Ngăn ngừa nhiễu loạn và xói mòn tại các mối nối phụ kiện ba ngả

Trong một mạch nghiền bi, phụ kiện ba ngả hiếm khi chỉ là một nhánh rẽ đơn giản. Đây là điểm mà bùn quặng, nước công nghệ hoặc nước rửa thay đổi hướng, phân chia hoặc nhập vào một dòng khác. Sự thay đổi này có thể làm xáo trộn ngay lập tức các dạng dòng chảy. Khi vận tốc cao hoặc chất rắn có tính mài mòn, kết quả có thể là nhiễu loạn cục bộ, tổn thất áp suất, mỏng thành, rung động và cuối cùng là rò rỉ buộc phải dừng máy không thuận tiện.

Người vận hành thường nhận thấy các triệu chứng trước khi thấy nguyên nhân: một phụ kiện cần vá sửa nhiều lần, một đường nhánh mất ổn định dòng chảy, tiếng ồn bất thường tại điểm nối hoặc sự mài mòn tập trung ở một phía của kết nối. Việc ngăn ngừa những vấn đề này bắt đầu bằng cách xem phụ kiện ba ngả là một bộ phận kiểm soát dòng chảy, chứ không chỉ là đầu nối ống.

Tại sao các kết nối phụ kiện ba ngả mài mòn nhanh hơn

Chất lỏng di chuyển trong ống thẳng hình thành một biên dạng vận tốc tương đối dễ dự đoán. Tại kết nối chữ T hoặc chữ Y, biên dạng đó bị gián đoạn. Dòng chảy có thể va vào thành phía xa, tách khỏi bề mặt, tuần hoàn trong vùng chết hoặc va chạm với dòng khác. Trong điều kiện vận chuyển bùn quặng, mỗi chuyển động đột ngột tạo thêm cơ hội để các hạt lơ lửng va vào thành và làm mất vật liệu.

Mức xói mòn lớn nhất thường xuất hiện tại bán kính ngoài của đoạn rẽ, lối vào nhánh, thành đối diện của tê thẳng và các khu vực ngay sau điểm nối bị lệch kém. Một sai sót nhỏ khi lắp đặt có thể trở thành vấn đề bảo trì lớn vì bùn quặng mài mòn liên tục đi theo cùng một đường gây hư hại.

Các đường ống chỉ dẫn nước cũng có thể gặp vấn đề. Mặc dù nước ít mài mòn hơn, nhiễu loạn có thể tạo ra dao động áp suất, nguy cơ xâm thực trong điều kiện bất lợi và ứng suất tại các mối nối hoặc giá đỡ. Hình dạng của phụ kiện, độ hoàn thiện bên trong và điều kiện vận hành đều quan trọng.

Bắt đầu từ đường đi của dòng chảy, không phải mô tả trong catalogue

Câu hỏi thực tế đầu tiên là đường ống thực sự vận hành như thế nào. Nhánh có mang dòng bùn quặng liên tục, dòng nước rửa gián đoạn hay kết nối thiết bị hoặc thoát nước lưu lượng thấp? Đường ống chính cấp vào nhánh hay nhánh đi vào đường ống chính? Các bố trí này tạo ra các vùng va đập khác nhau.

Tê 90 độ tiêu chuẩn có thể phù hợp với nước sạch ở vận tốc vừa phải, nhưng thường là lựa chọn khắc nghiệt khi bùn quặng đậm đặc phải đổi hướng đột ngột. Kết nối chữ Y uốn lượn, kết nối bên hoặc nhánh có bán kính chuyển hướng lớn hơn có thể giảm cường độ va đập. Mục tiêu không phải là loại bỏ hoàn toàn nhiễu loạn—không có kết nối nhánh nào có thể làm được điều đó—mà là tránh tạo ra vùng va đập hạt tập trung.

Khi thay đổi bố trí hiện có, hãy xem xét không chỉ bản thân phụ kiện. Bộ giảm đường kính ngay trước tê có thể làm tăng tốc dòng chảy đi vào điểm nối. Van đặt quá gần phía hạ lưu có thể tạo ra nhiễu động thứ hai trước khi dòng chảy ổn định trở lại. Tương tự, một đoạn ống ngắn có bậc bên trong hoặc gioăng lắp lệch có thể làm mất lợi ích của thiết kế phụ kiện tốt hơn.

Chi tiết lắp đặt quyết định tuổi thọ sử dụng

Nhiều hư hỏng sớm liên quan đến lắp đặt. Trước khi siết chặt kết nối phụ kiện ba ngả, hãy xác nhận rằng các đoạn ống đầu vào và đầu ra khớp với nhau mà không cần ép phụ kiện vào vị trí. Ứng suất đường ống có thể làm biến dạng mối nối, tạo độ nén gioăng không đồng đều và gây thêm ứng suất lên cổ nhánh trong các chu kỳ áp suất.

