Gần đây, vấn đề gãy kết nối tay quay van thường xuyên xảy ra trong lĩnh vực công nghiệp, thu hút được sự quan tâm rộng rãi. Vấn đề này không chỉ ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất mà còn có thể gây ra mối đe dọa đối với an toàn thiết bị và sự an toàn cá nhân của người vận hành. Bài viết này sẽ tìm hiểu sâu về nguyên nhân và tác động của tình trạng gãy kết nối tay quay van, đồng thời giới thiệu các biện pháp đối phó hiện tại và thống kê dữ liệu liên quan trong ngành.
Mục lục
1. Tổng quan về đứt gãy liên kết tay quay
2. Phân tích nguyên nhân chung
3. Các biện pháp ứng phó của ngành
1. Tổng quan về đứt gãy liên kết tay quay
Là thành phần chính để vận hành van, độ tin cậy của các bộ phận kết nối của tay quay van có tầm quan trọng sống còn. Trong thực tế sản xuất, hiện tượng đứt gãy phần kết nối tay quay biểu hiện bằng các vết nứt hoặc thậm chí là đứt rời hoàn toàn trục kết nối, các đầu nối và các bộ phận khác giữa tay quay và van, dẫn đến tay quay không thể truyền lực vận hành bình thường và van không thể đóng mở như mong đợi. Trong quá trình bảo trì van bướm hàng ngày, Đội khoan mỏ Chengjiao nhận thấy hơn 90% van bướmtay quay vanbị hư hỏng, biến dạng, gãy trong quá trình tháo dỡ, vận chuyển do bảo vệ không đủ, vật liệu không đủ bền khiến van bướm không thể sửa chữa được và làm tăng chi phí đầu tư vật liệu. Dữ liệu này phản ánh trực quan mức độ nghiêm trọng của vấn đề gãy xương ở phần kết nối tay quay.
2. Phân tích nguyên nhân chung
●Vấn đề về vật chất
1. Độ bền không đủ: Một số nhà sản xuất tay quay sử dụng vật liệu có độ bền thấp hơn để giảm giá thành. Ví dụ, trong một số van nhỏ, các bộ phận kết nối tay quay được làm bằng thép cacbon thông thường và thép hợp kim thích hợp không được lựa chọn theo điều kiện làm việc thực tế. Khi van hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt như áp suất cao và mô-men xoắn cao, các bộ phận kết nối làm bằng thép cacbon thông thường không thể chịu được ứng suất lớn và dễ bị gãy. Theo thống kê chưa đầy đủ, các trường hợp đứt bộ phận nối tay quay do vật liệu không đủ bền chiếm khoảng 30%.
2. Khả năng chống ăn mòn kém: Trong các ngành công nghiệp như hóa chất và hàng hải, môi trường đặt van thường có tính ăn mòn cao. Nếu vật liệu của bộ phận kết nối tay quay có khả năng chống ăn mòn kém và bị ăn mòn trong thời gian dài bởi môi trường ăn mòn, cấu trúc của vật liệu sẽ dần bị phá hủy, độ bền giảm đi và cuối cùng gây ra đứt gãy. Ví dụ, trong một doanh nghiệp hóa chất ven biển, do nước biển xói mòn, các bộ phận kết nối tay quay không sử dụng vật liệu chống ăn mòn-đã bị ăn mòn và gãy xương nghiêm trọng sau nửa năm sử dụng. Những trường hợp gãy xương như vậy do vấn đề chống ăn mòn gây ra chiếm khoảng 25% tổng số trường hợp.
● Lỗi thiết kế
1. Kết cấu không hợp lý: Nếu kết cấu thiết kế kết nối tay quay không hợp lý sẽ dẫn đến sự tập trung ứng suất nghiêm trọng. Ví dụ, bán kính chuyển tiếp giữa trục kết nối và tay quay quá nhỏ hoặc thiết kế hình dạng của bộ phận kết nối không tuân theo nguyên lý cơ học nên khi tay quay hoạt động, khu vực cục bộ của bộ phận kết nối phải chịu ứng suất quá mức, vượt xa ứng suất cho phép của vật liệu, từ đó gây ra hiện tượng đứt gãy. Nghiên cứu có liên quan cho thấy vấn đề gãy phần kết nối tay quay do thiết kế kết cấu không hợp lý chiếm khoảng 20% tổng số vấn đề.
