شیر پروانه ای داکتیل آهن ریخته گری سرمایه گذاری

1. مقدمه

شیر پروانه ای چدن شکل پذیر سرمایه گذاری مزایای مکانیکی ندولار را ترکیب می کند. (شکل‌پذیر) آهن با آزادی هندسی و کیفیت سطح دقت (سرمایه گذاری) ریخته گری.

نتیجه یک بدنه و دیسک سوپاپ فشرده با دقت ابعادی عالی است, پایان سطح خوب, و ریزساختار کنترل شده - ویژگی هایی که از مجموعه های صندلی محکم پشتیبانی می کنند, معابر داخلی پیچیده و بسته های محرک فشرده.

این پیکربندی به ویژه برای اندازه‌های شیرهای کوچک تا متوسط ​​که هندسه پیچیده‌ای دارند جذاب است., واسط های مهر و موم دقیق و کاهش پرداخت در اولویت هستند (به عنوان مثال, تهویه مطبوع, توزیع آب, تهویه مطبوع, ابزار دقیق و جابجایی سیالات صنعتی).

2. شیر پروانه ای چدن داکتیل ریخته گری سرمایه گذاری چیست?

یک سرمایه گذاری ریخته گری چدن داکتیل دریچه یک دستگاه کنترل جریان یک چهارم دور است که در آن بدنه شیر و اغلب دیسک با ریخته گری سرمایه گذاری با استفاده از یک داکتایل تولید می شود. (گره دار) آلیاژ آهن.

ریخته گری سرمایه گذاری (ریخته گری دقیق یا موم گمشده نیز نامیده می شود) امکان تولید قطعات نزدیک به شبکه با جزئیات دقیق را فراهم می کند, دیوارهای نازک و کیفیت سطحی خوب.

بعد از ریخته گری, سطوح بحرانی (سوراخ, صورت های صندلی, سوراخ های ساقه) ماشینکاری شده اند, تریم نصب شده است (ساقه, بوش ها, ماده صندلی) و شیر مونتاژ شده تست می شود (وابسته به هیدرواستاتیک, نشت صندلی, تست های گشتاور و سیکل) به استاندارد مورد نیاز.

پیشنهادات ریخته گری سرمایه گذاری:

• تحمل‌های ابعادی محکم‌تر و گردی بهتر برای سوراخ‌ها;
• پرداخت سطح برتر که خطر نشت صندلی و نیازهای ماشینکاری را کاهش می دهد;
• توانایی ریختن مقاطع نازک, دنده های پیچیده, باس های داخلی و ویژگی های جریان یکپارچه.

این رویکرد برای شیرهایی که در آن تکمیل هر قطعه باید به حداقل برسد و دارای ویژگی های پیچیده است، مقرون به صرفه ترین است (دنده های یکپارچه, هندسه های کنترل جریان, روسای داخلی) بهبود عملکرد یا نصب.

3. انتخاب مواد: نمرات آهن داکتیل و سازگاری با شیرهای پروانه ای

عملکرد ریخته گری سرمایه گذاری آهن دریچه های پروانه ای اساساً با انتخاب گریدهای چدن شکل پذیر تعیین می شود.

نمرات آهن داکتیل هسته و شاخص های عملکرد

4. فرآیند ریخته گری سرمایه گذاری همانطور که در بدنه و دیسک های شیر اعمال می شود

چرا ریخته گری سرمایه گذاری برای اجزای شیر?

ریخته گری سرمایه گذاری (موم گمشده / پوسته سفالی) هندسه با وفاداری بالا به دست می دهد, قابلیت برش نازک (2حداقل 4 میلی متر عملی در بسیاری از مغازه ها), و سطح برتر (Ra معمولی 3-6 میکرومتر روی سطح پوسته).

برای بدنه و دیسک سوپاپ, این به معنای کاهش ماشینکاری است, سوراخ های متحدالمرکز واقعی, و هندسه صندلی بهتر - برای دستیابی به نشتی کم و گشتاور قابل پیش بینی حیاتی است.

