Yatırım Dökümü ile Kelebek Valf Diski

1. giriiş

Kelebek vanalarında, Disk, birincil akış kontrol elemanı olarak hizmet eder, Basınç düşüşünü doğrudan etkiler, Sızdırmazlık, ve çalıştırma torku.

Sonuç olarak, Disk tasarımı ve üretimi, valf performansını periferik bileşenlerden çok daha fazla belirleyin.

Hassas döküm kompleks üretmek için tercih edilen yöntem olarak ortaya çıktı, Sıkı hizmet gereksinimlerini karşılayan yüksek hassasiyetli diskler.

Bu makalede, Tasarım ve malzeme seçiminden dökümlere kadar her aşamayı keşfediyoruz, bitirme, ve doğrulama - profesyonel, Veri odaklı bilgiler ve en iyi uygulamaları vurgulamak.

2. Yatırım Casting Genel Bakış

Hassas döküm, kayıp balmumu dökümü olarak da bilinir, karmaşık metal bileşenleri oluşturmak için zaman test edilmiş bir yöntemdir.

Süreç bir balmumu deseni ile başlar, bir kalıp oluşturmak için seramik bir kabukla kaplanmış.

Dewaxing ve yüksek sıcaklık ateşinden sonra, Erimiş metal boşluğa dökülür, Ve son kısım atış patlaması ve işleme yoluyla bitti.

Kum dökümü veya işleme ile karşılaştırıldığında, Yatırım Döküm, sıkı toleranslarla net yakın şekil geometrisi sunar (± 0.1 mm) ve yüzey kaplamaları ra ≤ kadar pürüzsüz 1.6 µm.

Bu hassasiyet kelebek valf diskleri için hayati önem taşır, Küçük sapmaların bile sızdırmazlık bütünlüğünü tehlikeye atabileceği yerler.

Tipik disk boyutları arasındadır 50 mm ila 1,500 MM çapında, ağırlıklar yayılıyor 0.5 kg yapmak 50 kilogram, uygulamaya bağlı olarak.

3. Kelebek valf diskleri için malzeme seçimi

Bir yatırım için doğru alaşımı seçmek kelebek valfi Disk dengelemeyi gerektirir korozyon direnci, mekanik dayanım, Sıcaklık özelliği, Ve maliyet.

Altında, Dört maddi aileyi keşfediyoruz - Avantajları ile - ve spesifikasyona rehberlik etmek için nicel mülk hedeflerini vurguluyoruz.

Östenitik Paslanmaz Çelikler (CF8 / CF8M / CF3 / CF3M)

Neden onları seç? Östenitik sınıflar suda mükemmel genel hizmet korozyon direnci sunar, hafif asitler, ve buharla 200 °C.

Yüz merkezli kübik sayesinde (FCC) yapı, Tokluğu –50 ° C'ye kadar sürdürüyorlar.

Geçiş notu:

Klorürlere veya zayıf asitlere maruz kalan valfler için, CF8'den CF8M'ye yükseltme (316) Çukurlaşma direnci eşdeğeri sayısını iki katına çıkarır (Odun) ~ 18 ila ~ 25 arasında, Deniz suyu veya tuzlu suda hizmet ömrünü belirgin şekilde genişletmek.

Dubleks & Süper çiftlikli paslanmaz çelikler (örneğin, Saf 2205, 2507)

Neden onları seç? Dubleks dereceler, daha yüksek verim mukavemeti sağlamak için östenit ve ferrit fazları birleştirir (~ 800 MPa) ve üstün klorür-stres-korozyon çatlağı (SCC) rezistans.

Veri İçgörüsü:

Tam güçli deniz suyunda (3.5 % NaCl), 2205 Diskler yukarı çukurlaşmaya direniyor 80 °C, sadece karşı ~ 60 316L için ° C, onları denizaltı vanaları için yapmak.

Nikel bazlı alaşımlar (İnkonel 625, Monel 400)

Neden onları seç? Nikel bazlı süper alaşımlar yukarıdaki sıcaklıklara dayanmak 550 ° C ve oksidasyona direnme, sülfidasyon, ve klorlama - ideal yüksek sıcaklık Ve ekşi gaz uygulamalar.

Uygulama Örneği:

Bir gaz türbin sistemindeki bir buhar enjeksiyon vanası 625 disk,

hangi sızdırmaz olarak çalıştı 575 ° C ve 40 Over için çubuk 18 aylar.

4. Kelebek Valf Disk Tasarım Hususları

Bir kelebek valf diskinin tasarlanması, hidrolik performans arasında hassas bir denge içerir, yapısal bütünlük, ve dökülebilirlik.

