Mikä on valuprosessi? Opas putkien valuihin

Mikä on valuprosessi? Suora vastaus

Valu on valmistusprosessi, jossa sulaa metallia kaadetaan viimeisen osan muotoiseen muottipesään, minkä jälkeen sen annetaan jäähtyä ja jähmettyä ennen sen poistamista muotista. Se on yksi vanhimmista edelleen laajassa teollisessa käytössä olevista metallintyöstömenetelmistä, ja se on edelleen pääasiallinen putkivalujen valmistustapa, koska valu mahdollistaa monimutkaisten, onttojen ja paineenkestoisten muotojen muodostamisen yhdessä vaiheessa sen sijaan, että ne koneettaisiin kiinteästä materiaalista.

Tässä artikkelissa käydään läpi valuprosessin jokainen vaihe järjestyksessä ja keskitytään sitten erityisesti siihen, miten putkivalut valmistetaan, tarkastetaan ja on määritelty teollisuus- ja kunnallisiin sovelluksiin.

Valuprosessi, askel askeleelta

Vaikka tietyt tekniikat vaihtelevat, lähes kaikki valuprosessit noudattavat samaa ydinjärjestystä kuvion suunnittelusta valmiiseen osaan:

1. Kuvion luominen — kopio lopullisesta osasta, joka on tyypillisesti valmistettu puusta, metallista tai muovista ja hieman ylimitoitettu metallin kutistumisen huomioon ottamiseksi jäähdytyksen aikana
2. Muotin valmistus — hiekan, keraamisen tai pysyvän metallisuulakkeen pakkaaminen kuvion ympärille muodostamaan onkalo, joka vastaanottaa sulan metallin
3. Sulatus – metallin, tyypillisesti raudan, teräksen tai alumiiniseoksen, kuumentaminen uunissa lämpötiloihin välillä 1 200 °C ja 1 600 °C seoksesta riippuen
4. Kaataminen — sulan metallin siirtäminen muottipesään porttijärjestelmän kautta, joka on suunniteltu säätelemään virtausta ja minimoimaan turbulenssia
5. Jäähdytys ja jähmettyminen – antaa metallin jäähtyä hallitulla nopeudella, koska jäähdytysnopeus vaikuttaa suoraan raerakenteeseen ja lopulliseen lujuuteen
6. Shakeout ja viimeistely — muottimateriaalin poistaminen, porttien ja nousuputkien leikkaaminen ja pinnan puhdistaminen hiomalla tai suihkupuhalluksella
7. Tarkastus — mittatarkkuuden, sisäisen eheyden ja mekaanisten ominaisuuksien tarkistaminen ennen kuin osa hyväksytään käyttöön

Putketuotannossa käytetyt yleiset valumenetelmät

Keskipakovalu

Keskipakovalu on hallitseva menetelmä putkivalussa, erityisesti pallografiittivalurautaputkissa. Sula metalli kaadetaan nopeasti pyörivään sylinterimäiseen muottiin, ja keskipakovoima työntää metallia ulospäin muotin seinämää vasten muodostaen tiiviin, tasaisen putken seinämän samalla kun kevyemmät epäpuhtaudet ja kaasut kulkeutuvat kohti keskireikää, josta ne poistetaan.

Hiekkavalu

Hiekkavalua käytetään putkien liittimiin, laippoihin ja epäsäännöllisen muotoisiin putkikomponentteihin, jotka eivät sovi keskipakovalun vaatimaan pyörimissymmetriaan. Se on joustava, edullisempi menetelmä, joka sopii pienempiin tuotantomääriin ja monimutkaisiin sovitusgeometrioihin, kuten kyynärpäihin ja teesiin.

Miksi valu on suosituin menetelmä putkien valmistuksessa

Casting tuottaa putken kanssa tasainen seinämän paksuus ja tasainen sisähalkaisija yhdessä muodostusvaiheessa, mikä on välttämätöntä putkille, jotka kuljettavat paineistettua vettä, kaasua tai teollisuusnesteitä. Keskipakovalulla valmistettu pallografiittivalurautaputki saavuttaa tyypillisesti vetolujuuden 420 MPa tai suurempi, yhdistettynä venymään, joka tarvitaan kestämään halkeilua maan liikkeen ja painepiippujen vaikutuksesta – tämä yhdistelmä on vaikea saavuttaa taloudellisesti muilla valmistusmenetelmillä.

Yleiset putkien valumateriaalit

Putkivalujen laadunvalvonta

Koska putkivalut sisältävät usein paineistettuja nesteitä, tarkastusstandardit ovat tiukemmat kuin monien muiden valukomponenttien kohdalla. Yleisiä tarkastuksia ovat:

• Hydrostaattisen paineen testaus , jossa jokainen putki testataan paineilla, jotka ylittävät sen nimellistyöpaineen sen varmistamiseksi, että se kestää käyttöolosuhteet ilman vuotoa
• Seinän paksuuden mittaus ultraäänimittareilla varmistaaksesi tasaisuuden koko kehän ympärillä
• Visuaalinen ja väriaineen tunkeutumisen tarkastus pinnan halkeamien tai huokoisuuden havaitsemiseksi
• Kemiallisen koostumuksen analyysi sen varmistamiseksi, että seos täyttää määrätyt standardit, kuten ASTM A536 pallografiittiraudalle

Oikean putken valun valitseminen projektiin

Valinta tulee aloittaa käyttöpaineesta ja kuljetettavasta nesteestä: kunnalliset vesijärjestelmät määrittävät tyypillisesti pallografiittivalurautaputki, joka on luokiteltu luokkaan 350 tai sitä korkeammalle , kun taas korkeapaineiset teollisuuden höyry- tai kemikaalilinjat vaativat usein valuterästä tai ruostumatonta terästä sekä lujuuden että korroosionkestävyyden vuoksi. Myös maaperän olosuhteilla on merkitystä – syövyttävän tai erittäin happaman maaperän läpi kulkevassa putkessa tulee olla polyeteenikotelo tai suojavuori pohjamateriaalista riippumatta.

Putkivaluja määrittävien insinöörien tulee myös vahvistaa valmistajan sertifiointi asiaankuuluvien standardien mukaisesti, koska kolmannen osapuolen sertifioimille valukappaleille tehdään johdonmukainen hydrostaattinen ja kemiallinen testaus, jota itse sertifioidut tuotteet eivät välttämättä tee, mikä vähentää ennenaikaisen epäonnistumisen riskiä kriittisen infrastruktuurin sovelluksissa.