לאחרונה, הבעיה של שבר חיבור גלגל היד של שסתומים התרחשה לעתים קרובות בתחום התעשייתי, מה שמשך תשומת לב רחבה. בעיה זו משפיעה לא רק על יעילות הייצור, אלא גם עלולה להוות איום על בטיחות הציוד ועל הבטיחות האישית של המפעילים. מאמר זה יחקור לעומק את הגורמים וההשפעות של שבר בחיבור גלגל היד של שסתומים, ויציג את אמצעי הנגד הנוכחיים ואת הנתונים הסטטיסטיים הרלוונטיים בתעשייה.
תוֹכֶן הָעִניָנִים
1. סקירה כללית של שבר חיבור גלגל היד
1. סקירה כללית של שבר חיבור גלגל היד
כמרכיב מרכזי להפעלת שסתומים, ישנה חשיבות חיונית לאמינות חלקי החיבור של גלגל היד השסתום. בייצור בפועל, השבר של חלק חיבור גלגל היד מתבטא בסדקים או אפילו בניתוק מוחלט של הפיר המחבר, המחברים ושאר חלקים בין גלגל היד לשסתום, וכתוצאה מכך גלגל היד לא מצליח להעביר את כוח ההפעלה בצורה רגילה והשסתום לא יכול להיפתח או להיסגר כמצופה. במהלך התחזוקה היומית של שסתומי הפרפר, צוות קידוח המכרה של Chengjiao מצא שיותר מ-90% מהפרפרגלגלי יד שסתוםהיו פגומים, עיוותים או נשברו במהלך תהליך הפירוק וההובלה עקב הגנה לא מספקת וחוזק חומר לא מספיק, מה שהופך את שסתום הפרפר לא ניתן לתיקון ומגדיל את ההשקעה בעלות החומר. נתונים אלה משקפים באופן אינטואיטיבי את חומרת בעיית השבר בחלק החיבור של גלגל היד.
●בעיות חומריות
1. חוזק לא מספיק: חלק מיצרני גלגלי היד משתמשים בחומרים בעלי חוזק נמוך יותר כדי להפחית עלויות. לדוגמה, בחלק מהשסתומים הקטנים, חלקי חיבור גלגל הידיים עשויים מפלדת פחמן רגילה, ופלדת הסגסוגת המתאימה אינה נבחרת בהתאם לתנאי העבודה בפועל. כאשר השסתום פועל בתנאים קשים כמו לחץ גבוה ומומנט גבוה, חלקי החיבור העשויים מפלדת פחמן רגילה אינם יכולים לעמוד בלחץ עצום ונוטים להישבר. על פי נתונים סטטיסטיים חלקיים, מקרים של שבירת חלקי חיבור בגלגל היד עקב חוזק חומר לא מספיק מהווים כ-30%.
2. עמידות לקורוזיה ירודה: בתעשיות כמו כימיות וימיות, הסביבה בה נמצאים השסתומים היא לרוב קורוזיבית ביותר. אם לחומר של חלק חיבור גלגל היד יש עמידות לקורוזיה ירודה והוא מושחת על ידי מדיה קורוזיבית במשך זמן רב, מבנה החומר ייהרס בהדרגה, החוזק יקטן ובסופו של דבר יגרום לשבירה. לדוגמה, במפעל כימי חוף, עקב שחיקת מי ים, חלקי חיבור גלגל היד שלא השתמשו בחומרים עמידים בפני קורוזיה סבלו מקורוזיה ושבר חמורים לאחר חצי שנה של שימוש. מקרי שברים כאלה הנגרמים מבעיות עמידות בפני קורוזיה מהווים כ-25% מסך המקרים.
● ליקויי עיצוב
1. מבנה בלתי סביר: אם המבנה העיצובי של חיבור גלגל היד אינו סביר, זה יוביל לריכוז מתח רציני. לדוגמה, רדיוס המעבר בין הפיר המחבר לגלגל היד קטן מדי, או שעיצוב הצורה של החלק המחבר אינו תואם את עקרון המכניקה, כך שכאשר גלגל היד מופעל, האזור המקומי של חלק החיבור נתון ללחץ מופרז, העולה בהרבה על הלחץ המותר של החומר, ובכך גורם לשבר. מחקר רלוונטי מראה כי בעיית השבר של חלק חיבור גלגל היד הנגרמת מתכנון מבני בלתי סביר מהווה כ-20% מסך הבעיות.