مراحل و کنترل های فرآیند حیاتی

1. طراحی الگو و دروازه: درختان موم چند قسمتی باید برای اطمینان از تغذیه سالم پیکربندی شوند, عیوب انجماد جهتی را به حداقل برسانید, و اجازه حذف موثر پوسته را می دهد.
2. پوسته سازی و موم زدایی: ضخامت پوسته و خشک شدن، جرم حرارتی را کنترل می کند و بر سرعت انجماد تأثیر می گذارد; برنامه های پخت پوسته سرامیکی باید از ترک خوردگی ماکرو جلوگیری کند.
3. ذوب و ندولاریزه شدن: آهن مذاب باید برای کروی شدن درمان شود (منیزیم/RE), با کنترل دقیق سطوح S و Mg و حداقل زمان نگه داشتن بین گره‌زایی و ریختن برای حفظ ندولاریته.
   در ریخته‌گری سرمایه‌گذاری، رویکرد دسته‌ای/ ملاقه کوچک، زمان‌بندی و درمان را از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌کند.
4. ریختن و انجماد: دمای ریختن و پیش گرم شدن قالب بر ریزساختار تأثیر می گذارد; برای جلوگیری از نقاط داغ و تخلخل انقباض در نزدیکی سطوح آب بندی، طراحی مناسب دروازه/ سرما لازم است.
5. حذف پوسته و تمیز کردن: تمیز کردن دقیق پس از ریختگی از آسیب سطحی به صورت های آب بندی جلوگیری می کند; بقایای سرامیک باید قبل از ماشینکاری/آب بندی به طور کامل حذف شوند.
6. عملیات حرارتی (اختیاری): چرخه های تنش زدایی یا آنیل تنش های پسماند را کاهش داده و پایداری ابعادی سوراخ های دقیق را بهبود می بخشد..
7. ماشینکاری و تکمیل: حفاری نهایی, ماشینکاری صندلی, و شکاف های ساقه تا تلورانس های تنگ انجام می شود. قطعات ریخته گری سرمایه گذاری اغلب حجم ماشین کاری را در مقایسه با معادل های ریخته گری شن و ماسه کاهش می دهد.
8. بازرسی و NDT: متالوگرافی (گرهگی), تست مکانیکی, و NDT (نافذ, رادیوگرافی برای صندلی های بحرانی) اعتبار بخشیدن به یکپارچگی.

تلورانس ها و پرداخت های معمولی

• تحمل ابعادی: تلورانس های معمولی ریخته گری سرمایه گذاری بسته به اندازه قطعه ± 0.1-0.5 میلی متر است; حفره ها اغلب با ماشین کاری تا حدهای سخت تر تکمیل می شوند.
• پرداخت سطح: سطح پوسته ریختگی Ra ≈ 3-6 میکرومتر; صورت های آب بندی ماشینی بهتر است (Ra ≤ 0.8-3.2 میکرومتر بسته به طراحی صندلی).
• حداقل دیوار: حداقل ضخامت دیواره معمولاً 2-4 میلی متر است, اما طراحان باید از قابلیت های ریخته گری برای مقاطع سازه ای استفاده کنند.

5. ملاحظات طراحی و مهندسی

طراحی هیدرولیک و جریان

• بهینه سازی پروفایل دیسک: شکل دیسک (وابسته به متحدال, جبران کردن, نوع بادامک) ضریب جریان را کنترل می کند (CV), افت فشار و رفتار آب بندی.
  ریخته‌گری سرمایه‌گذاری پروفیل‌های پیچیده بادامک/دیسک را قادر می‌سازد تا گشتاور را کاهش داده و به ویژگی‌های دریچه گاز بهتر دست یابد.. از CFD برای تأیید جداسازی جریان استفاده کنید, خطر کاویتاسیون و پیش‌بینی گشتاور در محدوده عملیاتی.
• هندسه و آب بندی صندلی: اطمینان حاصل کنید که هندسه خط تماس صندلی از یک منطقه آب بندی قابل پیش بینی تحت فشار مورد انتظار پشتیبانی می کند;
  فشرده سازی صندلی انعطاف پذیر را در نظر بگیرید, نشیمن فلز به فلز, یا طرح های دو افست برای خاموشی محکم. ریخته گری دقیق تکرارپذیری هندسه صندلی را بهبود می بخشد.