• Kiểm tra độ thẳng hàng của lòng ống: Đường kính bên trong phải nối với nhau trơn tru nhất có thể. Đầu ống nhô ra, lớp lót bị dịch chuyển hoặc mép gioăng sẽ trở thành vị trí bị dòng chảy mài mòn tác động.
• Đỡ từng nhánh: Một nhánh không được chịu trọng lượng hoặc rung động từ đoạn ống không có giá đỡ. Sử dụng giá đỡ phù hợp gần điểm nối, đồng thời cho phép giãn nở nhiệt khi cần thiết.
• Định hướng nhánh có chủ đích: Tránh các đoạn cụt hướng lên nơi chất rắn có thể lắng đọng, trừ khi đường ống được thiết kế riêng để xả rửa. Trong các mạch bùn quặng, các vùng đọng thường là khởi đầu của tắc nghẽn và mài mòn không đều.
• Sử dụng trình tự siết đúng: Đối với mối nối mặt bích hoặc mối nối cơ khí, siết đều theo kiểu chéo và tuân thủ quy trình mối nối liên quan. Tải trọng không đều có thể gây rò rỉ ngay cả khi các bộ phận có vẻ còn nguyên vẹn.
• Kiểm tra các chuyển tiếp bên trong: Mối nối bên ngoài có thể trông đúng trong khi độ lệch bên trong vẫn bị che khuất. Khi có thể tiếp cận, hãy kiểm tra trước khi đưa vào vận hành.

Có thể dễ bị cám dỗ giải quyết rò rỉ kéo dài bằng cách tăng mô-men siết. Điều đó có thể làm hỏng bu lông, biến dạng bộ phận hoặc ép nát vật liệu làm kín mà không xử lý vấn đề thực sự: ống bị lệch, giá đỡ kém, bề mặt làm kín bị mòn hoặc điều kiện áp suất vượt quá thiết kế của mối nối.

Phù hợp vật liệu và lớp lót phụ kiện với môi chất

Lựa chọn vật liệu phải phản ánh cả môi chất vận chuyển lẫn chu kỳ vận hành dự kiến. Nước sạch, nước thải, bùn khoáng mài mòn và nước công nghệ xử lý hóa chất không đặt ra các yêu cầu giống nhau đối với phụ kiện. Gang cầu có tính năng cơ học tốt cho nhiều ứng dụng đường ống nước, phòng cháy chữa cháy, nước thải và công nghiệp, đặc biệt khi tải trọng bên ngoài và khả năng chịu áp suất là quan trọng. Tuy nhiên, đối với các đoạn vận chuyển bùn quặng mài mòn, người vận hành cần đánh giá liệu có cần bảo vệ chống mài mòn bổ sung, lớp lót bên trong phù hợp hoặc bộ phận chống mài mòn được thiết kế chuyên dụng hay không.

Lớp phủ và lớp lót cần được chú ý tương tự như kim loại nền. Lớp lót vữa xi măng được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng nước, trong khi hệ epoxy có thể phù hợp với các môi trường ăn mòn được chỉ định. Tại khu vực máy nghiền bi, câu hỏi cụ thể hơn là: lớp lót có chống chịu được kích thước hạt thực tế, nồng độ chất rắn, nhiệt độ, pH và vận tốc dòng chảy hay không? Lớp phủ chỉ được chọn vì khả năng chống ăn mòn có thể không phải là giải pháp phù hợp cho mài mòn trượt nghiêm trọng.

Đối với nước tiện ích và các đường ống công nghệ hỗ trợ xung quanh máy nghiền, ống gang cầu được lựa chọn đúng cách có thể tạo nền tảng bền vững. Shanxi Datong Foundry Co., Ltd. sản xuất ống gang cầu, phụ kiện và vòng đệm cao su thông qua các quy trình luyện kim và đúc tích hợp. Dòng sản phẩm Ống Gang Cầu Xuất Khẩu ISO2531 & EN545 của công ty bao gồm các kích thước danh nghĩa từ 80 mm đến 2600 mm và được dùng cho các ứng dụng bao gồm cấp nước đô thị, phòng cháy chữa cháy, nước thải và đường ống công nghiệp. Các lựa chọn bảo vệ hiện có, chẳng hạn như kẽm kim loại kết hợp lớp phủ bitum, lớp lót vữa xi măng hoặc lớp phủ epoxy, cần được lựa chọn theo môi trường sử dụng thay vì chỉ dựa vào vẻ bề ngoài.