Sonuç olarak, Mühendisler geometriyi değerlendirmelidir, basınç yükleme, akış dinamiği, malzeme dağılımı,

ve geçit stratejisi - milyonlarca döngü üzerinde güvenilir operasyona katkıda bulunan her faktör.

Disk profili: Kamber Vs. Düz

Her şeyden önce, the disk profili akış direnci ve torku belirler.

A Bombeli veya her iki yüze kürklü olan “bel” disk akış ayrımını kadar azaltır 20% düz bir diskle karşılaştırıldığında ve yaklaşık olarak hareket ettirme torku 25% tipik olarak 150 mm, PN16 valfleri.

Ek olarak, Camber, kendi merkezli bir hidrodinamik kuvvet yaratır, bu da orta inme stabilitesini arttırır ve mühür ömrünü uzatır.

tersine, düz diskler düşük basınçta popüler kal (≤ 10 çubuk) ve basit açık/kapama uygulamaları, Takım ve işleme basitleştirdikleri için.

Duvar Kalınlığı & Yapısal sertlik

Devam eden, duvar kalınlığı hem sertliği hem de döküm kalitesini belirler.

Yatırım diskleri için, nominal kalınlık 4–8 mm Basınç derecelendirmelerini destekler 40 çubuk büzülme gözenekliliğinden kaçınırken.

Üstelik, geçiş fileto yarıçapı 3–5 mm Hub -Disk Kavşağı'nda stres konsantrasyonunu önleyin ve tekdüze katılaşmayı teşvik edin.

Sonlu eleman analizi (FEA) Bu tür bölümlerin daha az saptırdığını rutin olarak doğrular 0.2 mm altında 16 çubuk diferansiyel, böylece mühür bütünlüğünü korumak.

Basınç dengeleme & Takviye

Dahası, Tasarımcılar genellikle dahil olur basınç dengeleme delikleri veya kabartma olukları Daha büyük kelebek valf disklerinde (≥ 300 mm) Giriş ve çıkış basınçlarını eşitlemek için.

Net dengesiz gücü azaltarak 60%, Bu özellikler, bir sınıfa göre boyutlandırma aktüatörünü küçültmek.

Ek olarak, yerel kaburga aşağı akış yüzünde - tipik olarak 4–6 kaburga ile ilgili 5 MM Kalınlık - Diski kayda değer bir kilo alımı olmadan sertleştirir.

Hidrodinamik & Tork azaltma

Eşit derecede önemli, hidrodinamik konturlar Pürüzsüz akış geçişlerini sağlayın.

Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) Analizler, eğrilik yarıçapı ile yuvarlak ön kenarların 0.1× disk çapı Gecikme Akışı Ayrılması,

deşarj katsayısının iyileştirilmesi (CD) ~ 0.65 ila ~ 0.75 arasında 50% açılış.

Sonuç olarak, çalıştırma torku düşer 15- , Doğrudan düşük operasyonel enerji maliyetlerine dönüşmek.

Kaplama, Yükseltici yerleştirme & Dökülebilirlik

Nihayet, geçit ve yükseltici tasarımı Disk geometrisini kusursuz döküm için uyarlayın.

Mühendisler ana kapıyı disk merkezine yerleştirir, Metal havuzlar tek bir periferik yükselticiye doğru yönlendirmeyi teşvik eder.

Bu düzen, son katılaştırma bölgelerine beslenmeyi sağlar, büzülme kusurlarını azaltmak 0.5% Dökümlerin.

İki sayılı, bir kabuk kalınlığı 6 mm ve kontrollü soğutma oranları (≤ 5 ° C/dakika) Termal şoktan ve mikro saldırmaktan kaçının.

5. Yatırım döküm işlemi detaylarına göre kelebek valf diski

Yatırım Döküm - Çoğunlukla denir kayıp balmumu- Seramik Kalıp aracılığıyla hassas bir balmumu desenini metal kelebek valf diskine dönüştürür.

Çeşitli kabuk sistemleri arasında, Silika -sol Bağlayıcılar, yüksek entegre için endüstri standardı olarak ortaya çıktı, Boyutsal olarak doğru dökümler.

Balmumu Takımları & Kalıp üretimi

• Yüksek öngörülemez kalıp: CNC-işlenmiş kalıp boşlukları içinde balmumu desenleri üretir ±0,05 % nominal boyutlar.
• Desen Montajı: Mühendisler, her desene göbek - ilk metal akışı için tasarlanmış yaylar ve geçit sistemleri ekler, Dökme başına 20-50 disk tutan balmumu ağaçlarına monte etmek.

