Katup Tambang Batubara: Seni Kontrol Presisi Toleransi Tingkat Mikron dan Transformasi Manusia

Dalam lingkungan kompleks tambang batubara, katup, sebagai komponen inti dari kontrol cairan, melakukan misi penting untuk mengatur tekanan, memotong media, dan memastikan keamanan. Kekakuan konsep desain dan proses manufakturnya secara langsung menentukan keamanan dan efisiensi produksi tambang. Mengambil katup tambang batubara yang digerakkan oleh handwheel sebagai contoh, desain mekanisme operasinya dan struktur penyegelan mengejar presisi dan keseimbangan seperti keseimbangan yudisial, mengubah tenaga kerja menjadi kontrol tingkat milimeter dari cakram katup melalui transmisi mekanis, sementara pembersihan yang cocok dari pasangan penyegel mengikuti undang-undang toleransi level mikron. Sedikit penyimpangan dapat memicu reaksi berantai dan menyebabkan runtuhnya seluruh sistem tekanan.

Desain handwheel katup tambang batu bara pada dasarnya untuk mengubah kekuatan fisik operator menjadi gerakan linear atau rotasi cakram katup melalui struktur mekanis. Ketika operator memutar handwheel berlawanan arah jarum jam, struktur spoke dari handwheel mentransmisikan torsi ke mur batang katup, dan batang katup menghasilkan perpindahan aksial atau gerakan rotasi di bawah aksi pasangan berulir. Selama proses ini, ukuran, material dan rasio transmisi handwheel secara tepat dihitung: jumlah jari -jari biasanya tidak lebih dari 6 untuk menghindari konsentrasi tegangan; Permukaan pelek harus halus dan bebas dari tepi tajam untuk mencegah goresan selama operasi; Koneksi antara mur roda tangan dan batang katup menggunakan fit berulir berkekuatan tinggi untuk memastikan keandalan transmisi torsi.

Sebagai media transmisi antara handwheel dan cakram katup, batang katup harus dirancang untuk memperhitungkan kekuatan dan fleksibilitas. Di bawah tekanan tinggi, batang katup harus menahan efek ganda dari tekanan dan gesekan sedang, sehingga sering terbuat dari baja paduan berkekuatan tinggi, dan permukaannya dinyalakan atau dilapisi krom untuk meningkatkan ketahanan aus. Ada berbagai cara untuk menghubungkan batang katup dan cakram katup, termasuk koneksi berulir, koneksi kunci atau pengelasan, tetapi tidak peduli bentuk apa, perlu untuk memastikan bahwa kesalahan koaksialitas dan vertikalitas dikendalikan dalam rentang mikron untuk menghindari defleksi atau jamming selama gerakan cakram katup.

Kinerja penyegelan katup tambang batubara adalah indikator intinya, dan pembersihan yang cocok dari pasangan penyegelan adalah kunci untuk menentukan kinerja ini. Pasangan penyegelan biasanya terdiri dari permukaan penyegelan cakram katup dan permukaan penyegelan kursi katup, dan keduanya perlu membentuk kontak logam-logam yang ketat atau kontak penyegelan lunak dalam keadaan tertutup. Mengambil segel hard logam sebagai contoh, kerataan permukaan penyegelan diperlukan untuk tidak lebih dari 0,0009 mm, dan kekasaran permukaan harus mencapai RA≤0,2 mikron (bahan keras) atau RA≤0,4 mikron (bahan lunak). Persyaratan presisi ini berarti bahwa jika permukaan penyegelan diperbesar ke ukuran lapangan sepak bola, permukaannya tidak merata tidak boleh melebihi diameter rambut.

Desain clearance pas dari pasangan penyegelan perlu memperhitungkan tekanan, suhu, dan korosif media. Di bawah kondisi perbedaan tekanan tinggi, celah yang terlalu besar akan menyebabkan kebocoran sedang dan bahkan menyebabkan getaran dan erosi cakram katup; Meskipun celah yang terlalu kecil dapat menyebabkan kegagalan segel karena ekspansi termal atau kemacetan partikel. Oleh karena itu, pita toleransi pasangan penyegelan biasanya terbatas pada ± 10 mikron dan dicapai melalui proses seperti penggilingan dan pemolesan. Selain itu, pemilihan material dari pasangan penyegelan juga penting. Sebagai contoh, permukaan penyegelan dengan permukaan paduan stellite dapat secara signifikan meningkatkan ketahanan aus dan resistensi korosi, sedangkan pengisi polytetrafluoroethylene atau grafit cocok untuk media tekanan rendah atau non-korosif.

Jika izin pas dari pasangan penyegelan melebihi toleransi desain, konsekuensinya akan menjadi bencana. Di tambang batu bara, media campuran gas, debu batu bara dan air memiliki persyaratan yang sangat tinggi untuk penyegelan katup. Setelah segel gagal, media bertekanan tinggi dapat bocor melalui celah ke area bertekanan rendah, menyebabkan ketidakseimbangan tekanan. Misalnya, dalam sistem ekstraksi gas, kebocoran katup dapat menyebabkan akumulasi gas. Ketika konsentrasi melebihi ambang batas pengaman, sistem akan secara otomatis memotong sumber gas dan bahkan memicu alarm kebakaran; Dalam sistem pendukung hidrolik, kebocoran akan menyebabkan kekuatan dukungan dari penurunan penurunan, menyebabkan risiko runtuhnya atap.

Selain itu, toleransi yang tidak terkendali juga dapat mempercepat keausan dan korosi katup. Di bawah aksi perbedaan tekanan tinggi, partikel dalam medium dapat tertanam dalam celah penyegelan, membentuk "keausan abrasif" dan lebih lanjut memperluas ukuran celah; Sementara media korosif dapat secara langsung mengikis permukaan penyegelan dan menghancurkan permukaannya. Siklus setan ini pada akhirnya akan menyebabkan kegagalan katup total, memaksa tambang untuk menghentikan produksi untuk pemeliharaan, menyebabkan kerugian ekonomi yang besar dan bahaya keselamatan.

Untuk memastikan bahwa toleransi pasangan penyegelan selalu dalam kisaran yang dapat dikendalikan, katup tambang batubara perlu dipertahankan dan dipantau secara teratur. Pemeliharaan meliputi: Memeriksa keausan permukaan penyegelan, menggiling dan memperbaiki bila perlu; mengganti pengepakan atau cincin-O; dan memeriksa kelurusan dan koaksialitas batang katup. Metode pemantauan meliputi: menggunakan pengujian ultrasonik untuk mendeteksi retakan pada permukaan penyegelan; memverifikasi penyegelan katup melalui pengujian tekanan; dan menggunakan analisis getaran untuk mengevaluasi pergerakan cakram katup.

Dengan pengembangan teknologi cerdas, beberapa katup tambang batu bara telah mengintegrasikan sistem pemantauan online, yang dapat memberikan umpan balik waktu nyata tentang perubahan celah dan kebocoran sedang dari pasangan penyegelan. Misalnya, dengan memasang sensor tekanan dan sensor perpindahan di dalam badan katup, sistem dapat secara otomatis menghitung kompresi dan laju kebocoran pasangan penyegelan, dan mengeluarkan peringatan dini ketika ambang batas terlampaui. Mode pemeliharaan aktif ini secara signifikan meningkatkan keandalan katup dan memperpanjang umur layanannya.