Kiểm soát vận tốc trước khi nó kiểm soát phụ kiện

Vận tốc là một trong những yếu tố gây xói mòn mạnh nhất. Khi tốc độ tăng, năng lượng va đập của hạt tăng nhanh, đặc biệt tại nơi dòng chảy chuyển hướng gấp. Vận tốc vận hành phù hợp phụ thuộc vào đặc tính bùn quặng và mục tiêu công nghệ, vì vậy cần được xác định theo các yêu cầu thiết kế công nghệ và đường ống của nhà máy. Điều người vận hành có thể làm là theo dõi các điều kiện đẩy dòng chảy vượt ra ngoài phạm vi dự kiến: van đóng một phần, thay đổi bơm bất ngờ, đường ống song song bị tắc hoặc mật độ bùn quặng thay đổi.

Sự gia tăng đột ngột áp suất chênh lệch qua bố trí nhánh có thể cho thấy sự hạn chế, tích tụ hoặc hư hỏng bên trong đang phát triển. Không nên cho rằng bơm là nguồn duy nhất của vấn đề. Phụ kiện ba ngả bị mòn có thể thay đổi sự phân chia dòng chảy, và cặn tích tụ có thể chuyển hướng dòng chảy về phía thành dễ bị tổn thương.

Quy trình kiểm tra hiện trường giúp phát hiện mài mòn sớm

Kiểm tra hữu ích nhất khi được thực hiện có mục tiêu. Trong các đợt dừng máy theo kế hoạch, hãy kiểm tra các vùng va đập mạnh đã biết thay vì chỉ tìm rò rỉ bên ngoài rõ ràng. Kiểm tra tình trạng mỏng thành, mất lớp phủ, vết gỉ quanh mối nối, mặt bích biến dạng, giá đỡ lỏng và vết rung tại nơi đường ống tiếp xúc với kết cấu thép.

Khi hệ thống cho phép, hãy so sánh số đo độ dày thành tại cửa vào nhánh, đoạn rẽ ngoài và đoạn hạ lưu với số đo từ một đoạn ống thẳng gần đó. Mô hình này cho biết một câu chuyện. Sự hao mòn đồng đều có thể chỉ ra mài mòn hoặc ăn mòn tổng thể; sự hao mòn tập trung rõ rệt thường chỉ ra nhiễu loạn, lệch tâm hoặc va đập trực tiếp. Ghi lại các quan sát này cùng với điều kiện vận hành như tốc độ bơm, mật độ và số giờ kể từ lần kiểm tra trước. Qua nhiều chu kỳ bảo trì, hồ sơ này trở nên hữu ích hơn nhiều so với việc chỉ thay phụ kiện sau khi hỏng.

Các biện pháp khắc phục phổ biến có thể làm vấn đề trầm trọng hơn

Thêm một nhánh nhỏ hơn để “tăng áp suất” là một hiểu lầm phổ biến. Hạn chế nhánh có thể làm tăng vận tốc cục bộ và khiến xói mòn nghiêm trọng hơn. Một biện pháp kém hiệu quả khác là đặt miếng vá cứng lên khu vực bên ngoài bị mòn trong khi để nguyên vật cản dòng chảy bên trong. Miếng vá có thể tạm thời giữ áp suất, nhưng dòng chảy mài mòn vẫn tiếp tục tấn công cùng vị trí đó.

Thay tê hỏng bằng một bộ phận giống hệt mà không xem xét lại độ thẳng hàng và hướng dòng chảy cũng lặp lại vấn đề ban đầu. Nếu một bên của mọi phụ kiện thay thế luôn mòn trước, phụ kiện đang đưa ra bằng chứng rõ ràng rằng bố trí đường ống cần được chú ý.

Duy trì độ ổn định của kết nối theo thời gian

Một kết nối phụ kiện ba ngả đáng tin cậy đến từ nhiều quyết định nhỏ phối hợp với nhau: hình dạng phù hợp với hướng dòng chảy, vật liệu và lớp lót phù hợp với môi chất, căn chỉnh bên trong trơn tru, giá đỡ đầy đủ và kiểm tra thường xuyên các vùng mài mòn có thể dự đoán. Không biện pháp nào trong số này tự nó mang tính đột phá. Khi kết hợp lại, chúng làm giảm khả năng một vùng dòng chảy bị xáo trộn nhỏ trở thành nguồn gây thất thoát bùn quặng, mất ổn định áp suất hoặc gián đoạn máy nghiền ngoài kế hoạch.

Đối với người vận hành, tiêu chuẩn thực tế rất đơn giản: nhánh phải dẫn dòng chảy dự kiến mà không có rò rỉ nhìn thấy được, rung động bất thường, chất rắn tích tụ hoặc mài mòn lặp lại tại cùng một vị trí. Khi xuất hiện bất kỳ dấu hiệu nào trong số đó, hãy điều tra sớm đường đi của dòng chảy. Khắc phục kịp thời tại một phụ kiện ba ngả thường dễ dàng hơn nhiều so với xử lý kết nối hỏng giữa quá trình sản xuất.