วาล์วเหมืองถ่านหิน: ศิลปะการควบคุมความแม่นยำของความอดทนระดับไมครอนและการเปลี่ยนแปลงของมนุษย์

ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนของเหมืองถ่านหินวาล์วเป็นส่วนประกอบหลักของการควบคุมของเหลวดำเนินภารกิจสำคัญในการควบคุมแรงกดดันตัดสื่อและสร้างความมั่นใจในความปลอดภัย ความเข้มงวดของแนวคิดการออกแบบและกระบวนการผลิตโดยตรงจะกำหนดความปลอดภัยและประสิทธิภาพของการผลิตเหมือง การใช้วาล์วเหมืองถ่านหินที่ขับเคลื่อนด้วยมือเป็นตัวอย่างการออกแบบกลไกการดำเนินงานและโครงสร้างการปิดผนึกมีความแม่นยำและสมดุลเช่นความสมดุลของการพิจารณาคดีการแปลงกำลังคนให้เป็นการควบคุมระดับมิลลิเมตรของแผ่นดิสก์วาล์วผ่านการส่งผ่านเชิงกล การเบี่ยงเบนเล็กน้อยใด ๆ อาจทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่และนำไปสู่การล่มสลายของระบบความดันทั้งหมด

การออกแบบ handwheel ของ วาล์วเหมืองถ่านหิน เป็นหลักในการแปลงความแข็งแรงทางกายภาพของผู้ปฏิบัติงานเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้นหรือการหมุนของแผ่นดิสก์วาล์วผ่านโครงสร้างเชิงกล เมื่อผู้ปฏิบัติงานหมุนรอบล้อทวนเข็มนาฬิกาโครงสร้างของ Handwheel จะส่งแรงบิดไปยังน็อตต้นกำเนิดวาล์วและก้านวาล์วจะสร้างการเคลื่อนที่ตามแนวแกนหรือการเคลื่อนที่แบบหมุนภายใต้การกระทำของคู่เกลียว ในระหว่างกระบวนการนี้ขนาดวัสดุและการส่งสัญญาณของ handwheel จะถูกคำนวณอย่างแม่นยำ: จำนวนซี่มักจะไม่เกิน 6 เพื่อหลีกเลี่ยงความเข้มข้นของความเครียด พื้นผิวขอบจะต้องเรียบและปราศจากขอบคมเพื่อป้องกันรอยขีดข่วนในระหว่างการทำงาน การเชื่อมต่อระหว่างน็อต handwheel และก้านวาล์วใช้พอดีเกลียวที่มีความแข็งแรงสูงเพื่อให้แน่ใจว่าความน่าเชื่อถือของการส่งแรงบิด

ในฐานะที่เป็นสื่อการส่งผ่านระหว่างล้อและแผ่นดิสก์วาล์วก้านวาล์วจะต้องได้รับการออกแบบมาเพื่อคำนึงถึงความแข็งแรงและความยืดหยุ่น ภายใต้แรงดันสูงก้านวาล์วจะต้องทนต่อผลกระทบคู่ของความดันและแรงเสียดทานปานกลางดังนั้นจึงมักจะทำจากเหล็กกล้าอัลลอยที่มีความแข็งแรงสูงและพื้นผิวนั้นเป็นไนไตรด์หรือชุบโครเมี่ยมเพื่อปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอ มีหลายวิธีในการเชื่อมต่อก้านวาล์วและแผ่นดิสก์วาล์วรวมถึงการเชื่อมต่อแบบเกลียวการเชื่อมต่อที่สำคัญหรือการเชื่อม แต่ไม่ว่ารูปแบบใดจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าข้อผิดพลาดแบบโคแอกซ์และแนวดิ่งถูกควบคุมภายในช่วงไมครอนเพื่อหลีกเลี่ยงการโก่งตัว

ประสิทธิภาพการปิดผนึกของวาล์วเหมืองถ่านหินเป็นตัวบ่งชี้หลักและการกวาดล้างการจับคู่ของคู่ปิดผนึกเป็นกุญแจสำคัญในการกำหนดประสิทธิภาพนี้ คู่ปิดผนึกมักจะประกอบด้วยพื้นผิวการปิดผนึกแผ่นดิสก์วาล์วและพื้นผิวการปิดผนึกที่นั่งวาล์วและทั้งสองจำเป็นต้องสร้างสัมผัสโลหะโลหะแน่นหรือหน้าสัมผัสการปิดผนึกนุ่มในสถานะปิด การทำซีลโลหะเป็นตัวอย่างเป็นตัวอย่างความเรียบของพื้นผิวการปิดผนึกจะต้องไม่เกิน 0.0009 มม. และความขรุขระของพื้นผิวจะต้องไปถึงRa≤0.2ไมครอน (วัสดุแข็ง) หรือRa≤0.4ไมครอน (วัสดุอ่อน) ข้อกำหนดความแม่นยำนี้หมายความว่าหากพื้นผิวการปิดผนึกขยายเป็นขนาดของสนามฟุตบอลพื้นผิวของมันไม่สม่ำเสมอจะต้องไม่เกินเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นผม

