बड़े स्टेनलेस स्टील पंप केसिंग के लिए कास्टिंग का अनुकूलन

1. परिचय

केन्द्रापसारक पंप औद्योगिक प्रणालियों में द्रव परिवहन उपकरण की प्रमुख श्रेणी का प्रतिनिधित्व करते हैं, दुनिया भर में अधिकांश पंप स्थापनाओं के लिए लेखांकन.

जैसे-जैसे ऑपरेटिंग पैरामीटर उच्च दबाव की ओर बढ़ते रहते हैं, तापमान, और संक्षारण प्रतिरोध, पंप केसिंग को तेजी से कड़े यांत्रिक और धातुकर्म मानकों को पूरा करने की आवश्यकता होती है.
पंप आवरण दबाव नियंत्रण के लिए जिम्मेदार मुख्य संरचनात्मक घटक है, प्रवाह चैनल गठन, और यांत्रिक समर्थन.

बड़े के लिए स्टेनलेस स्टील पंप आवरण, विशाल आयामों का संयोजन, जटिल आंतरिक गुहाएँ, और स्थानीयकृत मोटे खंड दोष नियंत्रण को विशेष रूप से कठिन बना देते हैं.

पारंपरिक अनुभवजन्य प्रक्रिया डिजाइन विधियां अक्सर सिकुड़न-संबंधी दोषों को विश्वसनीय रूप से खत्म करने के लिए संघर्ष करती हैं और इसके परिणामस्वरूप अत्यधिक प्रक्रिया मार्जिन या कम उपज हो सकती है।.
कास्टिंग सिमुलेशन प्रौद्योगिकियों की प्रगति के साथ, उत्पादन से पहले भरने और जमने के व्यवहार के विकास की भविष्यवाणी और नियंत्रण करना संभव हो गया है.

यह अध्ययन मुख्य डिजाइन उपकरण के रूप में संख्यात्मक सिमुलेशन का लाभ उठाता है और इसे बड़े स्टेनलेस स्टील केन्द्रापसारक पंप आवरण के लिए एक मजबूत कास्टिंग प्रक्रिया विकसित करने के लिए धातुकर्म सिद्धांतों और व्यावहारिक फाउंड्री अनुभव के साथ जोड़ता है।.

2. संरचनात्मक विशेषताएँ और सामग्री व्यवहार विश्लेषण

पंप आवरण की संरचनात्मक जटिलता

जांचा गया पंप आवरण बड़ा है, खोखला, कई प्रतिच्छेदी सतहों और जटिल आंतरिक प्रवाह मार्ग के साथ घूर्णी रूप से सममित घटक.

आवरण में विस्तारित पार्श्व अनुभाग शामिल हैं, प्रबलित फ्लैंगेस, और सममित रूप से व्यवस्थित लिफ्टिंग लग्स.
प्रवाह चैनल क्षेत्रों और संरचनात्मक सुदृढीकरण क्षेत्रों के बीच महत्वपूर्ण दीवार की मोटाई में भिन्नताएं मौजूद हैं.

साइड की दीवारों और अंतिम चेहरों के चौराहे विशिष्ट थर्मल हॉट स्पॉट बनाते हैं, जो सबसे बाद में जमते हैं और अगर ठीक से न खिलाए जाएं तो सिकुड़न दोष के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं.

स्टेनलेस स्टील के जमने के लक्षण

चयनित स्टेनलेस स्टील ग्रेड को उच्च मिश्र धातु सामग्री और एक विस्तृत जमने वाले तापमान रेंज की विशेषता है.

ठंडा करने के दौरान, मिश्र धातु लंबे समय तक अर्ध-ठोस अवस्था में रहती है, जिसके परिणामस्वरूप ठोसीकरण के अंतिम चरणों में सीमित पोषण पारगम्यता और तरल धातु की गतिशीलता कम हो गई.
आगे, कार्बन स्टील की तुलना में स्टेनलेस स्टील अपेक्षाकृत उच्च वॉल्यूमेट्रिक संकोचन प्रदर्शित करता है.

ये धातुकर्म विशेषताएँ एक कास्टिंग प्रक्रिया की मांग करती हैं जो स्थिर फिलिंग सुनिश्चित करती है, नियंत्रित तापमान प्रवणता, और पूरे जमने के क्रम में प्रभावी फीडिंग.

3. मोल्ड सिस्टम चयन और डालने की योजना अनुकूलन

मोल्ड सामग्री और शीतलन विशेषताएँ

राल रेत की ढलाई बड़ी और जटिल कास्टिंग के लिए इसकी उपयुक्तता के कारण प्रौद्योगिकी का चयन किया गया था.

धातु के सांचों से तुलना, राल रेत के सांचे बेहतर थर्मल इन्सुलेशन और धीमी शीतलन दर प्रदान करते हैं, जो स्टेनलेस स्टील कास्टिंग में थर्मल तनाव और क्रैकिंग प्रवृत्ति को कम करने में मदद करता है.