2. אי התאמה של גודל: חוסר ההתאמה של גודל החיבור בין גלגל היד לגוף השסתום הוא גם גורם חשוב. אם גודלו של חלק החיבור גדול מדי או קטן מדי, יווצר לחץ או רפיון נוסף בהרכבה במהלך ההתקנה והשימוש. כאשר גלגל היד נתון לכוח הפעלה גדול, מתחים נוספים אלו יחמירו את הנזק של חלק החיבור ובסופו של דבר יובילו לשבר. לדוגמה, בתהליך של שיפוץ חלק מהציוד הישן, עקב בחירת גלגלי יד בגדלים לא תואמים, חלקי החיבור נשברים תדיר. מקרי שברים כאלה הנגרמים כתוצאה מאי התאמה בגודל מהווים כ-15%.
●התקנה ושימוש לא תקינים
1. תהליך התקנה לא-סטנדרטי: במהלך תהליך התקנת השסתום, אם המתקין לא יתקין את גלגל היד לפי תהליך ההתקנה הנכון, כגון מומנט ההידוק של המחבר גדול מדי או קטן מדי, והפיר המחבר אינו מיושר נכון, תהיה לכך השפעה שלילית על ביצועי חיבור גלגל הידיים. מומנט הידוק מוגזם עלול לגרום לעיוותים או אפילו לסדקים בחלק החיבור, בעוד מומנט הידוק קטן מדי עלול לשחרר בקלות את המחבר, לגרום לרעד ולפגיעה בעת הפעלת גלגל היד, ולהאיץ את הנזק של חלק החיבור. על פי הסטטיסטיקה, כ-10% מהמקרים של שבר חלק בחיבור גלגל היד נגרמים מתהליך התקנה לא-תקני.
2. הפרת תפעול: בפעולה יומיומית, אם המפעיל משתמש בכוח רב מדי, מפעיל לעתים קרובות מדי, או מפעיל בכוח את גלגל היד כאשר השסתום תקוע, חלק חיבור גלגל היד יהיה נתון למומנט ופגיעה מוגזמת. בתנאי הפעלה קשים כאלה במשך זמן רב, החומר של חלק החיבור יתעייף בהדרגה ובסופו של דבר ישבר. למשל, בבית מלאכה לייצור של מפעל, מכיוון שהמפעיל הפעיל באופן תדיר ונמרץ את גלגל היד על מנת לזרז את התקדמות הייצור, חלק חיבור גלגל היד נשבר תוך זמן קצר. מקרי שברים כאלה שנגרמו כתוצאה מהפרות מבצעיות מהווים כ-20%.
●עייפות ובלאי
1. פעולה חוזרת לטווח ארוך-: שסתומים בדרך כלל צריכים להיפתח ולסגור לעתים קרובות בייצור תעשייתי. חלק חיבור גלגל היד יהיה נתון למתח לסירוגין במהלך-פעולה חוזרת ארוכת טווח. ככל שהזמן עובר, סדקים זעירים יופיעו בהדרגה בתוך החומר. סדקים אלו ממשיכים להתרחב ובסופו של דבר מובילים לשבר של חלק החיבור. לדוגמה, בחלק מקווי הייצור האוטומטיים, תדירות הפעולה של השסתומים גבוהה ביותר, ובולטת במיוחד בעיית שברי העייפות של חלק חיבור גלגל היד. על פי הנתונים הרלוונטיים, מקרים של שבר עייפות שנגרמו כתוצאה מניתוח חוזר-לטווח ארוך מהווים 35% מסך המקרים.
2. אפקט בלאי: חלק חיבור גלגל היד ייצור חיכוך עם החלקים שמסביב במהלך הסיבוב. אם תנאי הסיכה גרועים או שיש חלקיקי טומאה, הבלאי יוחמר. בלאי לא רק יקטין את גודל חלק החיבור ויקטין את החוזק, אלא גם יגרום לבורות ושריטות על פני השטח. ליקויים אלו יהפכו למקור לריכוז מתח ויאיצו את השבר של חלק החיבור. בחלק ממפעלי כרייה, עקב סביבת העבודה הקשה, האבק והזיהומים, חלק חיבור גלגל היד שחוק מאוד ובעיות שברים מתרחשות לעתים קרובות. מקרי שברים כאלה הנגרמים מבלאי מהווים כ-20% מסך המקרים.