การออกแบบการกวาดล้างพอดีของคู่ปิดผนึกจำเป็นต้องคำนึงถึงความดันอุณหภูมิและการกัดกร่อนของสื่อ ภายใต้เงื่อนไขความแตกต่างของแรงดันสูงช่องว่างที่มีขนาดใหญ่เกินไปจะทำให้เกิดการรั่วไหลปานกลางและทำให้เกิดการสั่นสะเทือนและการกัดเซาะของแผ่นดิสก์วาล์ว ในขณะที่ช่องว่างเล็กเกินไปอาจทำให้เกิดความล้มเหลวของซีลเนื่องจากการขยายตัวทางความร้อนหรือการติดขัดของอนุภาค ดังนั้นแถบความอดทนของคู่ปิดผนึกมักจะ จำกัด อยู่ที่± 10 ไมครอนอย่างเคร่งครัดและทำได้ผ่านกระบวนการต่าง ๆ เช่นการบดและการขัด นอกจากนี้การเลือกวัสดุของคู่ปิดผนึกก็มีความสำคัญเช่นกัน ตัวอย่างเช่นพื้นผิวการปิดผนึกที่มีพื้นผิวโลหะผสม stellite สามารถปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานการกัดกร่อนอย่างมีนัยสำคัญในขณะที่ polytetrafluoroethylene หรือฟิลเลอร์กราไฟท์เหมาะสำหรับความดันต่ำหรือสื่อที่ไม่กัดกร่อน

หากการกวาดล้างแบบพอดีของคู่ปิดผนึกเกินความทนทานต่อการออกแบบผลที่ตามมาจะเป็นหายนะ ในเหมืองถ่านหินสื่อผสมของก๊าซฝุ่นถ่านหินและน้ำมีความต้องการสูงมากสำหรับการปิดผนึกของวาล์ว เมื่อซีลล้มเหลวสื่อแรงดันสูงอาจรั่วไหลผ่านช่องว่างไปยังพื้นที่แรงดันต่ำทำให้เกิดความไม่สมดุลของแรงดัน ตัวอย่างเช่นในระบบสกัดก๊าซการรั่วไหลของวาล์วอาจทำให้เกิดการสะสมของก๊าซ เมื่อความเข้มข้นเกินเกณฑ์ความปลอดภัยระบบจะตัดแหล่งก๊าซออกโดยอัตโนมัติและแม้แต่ทำให้เกิดสัญญาณเตือนไฟไหม้ ในระบบสนับสนุนไฮดรอลิกการรั่วไหลจะทำให้แรงสนับสนุนของการสนับสนุนลดลงทำให้เกิดความเสี่ยงของการล่มสลายของหลังคา

นอกจากนี้ความคลาดเคลื่อนที่ไม่สามารถควบคุมได้อาจเร่งการสึกหรอและการกัดกร่อนของวาล์ว ภายใต้การกระทำของความแตกต่างของแรงดันสูงอนุภาคในตัวกลางอาจถูกฝังอยู่ในช่องว่างการปิดผนึกสร้าง "การสึกหรอขัด" และขยายขนาดช่องว่างเพิ่มเติม ในขณะที่สื่อการกัดกร่อนอาจกัดเซาะพื้นผิวการปิดผนึกโดยตรงและทำลายพื้นผิวของมัน วงจรอุบาทว์นี้จะนำไปสู่ความล้มเหลวอย่างสมบูรณ์ของวาล์วบังคับให้เหมืองหยุดการผลิตเพื่อการบำรุงรักษาทำให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจและอันตรายด้านความปลอดภัยอย่างมาก

เพื่อให้แน่ใจว่าความอดทนของคู่ปิดผนึกอยู่ในช่วงควบคุมได้เสมอวาล์วเหมืองถ่านหินจะต้องได้รับการดูแลและตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอ การบำรุงรักษารวมถึง: การตรวจสอบการสึกหรอของพื้นผิวการปิดผนึกการบดและการซ่อมแซมเมื่อจำเป็น แทนที่การบรรจุผู้สูงอายุหรือโอริง; และตรวจสอบความตรงและความเป็นโคแอกซ์ของก้านวาล์ว วิธีการตรวจสอบรวมถึง: การใช้การทดสอบอัลตราโซนิกเพื่อตรวจจับรอยแตกบนพื้นผิวการปิดผนึก ตรวจสอบการปิดผนึกของวาล์วผ่านการทดสอบความดัน; และการใช้การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนเพื่อประเมินการเคลื่อนไหวของแผ่นดิสก์วาล์ว

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีอัจฉริยะวาล์วเหมืองถ่านหินบางแห่งได้รวมระบบตรวจสอบออนไลน์แบบบูรณาการซึ่งสามารถให้ข้อเสนอแนะแบบเรียลไทม์เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงช่องว่างและการรั่วไหลของคู่ปิดผนึก ตัวอย่างเช่นโดยการติดตั้งเซ็นเซอร์ความดันและเซ็นเซอร์การกระจัดภายในตัววาล์วระบบสามารถคำนวณอัตราการบีบอัดและอัตราการรั่วไหลของคู่ปิดผนึกโดยอัตโนมัติและออกคำเตือนล่วงหน้าเมื่อเกินขีด จำกัด โหมดการบำรุงรักษาที่ใช้งานอยู่นี้ช่วยปรับปรุงความน่าเชื่อถือของวาล์วอย่างมีนัยสำคัญและยืดอายุการใช้งานให้บริการ