Tijelo leptirastog ventila od livenja za investicije

1. Uvod

Leptir ventili su među najčešće korištenim uređajima za kontrolu protoka u industrijskim cjevovodnim sustavima.

Njihov jednostavan, ali učinkovit dizajn - rotirajući disk koji regulira protok - čini ih nezamjenjivima u pročišćavanju vode, kemijska obrada, nafta i plin, Hrana i piće, i stvaranje energije.

U središtu svakog leptirastog ventila nalazi se tijelo ventila, strukturno kućište koje sadrži disk, mjesta, trajati, i pokretači, i mora izdržati unutarnji pritisak, temperatura, i korozivni mediji.

Proizvodnja tijela leptir ventila tradicionalno se oslanjala na lijevanje u pijesku, kovanje, ili izrada od ploče.

Međutim, livenje po ulošku pokazalo se kao superioran proizvodni put za tijela leptir ventila visokih performansi—posebno u nehrđajućem čeliku i dvostrukim legurama—nudeći neusporedivu točnost dimenzija, površinski završetak, i materijalni integritet.

2. Što je kućište leptir ventila?

A ventil za leptir regulira protok tekućine rotirajući kružni disk približno 90 stupnjeva oko središnje osovine.

U usporedbi sa zasunima, ventili na globusu, i kuglasti ventili, leptir ventili nude mnogo kompaktniju strukturu i manju težinu, što ih čini posebno prikladnima za sustave cjevovoda velikog promjera.

Iako se ventil čini relativno jednostavnim, svaka komponenta obavlja kritičnu mehaničku funkciju.

Tijelo leptir ventila je glavno kućište leptir ventila koje održava pritisak.

Podržava ležajeve stabljike, prilagođava sjedište ventila, osigurava brtvene površine za spojeve cjevovoda, i otporan je na unutarnji pritisak tekućine i vanjska mehanička opterećenja.

Osnovne komponente leptir ventila

Vrste dizajna kućišta leptir ventila

Kritični funkcionalni zahtjevi

3. Zašto odabrati lijevani materijal za kućišta leptirastih ventila?

Metoda proizvodnje odabrana za tijelo leptir ventila ima veliki utjecaj na njegovu točnost dimenzija, mehanički izvedba, otpor korozije, učinkovitost proizvodnje, i ukupni trošak.

Među različitim dostupnim proizvodnim procesima, casting je postao jedan od preferiranih izbora za proizvodnju visokokvalitetnih tijela leptir ventila, posebno onih koji se koriste u zahtjevnim industrijskim primjenama.

Za razliku od konvencionalnih metoda lijevanja, livenje po ulošku koristi potrošne uzorke od voska i precizne keramičke kalupe za proizvodnju komponenti gotovo neto oblika s iznimnom preciznošću dimenzija i završnom obradom površine.

Proces je sposoban reproducirati zamršene geometrije koje bi bile teške, skupo, ili čak nemoguće proizvesti korištenjem tradicionalnog lijevanja u pijesak ili opsežne strojne obrade.

Kao rezultat, livenje u kalupu ne samo da poboljšava kvalitetu proizvoda, već također povećava učinkovitost proizvodnje i smanjuje materijalni otpad.

Za tijela leptir ventila, koji uključuju složene protočne kanale, zapečaćene površine, stabljika, i prirubnički spojevi, livenje po ulošku nudi jedinstvenu kombinaciju fleksibilnosti dizajna, strukturni integritet, i dosljednost proizvodnje.

Ključne prednosti lijevanih materijala za kućišta ventila

4. Odabir materijala za lijevana tijela leptirastih ventila za ulaganje

Odabir odgovarajućeg materijala jedna je od najvažnijih odluka u dizajnu i proizvodnji kućišta leptir ventila od livenog materijala za ulaganje.

Dok proces lijevanja po ulošku određuje kvalitetu dimenzija i geometrijsku složenost komponente, legura određuje njezina mehanička svojstva, otpor korozije, sposobnost pritiska, temperaturni raspon, i očekivani vijek trajanja.

Nehrđajući čelik

Nehrđajući čelik je najčešće korišteni materijal za tijela leptir ventila od livenog ulaganja zbog svoje izvrsne ravnoteže otpornosti na koroziju, mehanička čvrstoća, proizvodnja, i dugoročna pouzdanost.

Pasivni oksidni film bogat kromom formiran na površini pruža učinkovitu zaštitu od atmosferske korozije i mnogih industrijskih kemikalija.