2. Kích thước không khớp: Kích thước kết nối giữa tay quay và thân van không khớp cũng là một yếu tố quan trọng. Nếu kích thước của phần kết nối quá lớn hoặc quá nhỏ, sẽ tạo thêm ứng suất hoặc độ lỏng khi lắp ráp trong quá trình lắp đặt và sử dụng. Khi tay quay chịu một lực tác động lớn, những ứng suất tăng thêm này sẽ làm cho bộ phận kết nối bị hư hỏng nặng hơn và cuối cùng dẫn đến gãy xương. Ví dụ, trong quá trình cải tạo một số thiết bị cũ, do lựa chọn tay quay có kích thước không phù hợp nên các bộ phận kết nối thường xuyên bị đứt. Những trường hợp gãy xương do kích thước không phù hợp chiếm khoảng 15%.
●Cài đặt và sử dụng không đúng cách
1. Quy trình lắp đặt không{1}}chuẩn: Trong quá trình lắp đặt van, nếu người lắp đặt không lắp đặt tay quay theo đúng quy trình lắp đặt, chẳng hạn như mô-men xoắn siết chặt của đầu nối quá lớn hoặc quá nhỏ và trục kết nối không được căn chỉnh chính xác, điều này sẽ ảnh hưởng xấu đến hiệu suất của kết nối tay quay. Mô-men xoắn quá chặt có thể gây biến dạng hoặc thậm chí nứt ở phần kết nối, trong khi mô-men xoắn quá nhỏ có thể dễ dàng làm lỏng đầu nối, gây rung lắc và va đập khi vận hành tay quay, đẩy nhanh sự hư hỏng của phần kết nối. Theo thống kê, khoảng 10% trường hợp gãy bộ phận kết nối tay quay là do quá trình lắp đặt không đạt tiêu chuẩn.
2. Vi phạm vận hành: Trong quá trình vận hành hàng ngày, nếu người vận hành dùng lực quá lớn, thao tác quá thường xuyên hoặc dùng lực tác động tay quay khi van bị kẹt thì bộ phận kết nối tay quay sẽ chịu mô men xoắn và tác động quá mức. Trong điều kiện vận hành khắc nghiệt như vậy trong thời gian dài, vật liệu của bộ phận kết nối sẽ dần bị mỏi và cuối cùng là gãy. Ví dụ, trong xưởng sản xuất của một nhà máy, do người vận hành vận hành tay quay thường xuyên và mạnh mẽ nhằm đẩy nhanh tiến độ sản xuất nên bộ phận kết nối tay quay bị đứt trong thời gian ngắn. Những trường hợp gãy xương do vi phạm vận hành chiếm khoảng 20%.
●Mệt mỏi và mặc
1. Hoạt động lặp lại trong thời gian dài: Các van thường cần được mở và đóng thường xuyên trong sản xuất công nghiệp. Bộ phận kết nối tay quay sẽ chịu áp lực xen kẽ trong quá trình vận hành lặp đi lặp lại trong thời gian dài. Theo thời gian, những vết nứt nhỏ sẽ dần xuất hiện bên trong vật liệu. Những vết nứt này tiếp tục mở rộng và cuối cùng dẫn đến gãy phần kết nối. Ví dụ, trong một số dây chuyền sản xuất tự động, tần số hoạt động của van cực kỳ cao và vấn đề gãy mỏi ở bộ phận kết nối tay quay đặc biệt nổi bật. Theo dữ liệu liên quan, các trường hợp gãy xương do mỏi do hoạt động-lặp đi lặp lại trong thời gian dài chiếm 35% tổng số trường hợp.
2. Hiệu ứng mài mòn: Phần kết nối tay quay sẽ tạo ra ma sát với các bộ phận xung quanh trong quá trình quay. Nếu điều kiện bôi trơn kém hoặc có các hạt tạp chất, độ mài mòn sẽ trầm trọng hơn. Sự mài mòn không chỉ làm giảm kích thước bộ phận kết nối, giảm độ bền mà còn gây ra các vết rỗ và trầy xước trên bề mặt. Những khuyết tật này sẽ trở thành nguồn tập trung ứng suất và làm tăng tốc độ gãy của bộ phận kết nối. Ở một số doanh nghiệp khai thác mỏ, do môi trường làm việc khắc nghiệt, bụi bẩn và tạp chất nên bộ phận kết nối tay quay bị mòn nghiêm trọng và thường xuyên xảy ra hiện tượng gãy xương. Những trường hợp gãy xương do mài mòn như vậy chiếm khoảng 20% tổng số trường hợp.
