách niêm phong, hình thành "hao mòn mài mòn" và mở rộng thêm kích thước khoảng cách; trong khi phương tiện ăn mòn có thể trực tiếp xói mòn bề mặt niêm phong và phá hủy bề mặt của nó. Chu kỳ luẩn quẩn này cuối cùng sẽ dẫn đến sự thất bại hoàn toàn của van, buộc mỏ phải ngừng sản xuất để bảo trì, gây ra tổn thất kinh tế lớn và các mối nguy hiểm an toàn.

Để đảm bảo rằng khả năng chịu đựng của cặp niêm phong luôn nằm trong phạm vi có thể kiểm soát được, các van khai thác than cần phải được duy trì và theo dõi thường xuyên. Bảo trì bao gồm: Kiểm tra sự hao mòn của bề mặt niêm phong, mài và sửa chữa khi cần thiết; thay thế đóng gói tuổi hoặc vòng chữ O; và kiểm tra độ thẳng và sự đồng bộ của thân van. Phương pháp giám sát bao gồm: Sử dụng thử nghiệm siêu âm để phát hiện các vết nứt trên bề mặt niêm phong; xác minh sự niêm phong của van thông qua kiểm tra áp suất; và sử dụng phân tích rung động để đánh giá chuyển động của đĩa van.

Với sự phát triển của công nghệ thông minh, một số van mỏ than đã tích hợp các hệ thống giám sát trực tuyến tích hợp, có thể cung cấp phản hồi thời gian thực về các thay đổi khoảng cách và rò rỉ trung bình của cặp niêm phong. Ví dụ, bằng cách cài đặt các cảm biến áp suất và cảm biến chuyển vị bên trong thân van, hệ thống có thể tự động tính toán tốc độ nén và rò rỉ của cặp niêm phong và đưa ra cảnh báo sớm khi vượt quá ngưỡng. Chế độ bảo trì hoạt động này cải thiện đáng kể độ tin cậy của van và kéo dài tuổi thọ dịch vụ của nó.