मोल्ड प्रणाली कोर असेंबली में लचीलापन भी प्रदान करती है और मोल्ड की कठोरता और पारगम्यता के सटीक नियंत्रण की अनुमति देती है, जो आयामी सटीकता और गैस निकासी सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है.

पौरिंग ओरिएंटेशन का मूल्यांकन

स्थिरता भरने के दृष्टिकोण से एकाधिक डालने वाले अभिविन्यासों का मूल्यांकन किया गया था, भोजन दक्षता, और दोष निवारण.

कई अलग-अलग हॉट स्पॉट बनाने के लिए क्षैतिज डालने का विन्यास पाया गया, विशेष रूप से ऊपरी हिस्सों में जिन्हें प्रभावी ढंग से खिलाना मुश्किल होता है.
एक ऊर्ध्वाधर डालने का कार्य अभिविन्यास अंततः चुना गया था, क्योंकि यह दिशात्मक ठोसकरण के सिद्धांत के अनुरूप है.

इस विन्यास में, ढलाई के निचले भाग पहले जमते हैं, जबकि ऊपरी हॉट स्पॉट क्षेत्र भोजन स्रोतों से जुड़े रहते हैं, फीडिंग विश्वसनीयता और दोष नियंत्रण में उल्लेखनीय सुधार हुआ.

4. गेटिंग सिस्टम डिज़ाइन और फिलिंग ऑप्टिमाइज़ेशन

डिज़ाइन सिद्धांत

गेटिंग प्रणाली को तेजी से लेकिन स्थिर भरने के उद्देश्य से डिजाइन किया गया था, न्यूनतम अशांति, और प्रभावी समावेशन नियंत्रण.

स्लैग के प्रवेश और मोल्ड की सतह के क्षरण को रोकने के लिए अत्यधिक धातु वेग और अचानक प्रवाह दिशा परिवर्तन से बचा गया था.

नीचे डालने का विन्यास

एक निचला खिला हुआ, ओपन-टाइप गेटिंग प्रणाली को अपनाया गया. पिघला हुआ धातु निचले क्षेत्र से मोल्ड गुहा में प्रवेश करता है और आसानी से ऊपर उठता है, जिससे हवा और गैसों को ऊपर की ओर विस्थापित किया जा सके और कुशलतापूर्वक समाप्त किया जा सके.
यह फिलिंग मोड प्रवाह अशांति को काफी कम करता है और फिलिंग के दौरान समान तापमान वितरण को बढ़ावा देता है, जो लंबे समय तक डालने वाले बड़े स्टेनलेस स्टील कास्टिंग के लिए विशेष रूप से फायदेमंद है.

5. फीडिंग सिस्टम डिज़ाइन और थर्मल नियंत्रण रणनीति

क्रिटिकल हॉट स्पॉट की पहचान

संख्यात्मक सिमुलेशन परिणामों ने साइड की दीवारों और अंतिम चेहरों के चौराहे पर अंतिम ठोसकरण क्षेत्रों की स्पष्ट रूप से पहचान की.

इन क्षेत्रों को भोजन और थर्मल नियंत्रण के लिए प्राथमिक लक्ष्य के रूप में पुष्टि की गई थी.

रिज़र कॉन्फ़िगरेशन और कार्यक्षमता

शीर्ष राइजर और साइड ब्लाइंड राइजर का एक संयोजन वैश्विक और स्थानीय दोनों भोजन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किया गया था.

शीर्ष राइजर ने मुख्य भोजन स्रोत के रूप में कार्य किया और गैस निकास की सुविधा भी प्रदान की, जबकि साइड रिसर्स ने पार्श्व गर्म स्थानों तक भोजन की पहुंच में सुधार किया.
रिसर ज्यामिति और प्लेसमेंट को पर्याप्त फीडिंग समय बनाए रखने के लिए अनुकूलित किया गया था और यह सुनिश्चित किया गया था कि अंतिम जमना कास्टिंग बॉडी के बजाय राइजर के भीतर हो।.

ठंड लगना का अनुप्रयोग

स्थानीय स्तर पर जमने में तेजी लाने और अनुकूल तापमान प्रवणता स्थापित करने के लिए बाहरी ठंड को रणनीतिक रूप से मोटे वर्गों के पास रखा गया था.

चिल और रिसर्स के समन्वित उपयोग ने प्रभावी ढंग से दिशात्मक ठोसकरण को बढ़ावा दिया और पृथक गर्म स्थानों को रोका.

6. संख्यात्मक सिमुलेशन और बहुआयामी विश्लेषण

मोल्ड भरने के व्यवहार का मूल्यांकन करने के लिए उन्नत कास्टिंग सिमुलेशन सॉफ्टवेयर का उपयोग किया गया था, तापमान विकास, ठोस अंश विकास, और दोष संवेदनशीलता.
सिमुलेशन परिणामों ने एक चिकनी धातु के मोर्चे के साथ एक स्थिर भरने की प्रक्रिया का प्रदर्शन किया और प्रवाह पृथक्करण या ठहराव का कोई सबूत नहीं मिला.