Seramik kabuk binası (Silika sol kaplama):

Balmumu düzeneği bir Silika sol bulamaç (Kolloidal bir kolloidal silika ve ince refrakter parçacıklar) ve sıva ile kaplanmış (Zirkon veya kaynaşmış silika kumu).

Bu işlem 8-12 kez tekrarlanır, 5-7 mm'lik bir kabuk kalınlığı oluşturmak için her bir tabaka 70-100 ° C'de kurutulur.

Silika sol kabukları su bardağı veya etil silikat sistemlerine kıyasla üstün termal stabilite ve yüzey kaplaması sunar.

Dewaxing ve ateşleme:

Kabuk, balmumu eritmek için kontrollü bir fırında 850-950 ° C'ye ısıtılır (çiğneme) ve seramik kabuğunu sinter.

Bu adım, artık hidrokarbonları ortadan kaldırır ve kabuğu erimiş metale dayanacak şekilde güçlendirir.

Ateşleme sıcaklığı, kabuğun refrakterliğinin dökülen alaşımla eşleşmesini sağlarken çatlamayı önlemek için dikkatlice kalibre edilir. (örneğin, 1,500Paslanmaz çelikler için –1,600 ° C).

Metal eritme & Dökme uygulamaları

• Pota & Fırın: Kullanmak vakum indüksiyon fırınları (VIM) Alaşımları eritmek için -, dubleks, veya Nikel - Base - Sınırlayan O₂ < 50 PPM ve H₂ < 5 Temiz dökümler için PPM.
• Dökme sıcaklığı: Sürdürmek 1 480–1 520 °C CF8/CF8M için; 1 550–1 600 °C Inconel için 625.
• İnert örtme & Baskı yapmak: Kalıp üzerinde argon veya azot örtüleri kullanın ve hafif pozitif basınç uygulayın (0.1–0.3 bar) Metal'i ince bölümlere sürmek için, gaz gözenekliliğini azaltmak < 0.2 %.

Kabuk kaldırma ve bitirme:

Katılaşmadan sonra, Seramik kabuk atış patlaması yoluyla çıkarılır (Alüminyum oksit kumunun kullanılması) NET ŞEKİL DİSCİNİ DEĞERLENDİRMEYİN.

Son bitirme, yüzey pürüzlülüğünü elde etmek için kapıları/yükselticileri kesme ve parlatmayı içerir (ra) ≤ 1.6 µm,

Valfteki akış türbülansını en aza indirmek için kritik.

Son ısı işlemi

• Çözüm Tavlama: Isı diskleri 1 050 °C (CF8/CF3M) veya 1 100 °C (nikel alaşımları) için 30 dk.,
  daha sonra ayrılmış fazları çözmek ve korozyon direncini optimize etmek için su quench.
• Stres giderme (İsteğe bağlı): A 650 °C, 1-Saat tutma, son işlemlerden kalma gerilmeleri azaltabilir.

Kelebek valf diskleri için silika solunun avantajları

• Yüzey İşlemi: Silika sol kabukları geleneksel yöntemlerden daha pürüzsüz yüzeyler üretir, Kast sonrası işleme ihtiyacını azaltmak.
  Bu, farmasötik veya içilebilir su sistemleri gibi yüksek saflıkta ortamlarda çalışan diskler için hayati önem taşır.
• Boyutsal hassasiyet: Rijit kabuk yapısı sıkı toleransları korur (± 0.1 mm), Disk-koltuk hizalaması için kritik konsantriklik ve düzlük sağlamak.
• Termal Kararlılık: Silika Sol’un Yüksek Refrakterliği (1.600 ° C'ye kadar) dökme sırasında kabuk bozulmasını önler, Diskteki karmaşık basınç dengeleme özelliklerini korumak.
• Malzeme Uyumluluğu: Östenitik çelikler dökmek için ideal, dubleks alaşımlar, ve nikel bazlı süper alaşımlar, kelebek valf uygulamalarında yaygın olan.

6. Yüzey bütünlüğü & Korozyon Direnci

AS - Yasal Yüzey Kaplama ve Yasal Posta Pileşim

Yüksek öngörülen silika -SOL kabukları ile bile, AS - Cast Diskler tipik olarak ortaya çıkar RA 2.5-3.5 µm.