1. ייעול עיצוב
בחירת חומר: יצרני השסתומים הגדולים החלו לשים לב יותר לבחירת החומרים של חלקי חיבור גלגל היד. בהתאם לתנאי עבודה שונים, נבחרים חומרים עמידים-גבוהים ועמידים בפני קורוזיה, כגון נירוסטה וסגסוגת. יחד עם זאת, איכות החומרים נשלטת בקפדנות על מנת להבטיח שמחווני הביצועים של החומרים עומדים בדרישות התכנון. לדוגמה, כאשר-חברת שסתומים ידועה ייצרה שסתומים עבור התעשייה הכימית, היא השתמשה בפלדת סגסוגת עמידה במיוחד בפני קורוזיה- עבור חלקי חיבור גלגל הידיים. לאחר השימוש בפועל, אומת שהסבירות לתאונות שברים הופחתה למעשה.
שיפור מבני: על ידי ייעול העיצוב המבני של חלקי חיבור גלגל הידיים, ניתן להפחית את ריכוז הלחץ. ניתן לשפר את החוזק והיציבות של חלקי החיבור על ידי אימוץ פילטים מעבר סבירים, הוספת צלעות חיזוק וכו'. לדוגמה, חברות מסוימות תכננו מבנה חדש של חיבור גלגל יד, תוך שינוי ציר החיבור הבודד המסורתי למבנה הצמדה מרובה-צירים, פיזור כוח ההפעלה, הפחתת כוחו של חלק חיבור בודד, ובכך שיפור יכולתו מחדש של הגלגל הידני.
2. לחזק את בקרת האיכות
זיהוי תהליך ייצור: בתהליך ייצור השסתומים, ציוד זיהוי וטכנולוגיה מתקדמים מוכנסים לזיהוי קפדני של דיוק העיבוד ותכונות החומר של חלקי חיבור גלגל הידיים. לדוגמה, נעשה שימוש בטכנולוגיית בדיקה לא-הרסנית כדי לזהות אם יש סדקים ופגמים אחרים בחלקי החיבור, ובדיקות קשיות מבוצעות כדי לוודא שקשיות החומרים עומדת בתקנים. רק מוצרים שעברו בדיקות קפדניות יכולים להיכנס לשוק למכירה.
מערכת עקיבות איכותית: הקמת מערכת עקיבה איכותית מלאה לרישום אצווה הייצור, ספק חומרי הגלם, פרמטרי תהליך הייצור ומידע אחר של כל שסתום וגלגל היד שלו בפירוט. ברגע שמתרחשת בעיה איכותית כגון חיבור גלגל יד שבור, ניתן לאתר במהירות את שורש הבעיה ולנקוט באמצעים מתאימים לשיפור והחזרה.
3. הדרכה ותפעול סטנדרטי
הדרכת מפעילים: החברה מחזקת את הכשרת המפעילים להכרת שיטות הפעולה ואמצעי הזהירות הנכונים של השסתומים. תוכן ההדרכה כולל את בקרת הכוח של פעולת גלגל היד, דרישות תדירות הפעולה ושיטות הטיפול הנכונות בעת מפגש עם מצבים חריגים כגון חסימת שסתומים. באמצעות הכשרה, מיומנויות התפעול ומודעות הבטיחות של המפעילים משתפרים, ומצטמצמת הבעיה של שבירת חלקי חיבור גלגל היד עקב פעולה לא תקינה.
נסח מפרט הפעלה: פתח מפרט הפעלה של שסתומים ופרסם אותם במיקום בולט באתר ההפעלה. המפרט קובע בבירור את תהליך התפעול, דרישות התחזוקה ותכולה אחרת של גלגל היד, ומחייב את המפעילים לפעול בהתאם למפרט. במקביל, לחזק את הפיקוח והפיקוח על אתר ההפעלה על מנת להבטיח יישום יעיל של מפרטי ההפעלה.
4. תחזוקה ובדיקה שוטפת
תחזוקה יומיומית: החברה מארגנת כוח אדם מיוחד לביצוע תחזוקה יומיומית בגלגל היד, לבדוק באופן שוטף האם חלקי חיבור גלגל הידיים רופפים, בלויים וכדומה, ולנקות זיהומים ואבק מיידית בחלקי החיבור על מנת להבטיח שימון טוב. אם נמצאו בעיות, תקן או החלף אותן בזמן.
