Investicinis liejimo kaliojo ketaus drugelio vožtuvas

1. Įvadas

Investicinis kaliojo ketaus droselinis vožtuvas sujungia mechaninius mazginio plieno pranašumus (plastiškas) lygintuvas su geometrine laisve ir tikslumo paviršiaus kokybe (investicija) liejimas.

Rezultatas – kompaktiškas vožtuvo korpusas ir diskas su puikiu matmenų tikslumu, puiki paviršiaus apdaila, ir kontroliuojama mikrostruktūra – atributai, palaikantys sandarius mazgus, sudėtingi vidiniai praėjimai ir kompaktiški pavarų paketai.

Ši konfigūracija ypač patraukli mažo ir vidutinio dydžio vožtuvams, kurių geometrija sudėtinga, tikslios sandarinimo sąsajos ir mažesnė apdaila yra prioritetas (Pvz., ŠVOK, vandens paskirstymas, ŠVOK, prietaisai ir pramoninių skysčių tvarkymas).

2. Kas yra investicinio liejimo kaliojo ketaus drugelio vožtuvas?

An investicinis kaliojo ketaus liejimas drugelio vožtuvas yra ketvirčio apsisukimo srauto valdymo įtaisas, kuriame vožtuvo korpusas ir dažnai diskas yra gaminami liejant naudojant plastišką (mazginis) geležies lydinys.

Investicijų liejimas (dar vadinamas preciziniu arba prarasto vaško liejimu) leidžia gaminti beveik tinklo formos detales su smulkiomis detalėmis, plonos sienos ir gera liejinio paviršiaus kokybė.

Po liejimo, kritiniai paviršiai (gręžinys, sėdynių veidai, stiebo skyles) yra apdirbti mechaniškai, apdaila sumontuota (kamienas, įvorės, sėdynės medžiaga) ir surinktas vožtuvas yra išbandytas (hidrostatinis, sėdynės nutekėjimas, sukimo momento ir ciklo bandymai) iki reikiamo standarto.

Investicijų liejimo pasiūlymai:

• griežtesni matmenų nuokrypiai ir geresnis gręžinių apvalumas;
• puiki paviršiaus apdaila, sumažinanti sėdynės nutekėjimo riziką ir apdirbimo poreikius;
• galimybė išlieti plonas dalis, sudėtingi šonkauliai, vidiniai viršeliai ir integruotos srauto savybės.

Šis metodas yra ekonomiškiausias vožtuvams, kuriuose reikia kuo labiau sumažinti kiekvienos dalies apdailą ir kurių funkcijos yra sudėtingos (vientisi šonkauliai, srauto valdymo geometrijos, vidaus viršininkai) pagerinti našumą arba montavimą.

3. Medžiagos pasirinkimas: Kaliojo ketaus markės ir pritaikomumas prie drugelio vožtuvų

Investicijų liejimo atlikimas Kariuomenė geležis peteliškinius vožtuvus iš esmės lemia kaliojo ketaus rūšių pasirinkimas.

Šerdies kaliojo ketaus markės ir eksploatacinių savybių rodikliai

4. Investicinis liejimo procesas, taikomas vožtuvų korpusams ir diskams

Kodėl verta rinktis vožtuvų komponentus?

Investicijų liejimas (Pamiršta vaškas / keraminis apvalkalas) suteikia aukšto tikslumo geometriją, plonų pjūvių galimybė (2-4 mm praktinis minimumas daugelyje parduotuvių), ir aukščiausios kokybės paviršiaus apdaila (tipiškas Ra 3–6 µm ant korpuso paviršiaus).

Vožtuvų korpusams ir diskams, tai reiškia sumažintą apdirbimą, tikrosios koncentrinės skylės, ir geresnė sėdynės geometrija – tai labai svarbu norint pasiekti mažą nuotėkį ir nuspėjamą sukimo momentą.