3. Các biện pháp ứng phó của ngành
1. Tối ưu hóa thiết kế
Lựa chọn vật liệu: Các nhà sản xuất van lớn đã bắt đầu chú ý hơn đến việc lựa chọn vật liệu của các bộ phận kết nối tay quay. Tùy theo các điều kiện làm việc khác nhau, các vật liệu có độ bền-và chống ăn mòn-cao như thép không gỉ và thép hợp kim sẽ được chọn. Đồng thời, chất lượng vật liệu được kiểm soát chặt chẽ đảm bảo các chỉ số hoạt động của vật liệu đáp ứng yêu cầu thiết kế. Ví dụ: khi một công ty van nổi tiếng-sản xuất van cho ngành hóa chất, họ đã sử dụng thép hợp kim chống ăn mòn-đặc biệt cho các bộ phận kết nối tay quay. Sau khi sử dụng thực tế, người ta đã xác minh rằng xác suất xảy ra tai nạn gãy xương đã giảm đi một cách hiệu quả.
Cải thiện kết cấu: Bằng cách tối ưu hóa thiết kế cấu trúc của các bộ phận kết nối tay quay, có thể giảm sự tập trung ứng suất. Độ bền và độ ổn định của các bộ phận kết nối có thể được cải thiện bằng cách áp dụng các phi lê chuyển tiếp hợp lý, thêm các gân gia cố, v.v. Ví dụ: một số công ty đã thiết kế cấu trúc kết nối tay quay mới, thay đổi trục kết nối đơn truyền thống thành cấu trúc liên kết nhiều trục, phân tán lực vận hành, giảm lực của một bộ phận kết nối duy nhất và do đó cải thiện độ tin cậy tổng thể của tay quay.
2. Tăng cường kiểm soát chất lượng
Phát hiện quy trình sản xuất: Trong quy trình sản xuất van, thiết bị và công nghệ phát hiện tiên tiến được giới thiệu để phát hiện nghiêm ngặt độ chính xác xử lý và tính chất vật liệu của các bộ phận kết nối tay quay. Ví dụ:-công nghệ kiểm tra không phá hủy được sử dụng để phát hiện xem có vết nứt và khuyết tật khác trong các bộ phận kết nối hay không, đồng thời thực hiện kiểm tra độ cứng để đảm bảo độ cứng của vật liệu đáp ứng tiêu chuẩn. Chỉ những sản phẩm đã vượt qua quá trình kiểm tra nghiêm ngặt mới có thể được đưa ra thị trường để bán.
Hệ thống truy xuất nguồn gốc chất lượng: Thiết lập hệ thống truy xuất nguồn gốc chất lượng hoàn chỉnh để ghi lại chi tiết lô sản xuất, nhà cung cấp nguyên liệu thô, thông số quy trình sản xuất và các thông tin khác của từng van và tay quay của nó. Khi xảy ra sự cố về chất lượng, chẳng hạn như kết nối tay quay bị hỏng, nguyên nhân cốt lõi của vấn đề có thể nhanh chóng được tìm ra và có thể thực hiện các biện pháp tương ứng để cải thiện và thu hồi.
3. Đào tạo và vận hành chuẩn hóa
Đào tạo người vận hành: Công ty tăng cường đào tạo người vận hành để họ làm quen với các phương pháp vận hành chính xác và các biện pháp phòng ngừa của van. Nội dung đào tạo bao gồm việc kiểm soát lực vận hành tay quay, các yêu cầu về tần số vận hành và phương pháp xử lý chính xác khi gặp các tình huống bất thường như kẹt van. Thông qua đào tạo, kỹ năng vận hành và nhận thức về an toàn của người vận hành được nâng cao, đồng thời giảm thiểu tình trạng đứt các bộ phận kết nối tay quay do vận hành không đúng cách.
Xây dựng các thông số kỹ thuật vận hành: Xây dựng các thông số kỹ thuật vận hành van chi tiết và dán chúng ở vị trí dễ thấy tại địa điểm vận hành. Các thông số kỹ thuật quy định rõ ràng về quy trình vận hành, yêu cầu bảo trì và các nội dung khác của tay quay, đồng thời yêu cầu người vận hành phải vận hành theo đúng thông số kỹ thuật. Đồng thời, tăng cường giám sát, kiểm tra địa điểm vận hành để đảm bảo các thông số vận hành được thực hiện hiệu quả.
4. Bảo trì và kiểm tra thường xuyên
Bảo trì hàng ngày: Công ty bố trí nhân viên đặc biệt thực hiện bảo trì tay quay hàng ngày, thường xuyên kiểm tra xem các bộ phận kết nối tay quay có bị lỏng, mòn,… và kịp thời làm sạch tạp chất, bụi bẩn trong các bộ phận kết nối để đảm bảo bôi trơn tốt. Nếu phát hiện vấn đề, hãy sửa chữa hoặc thay thế chúng kịp thời.