जमने के दौरान, कास्टिंग ने एक स्पष्ट नीचे से ऊपर जमने का पैटर्न प्रदर्शित किया.

सिकुड़न सरंध्रता की भविष्यवाणियों से पता चला कि सभी संभावित सिकुड़न दोष राइजर और गेटिंग सिस्टम तक ही सीमित थे, कास्टिंग बॉडी को आंतरिक दोषों से मुक्त छोड़ना.
थर्मल तनाव और दरार प्रवृत्ति विश्लेषण से संकेत मिलता है कि तनाव का स्तर स्वीकार्य सीमा के भीतर बना हुआ है, प्रक्रिया डिज़ाइन की मजबूती को और अधिक सत्यापित करना.

7. मशीनेबिलिटी और पोस्ट-कास्टिंग प्रदर्शन

कास्टिंग गुणवत्ता सीधे बाद की मशीनिंग दक्षता और घटक प्रदर्शन को प्रभावित करती है.

आंतरिक संकोचन दोषों और सतह असंतुलन की अनुपस्थिति उपकरण के घिसाव को कम करती है, मशीनिंग कंपन, और परिष्करण कार्यों के दौरान स्क्रैप का जोखिम.
इसके अतिरिक्त, एकसमान जमना और नियंत्रित शीतलन अधिक सजातीय सूक्ष्म संरचनाओं और अवशिष्ट तनाव वितरण में योगदान करते हैं, जो मशीनिंग और सेवा के दौरान आयामी स्थिरता में सुधार करता है.

यह पंप केसिंग के लिए विशेष रूप से प्रासंगिक है, जिसमें हाइड्रोलिक दक्षता बनाए रखने के लिए फ्लैंज और प्रवाह मार्गों के सटीक संरेखण की आवश्यकता होती है.

8. अवशिष्ट तनाव नियंत्रण और सेवा विश्वसनीयता

अवशिष्ट तनाव बड़े स्टेनलेस स्टील पंप केसिंग की दीर्घकालिक विश्वसनीयता को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है.

जमने के दौरान अत्यधिक तापीय प्रवणता उच्च आंतरिक तनाव का कारण बन सकती है, ताप उपचार और सेवा के दौरान विकृति या दरार की संभावना बढ़ जाती है.
राल रेत सांचों का संयुक्त उपयोग, नीचे डालना, और नियंत्रित शीतलन पूरे कास्टिंग के दौरान क्रमिक तापमान विकास को बढ़ावा देता है.

यह दृष्टिकोण प्रभावी रूप से अवशिष्ट तनाव संचय को सीमित करता है और आक्रामक पोस्ट-कास्टिंग तनाव राहत उपचार की आवश्यकता को कम करता है, जिससे घटक के सेवा जीवन पर संरचनात्मक विश्वसनीयता में सुधार होता है.

9. परीक्षण उत्पादन और सत्यापन

अनुकूलित प्रक्रिया मापदंडों के आधार पर, पूर्ण पैमाने पर परीक्षण कास्टिंग आयोजित की गई.

उत्पादित पंप आवरण ने अच्छी तरह से परिभाषित आकृति प्रदर्शित की, चिकनी सतहें, और कोई दृश्यमान सतह दोष नहीं.
बाद के गैर-विनाशकारी परीक्षण और मशीनिंग निरीक्षणों ने उत्कृष्ट आंतरिक सुदृढ़ता और आयामी स्थिरता की पुष्टि की.

परीक्षण के परिणाम सिमुलेशन भविष्यवाणियों से निकटता से मेल खाते हैं, प्रस्तावित कास्टिंग प्रक्रिया की उच्च विश्वसनीयता और व्यावहारिक प्रयोज्यता का प्रदर्शन.

10. निष्कर्ष

यह अध्ययन एक बड़े स्टेनलेस स्टील केन्द्रापसारक पंप आवरण के लिए एक व्यापक कास्टिंग प्रक्रिया डिजाइन और अनुकूलन प्रस्तुत करता है.

कार्य संरचनात्मक विश्लेषण को एकीकृत करता है, भौतिक ठोसकरण व्यवहार, ढालना और डालना योजना का चयन, गेटिंग सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन, और खिला अनुकूलन.

मोल्ड भरने का विश्लेषण करने के लिए उन्नत संख्यात्मक सिमुलेशन तकनीक को नियोजित किया गया था, तापमान विकास, और जमने की विशेषताएं, लक्षित प्रक्रिया परिशोधन को सक्षम करना.

अनुकूलित प्रक्रिया पर आधारित परीक्षण उत्पादन ने उत्कृष्ट सतह अखंडता और आंतरिक सुदृढ़ता का प्रदर्शन किया, प्रस्तावित दृष्टिकोण की प्रभावशीलता और विश्वसनीयता की पुष्टि करना.

अध्ययन बड़े पैमाने पर विनिर्माण के लिए एक व्यवस्थित और व्यावहारिक संदर्भ प्रदान करता है, उच्च गुणवत्ता वाले स्टेनलेस स्टील पंप आवरण.