Kritiniai proceso žingsniai ir valdikliai

1. Raštas ir vartų dizainas: kelių dalių vaško medžiai turi būti sukonfigūruoti taip, kad būtų užtikrintas garsus maitinimas, sumažinti krypties kietėjimo defektus, ir leidžia efektyviai pašalinti apvalkalą.
2. Korpuso sukūrimas ir vaškavimas: apvalkalo storis ir džiovinimas kontroliuoja šiluminę masę ir įtakoja kietėjimo greitį; Keraminių lukštų kepimo tvarkaraščiai turi vengti makro įtrūkimų.
3. Lydymasis ir mazgelių susidarymas: išlydyta geležis turi būti apdorota sferoidizacijai (magnis/RE), griežtai kontroliuojamas S ir Mg lygis ir minimalus laikymo laikas tarp mazgelių susidarymo ir išpylimo, kad būtų išsaugotas mazgeliškumas.
   Atliekant investicijas, taikant mažos partijos / kaušelio metodą, ypač svarbus laikas ir apdorojimas.
4. Pilimas ir kietėjimas: pylimo temperatūra ir formos įkaitinimas veikia mikrostruktūrą; Norint išvengti karštų taškų ir susitraukimo poringumo šalia sandarinimo paviršių, reikalinga tinkama užtvarų/šaldymo konstrukcija.
5. Lukšto pašalinimas ir valymas: kruopštus valymas po liejimo apsaugo nuo sandarinimo paviršių paviršiaus pažeidimų; Keramikos likučiai turi būti visiškai pašalinti prieš apdirbant / sandarinant.
6. Terminis apdorojimas (neprivaloma): Įtempių mažinimo arba atkaitinimo ciklai sumažina liekamuosius įtempius ir pagerina tiksliųjų gręžinių matmenų stabilumą.
7. Apdirbimas ir apdaila: galutinis gręžimas, sėdynių apdirbimas, ir stiebo išpjova atliekama laikantis griežtų leistinų nuokrypių. Investicinės liejamos dalys dažnai sumažina apdirbimo apimtį, palyginti su smėlio liejimo ekvivalentais.
8. Apžiūra ir NDT: metalografija (mazgiškumas), mechaninis bandymas, ir ndt (skvarbi, radiografija kritinėms sėdynėms) patvirtinti vientisumą.

Tipiški leistini nuokrypiai ir apdaila

• Matmenų tolerancija: tipiniai investicinio liejimo leistini nuokrypiai yra ±0,1–0,5 mm, priklausomai nuo dalies dydžio; gręžiniai dažnai apdirbami iki griežtesnių ribų.
• Paviršiaus apdaila: lietinio apvalkalo paviršius Ra ≈ 3–6 µm; geriau apdoroti sandarinimo paviršiai (Ra ≤ 0,8–3,2 µm, priklausomai nuo sėdynės konstrukcijos).
• Minimali siena: praktinis minimalus sienelės storis dažnai 2–4 mm, tačiau projektuotojai turėtų pasikonsultuoti su liejyklos galimybėmis dėl konstrukcinių sekcijų.

5. Projektavimo ir inžinerijos sumetimai

Hidraulinis ir srauto dizainas

• Disko profilio optimizavimas: disko forma (koncentrinis, poslinkis, kumštelio tipo) kontroliuoja srauto koeficientą (CV), slėgio kritimas ir sandarinimo elgsena.
  Investicinis liejimas leidžia sudėtingiems kumštelių / diskų profiliams sumažinti sukimo momentą ir pasiekti geresnes droselio charakteristikas. Norėdami patikrinti srauto atskyrimą, naudokite CFD, kavitacijos rizika ir sukimo momento numatymas per veikimo diapazoną.
• Sėdynės geometrija ir sandarinimas: įsitikinkite, kad sėdynės kontaktinės linijos geometrija palaiko nuspėjamą sandarinimo zoną esant numatomam suspaudimui;
  apsvarstykite elastingą sėdynės suspaudimą, metalas-metalinės sėdynės, arba dvigubo poslinkio dizainas sandariam uždarymui. Tikslus liejimas pagerina sėdynės geometrijos pakartojamumą.

