กระบอกไฮดรอลิกสำหรับเครื่องแม่แรงท่อ: แกนนำ

โรงไฟฟ้าเชิงเส้นเบื้องหลังการติดตั้งแบบไม่มีร่องลึก

กระบอกไฮดรอลิกสำหรับเครื่องดันท่อ ไม่ใช่แอคชูเอเตอร์อุตสาหกรรมมาตรฐาน เป็นตัวกำเนิดแรงขับหลักที่ดันคอนกรีตหรือท่อเหล็กผ่านดินด้วยความแม่นยำระดับมิลลิเมตร หลักการทำงานหลักของพวกเขาคือการแปลงพลังงานของเหลวแรงดันสูงของชุดจ่ายไฟไฮดรอลิกให้เป็นแรงเชิงเส้นขนาดใหญ่ที่ควบคุมได้ ซึ่งมักจะเกิน 300 ตันต่อกระบอกสูบ เพื่อเอาชนะแรงเสียดทานและความต้านทานการตัดระหว่างสายท่อกับดินโดยรอบ กระบอกสูบเหล่านี้ทำงานเป็นชุดเรียงกันแบบซิงโครไนซ์ภายในสถานีแม่แรงหลัก โดยจะเลื่อนแนวท่อทั้งหมดขึ้นทีละน้อยในแต่ละจังหวะ ความสามารถในการรักษาแรงกดคงที่โดยไม่เคลื่อนตัวภายใต้ภาระคือสิ่งที่ป้องกันการคลายตัวของสายท่อ ซึ่งอาจทำให้เกิดการทรุดตัวของพื้นดินหรือความเสียหายต่อข้อต่อ

ความต้านทานแรงดันสูงและความสมบูรณ์ของโครงสร้าง

การดันท่อต้องใช้การทำงานอย่างต่อเนื่องที่ขีดจำกัดด้านบนของแรงดันใช้งานไฮดรอลิก ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 350 บาร์ถึง 420 บาร์ . ซึ่งสูงกว่าระบบไฮดรอลิกอุตสาหกรรมทั่วไปอย่างมาก กระบอกกระบอกสูบไม่ใช่ท่อที่ผ่านการขัดแบบมาตรฐาน แต่โดยทั่วไปแล้วผลิตจากเหล็กกล้าที่มีความแข็งแรงสูง 27SiMn หรือ ST52.3 โดยคำนวณความหนาของผนังเพื่อรองรับแรงดันภายในด้วยค่าความปลอดภัย 3:1 หรือสูงกว่า ฝาปิดปลายเชื่อมอย่างแม่นยำโดยใช้กระบวนการอาร์กจุ่มหลายรอบ ตามด้วยการตรวจสอบด้วยคลื่นอัลตราโซนิกเชิงปริมาตรเต็มรูปแบบเพื่อรับรองว่าไม่มีข้อบกพร่องในการเชื่อม ถังที่สามารถอยู่รอดได้ 1.5 เท่าของแรงดันใช้งานที่กำหนดในการทดสอบการพิสูจน์อุทกสถิต โดยไม่มีการเสียรูปถาวรใดๆ เป็นมาตรฐานการยอมรับขั้นต่ำ เพื่อให้มั่นใจว่าแรงดันที่เพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันจากการเผชิญกับสิ่งกีดขวางใต้ดินจะไม่ส่งผลให้เกิดการแตกของถังน้ำมันอย่างรุนแรง

การเก็บรักษาแรงดันและบทบาทต่อเสถียรภาพในการปฏิบัติงาน

ในสถานีแม่แรงหลายสูบ การเก็บแรงดันจะกำหนดคุณภาพของการติดตั้ง หากกระบอกสูบตัวหนึ่งแสดงทางเบี่ยงภายใน กรอบแรงขับทั้งหมดจะไม่สมดุล ซึ่งเป็นสภาวะที่อาจทำให้สายท่อหลุดออกจากแนวที่กำหนดได้ ความสมบูรณ์ในการกักเก็บแรงดันถูกกำหนดโดยการออกแบบซีลลูกสูบ โดยทั่วไปจะเป็นการจัดเรียงซีลหลักที่ใช้ PTFE ควบคู่กับตัวให้พลังงานโอริง เสริมด้วยแหวนกันสึกไนลอนและซีลบัฟเฟอร์ที่ปกป้องซีลหลักจากแรงดันแหลม