طراحی سازه و سختی

• دنده ها و باس ها: ریخته گری سرمایه گذاری به دنده های نازک و تارهای بهینه اجازه می دهد تا سفتی و وزن را متعادل کنند و در عین حال از تمرکز استرس جلوگیری کنند..
  تحلیل المان محدود (FEA) باید تنش را تحت حداکثر فشار دیفرانسیل و گشتاور ناشی از تحریک تأیید کند.
• تکیه گاه یاتاقان و ساقه: طراحی ژورنال های بلبرینگ و ساقه پشتیبانی برای به حداقل رساندن بارگذاری غیرعادی و اطمینان از درگیری یکنواخت صندلی; سطوح بلبرینگ اغلب نیاز به بوش های درج شده یا آستین های سخت شده دارند.

قابلیت ساخت

• پیش نویس و فیله: پیش نویس کافی را روی ویژگی ها حفظ کنید; از هسته های به دام افتاده خودداری کنید و در صورت لزوم، موارد جابجایی/زیر برش را در نظر بگیرید.
• محل دروازه: برای جلوگیری از تغذیه سطوح مهم آب بندی، دروازه ها را انتخاب کنید; گیتینگ باید طوری برنامه ریزی شود که ماشین کاری بتواند زخم های دروازه را از مناطق غیر کاربردی حذف کند.
• مونتاژ و فعال سازی: اجازه دسترسی برای نصب محرک, نشانگرهای موقعیت و تعویض بسته بندی.
  در صورت استفاده از محرک های چرخ دنده یا محرک های الکتریکی, اطمینان حاصل کنید که لنت های نصب با استانداردهای ISO یا سازنده مطابقت دارند.

عملکرد آب بندی و کلاس نشتی

• کلاس نشتی را در هر برنامه مشخص کنید (به عنوان مثال, در 12266, API, استانداردهای MSS). برای آب آشامیدنی یا خاموشی محکم, صندلی های انعطاف پذیر یا طرح های سه گانه نشتی کمتری را ارائه می دهند; ریخته گری سرمایه گذاری می تواند به دستیابی به تمرکز صندلی مورد نیاز برای این کلاس ها کمک کند.

6. حفاظت از سطح, سیستم های آب بندی و مواد تزئینی

محافظ در برابر خوردگی و آستر

• پوشش های خارجی: نقاشی اپوکسی, پوشش پودری, یا سیستم های روی برای محافظت در برابر خوردگی محیط.
• آسترهای داخلی: اپوکسی با پیوند همجوشی (fbe) یا ملات سیمان برای آب آشامیدنی و مایعات تهاجمی; آستر لاستیکی (EPDM/NBR) برای خدمات دوغاب ساینده که در آن کنترل خوردگی و سایش مورد نیاز است.
  برای مواد شیمیایی, پوشش سازگار با رسانه را انتخاب کنید, دما و فشار.
• روکش های فلزی: آستین های ضد زنگ یا دوبلکس در نواحی سوراخ و صندلی برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی و سایش.

صندلی و مهر و موم

• صندلی های الاستومری: EPDM برای کاربردهای بدون آب و بخار; NBR برای هیدروکربن ها; EPDM/NR بسته به سازگاری ترکیب می شود.
• صندلی های PTFE/TFM: برای سازگاری شیمیایی و اصطکاک کم; هنگامی که اختلاف فشار زیاد است، حلقه های پشتیبان را در نظر بگیرید.
• صندلی های فلزی: برای دمای بالا یا شرایط سایشی استفاده می شود; به هندسه دیسک/صندلی بسیار دقیق و اغلب ناحیه تماس سخت شده نیاز دارند.

انتخاب مواد برش

• ساقه ها: فولادهای ضد زنگ (تایپ کردن. 304/316) یا دوبلکس برای افزایش استحکام و مقاومت SCC.
• بلبرینگ/بوشینگ: برنز, بلبرینگ های کامپوزیت یا PTFE برای اصطکاک کم و عمر طولانی.
• اتصال دهنده ها: اتصال دهنده های مقاوم در برابر خوردگی که با سیستم خدمات و پوشش مطابقت دارند.