Konstrukcinis dizainas ir standumas

• Šonkauliai ir bosai: Investicinis liejinys leidžia plonoms briaunoms ir optimizuotai juostelei subalansuoti standumą ir svorį, tuo pačiu išvengiant įtampos koncentracijos.
  Baigtinių elementų analizė (Fea) turėtų patvirtinti įtempį esant didžiausiam slėgio skirtumui ir sukimo momentui nuo paleidimo.
• Guolio ir stiebo atrama: suprojektuoti guolių kakliukai ir stiebo atrama, kad būtų sumažinta ekscentrinė apkrova ir užtikrintas tolygus sėdynės sujungimas; guolių paviršiams dažnai reikia įdėtų įvorių arba grūdintų įvorių.

Gamyba

• Juodraštis ir filė: išlaikyti tinkamą funkcijų grimzlę; venkite įstrigusių šerdžių ir, jei reikia, įtraukite nuvalymo / sumažinimo priedus.
• Vartų vieta: rinkitės vartus, kad išvengtumėte kritinių sandarinimo paviršių padavimo; vartai turi būti suplanuoti taip, kad apdirbant būtų galima pašalinti vartų randus iš nefunkcinių zonų.
• Surinkimas ir įjungimas: leisti prieiti prie pavaros montavimo, padėties indikatoriai ir pakuotės keitimas.
  Jei naudojate pavaras arba elektrines pavaras, įsitikinkite, kad tvirtinimo trinkelės atitinka ISO arba gamintojo standartus.

Sandarinimo efektyvumas ir nuotėkio klasė

• Kiekvienai programai nurodykite nuotėkio klasę (Pvz., Į 12266, API, MSS standartai). Geriamajam vandeniui arba sandariam uždarymui, elastingos sėdynės arba trigubo poslinkio konstrukcijos užtikrina mažesnį nuotėkį; investicinis liejimas gali padėti pasiekti šioms klasėms reikalingą sėdynių koncentriškumą.

6. Paviršiaus apsauga, sandarinimo sistemos ir apdailos medžiagos

Apsauga nuo korozijos ir pamušalai

• Išorinės dangos: epoksidinis dažymas, miltelių danga, arba cinko sistemos, skirtos aplinkos apsaugai nuo korozijos.
• Vidiniai pamušalai: lydymosi būdu surišta epoksidinė derva (FBE) arba cemento skiedinys geriamajam vandeniui ir agresyviems skysčiams; guminiai įdėklai (EPDM/NBR) abrazyvinėms srutoms, kai reikalinga korozijos ir dilimo kontrolė.
  Dėl cheminių medžiagų, pasirinkite pamušalą, suderinamą su laikmena, temperatūra ir slėgis.
• Metalinės perdangos: nerūdijančio plieno arba dvipusės rankovės angoje ir sėdynės srityse, kad pagerintų atsparumą korozijai ir dilimui.

Sėdynės ir sandarikliai

• Elastomerinės sėdynės: EPDM, skirtas naudoti be vandens ir garų; NBR angliavandeniliams; EPDM/NR mišiniai, priklausomai nuo suderinamumo.
• PTFE/TFM sėdynės: Dėl cheminio suderinamumo ir mažos trinties; apsvarstykite atsarginius žiedus, kai slėgio skirtumai yra dideli.
• Metalinės sėdynės: naudojamas esant aukštai temperatūrai arba abrazyvinėms sąlygoms; reikalauja labai tikslios disko / sėdynės geometrijos ir dažnai grūdintos kontaktinės zonos.

Apdailos medžiagos pasirinkimas

• Stiebai: nerūdijantis plienas (tip. 304/316) arba dvipusis, kad padidėtų stiprumas ir atsparumas SCC.
• Guoliai/įvorės: bronza, Kompozitiniai arba PTFE padengti guoliai užtikrina mažą trintį ir ilgą tarnavimo laiką.
• Tvirtinimo detalės: korozijai atsparios tvirtinimo detalės, pritaikytos prie aptarnavimo ir dengimo sistemos.