การทดสอบการยึดโหลดแบบสถิต

ตัวชี้วัดคุณภาพที่ชัดเจนสำหรับกระบอกสูบเหล่านี้คือประสิทธิภาพในการทดสอบแรงดันคงที่ กระบอกสูบที่ผ่านการรับรอง เมื่อได้รับแรงดันจนถึงแรงดันใช้งานสูงสุดและปิดวาล์วแล้ว จะต้องแสดงการสลายตัวของแรงดัน น้อยกว่า 5 บาร์ในช่วงเวลา 5 นาที . การรั่วซึมผ่านซีลลูกสูบจะทำให้สูญเสียแรงแม่แรงโดยตรง ส่งผลให้สายท่อคลายตัวเล็กน้อย ตลอดระยะทาง 100 เมตรที่ขับเคลื่อนด้วยจังหวะหลายร้อยรอบ กระบอกสูบที่รั่วทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการจัดตำแหน่งสะสม ซึ่งอาจทำให้ข้อต่อท่อมีการบีบอัดมากเกินไปและปะเก็นล้มเหลว ซีลลูกสูบจึงไม่ใช่แค่ส่วนประกอบซีลเท่านั้น เป็นส่วนสำคัญในความแม่นยำของการวางแนวอุโมงค์

ระบบป้องกันฝุ่นที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมสำหรับสภาพแวดล้อมใต้ดิน

สภาพแวดล้อมใต้ดินของเพลาแม่แรงเป็นหนึ่งในสภาวะที่มีการปนเปื้อนที่รุนแรงที่สุดสำหรับอุปกรณ์ไฮดรอลิก ทรายซิลิกาอนุภาคเดียวในการวัด 50 ไมโครเมตร ที่ฝังอยู่ในซีลก้านสามารถกลึงรอยขีดข่วนขนาดเล็กลงในก้านชุบโครเมี่ยมได้ในทุกจังหวะ ทำให้เกิดเส้นทางการรั่วไหลอย่างถาวร ระบบป้องกันฝุ่นเป็นการป้องกันหลายขั้นตอนที่รวมอยู่ในต่อมฝาสูบ

สิ่งกีดขวางการกีดกันแบบหลายขั้นตอน

แนวป้องกันขั้นแรกคือซีลที่ปัดน้ำฝนที่ติดตั้งไว้ภายนอกและทนทานพร้อมขอบรอง ริมฝีปากหลักหันออกด้านนอกและมีขอบแหลมคมที่จะขูดโคลนที่เกาะติดและอนุภาคขนาดใหญ่ออกจากแกนในระหว่างการถอยกลับ ริมฝีปากรองหันเข้าด้านในและจับฟิล์มปนเปื้อนใดๆ ที่ทะลุผ่านที่ปัดน้ำฝนหลัก ใต้ที่ปัดน้ำฝนนี้ มีซีลบัฟเฟอร์ก้านสูบอยู่ ซึ่งคอยสูบฟิล์มน้ำมันควบคุมไว้บนก้านสูบเพื่อหล่อลื่น ในขณะเดียวกันก็ป้องกันไม่ให้อนุภาคละเอียดที่ตกค้างไปถึงซีลก้านหลัก สำหรับเครื่องดันท่อแบบสารละลาย ระบบนี้ได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติมด้วยช่องน้ำมันที่มีแรงดันระหว่างที่ปัดน้ำฝนและซีลก้าน โดยคงไว้ที่แรงดันบวกต่ำที่ 0.5 บาร์ . แรงดันบวกภายในนี้ป้องกันการซึมของน้ำใต้ดินและอนุภาคของสารละลายขนาดต่ำกว่าไมครอนอย่างถาวร แม้ว่ากระบอกสูบจะจมอยู่ใต้น้ำจนสุดในเพลาที่มีน้ำท่วมก็ตาม

