Quy trình đúc lõi cho các bộ phận van hiệu suất cao
Việc sản xuất các bộ phận van đòi hỏi tính toàn vẹn về cấu trúc cao để chịu được áp suất, biến động nhiệt độ và môi trường ăn mòn. Đúc đầu tư, thường được gọi là đúc sáp bị mất, là phương pháp được ưa thích cho thân và bộ phận bên trong van phức tạp. Quá trình này cho phép tạo ra các hình dạng phức tạp và các phần có thành mỏng mà khó có thể đạt được bằng phương pháp đúc cát truyền thống. Bằng cách sử dụng khuôn gốm, các nhà sản xuất có thể đạt được bề mặt hoàn thiện vượt trội, giúp giảm đáng kể nhu cầu gia công thứ cấp rộng rãi trên bề mặt bịt kín của van.
Đúc cát vẫn là yếu tố chính cho các bộ phận van lớn hơn, chẳng hạn như thân van cổng và đĩa van bướm đường kính lớn. Mặc dù nó cung cấp độ chính xác thấp hơn so với đúc mẫu chảy, nhưng kỹ thuật cát nhựa hiện đại đã cải thiện độ chính xác về kích thước. Để sản xuất số lượng lớn các bộ phận van kim loại nhỏ hơn như ghế bằng đồng hoặc nhôm, phương pháp đúc khuôn thường được sử dụng do thời gian chu kỳ nhanh và khả năng lặp lại tuyệt vời. Việc chọn phương pháp đúc phù hợp là sự cân bằng giữa độ phức tạp của thiết kế van, đặc tính vật liệu cần thiết và tổng khối lượng sản xuất.
Lựa chọn vật liệu quan trọng cho đúc van công nghiệp
Lựa chọn hợp kim thích hợp là bước quan trọng nhất để đảm bảo tuổi thọ của van. Các môi trường công nghiệp khác nhau đòi hỏi các đặc tính luyện kim cụ thể để ngăn ngừa hư hỏng sớm. Bảng sau đây tóm tắt các vật liệu phổ biến được sử dụng trong đúc thành phần van và các ứng dụng chính của chúng:
| Loại vật liệu | Lớp chung | Đặc điểm chính |
| Thép cacbon | WCB, WCC | Cường độ cao; tiết kiệm chi phí cho việc sử dụng không bị ăn mòn. |
| thép không gỉ | CF8, CF8M (316) | Khả năng chống ăn mòn tuyệt vời; được sử dụng trong quá trình xử lý hóa học. |
| Thép song công | 4A, 5A, 6A | Khả năng chống rỗ vượt trội cho hàng hải và ngoài khơi. |
| Thép hợp kim | WC6, WC9 | Độ ổn định nhiệt độ cao cho đường hơi của nhà máy điện. |
Những thách thức kỹ thuật và ngăn ngừa khuyết tật trong quá trình đúc van
Kiểm soát độ xốp và độ co ngót
Các khuyết tật bên trong như độ xốp của khí và các lỗ co ngót là nguyên nhân chính gây rò rỉ van dưới áp suất. Để giảm thiểu những rủi ro này, các kỹ sư sử dụng phần mềm mô phỏng đúc phức tạp để thiết kế hệ thống cổng và ống nâng tối ưu. Việc thông hơi khuôn đúng cách đảm bảo rằng khí có thể thoát ra khi kim loại nóng chảy đi vào khoang. Ngoài ra, việc kiểm soát tốc độ làm mát là điều cần thiết để ngăn chặn các ứng suất bên trong có thể dẫn đến rách hoặc nứt do nóng ở các phần van có thành dày.
Phụ cấp gia công chính xác
Trong khi quá trình đúc tạo ra hình dạng gần như lưới, các khu vực quan trọng như chân van, lỗ thân và mặt bích yêu cầu gia công có độ chính xác cao. Việc đúc van thành công đòi hỏi phải có "dự phòng gia công" chiến lược - vật liệu thừa còn sót lại trên vật đúc sẽ được loại bỏ sau đó. Nếu lượng cho phép quá nhỏ, bề mặt đúc có thể không sạch; nếu nó quá lớn, nó sẽ làm tăng hao mòn và lãng phí dụng cụ. Tích hợp CNC hiện đại cho phép chuyển đổi liền mạch từ bộ phận đúc sang bộ phận hoàn thiện có độ bền cao.
Đảm bảo chất lượng và thử nghiệm không phá hủy (NDT)
Vì van là thiết bị chịu áp suất nên việc kiểm soát chất lượng được quản lý bởi các tiêu chuẩn quốc tế nghiêm ngặt như ASME B16.34. Các cơ sở đúc phải thực hiện các quy trình kiểm tra nghiêm ngặt để đảm bảo an toàn cho sản phẩm cuối cùng. Các phương pháp NDT sau đây là tiêu chuẩn trong ngành:
- Kiểm tra bằng chụp ảnh phóng xạ (RT): Sử dụng tia X để phát hiện các tạp chất, vết nứt hoặc khoảng trống bên trong thân van.
- Kiểm tra hạt từ tính (MPI): Hiệu quả để xác định sự gián đoạn bề mặt và gần bề mặt trong vật liệu sắt từ.
- Kiểm tra thâm nhập thuốc nhuộm (DPI): Một cách tiết kiệm chi phí để phát hiện các vết nứt bề mặt trên vật đúc bằng thép không gỉ không từ tính.
- Thử nghiệm thủy tĩnh: Về mặt kỹ thuật, đây là thử nghiệm lắp ráp van, nhưng nó xác nhận khả năng giữ áp suất của vật đúc mà không bị rỉ hoặc vỡ.
- Kiểm tra siêu âm (UT): Sử dụng sóng âm thanh tần số cao để đo độ dày thành và phát hiện các khuyết tật sâu bên trong.
Tối ưu hóa chuỗi cung ứng cho các bộ phận đúc van
Mua sắm chất lượng cao thành phần van đúc đòi hỏi sự hợp tác sâu sắc giữa xưởng đúc và nhà sản xuất van. Điều cần thiết là cung cấp cho xưởng đúc các mô hình 3D chi tiết và các thông số kỹ thuật rõ ràng về thành phần hóa học và tính chất cơ học. Nhiều xưởng đúc hiện đại hiện cung cấp các dịch vụ "một cửa", bao gồm xử lý nhiệt, gia công thô và phủ bề mặt (chẳng hạn như ENP hoặc sơn), giúp hợp lý hóa tiến trình sản xuất và đảm bảo kiểm soát chất lượng tốt hơn trong toàn bộ vòng đời sản xuất.