7. Spektaklis, aptarnavimo ribos ir gedimų režimai

Įprastos našumo ir aptarnavimo ribos

• Slėgio klasės: investiciniai kaliojo ketaus korpusai, dažniausiai naudojami PN10–PN16 / ANSI 150 klasė mažiems ir vidutiniams dydžiams; galimos aukštesnės klasės su sustiprinta konstrukcija ar įdėklais, tačiau reikalaujama atskiros kvalifikacijos.
• Temperatūros ribos: kaliojo ketaus pagrindas yra mechaniškai stabilus iki maždaug 200–250 °C; Jei norite išlaikyti aukštesnę temperatūrą, apsvarstykite galimybę naudoti nerūdijantį arba legiruotą plieną. Sėdynės medžiaga ir sandarikliai paprastai diktuoja darbinę temperatūrą.
• Dydžių diapazonas: investicinis liejimas yra ekonomiškiausias ir praktiškiausias mažiems ir vidutiniams vožtuvams – paprastai iki kelių šimtų milimetrų, priklausomai nuo liejyklos galimybių (dėl tikslių apribojimų kreipkitės į tiekėją).

Dažni gedimo būdai

• Korozija ir duobės: dėl netinkamo pamušalo / dangos arba netinkamos medžiagos parinkimo siena prarandama ir gali nutekėti.
• Sėdynės susidėvėjimas ir išspaudimas: abrazyviniai skysčiai dėvi elastingas sėdynes arba sukelia išspaudimą esant dideliam slėgio skirtumui.
• Galingas ir stiebo nusidėvėjimas: prastas medžiagų poravimas arba netinkamas guolių tepimas padidina sukimo momentą ir sukibimą.
• Akytumo / įtraukimo nuovargio pradžia: vidiniai liejimo defektai arba nemetaliniai intarpai gali veikti kaip įtrūkimų atsiradimo vietos esant ciklinei apkrovai.
• Disko kraštų kavitacija ir erozija: Didelis greitis arba mirksėjimo sąlygos gali greitai išardyti diskus ir sėdynes.
• Termomechaninis iškraipymas: netinkamas įtempių sumažinimas arba šiluminiai gradientai eksploatacijos metu sukelia iškraipymus, pažeidžiantis sandarumą.

Sušvelninimo strategijos

• Pasirinkite tinkamus pamušalus ir sėdynių medžiagas terpei; nurodyti NDT ir poringumo priimtinumo ribas;
  abrazyvinėms paslaugoms naudokite nusidėvėjimo įdėklus; dizainas, skirtas eksploatuoti (keičiamos sėdynės/įvorės); Atlikite CFD, kad nustatytumėte kavitacijos riziką ir, jei reikia, suprojektuokite antikavitacijos apdailą.

8. Kaliojo ketaus drugelio vožtuvo pritaikymas

Bendros rinkos ir paslaugos, kuriose ypač gerai tinka investiciniai kaliojo ketaus peteliški vožtuvai:

• Komunalinio vandens paskirstymas & gydymas - elastingos sėdynės, epoksidiniai pamušalai, geras kainos ir našumo balansas.
• ŠVOK ir statybos paslaugos - griežtas uždarymas, kompaktiškos pavaros ir kartojamas veikimas.
• Priešgaisrinės sistemos (kur nurodyta) — turi būti taikomi vietiniai standartai ir dangos.
• Lengvosios pramonės procesų linijos - aušinimo vanduo, neagresyvios cheminės medžiagos, Suspaustas oras.
• Pagalbinės jūrų ir jūrinės sistemos (su atitinkamomis dangomis ir apdailos parinkimu).

9. Kaina, gyvavimo ciklo ir tvarumo sumetimais

Išlaidų veiksniai

• Vieneto kaina mažoms ir vidutinėms gamybos serijoms gali būti didesnis už kilogramą žaliavos nei liejant smėliu, bet apskritai mažesnis dėl mažesnio apdirbimo ir surinkimo.
• Įrankių ir modelio kaina investiciniam liejimui yra didesnis nei smėlio formų, bet palankus, kai maži leistini nuokrypiai arba aukšta paviršiaus kokybė sumažina tolesnį apdorojimą.
• Apdailos ir dangos pasirinkimas reikšmingai paveikti visas sistemos išlaidas (PTFE sėdynės ir nerūdijantys kotai padidina kainą, bet prailgina agresyvių skysčių naudojimo laiką).

