چرا قطعات شیر ​​ریخته گری انتخاب برتر برای سیستم های فشار بالا است؟

تکنیک های ریخته گری پیشرفته برای هندسه شیر بحرانی

ریخته گری به دلیل توانایی آن در ایجاد حفره های داخلی پیچیده و مسیرهای جریان منحنی که دستیابی به آنها از طریق ماشینکاری به تنهایی تقریباً غیرممکن است، روش تولید ترجیحی برای اجزای شیر باقی می ماند. برای کاربردهای فشار بالا، یکپارچگی ریخته‌گری توانایی شیر را برای مقاومت در برابر تغییر شکل و خستگی تعیین می‌کند. ریخته‌گری‌های مدرن از ریخته‌گری سرمایه‌گذاری برای اجزای کوچک‌تر و با دقت بالا مانند تزئینات و صندلی‌ها استفاده می‌کنند، در حالی که ریخته‌گری شن و ماسه برای بدنه‌ها و کلاه‌های در مقیاس بزرگ استفاده می‌شود. انتخاب روش ریخته‌گری مستقیماً بر ساختار دانه فلز تأثیر می‌گذارد که به نوبه خود خواص مکانیکی قطعه را تحت تنش حرارتی دیکته می‌کند.

دستیابی به "شکل نزدیک به شبکه" از طریق ریخته گری نیاز به ماشینکاری ثانویه گسترده را کاهش می دهد که یکپارچگی ساختاری مواد را حفظ می کند. با استفاده از قالب‌های ماسه‌ای پرینت سه بعدی یا پوسته‌های سرامیکی، تولیدکنندگان اکنون می‌توانند به تحمل‌های سخت‌تر در "مناطق بحرانی" شیر مانند جعبه پرکننده و صفحه‌های فلنج دست یابند. این دقت تضمین می‌کند که مونتاژ نهایی یک مهر و موم محکم را حفظ می‌کند، حتی زمانی که در معرض محیط‌های خورنده معمول کارخانه‌های فرآوری نفت، گاز و شیمیایی قرار می‌گیرد.

انتخاب مواد و خواص متالورژی

عملکرد یک قطعات شیر ریخته گری به شدت به آلیاژ انتخاب شده وابسته است. محیط های مختلف به پروفیل های متالورژیکی خاصی برای جلوگیری از خرابی زودرس نیاز دارند. در زیر مقایسه ای از مواد رایج مورد استفاده در ریخته گری شیر آورده شده است:

کنترل کیفیت و پروتکل های NDT برای ریخته گری

روش های تست غیر مخرب (NDT)

از آنجایی که ریخته‌گری یک فرآیند انجماد است، ممکن است نقص‌های داخلی مانند انقباض، تخلخل یا آخال‌ها رخ دهد. پروتکل های سختگیرانه NDT برای اطمینان از اینکه بدنه شیر می تواند فشارهای نامی را بدون نشتی تحمل کند، ضروری است. این تست ها اغلب توسط استانداردهای بین المللی مانند ASME B16.34 الزامی می شوند.

• تست رادیوگرافی (RT): از اشعه ایکس برای تشخیص حفره‌های داخلی یا ترک‌های درون دیوار ریخته‌گری استفاده می‌کند.
• بازرسی ذرات مغناطیسی (MPI): ناپیوستگی های سطح و نزدیک به سطح در مواد فرومغناطیسی را شناسایی می کند.
• تست اولتراسونیک (UT): امواج صوتی با فرکانس بالا ضخامت دیوار را اندازه گیری می کند و عیوب عمیق را تشخیص می دهد.
• بازرسی نافذ رنگ (DPI): روشی کم‌هزینه برای آشکار کردن ترک‌های سطحی یا تخلخل نامرئی با چشم غیرمسلح.

بهینه سازی طراحی دروازه و رایزر

موفقیت یک جزء شیر ریختگی با طراحی قالب آغاز می شود. سیستم دروازه - شبکه کانال هایی که فلز مذاب را به حفره قالب می رساند - باید طوری طراحی شود که تلاطم را به حداقل برساند. جریان آشفته می تواند هوا و ناخالصی ها را وارد کند و منجر به "سوراخ های گاز" در بدنه شیر تمام شده شود. مهندسان از نرم‌افزار شبیه‌سازی انجماد برای پیش‌بینی چگونگی سرد شدن فلز استفاده می‌کنند و اطمینان حاصل می‌کنند که بخش‌های سنگین شیر، مانند فلنج‌ها، با مواد مذاب کافی برای جلوگیری از انقباض تغذیه می‌شوند.

رایزرها به عنوان مخازن فلز مذاب عمل می کنند که در حین خنک شدن، ریخته گری را "تغذیه" می کند. در ساخت سوپاپ، قرار دادن رایزرها به صورت استراتژیک بر روی ضخیم ترین بخش ها بسیار مهم است. اگر طراحی رایزر معیوب باشد، شیر ممکن است یک بازرسی بصری را پشت سر بگذارد اما به دلیل مسیرهای داخلی میکروسکوپی در آزمایش فشار هیدرواستاتیک شکست بخورد. مدیریت حرارتی مناسب در طول فاز خنک‌کننده، ساختار دانه‌ای یکنواخت را تضمین می‌کند، که برای جوش‌پذیری طولانی‌مدت و قابلیت تعمیر شیر در مزرعه حیاتی است.

عملیات حرارتی پس از ریخته گری

تنش زدایی و آنیلینگ محلول

هنگامی که جزء از قالب خارج می شود، اغلب تحت عملیات حرارتی قرار می گیرد تا خواص آن اصلاح شود. برای ریخته گری فولاد زنگ نزن، بازپخت محلول برای حل کردن کاربیدها در ماتریس فلزی استفاده می شود که مقاومت در برابر خوردگی را به حداکثر می رساند. برای فولاد کربنی، نرمال سازی یا تمپر برای دستیابی به تعادل مطلوب بین سختی و چقرمگی استفاده می شود. این مرحله برای شیرهایی که برای دماهای زیر صفر (سرویس برودتی) یا کاربردهای بخار سیکل بالا که شوک حرارتی یک تهدید دائمی است، غیر قابل مذاکره است.