การซิงโครไนซ์และการควบคุมกระบอกสูบแบบตีคู่

โดยทั่วไปเครื่องดันท่อจะใช้ชุดกระบอกสูบสี่กระบอกขึ้นไปที่จัดเรียงอย่างสมมาตรรอบแกนท่อ แรงขับจะต้องกระจายอย่างสมบูรณ์เพื่อหลีกเลี่ยงการรับน้ำหนักของท่อคอนกรีตและทำให้เกิดการแตกหักของการหลุดร่อน การซิงโครไนซ์ทำได้ผ่านวาล์วแบ่งการไหลหรือระบบควบคุมไฟฟ้า-ไฮดรอลิกแบบวงปิด ตารางด้านล่างสรุปพารามิเตอร์ประสิทธิภาพที่สำคัญซึ่งชุดกระบอกสูบแม่แรงต้องเป็นไปตามเป็นหน่วยซิงโครไนซ์

วิศวกรรมพื้นผิวก้านและการป้องกันการกัดกร่อน

ก้านลูกสูบเป็นส่วนประกอบไดนามิกเพียงชนิดเดียวที่สัมผัสกับสภาพแวดล้อมภายนอก และเป็นจุดที่เปราะบางที่สุดของกระบอกสูบ พื้นผิวของก้านไม่ได้เป็นเพียงการชุบโครเมียมเท่านั้น ผ่านกระบวนการทางวิศวกรรมพื้นผิวเฉพาะที่ออกแบบมาเพื่อการเสียดสีใต้ดิน โดยทั่วไปแล้วฐานเหล็ก C45 หรือ 42CrMo4 , ได้รับการชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำจนถึงระดับความลึกของตัวเรือน 1.5 มม. ถึง 2.0 มม บรรลุถึงความแข็งผิวของ เหล็กแผ่นรีดร้อน 55-60 . แกนที่แข็งตัวนี้ให้การสนับสนุนทางกลสำหรับการชุบฮาร์ดโครมที่เคลือบด้านบน การชุบเป็นแบบดูเพล็กซ์หรือไมโครแคร็กโครเมี่ยมที่มีความหนา 0.08 มม. ถึง 0.12 มม. ต่อด้าน บดและขัดจนเป็นพื้นผิวขั้นสุดท้ายของ รา ≤ 0.2 ไมโครเมตร . โครงสร้างโครเมียมที่มีรอยแตกขนาดเล็กเป็นสิ่งสำคัญ โดยให้อ่างเก็บน้ำขนาดเล็กที่กักเก็บน้ำมันไว้สำหรับหล่อลื่นส่วนต่อประสานของไวเปอร์และซีลก้านสูบ ช่วยยืดอายุซีลในสภาวะแห้งและมีฤทธิ์กัดกร่อนของเพลาแม่แรง

การบำรุงรักษาเชิงป้องกันและการบริการในจุดเกิดเหตุ

ไม่สามารถถอดกระบอกสูบแม่แรงของท่อออกเพื่อซ่อมแซมได้ง่ายเมื่อเริ่มขับเคลื่อนแล้ว การบำรุงรักษาเชิงป้องกันจึงมุ่งเน้นไปที่สิ่งที่สามารถเข้าถึงได้: พื้นผิวก้านสัมผัสและซีลที่ปัดน้ำฝนภายนอก ก่อนการรื้อถอนทุกรอบ ผู้ปฏิบัติงานจะต้องตรวจสอบก้านด้วยสายตาว่ามีกรวดที่เกาะอยู่หรือไม่ และเช็ดให้สะอาดด้วยผ้าที่ไม่เป็นขุย ต้องทำความสะอาดซีลที่ปัดน้ำฝนภายนอกด้วยตนเองสำหรับก้อนโคลนที่สะสมอยู่ การตรวจสอบที่สำคัญก่อนการปฏิบัติงานคือ การทดสอบการดริฟท์แบบสถิตภายใต้สภาวะไม่มีโหลดของวงแหวนแรงขับ ดำเนินการเมื่อเริ่มต้นของแต่ละกะ การคืบของแท่งวัดใดๆ ก็ตามโดยที่ปั๊มออฟไลน์อยู่ บ่งชี้ว่ามีการบายพาสซีลภายในซึ่งจะแย่ลงเมื่อระบบขับเคลื่อนดำเนินต่อไปเท่านั้น ซีลที่ปัดน้ำฝนเป็นรายการเปลี่ยนบริการได้ซึ่งสามารถเปลี่ยนได้ในแหล่งกำเนิดโดยการคลายเกลียวแหวนต่อมจมูก ซึ่งเป็นงานที่ควรกำหนดเวลาทุกครั้ง 500 ชั่วโมงการทำงาน ในสภาพชั้นที่มีฤทธิ์กัดกร่อน