Gyvenimo ciklas

• Tinkamai padengti ir prižiūrimi kaliojo ketaus peteliški vožtuvai gali užtikrinti ilgą tarnavimo laiką geriamojo vandens ir ŠVOK sistemose.
  Keitimo išlaidas daugiausia lemia sėdynių ir guolių priežiūros intervalai, o ne kėbulo gedimas.

Tvarumas

• Perdirbimas: kaliojo ketaus yra labai perdirbamas; laužą iš gamybos ir nebenaudojamų liejinių nesunkiai surenka juodųjų metalų perdirbėjai.
• Energija & Anglies: Investicinis liejimas yra daug energijos reikalaujantis korpuso gamyboje ir lydant, tačiau sumažėjęs apdirbimas ir medžiagų naudojimas beveik tinklinėse formose gali kompensuoti dalį gyvavimo ciklo pėdsakų.
  Gyvavimo ciklo vertinimai turėtų palyginti visos sistemos poveikį (įskaitant dangas ir tarnavimo laiką) sąžiningam palyginimui.

10. Palyginimas su kitais liejimo procesais

11. Išvados

Investicinis kaliojo ketaus peteliškųjų vožtuvų liejimas sujungia tikslią geometriją su tvirta liejimo metalurgija.

Kai nurodyta ir gaminama griežtai kontroliuojant procesą – mazgiškumo tikslai, metalografiniai patikrinimai, Ndt, ir apibrėžti apdailos reikalavimai – šie vožtuvai užtikrina puikų sėdynės pakartojamumą, sumažintos apdailos išlaidos, ir patikimas aptarnavimas vandenyje, ŠVOK ir daugelis pramonės paslaugų.

Kruopštus sėdynių medžiagų pasirinkimas, pamušalai ir apdaila turi atitikti terpę ir temperatūrą.

Dėl ėsdinančių, labai aukšta temperatūra arba labai didelės angos, turėtų būti įvertintos alternatyvios medžiagos arba liejimo būdai.

 

DUK

Kokie dydžiai yra praktiški investiciniams kaliojo ketaus peteliškiems vožtuvams?

Praktiškai nuo DN15 iki DN300 yra puiki vieta investuoti; galimi didesni skersmenys, tačiau didėja kaina ir įrankiai – pasidomėkite liejyklos galimybėmis.

Koks gali būti sėdynės nuotėkis naudojant investicinį liejimą?

Su tiksliomis angomis ir kokybiškomis elastingomis sėdynėmis, vožtuvai gali pasiekti pramonės standartines lizdų nuotėkio klases, kurias naudoja pirkėjai; nurodykite norimą nuotėkio klasę ir reikalaukite patikros bandymo priėmimo metu.

Ar kaliojo ketaus koroziją daro geriamasis vanduo?

Neapdorotas kalusis ketus pradės koroziją. Geriamajam vandeniui, Standartinė praktika yra vidinis lydymo būdu sujungtas epoksidinio arba cemento skiedinio pamušalas ir korozijai atsparios apdailos medžiagos.

Kaip investicinis liejimas įtakoja vožtuvo sukimo momentą?

Investicinis liejimas pagerina disko kiaurymės koncentriškumą ir sėdynės geometriją, o tai paprastai sumažina darbinio sukimo momento svyravimus ir gali sumažinti vidutinį sukimo momentą, palyginti su mažiau tiksliu liejiniu.

Faktinis sukimo momentas daugiausia priklauso nuo disko profilio, sėdynės medžiaga ir slėgio skirtumas.

Kuo investicinis liejimas palyginamas su smėlio liejimu?

Investicinio liejimo vieneto kaina yra didesnė, bet dėl ​​sumažėjusio apdirbimo ir surinkimo, sudėtingų dalių bendra dalių kaina gali būti mažesnė. Paprastiems, didelių dalių smėlio liejimas paprastai yra pigesnis.