Procesy odlievania jadra pre vysokovýkonné komponenty ventilov
Výroba komponentov ventilov vyžaduje vysokú štrukturálnu integritu, aby odolali tlaku, teplotným výkyvom a korozívnym médiám. Investičné liatie, často označované ako liatie do strateného vosku, je preferovanou metódou pre zložité telesá a vnútorné časti ventilov. Tento proces umožňuje zložité geometrie a tenkostenné časti, ktoré je ťažké dosiahnuť tradičným liatím do piesku. Použitím keramických foriem môžu výrobcovia dosiahnuť vynikajúcu povrchovú úpravu, ktorá výrazne znižuje potrebu rozsiahleho sekundárneho opracovania tesniacich plôch ventilu.
Odlievanie do piesku zostáva základom pre väčšie komponenty ventilov, ako sú telesá posúvačov a kotúče škrtiacich klapiek s veľkým priemerom. Aj keď ponúka nižšiu presnosť v porovnaní s investičným liatím, moderné techniky živicového piesku zlepšili rozmerovú presnosť. Pre veľkoobjemovú výrobu menších neželezných častí ventilov, ako sú mosadzné alebo hliníkové sedlá, sa tlakové liatie často používa kvôli rýchlym cyklom a vynikajúcej opakovateľnosti. Výber správnej metódy odlievania je rovnováhou medzi zložitosťou konštrukcie ventilu, požadovanými materiálovými vlastnosťami a celkovým objemom výroby.
Výber kritického materiálu pre priemyselné odliatky ventilov
Výber vhodnej zliatiny je najdôležitejším krokom na zabezpečenie dlhej životnosti ventilu. Rôzne priemyselné prostredia vyžadujú špecifické metalurgické vlastnosti, aby sa zabránilo predčasnému zlyhaniu. Nasledujúca tabuľka sumarizuje bežné materiály používané pri odlievaní komponentov ventilov a ich primárne aplikácie:
| Typ materiálu | Bežný stupeň | Kľúčová charakteristika |
| Uhlíková oceľ | WCB, WCC | Vysoká pevnosť; nákladovo efektívne pre nekorozívne použitie. |
| Nerezová oceľ | CF8, CF8M (316) | Vynikajúca odolnosť proti korózii; používané pri chemickom spracovaní. |
| Duplexná oceľ | 4A, 5A, 6A | Vynikajúca odolnosť proti jamkovej korózii pre námorné a offshore. |
| Legovaná oceľ | WC6, WC9 | Vysokoteplotná stabilita pre parovody elektrárne. |
Technické výzvy a prevencia chýb pri odlievaní ventilov
Kontrola pórovitosti a zmršťovania
Vnútorné chyby, ako je pórovitosť plynu a zmršťovacie dutiny, sú hlavnými príčinami netesnosti ventilu pod tlakom. Na zmiernenie týchto rizík používajú inžinieri sofistikovaný softvér na simuláciu odlievania na navrhnutie optimálnych systémov vtokov a stúpačiek. Správne odvzdušnenie formy zaisťuje, že plyny môžu unikať, keď roztavený kov vstupuje do dutiny. Okrem toho je kontrola rýchlosti chladenia nevyhnutná, aby sa zabránilo vnútorným napätiam, ktoré by mohli viesť k roztrhnutiu alebo prasknutiu v hrubostenných ventilových sekciách.
Prídavky na presné obrábanie
Zatiaľ čo odlievanie vytvára takmer čistý tvar, kritické oblasti, ako je sedlo ventilu, otvor vretena a čelá príruby, vyžadujú vysoko presné obrábanie. Úspešné odliatie ventilu vyžaduje strategický „prídavok na obrábanie“ – dodatočný materiál, ktorý zostal na odliatku, ktorý sa má neskôr odstrániť. Ak je prídavok príliš malý, odliaty povrch sa nemusí vyčistiť; ak je príliš veľký, zvyšuje sa opotrebovanie nástroja a odpad. Moderná CNC integrácia umožňuje bezproblémový prechod od liateho komponentu k hotovému dielu s vysokou toleranciou.
Zabezpečenie kvality a nedeštruktívne testovanie (NDT)
Pretože ventily sú tlakové zariadenia, kontrola kvality sa riadi prísnymi medzinárodnými normami, ako je ASME B16.34. Odlievacie zariadenia musia zaviesť prísne testovacie protokoly, aby sa zaistila bezpečnosť konečného produktu. Nasledujúce metódy NDT sú štandardné v priemysle:
- Rádiografické testovanie (RT): Používa röntgenové lúče na detekciu vnútorných inklúzií, prasklín alebo dutín v tele ventilu.
- Magnetic Particle Inspection (MPI): Efektívna pre identifikáciu povrchových a blízkych povrchových diskontinuít vo feromagnetických materiáloch.
- Dye Penetrant Inspection (DPI): Nákladovo efektívny spôsob odhaľovania povrchových trhlín na nemagnetických odliatkoch z nehrdzavejúcej ocele.
- Hydrostatické testovanie: Aj keď je to technicky test zostavy ventilu, overuje schopnosť odliatku udržať tlak bez plaču alebo prasknutia.
- Ultrazvukové testovanie (UT): Používa vysokofrekvenčné zvukové vlny na meranie hrúbky steny a detekciu hlboko uložených vnútorných chýb.
Optimalizácia dodávateľského reťazca pre komponenty odlievania ventilov
Obstarávanie vysokej kvality komponenty odlievacieho ventilu vyžaduje hlboké partnerstvo medzi zlievarňou a výrobcom ventilov. Je nevyhnutné poskytnúť zlievarni podrobné 3D modely a jasné špecifikácie týkajúce sa chemického zloženia a mechanických vlastností. Mnoho moderných zlievarní teraz ponúka „jednorazové“ služby vrátane tepelného spracovania, hrubého obrábania a povrchovej úpravy (ako je ENP alebo lakovanie), čo zefektívňuje časovú os výroby a zabezpečuje lepšiu kontrolu kvality počas celého životného cyklu výroby.