Kiểm tra thường xuyên: Xây dựng kế hoạch kiểm tra thường xuyên và tiến hành kiểm tra toàn diện các bộ phận kết nối tay quay. Sử dụng các công nghệ phát hiện tiên tiến, chẳng hạn như kiểm tra siêu âm và kiểm tra ứng suất, để đánh giá tình trạng của các bộ phận kết nối. Thực hiện các biện pháp phòng ngừa trước dựa trên kết quả kiểm tra để tránh tai nạn gãy xương. Ví dụ, một công ty hóa dầu lớn tiến hành kiểm tra toàn diện các bộ phận kết nối tay quay hàng quý. Thông qua việc kiểm tra và bảo trì dài hạn-, tỷ lệ tai nạn gãy xương ở các bộ phận kết nối tay quay đã giảm đi một cách hiệu quả.
Tai nạn gãy tay quay van nhà máy điện
Trong hệ thống đường ống dẫn hơi của nhà máy điện,Bánh xe tay nóidùng để điều khiển luồng hơi bị đứt đột ngột trong quá trình vận hành. Theo điều tra, bộ phận kết nối tay quay được làm bằng thép carbon thông thường, hơi nước ở nhiệt độ cao và áp suất cao trong đường ống dẫn hơi đã gây ra sự ăn mòn nghiêm trọng, dẫn đến độ bền vật liệu giảm đáng kể. Đồng thời, người vận hành đôi khi sử dụng quá nhiều lực trong quá trình vận hành, điều này càng làm cho bộ phận kết nối bị hư hỏng nặng hơn và cuối cùng là gãy xương. Sự cố khiến bộ điều khiển lưu lượng hơi bị hỏng, ảnh hưởng đến hoạt động phát điện bình thường của nhà máy điện và gây ra những thiệt hại nhất định về kinh tế. Sau vụ tai nạn, nhà máy điện đã thay thế hoàn toàn tay quay bằng thép hợp kim chịu nhiệt độ cao và chống ăn mòn, đồng thời tăng cường đào tạo và quản lý người vận hành.
Một công ty hóa chất có vấn đề gãy tay quay van bướm
Trong quá trình sản xuất của một công ty hóa chất, các bộ phận kết nối tay quay của nhiều loại van bướm thường xuyên bị đứt. Sau khi phân tích, nguyên nhân chính là do môi trường hóa học nơi đặt van bướm có tính ăn mòn cao và vật liệu của bộ phận kết nối tay quay không đủ khả năng chống ăn mòn. Ngoài ra, trong quá trình đóng mở van bướm, bộ phận nối tay quay sẽ phải chịu một mô men xoắn lớn. Cấu trúc thiết kế ban đầu không thể phân tán mô-men xoắn một cách hiệu quả, dẫn đến sự tập trung ứng suất nghiêm trọng. Để giải quyết vấn đề này, công ty đã hợp tác với nhà cung cấp van để thiết kế lại và lựa chọn vật liệu cho tay quay van bướm. Vật liệu hợp kim chống ăn mòn-đặc biệt đã được sử dụng và thiết kế cấu trúc của bộ phận kết nối đã được tối ưu hóa, có thêm các gân gia cố và các miếng phi lê chuyển tiếp. Sau khi chuyển đổi, vấn đề gãy phần kết nối tay quay van bướm đã được giải quyết một cách hiệu quả.
Với sự phát triển của công nghệ công nghiệp, yêu cầu về độ tin cậy và an toàn củaTay quay van rắnđang gia tăng. Trong tương lai, ngành sẽ tập trung nghiên cứu vấn đề gãy kết nối tay quay và tiếp tục tối ưu hóa thiết kế, quy trình sản xuất và quản lý bảo trì. Với sự trợ giúp của vật liệu mới và công nghệ mới, như sử dụng vật liệu composite mới để tạo ra các bộ phận kết nối và sử dụng công nghệ giám sát thông minh để cảnh báo rủi ro, dự kiến sẽ giảm đáng kể tỷ lệ gãy xương và đảm bảo an toàn, ổn định cho sản xuất công nghiệp.
Việc gãy các bộ phận kết nối tay quay van là một thách thức quan trọng trong lĩnh vực công nghiệp. Bằng cách phân tích nguyên nhân, thực hiện các biện pháp đối phó và tăng cường trao đổi và hợp tác trong ngành, chúng tôi tin tưởng rằng chúng ta có thể từng bước vượt qua khó khăn và thúc đẩy sự phát triển ổn định của ngành van.
