Postupci lijevanja jezgri za komponente ventila visokih performansi
Proizvodnja komponenata ventila zahtijeva visoku strukturnu cjelovitost kako bi izdržali pritisak, temperaturne fluktuacije i korozivne medije. Lijevanje po investiciji, koje se često naziva i lijevanje po izgubljenom vosku, preferirana je metoda za složena tijela ventila i unutarnje dijelove. Ovaj proces omogućuje zamršene geometrije i dijelove tankih stijenki koje je teško postići tradicionalnim lijevanjem u pijesak. Korištenjem keramičkih kalupa, proizvođači mogu postići vrhunsku završnu obradu površine, što značajno smanjuje potrebu za opsežnom sekundarnom strojnom obradom na brtvenim površinama ventila.
Pješčano lijevanje ostaje osnovni proizvod za veće komponente ventila, kao što su tijela zasuna i diskovi leptir ventila velikog promjera. Iako nudi manju preciznost u usporedbi s lijevanjem po ulošku, moderne tehnike smolnog pijeska poboljšale su točnost dimenzija. Za proizvodnju velikih količina manjih dijelova ventila od obojenih metala kao što su mjedena ili aluminijska sjedišta, često se koristi tlačni lijev zbog njegovog kratkog vremena ciklusa i izvrsne ponovljivosti. Odabir prave metode lijevanja je ravnoteža između složenosti dizajna ventila, potrebnih svojstava materijala i ukupnog volumena proizvodnje.
Kritični odabir materijala za industrijske odljevke ventila
Odabir odgovarajuće legure najkritičniji je korak u osiguravanju dugovječnosti ventila. Različita industrijska okruženja zahtijevaju specifična metalurška svojstva kako bi se spriječio preuranjeni kvar. Sljedeća tablica sažima uobičajene materijale koji se koriste u lijevanju komponenti ventila i njihove primarne primjene:
| Vrsta materijala | Uobičajena ocjena | Ključna karakteristika |
| Ugljični čelik | WCB, WCC | Visoka čvrstoća; isplativo za upotrebu bez korozije. |
| Nehrđajući čelik | CF8, CF8M (316) | Izvrsna otpornost na koroziju; koristi se u kemijskoj obradi. |
| Duplex čelik | 4A, 5A, 6A | Vrhunska otpornost na udubljenja za brodove i pučine. |
| Legirani čelik | WC6, WC9 | Visokotemperaturna stabilnost za parovode elektrana. |
Tehnički izazovi i prevencija nedostataka u lijevanju ventila
Kontrola poroznosti i skupljanja
Unutarnji nedostaci poput plinske poroznosti i šupljina skupljanja primarni su uzroci curenja ventila pod tlakom. Kako bi ublažili ove rizike, inženjeri koriste sofisticirani softver za simulaciju lijevanja kako bi dizajnirali optimalne sustave zatvarača i uspona. Ispravno odzračivanje kalupa osigurava da plinovi mogu izaći dok rastaljeni metal ulazi u šupljinu. Dodatno, kontroliranje brzine hlađenja ključno je za sprječavanje unutarnjih naprezanja koja bi mogla dovesti do vrućeg trganja ili pucanja u dijelovima ventila s debelim stijenkama.
Dodaci za preciznu strojnu obradu
Dok se lijevanjem postiže oblik gotovo neto, kritična područja poput sjedišta ventila, otvora za vreteno i površina prirubnice zahtijevaju visoko preciznu strojnu obradu. Uspješan lijev ventila zahtijeva strateški "dodatak za strojnu obradu"—višak materijala koji je ostao na odljevku da bi se kasnije uklonio. Ako je dopuštenje premalo, lijevana površina se možda neće očistiti; ako je prevelik, povećava trošenje alata i otpad. Moderna CNC integracija omogućuje neprimjetan prijelaz od lijevane komponente do gotovog dijela visoke tolerancije.
Osiguranje kvalitete i ispitivanje bez razaranja (NDT)
Budući da su ventili oprema koja sadrži tlak, kontrola kvalitete je regulirana strogim međunarodnim standardima kao što je ASME B16.34. Objekti za lijevanje moraju provoditi rigorozne protokole testiranja kako bi se osigurala sigurnost konačnog proizvoda. Sljedeće NDT metode standardne su u industriji:
- Radiografsko ispitivanje (RT): Koristi X-zrake za otkrivanje unutarnjih inkluzija, pukotina ili šupljina unutar tijela ventila.
- Inspekcija magnetskih čestica (MPI): Učinkovito za prepoznavanje površinskih i pripovršinskih diskontinuiteta u feromagnetskim materijalima.
- Inspekcija prodorom boje (DPI): isplativ način otkrivanja površinskih pukotina na nemagnetskim odljevcima od nehrđajućeg čelika.
- Hidrostatsko ispitivanje: Iako je tehnički ispitivanje sklopa ventila, ono potvrđuje sposobnost odljeva da izdrži pritisak bez plakanja ili pucanja.
- Ultrazvučno ispitivanje (UT): koristi visokofrekventne zvučne valove za mjerenje debljine stijenke i otkrivanje duboko ukorijenjenih unutarnjih nedostataka.
Optimiziranje opskrbnog lanca za komponente odljeva ventila
Nabava visoke kvalitete komponente ventila za lijevanje zahtijeva duboko partnerstvo između ljevaonice i proizvođača ventila. Neophodno je ljevaonici osigurati detaljne 3D modele i jasne specifikacije u vezi s kemijskim sastavom i mehaničkim svojstvima. Mnoge moderne ljevaonice sada nude usluge "na jednom mjestu", uključujući toplinsku obradu, grubu strojnu obradu i površinsko premazivanje (kao što je ENP ili bojanje), što pojednostavljuje proizvodni rok i osigurava bolju kontrolu kvalitete tijekom cijelog životnog ciklusa proizvodnje.