בדיקה שוטפת: פתח תוכנית בדיקה שוטפת וערוך בדיקה מקיפה של חלקי חיבור גלגל הידיים. השתמש בטכנולוגיות זיהוי מתקדמות, כגון בדיקות אולטרסאונד ובדיקות מאמץ, כדי להעריך את תקינות חלקי החיבור. נקוט אמצעי מניעה מראש על סמך תוצאות הבדיקה כדי למנוע תאונות שברים. כך למשל, חברת פטרוכימיה גדולה עורכת מדי רבעון בדיקה מקיפה של חלקי חיבור גלגל הידיים. באמצעות-בדיקה ותחזוקה לטווח ארוך, הופחתה ביעילות השכיחות של תאונות שברים בחלקי חיבור גלגל הידיים.
תאונת שבר בגלגל היד של שסתום תחנת הכוח
במערכת צינורות הקיטור של תחנת כוח, אגלגל יד חישורהמשמש לשליטה בזרימת הקיטור נשבר לפתע במהלך הפעולה. על פי החקירה, חלק חיבור גלגל היד עשוי מפלדת פחמן רגילה, והקיטור בטמפרטורה גבוהה ובלחץ גבוה בצנרת הקיטור גרמו לו לקורוזיה חמורה, וכתוצאה מכך לירידה משמעותית בחוזק החומר. יחד עם זאת, לעיתים המפעיל מפעיל יותר מדי כוח במהלך הפעולה, מה שמחמיר עוד יותר את הנזק לחלק החיבור וגורם בסופו של דבר לשבר. התאונה גרמה לכישלון בקרת זרימת הקיטור, והשפיעה על ייצור החשמל הרגיל של תחנת הכוח וגרמה להפסדים כלכליים מסוימים. לאחר התאונה, תחנת הכוח החליפה לחלוטין את גלגל היד בפלדת סגסוגת עמידה בטמפרטורה גבוהה ועמיד בפני קורוזיה, וחיזקה את ההכשרה והניהול של המפעילים.
בעיית שבר בגלגל היד של שסתום פרפר של חברת כימיקלים
במהלך תהליך הייצור של חברת כימיקלים, חלקי חיבור גלגל הידיים של שסתומי פרפר מרובים נשברו לעתים קרובות. לאחר ניתוח, הסיבה העיקרית היא שהסביבה הכימית בה נמצא שסתום הפרפר היא קורוזיבית ביותר, והחומר של חלק חיבור גלגל היד אינו עמיד בפני קורוזיה מספיק. בנוסף, במהלך תהליך הפתיחה והסגירה של שסתום הפרפר, חלק חיבור גלגל היד יהיה נתון למומנט גדול. מבנה התכנון המקורי אינו יכול לפזר ביעילות את המומנט, וכתוצאה מכך ריכוז מתח חמור. בתגובה לבעיה זו, החברה שיתפה פעולה עם ספק השסתומים לתכנון מחדש ובחירת חומרים לגלגל היד של שסתום הפרפר. נעשה שימוש בחומר סגסוגת מיוחד עמיד בפני קורוזיה-, והעיצוב המבני של חלק החיבור עבר אופטימיזציה, עם צלעות חיזוק ופילטים מעבר. לאחר השינוי, בעיית השבר של חלק חיבור גלגל היד של שסתום הפרפר נפתרה ביעילות.
עם התפתחות הטכנולוגיה התעשייתית, דרישות האמינות והבטיחות שלגלגל יד שסתום מוצקהולכים וגדלים. בעתיד, התעשייה תתמקד בחקר הבעיה של שבר חיבור גלגל היד, ותמשיך לייעל את התכנון, תהליך הייצור וניהול התחזוקה. בעזרת חומרים חדשים וטכנולוגיות חדשות, כמו שימוש בחומרים מרוכבים חדשים ליצירת חלקי חיבור ושימוש בטכנולוגיית ניטור חכמה להתרעה על סיכונים, היא צפויה להפחית משמעותית את שכיחות השברים ולהבטיח את הבטיחות והיציבות של הייצור התעשייתי.
השבר של חלקי חיבור גלגל הידיים של שסתומים הוא אתגר חשוב בתחום התעשייתי. על ידי ניתוח הסיבות, נקיטת אמצעי נגד וחיזוק חילופי התעשייה ושיתוף הפעולה, אנו בטוחים שנוכל להתגבר בהדרגה על הקשיים ולקדם את ההתפתחות המתמדת של תעשיית השסתומים.