Fakat, Yatırım Dökümünün İnce Seramik Tahılları Yüzey Zirvelerini Altına Sınırlayın 10 µm yükseklikte. Valf - endüstrisi standartlarını karşılamak için - genellikle gerektiren RA ≤ 1.6 µm- Üreticiler geçerlidir:

• Titreşim: Seramik ortam ve ışık aşındırıcıları RA'yı 2-4 saatte% 30-40 oranında azaltır.
• Hassas parlatma: Elmas macun ile CNC - kılavuzlu parlatma (3 µm grit) ra ≤ elde eder 0.8 Sızdırmazlık yüzlerinde µm, Sızıntısız performansın sağlanması.

Bu adımlar, korozyon çukurlarını başlatabilecek veya elastomerik koltuklara zarar verebilecek yüzey mikro çıplaklarını ortadan kaldırır.

Turşu & Pasivasyon döngüleri

Tek tip bir pasif film oluşturmak ve gömülü kapanımları kaldırmak, Kelebek valf diskleri geçiyor:

• Turşu: Daldırma 10 % Hno₃ - 2 % HF çözüm 50 20-30 dakika boyunca ° C yüzey oksitlerini ve ölçeğini çözer.
• Durulmak & Nötralizasyon: Daha sonra deiyonize su ve bir sodyum bikarbonat banyosunda durulama, artık asitleri nötralize eder.
• Pasivasyon: İkinci bir dalış 20 % Hno₃ en 60 ° C için 30 Min, bir 2–5 nm Cr₂o₃ film,
  aracılığıyla doğrulandı ASTM A967 sitrat testi.

Yüzey analitik çalışmalar bir 30 % arttırmak CR içeriğinde en dışta 50 NM,

pasif bir film arıza potansiyel yükselişine tercüme etmek +50 MV Potansiyodinamik testlerde.

Temsili medyada korozyon performansı

Çevre	Disk malzemesi	Korozyon oranı	Test standardı
Deniz suyu (3.5% Nakl ile 25 °C)	CF8M / 316	0.05 mm/yıl	ASTM B117 Tuz Spreyi
Ferrik klorür (çukur testi)	CF8M / 316	Çukurlama yok < 24 H	ASTM G48 Yöntemi A
10% Oda sıcaklığında h₂so₄	CF3M / 316L	0.10 mm/yıl	ASTM G31 Daldırma
Süper ısıtılmış buhar @ 550 °C	İnkonel 625	0.02 mm/yıl	NI - Alaşım Oksidasyon Testi

Yüksek sıcaklık oksidasyonu ve stres - korozyon çatlaması

Ortam yukarıdaki uygulamalar için:

• Oksidasyon Direnci: İnkonel 625 Diskler Sergisi < 0.02 mm/yıl oksit ölçekli büyüme 550 °C.
• SCC direnci: Dubleks - Yasalı SAF 2205 Diskler, test edildiğinde klorür SCC göstermez ASTM G36 en 80 ° C ve 1000 psi için 720 H, 316L'den daha iyi performans gösteriyor 40 %.

7. Kelebek Valf Disk Dökme Tolerans

Dökme diskinde sıkı boyutsal toleransların korunması uygun uyum sağlar, güvenilir sızdırmazlık, ve minimal döküm sonrası işleme.

Yatırım dökümü, kum dökümünden daha ince toleranslar sunar, Ancak tasarımcılar hala maliyet ve performansı dengelemek için gerçekçi beklentiler belirtmelidir.

Aşağıda tipik tolerans Yatırım Cast Kelebek Valf Diskleri için Yönergeler, ISO'ya dayanarak 8062-3 (CT8) ve endüstri uygulaması:

Özellik	Nominal boyut aralığı	Hoşgörü	Notlar
Genel çap	kadar 200 mm	± 0.10 mm	Valf gövdesi ile eşmerkezlilik sağlar; Tam delikli uygulamalar için kritik
	200–400 mm	± 0.15 mm
	> 400 mm	± 0.20 mm
Duvar Kalınlığı	3–8 mm	± 10 % nominal	Tasarımcılar, gözeneklilik büzülmesini önlemek için 4-8 mm bölümleri koruyor
Hub delik çapı	kadar 50 mm	− 0 / + 0.05 mm	Şaft üzerine kayma; Hassas aktüatörler için H7'ye yeniden girmeyi gerektirebilir
	50–100 mm	− 0 / + 0.10 mm
Cıvata çemberi & Delikler	PCD Ø 300 mm	± 0.10 mm	Boru flanş standartlarıyla eşleşir (örneğin, ANSI, İTİBAREN)
	PCD Ø > 300 mm	± 0.15 mm
Sürüklük	Herhangi bir dairesel özellik	≤ 0.05 % çaplı	Conum sıkıştırma tekdüzeliğini sağlar
Düzlük (Oturma yüzü)	Disk Yüz karşısında	≤ 0.05 mm	Valf kapatma için kritik; Genellikle son boyuta zemin
Kenar Profil yarıçapı	Fileto / pahlar	± 0.5 mm	Tasarımcılar akışı ve stres konsantrasyonunu dengelemek için 3-5 mm yarıçap belirler