7. عملکرد, محدودیت های سرویس و حالت های خرابی

محدودیت های عملکرد و خدمات معمولی

• کلاس های فشار: بدنه های چدن داکتیل سرمایه گذاری که معمولا در PN10-PN16 استفاده می شود / ansi 150 کلاس برای سایزهای کوچک تا متوسط; کلاس های بالاتر با طرح های تقویت شده یا آستر امکان پذیر است اما نیاز به صلاحیت جداگانه دارد.
• محدودیت دما: چدن داکتیل پایه از نظر مکانیکی تا حدود 200 تا 250 درجه سانتیگراد پایدار است; برای دماهای بالا، فولادهای ضد زنگ ریختگی یا آلیاژی را در نظر بگیرید. مواد صندلی و مهر و موم معمولاً پوشش دمای کار را دیکته می کنند.
• دامنه اندازه: ریخته‌گری سرمایه‌گذاری برای شیرهای کوچک تا متوسط ​​مقرون به صرفه‌ترین و کاربردی‌تر است - معمولاً تا چند صد میلی‌متر حفره بسته به قابلیت‌های ریخته‌گری (برای محدودیت های دقیق با تامین کننده مشورت کنید).

حالت های شکست مشترک

• خوردگی و سوراخ شدن: پوشش / پوشش نامناسب یا انتخاب مواد نامناسب منجر به از بین رفتن دیوار و نشت نهایی می شود.
• سایش و اکستروژن صندلی: سیالات ساینده، صندلی های ارتجاعی را می پوشند یا تحت فشار دیفرانسیل بالا باعث اکستروژن می شوند.
• ساییدگی و ساقه: جفت شدن ضعیف مواد یا روغن کاری ناکافی در یاتاقان ها منجر به افزایش گشتاور و تشنج می شود..
• تخلخل / شروع خستگی: عیوب ریخته گری داخلی یا آخال های غیر فلزی می توانند به عنوان محل شروع ترک تحت بارگذاری چرخه ای عمل کنند..
• کاویتاسیون و فرسایش لبه های دیسک: سرعت بالا یا شرایط چشمک زن می تواند دیسک ها و صندلی ها را به سرعت فرسایش دهد.
• اعوجاج حرارتی مکانیکی: تنش زدایی ناکافی یا شیب حرارتی در طول سرویس باعث ایجاد اعوجاج می شود, اختلال در آب بندی.

استراتژی های کاهش

• آسترها و مواد صندلی مناسب را برای رسانه انتخاب کنید; NDT و حدود پذیرش برای تخلخل را مشخص کنید;
  از آسترهای سایش قربانی برای خدمات ساینده استفاده کنید; طراحی برای قابلیت سرویس دهی (صندلی ها / بوش های قابل تعویض); انجام CFD برای شناسایی خطر کاویتاسیون و طراحی تریم های ضد کاویتاسیون در صورت لزوم.

8. کاربردهای شیر پروانه ای چدن شکل پذیر

بازارها و خدمات مشترکی که در آن شیرهای پروانه ای چدن شکل پذیر سرمایه گذاری به خوبی مناسب هستند.:

• توزیع آب شهری & درمان - صندلی های انعطاف پذیر, آسترهای اپوکسی, تعادل هزینه/عملکرد خوب.
• تهویه مطبوع و خدمات ساختمان - خاموشی شدید, محرک های فشرده و عملکرد قابل تکرار.
• سیستم های حفاظت از آتش سوزی (جایی که مشخص شده است) - تابع استانداردها و پوشش های محلی.
• خطوط فرآیند صنعتی سبک - آب خنک کننده, مواد شیمیایی غیر تهاجمی, هوای فشرده.
• سیستم های کمکی دریایی و دریایی (با پوشش های مناسب و انتخاب تریم).

9. هزینه, ملاحظات چرخه عمر و پایداری

عوامل هزینه

• هزینه واحد برای دوره های تولید کوچک تا متوسط ​​ممکن است به ازای هر کیلوگرم خام بیشتر از ریخته گری شن و ماسه باشد اما در کل به دلیل کاهش ماشینکاری و مونتاژ کمتر باشد..
• هزینه ابزار و الگو برای ریخته‌گری سرمایه‌گذاری بالاتر از قالب‌های شنی است، اما زمانی مطلوب است که تحمل‌های تنگ یا کیفیت سطح بالا باعث کاهش پس پردازش شود..
• انتخاب تریم و پوشش تاثیر مادی بر هزینه کل سیستم دارد (صندلی‌های PTFE و ساقه‌های ضد زنگ هزینه را افزایش می‌دهند، اما عمر را در مایعات تهاجمی افزایش می‌دهند).

