صمامات منجم الفحم: فن التحكم الدقيق في التسامح على مستوى الميكرون والتحول البشري

في البيئة المعقدة من مناجم الفحم ، تقوم الصمامات ، باعتبارها المكونات الأساسية للتحكم في السوائل ، في المهمة المهمة المتمثلة في تنظيم الضغط ، وقطع الوسائط ، وضمان السلامة. يحدد دقة مفهوم التصميم وعملية التصنيع مباشرة سلامة وكفاءة إنتاج الألغام. مع أخذ صمام منجم الفحم الذي يحركه العجلة على سبيل المثال ، يتبع تصميم آلية التشغيل وهيكل الختم الدقة والتوازن مثل التوازن القضائي ، وتحويل القوى العاملة إلى السيطرة على مستوى المليمتر لقرص الصمام من خلال الإرسال الميكانيكي ، في حين أن تطهير الزوجة لزوج الختم يتبع مفتاح التسامح على مستوى الميكرون. أي انحراف طفيف قد يؤدي إلى تفاعل سلسلة ويؤدي إلى انهيار نظام الضغط بأكمله.

تصميم العجلة صمامات منجم الفحم هو في الأساس تحويل القوة البدنية للمشغل إلى حركة خطية أو دورانية لقرص الصمام من خلال بنية ميكانيكية. عندما يدور المشغل عكس اتجاه عقارب الساعة ، ينقل بنية التحدث للعجلة اليدوية عزم الدوران إلى صامدة الجذعية الصمام ، وينتج جذع الصمام إزاحة محورية أو حركة دورانية تحت عمل الزوج الملولب. خلال هذه العملية ، يتم احتساب حجم العجلة والمواد والمواد ونقلها بدقة: عادة ما لا يزيد عدد المتحدث عن 6 لتجنب تركيز الإجهاد ؛ يجب أن يكون سطح الحافة ناعمًا وخاليًا من الحواف الحادة لمنع الخدوش أثناء التشغيل ؛ يستخدم العلاقة بين صمولة العجلة اليدوية وجذع الصمام الملاءمة ذات القوة العالية لضمان موثوقية انتقال عزم الدوران.

نظرًا لأن وسيط الإرسال بين العجلة اليدوية وقرص الصمام ، يجب تصميم جذع الصمام ليأخذ في الاعتبار كل من القوة والمرونة. تحت الضغط العالي ، يجب أن يقاوم جذع الصمام التأثيرات المزدوجة للضغط المتوسط والاحتكاك ، لذلك غالبًا ما يكون مصنوعًا من الفولاذ عالي القوة ، والسطح مغطى بالكروم لتحسين مقاومة التآكل. هناك طرق مختلفة لتوصيل جذع الصمام وقرص الصمام ، بما في ذلك الاتصال الخيطي أو الاتصال الرئيسي أو اللحام ، ولكن بغض النظر عن الشكل ، من الضروري التأكد من التحكم في أخطاء التحمل والرأسي داخل نطاق Micron لتجنب الانحراف أو التشويش أثناء حركة قرص الصمام.

إن أداء ختم صمامات منجم الفحم هو مؤشرها الأساسي ، والتخليص المطابق لزوج الختم هو المفتاح لتحديد هذا الأداء. يتكون زوج الختم عادة من سطح ختم قرص الصمام وسطح إغلاق مقعد الصمام ، ويحتاج الاثنان إلى تكوين ملامسة معادن معادن ضيقة أو ملامسة ختم ناعمة في الحالة المغلقة. أخذ الختم الصلب المعدني كمثال ، يجب أن لا يزيد تسطيح سطح الختم عن 0.0009 مم ، ويجب أن تصل خشونة السطح إلى RA≤0.2 ميكرون (مواد صلبة) أو RA≤0.4 ميكرون (مواد ناعمة). يعني هذا الشرط الدقيق أنه إذا تم توسيع سطح الختم إلى حجم حقل كرة القدم ، فيجب ألا يتجاوز عدم وجود سطحه قطر الشعر.