Pratik çıkarımlar

1. Mühür Nişanı: Oturma yüzlerindeki toleranslar ve roundessed, paketleme ve o-ring sıkıştırmasını doğrudan etkiler, sızıntı gerginliğini etkilemek.
2. Harekete geçme: Hub-delik doğruluğu, eşmerkezli disk dönüşünü sağlar, Rulmanlar ve aktüatörler üzerinde eksantrik yüklemeyi azaltmak.
3. İşleme ödenekleri: Birçok kelebek valf diski döküm olarak bitiş toleranslarını karşılarken, Kritik sızdırmazlık yüzeyleri genellikle hafif bir eziyet alır (0.2–0.5 mm stok) düzlüğü ve yüzey kaplamasını garanti etmek için.
4. Denetim stratejisi: Koordinat ölçüm makinesi (CMM) denetim 100 % disklerin uygunluğu doğrular; İstatistiksel süreç kontrolü (SPC) CT8 sınırlarını aşmadan önce bayrak trendleri.

8. BU Tedarik Katma Değer Hizmetleri

Yatırım dökümü diskinin kendisinin üretilmesinin ötesinde, BU Şimdi piyasaya sürülme süresini hızlandıran bir dizi katma değerli hizmet sunuyor, Şirket içi iş yükünü azaltın:

Hassas İşleme

• CNC Tornalama & Frezeleme: Tedarikçiler genellikle bitmiş göbek delikleriyle diskler sunar, kama yolları,
  ve H7/H8 toleranslarına cıvata deliği desenleri (± 0.02 mm), İkincil işlemenin ortadan kaldırılması.
• Dengeleme & Sondaj: G6.3 sınıf sınırlarına statik veya dinamik dengeleme (< 2.5 mm başına µm dengesizlik) diskler için ≥ 300 mm çapı, artı isteğe bağlı kanama veya denge deliği delme.

Isıl İşlem

• Çözüm Tavlama: Vakum veya tuz banyosu tavanları 1 050–1 100 ° C takip etti
  Hızlı söndürme ile dubleks ve östenitik mikro yapıları geri yükleme, Tam korozyon direncini sağlamak.
• Stres giderme: 1-2 saat boyunca 600-650 ° C'de kritik tutarlar kalıntı gerilmeleri azaltın
  işleme veya kaynaktan 60%, Son montajda bozulmayı önleme.

Yüzey İşlemleri

• Parlatma & Alıştırma: Final RA ≤'ya kadar biter 0.4 Sızdırmazlık yüzlerinde µm sızdırmaz performans sağlar; tipik geri dönüş: 120-50 diskli parti başına –3 gün.
• Kaplamalar & Astar: Epoksi, PTFE, veya seramik kaplamalar agresif ortamda kimyasal direnç katar; Kalınlık kontrolü ± 10 um'ye kadar OEM özelliklerini karşılıyor.

Özel ambalaj & Lojistik

• Koruyucu Bekleme: Korozyon karşıtı VCI ekleri ile ISO uyumlu ahşap kasalar, Şok izleme sensörleri, ve nem göstergeleri transit sırasında diskleri korur.
• Hızlı Track Nakliye: Hızlandırılmış hava-freight veya "süt tarafından işletilen" konsolidasyon, teslim sürelerini keser 2–3 hafta Siparişten kapıya, 6-8 haftalık standart deniz freight ile karşılaştırıldığında.

9. Sonuç

Yatırım dökümü bir tek adım Yüksek performanslı kelebek valf disklerine giden yol, Karmaşık geometrilerin sunulması, sıkı toleranslar (± 0.1 mm), ve üstün yüzey kalitesi (RA ≤ 1.6 µm).

Uygun alaşımları seçerek - CF8M paslanmazdan Inconel 625'e kadar - ve titiz süreç kontrolleri ve denetimleri uygulayarak,

Üreticiler, mekanik hedefleri karşılayan diskler elde edin (gerilme ≥ 550 MPa; uzama ≥ 25 %), olağanüstü korozyon direnci sergileyin,

ve su arıtımında zorlu hizmet koşullarını sürdür, yağ & gaz, ve enerji üretim sektörleri.