چرخه عمر

• شیرهای پروانه ای چدن شکل پذیر با پوشش مناسب و نگهداری می توانند عمر طولانی در سیستم های آب آشامیدنی و HVAC ارائه دهند..
  هزینه های تعویض تا حد زیادی توسط فواصل نگهداری برای صندلی ها و یاتاقان ها به جای خرابی بدنه هدایت می شود.

پایداری

• قابلیت بازیافت: آهن داکتیل بسیار قابل بازیافت است; ضایعات حاصل از تولید و ریخته‌گری‌های پایان عمر به آسانی توسط بازیافت‌کنندگان آهن بازیابی می‌شود..
• انرژی & کربن: ریخته گری سرمایه گذاری در تولید و ذوب پوسته انرژی بر است, اما کاهش استفاده از ماشین کاری و مواد در اشکال نزدیک به شبکه می تواند بخشی از ردپای چرخه حیات را جبران کند.
  ارزیابی چرخه حیات باید تأثیرات کل سیستم را مقایسه کند (از جمله پوشش ها و عمر مفید) برای مقایسه منصفانه.

10. مقایسه با سایر فرآیندهای ریخته گری

11. نتیجه گیری

ریخته‌گری سرمایه‌گذاری دریچه‌های پروانه‌ای چدن شکل‌پذیر، هندسه دقیق را با متالورژی ریخته‌گری قوی ادغام می‌کند..

هنگامی که مشخص شده و تحت کنترل فرآیند فشرده تولید می شود - اهداف گرهی, چک های متالوگرافی, NDT, و الزامات نهایی تعریف شده - این شیرها قابلیت تکرارپذیری عالی را برای صندلی ارائه می دهند, کاهش هزینه تکمیل, و خدمات قابل اعتماد در آب, HVAC و بسیاری از خدمات صنعتی.

انتخاب دقیق مواد صندلی, آستر و تریم برای مطابقت با محیط و دما مورد نیاز است.

برای خورنده, دمای بسیار بالا یا کاربردهای با سوراخ بسیار بزرگ, مواد جایگزین یا مسیرهای ریخته گری باید ارزیابی شوند.

 

سوالات متداول

چه اندازه هایی برای دریچه های پروانه ای چدن شکل پذیر سرمایه گذاری عملی است?

عملا DN15 تا DN300 نقطه شیرینی برای ریخته گری سرمایه گذاری است; قطر بزرگتر ممکن است، اما هزینه و ابزار افزایش می یابد - با قابلیت های ریخته گری مشورت کنید.

نشتی صندلی با ریخته گری سرمایه گذاری چقدر می تواند تنگ باشد?

با سوراخ های دقیق و صندلی های با کیفیت, سوپاپ‌ها می‌توانند کلاس‌های نشتی صندلی استاندارد مورد استفاده خریداران را به دست آورند; کلاس نشتی مورد نظر را مشخص کنید و نیاز به آزمایش تأیید در حین پذیرش دارید.

آیا آهن داکتیل توسط آب آشامیدنی خورده می شود?

آهن داکتیل تصفیه نشده خورده می شود. برای آب آشامیدنی, پوشش داخلی اپوکسی یا ملات سیمانی با پیوند داخلی و تریم های مقاوم در برابر خوردگی روش استاندارد هستند..

چگونه ریخته گری سرمایه گذاری بر گشتاور سوپاپ تأثیر می گذارد?

ریخته گری سرمایه گذاری تمرکز حفره دیسک و هندسه صندلی را بهبود می بخشد, که معمولاً تغییر در گشتاور عملیاتی را کاهش می دهد و می تواند منجر به گشتاور متوسط ​​کمتر در مقابل ریخته گری با دقت کمتر شود..

گشتاور واقعی عمدتاً به مشخصات دیسک بستگی دارد, مواد صندلی و فشار دیفرانسیل.

چگونه ریخته گری سرمایه گذاری از نظر هزینه با ریخته گری شن و ماسه مقایسه می شود؟?

هزینه ریخته گری واحد برای ریخته گری سرمایه گذاری بالاتر است, اما هزینه کل قطعه می تواند برای قطعات پیچیده به دلیل کاهش ماشینکاری و مونتاژ کمتر باشد. برای ساده, ریخته گری قطعات بزرگ معمولاً هزینه کمتری دارد.