يحتاج تصميم عملية التخليص الملائمة لزوج الختم إلى مراعاة الضغط ودرجة حرارة وتآكل الوسط. في ظل ظروف اختلاف الضغط العالي ، فإن الفجوة الكبيرة جدًا ستؤدي إلى تسرب متوسط وحتى تسبب الاهتزاز وتآكل قرص الصمام ؛ في حين أن الفجوة الصغيرة جدًا قد تتسبب في فشل الختم بسبب التمدد الحراري أو تشويش الجسيمات. لذلك ، عادة ما يقتصر نطاق التسامح لزوج الختم على ± 10 ميكرون ويتم تحقيقه من خلال عمليات مثل الطحن والتلميع. بالإضافة إلى ذلك ، فإن اختيار المواد لزوج الختم أمر بالغ الأهمية أيضًا. على سبيل المثال ، يمكن لسطح الختم مع سطح سبيكة الستيليت أن يحسن بشكل كبير من مقاومة التآكل ومقاومة التآكل ، في حين أن بوليتيتابلورو إيثيلين أو مواد الحشو الجرافيت مناسبة للوسائط المنخفضة أو غير التآكل.

إذا تجاوزت إزالة الملاءمة لزوج الختم تسامح التصميم ، فستكون العواقب كارثية. في مناجم الفحم ، فإن الوسيلة المختلطة للغاز وغبار الفحم والماء لها متطلبات عالية للغاية لختم الصمامات. بمجرد فشل الختم ، قد يتسرب وسط الضغط العالي عبر الفجوة إلى منطقة الضغط المنخفض ، مما يسبب خلل في الضغط. على سبيل المثال ، في نظام استخراج الغاز ، قد يسبب تسرب الصمام تراكم الغاز. عندما يتجاوز التركيز عتبة السلامة ، سيقوم النظام تلقائيًا بقطع مصدر الغاز وحتى يؤدي إلى إنذار الحريق ؛ في نظام الدعم الهيدروليكي ، سيؤدي التسرب إلى انخفاض قوة الدعم للدعم ، مما يؤدي إلى خطر انهيار السقف.

بالإضافة إلى ذلك ، قد يؤدي التحمل غير المنضبط أيضًا إلى تسريع تآكل وتآكل الصمامات. في ظل عمل اختلاف الضغط العالي ، يمكن تضمين الجزيئات الموجودة في الوسط في فجوة الختم ، وتشكل "ارتداء جلخ" وزيادة توسيع حجم الفجوة ؛ في حين أن الوسائط المسببة للتآكل قد تآكل سطح الختم مباشرة وتدمير السطح. ستؤدي هذه الدورة المفرغة في النهاية إلى فشل كامل للصمام ، مما يجبر المنجم على إيقاف الإنتاج للصيانة ، مما تسبب في خسائر اقتصادية هائلة ومخاطر السلامة.

لضمان أن يكون التسامح مع زوج الختم دائمًا ضمن النطاق القابل للتحكم ، يجب الحفاظ على صمامات منجم الفحم ومراقبتها بانتظام. يشمل الصيانة: التحقق من تآكل سطح الختم ، الطحن والإصلاح عند الضرورة ؛ استبدال العبوات المسنين أو الحلقات O ؛ والتحقق من استقامة وتجميد صمام الجذعية. تتضمن طرق المراقبة ما يلي: استخدام الاختبار بالموجات فوق الصوتية للكشف عن الشقوق على سطح الختم ؛ التحقق من ختم الصمام من خلال اختبار الضغط ؛ واستخدام تحليل الاهتزاز لتقييم حركة قرص الصمام.

مع تطوير التكنولوجيا الذكية ، فإن بعض صمامات مناجم الفحم لديها أنظمة مراقبة عبر الإنترنت ، والتي يمكن أن توفر ملاحظات في الوقت الفعلي حول تغييرات الفجوة والتسرب المتوسط لزوج الختم. على سبيل المثال ، من خلال تثبيت أجهزة استشعار الضغط وأجهزة استشعار الإزاحة داخل جسم الصمام ، يمكن للنظام حساب معدل الضغط وتسرب تلقائيًا لزوج الختم ، وإصدار تحذير مبكر عندما يتم تجاوز العتبة. يعمل وضع الصيانة النشط هذا على تحسين موثوقية الصمام بشكل كبير ويمتد عمره.