Valvole di miniera di carbone: l'arte del controllo di precisione della tolleranza a livello di micron e della trasformazione umana

Nell'ambiente complesso delle miniere di carbone, le valvole, come componenti principali del controllo dei fluidi, intraprendono l'importante missione di regolare la pressione, tagliare i media e garantire la sicurezza. Il rigore del suo concetto di progettazione e del processo di produzione determina direttamente la sicurezza e l'efficienza della produzione di miniere. Prendendo come esempio la valvola della miniera di carbone guidata dalla mano, la progettazione del suo meccanismo operativo e della struttura di sigillatura persegue la precisione e l'equilibrio come un equilibrio giudiziario, convertendo la forza lavoro in controllo a livello millimetro del disco della valvola attraverso la trasmissione meccanica, mentre la clearsance corrispondente della coppia di tenuta segue la legge sulla tolleranza a livello di micron. Qualsiasi leggera deviazione può innescare una reazione a catena e portare al collasso dell'intero sistema di pressione.

Il design della ruota della mano di valvole ministe di carbone è essenzialmente per convertire la resistenza fisica dell'operatore in movimento lineare o rotazionale del disco della valvola attraverso una struttura meccanica. Quando l'operatore ruota in senso antiorario, la struttura a raggi della ruota della mano trasmette la coppia al dado dello stelo della valvola e lo stelo della valvola produce spostamento assiale o movimento di rotazione sotto l'azione della coppia filettata. Durante questo processo, le dimensioni, il materiale e il rapporto di trasmissione della ruota della mano vengono calcolati con precisione: il numero di raggi di solito non è più di 6 per evitare la concentrazione di stress; La superficie del bordo deve essere liscia e priva di bordi affilati per prevenire graffi durante il funzionamento; La connessione tra il dado della ruota della mano e lo stelo della valvola utilizza una fitta filettata ad alta resistenza per garantire l'affidabilità della trasmissione della coppia.

Poiché il mezzo di trasmissione tra la ruota della mano e il disco della valvola, lo stelo della valvola deve essere progettato per tenere conto sia della forza che della flessibilità. A alta pressione, lo stelo della valvola deve resistere ai doppi effetti della media pressione e attrito, quindi è spesso realizzato in acciaio in lega ad alta resistenza e la superficie è nitrossa o cromata per migliorare la resistenza all'usura. Esistono vari modi per collegare lo stelo della valvola e il disco della valvola, tra cui la connessione filettata, la connessione chiave o la saldatura, ma indipendentemente dalla forma, è necessario garantire che gli errori di coassialità e verticalità siano controllati all'interno dell'intervallo di micron per evitare la deflessione o l'ingegno durante il movimento del disco valvola.

Le prestazioni di tenuta delle valvole della miniera di carbone sono il suo indicatore di base e il gioco corrispondente della coppia di tenuta è la chiave per determinare questa prestazione. La coppia di tenuta è generalmente composta dalla superficie di tenuta del disco della valvola e dalla superficie di tenuta della sede della valvola e i due devono formare un contatto metallo-metallo stretto o un contatto di tenuta a morbida a stato chiuso. Prendendo come esempio la guarnizione dura del metallo, la piattaforma della superficie di tenuta non è più di 0,0009 mm e la rugosità della superficie deve raggiungere RA≤0,2 micron (materiali duri) o RA≤0,4 micron (materiali morbidi). Questo requisito di precisione significa che se la superficie di sigillatura è ingrandita alle dimensioni di un campo di calcio, la sua irregolare non deve superare il diametro di un capelli.

Il design del gioco di adattamento della coppia di tenuta deve tenere conto della pressione, della temperatura e della corrosività del mezzo. In condizioni di differenza ad alta pressione, uno spazio troppo grande causerà perdite medi e persino causano vibrazioni ed erosione del disco della valvola; mentre un gap troppo piccolo può causare guasti al sigillo a causa dell'espansione termica o dell'imbroglione delle particelle. Pertanto, la banda di tolleranza della coppia di tenuta è generalmente rigorosamente limitata a ± 10 micron e si ottiene attraverso processi come la macinazione e la lucidatura. Inoltre, anche la selezione del materiale della coppia di tenuta è cruciale. Ad esempio, la superficie di tenuta con navigazione in lega di stellite può migliorare significativamente la resistenza all'usura e la resistenza alla corrosione, mentre il politetrafluoroetilene o i riempitivi di grafite sono adatti per mezzi a bassa pressione o non corrosivi.

Se il gioco di adattamento della coppia di tenuta supera la tolleranza al design, le conseguenze saranno catastrofiche. Nelle miniere di carbone, il mezzo misto di gas, polvere di carbone e acqua ha requisiti estremamente elevati per la tenuta delle valvole. Una volta che la guarnizione si guasta, il mezzo ad alta pressione può fuoriuscire attraverso lo spazio nell'area a bassa pressione, causando uno squilibrio di pressione. Ad esempio, nel sistema di estrazione del gas, la perdita di valvola può causare accumulo di gas. Quando la concentrazione supera la soglia di sicurezza, il sistema interromperà automaticamente la fonte del gas e attiverà persino un allarme antincendio; Nel sistema di supporto idraulico, la perdita causerà la diminuzione della forza di supporto del supporto, causando il rischio di collasso del tetto.

Inoltre, tolleranze non controllate possono anche accelerare l'usura e la corrosione delle valvole. Sotto l'azione della differenza ad alta pressione, le particelle nel mezzo possono essere incorporate nel gap di tenuta, formando "usura abrasiva" e ampliando ulteriormente la dimensione del gap; Mentre i media corrosivi possono erodere direttamente la superficie di tenuta e distruggere la sua finitura superficiale. Questo circolo vizioso porterà infine a un completo fallimento della valvola, costringendo la miniera a interrompere la produzione per la manutenzione, causando enormi perdite economiche e pericoli per la sicurezza.

Per garantire che la tolleranza della coppia di tenuta sia sempre all'interno dell'intervallo controllabile, le valvole della miniera di carbone devono essere mantenute e monitorate regolarmente. La manutenzione include: controllo dell'usura della superficie di tenuta, macinare e riparare quando necessario; Sostituzione di imballaggi invecchiati o O-ring; e controllando la rettilineità e la coassialità dello stelo della valvola. I metodi di monitoraggio includono: utilizzo dei test ad ultrasuoni per rilevare le crepe sulla superficie di tenuta; verificare la tenuta della valvola attraverso il test di pressione; e usando l'analisi delle vibrazioni per valutare il movimento del disco della valvola.

Con lo sviluppo di tecnologie intelligenti, alcune valvole di miniera di carbone hanno sistemi di monitoraggio online integrati, che possono fornire un feedback in tempo reale sulle variazioni del divario e le perdite medi della coppia di tenuta. Ad esempio, installando sensori di pressione e sensori di spostamento all'interno del corpo della valvola, il sistema può calcolare automaticamente la compressione e la velocità di perdita della coppia di tenuta e emettere un avvertimento precoce quando viene superata la soglia. Questa modalità di manutenzione attiva migliora significativamente l'affidabilità della valvola e estende la sua durata di servizio.