Cf8 (Ekvivalent ASTM A351 Grade CF8)

CF8 je lijevani ekvivalent kovanog tipa 304 nehrđajućeg čelika i sadrži otprilike 18% krom i 8% nikla.

Nudi dobru otpornost na koroziju u vodi, pari, prehrambeni proizvodi, i mnoge blago korozivne kemikalije.

Njegove prednosti uključuju:

• Dobar opći otpor korozije
• Izvrsna odljevanost
• Dobra zavarivost
• Stabilna mehanička svojstva
• Konkurentna cijena materijala

CF8 ima široku primjenu u:

• Sustavi za pročišćavanje vode
• Prerada hrane
• HVAC oprema
• Opći industrijski cjevovodi
• Niskokorozivne kemijske usluge

Međutim, CF8 se ne preporučuje za okruženja koja sadrže visoke koncentracije klorida, gdje se može pojaviti lokalizirana rupičasta i pukotinska korozija.

Cf8m (Ekvivalent ASTM A351 Grade CF8M)

CF8M odgovara kovanom tipu 316 nehrđajućeg čelika, ali uključuje približno 2-3% molibdena.

Dodatak molibdena značajno poboljšava otpornost na:

• Udubljenje klorida
• Pukotina korozije
• Morsko okruženje
• Organske kiseline
• Tekućine za kemijske procese

Tipične aplikacije uključuju:

• Inženjering na moru
• Sustavi hlađenja morskom vodom
• Kemijske biljke
• Farmaceutska oprema
• Industrija celuloze i papira

Iako je CF8M općenito skuplji od CF8, njegova povećana otpornost na koroziju često rezultira znatno nižim troškovima održavanja tijekom radnog vijeka ventila.

Nehrđajući čelici s niskim udjelom ugljika (CF3 i CF3M)

CF3 i CF3M su niskougljične verzije CF8 i CF8M, odnosno.

Njihov smanjeni sadržaj ugljika smanjuje taloženje karbida tijekom zavarivanja, čime se poboljšava otpornost na interkristalnu koroziju u zonama pod utjecajem topline.

Ove ocjene se obično biraju za:

• Zavareni sustavi cjevovoda
• Farmaceutska proizvodnja
• Oprema za preradu hrane
• Kemijski sustavi visoke čistoće

Tamo gdje se predviđa opsežno zavarivanje, nehrđajući čelici s niskim udjelom ugljika općenito se preferiraju u odnosu na standardne kvalitete.

Ugljični čelik

Iako nehrđajući čelik dominira korozivnim primjenama, ugljični čelik ostaje ekonomičan izbor za mnoga tijela leptir ventila koja rade u nekorozivnim ili blago korozivnim uvjetima.

WCB ugljični čelik

ASTM A216 WCB jedan je od najčešće korištenih lijevanih ugljičnih čelika u industriji ventila.

Njegove prednosti uključuju:

• Visoka mehanička čvrstoća
• Dobra udarna žilavost
• Izvrsna obradivost
• Niska cijena materijala
• Dobra otpornost na pritisak

Tipične aplikacije uključuju:

• Naftovodi
• Prijenos prirodnog plina
• Parni sustavi
• Zaštita od požara
• Industrijske komunalne usluge

Međutim, WCB zahtijeva zaštitne premaze ili unutarnje obloge kada je izložen korozivnom okruženju.

LCC niskotemperaturni ugljični čelik

LCC je posebno razvijen za rad na niskim temperaturama.

U usporedbi s WCB, pokazuje poboljšanu udarnu žilavost na temperaturama ispod nule i obično se koristi u:

• LNG postrojenja
• Kriogeno skladištenje
• Rashladni sustavi
• Arktička plinovodna infrastruktura

Dupleks nehrđajući čelik

Kako industrijska okruženja postaju sve agresivnija, dvostruki nehrđajući čelici široko su prihvaćeni za tijela leptir ventila visokih performansi.

Duplex nehrđajući čelici sadrže približno jednake udjele ferita i austenita, kombinirajući prednosti obiju mikrostruktura.

Njihove karakteristike uključuju:

• Vrlo visoka vlačna čvrstoća
• Izvrsna otpornost na kloride
• Izvanredna otpornost na pucanje od korozije pod naponom
• Dobra izvedba zamora
• Izvrsna otpornost na eroziju

U usporedbi s konvencionalnim austenitnim nehrđajućim čelicima, duplex legure često daju gotovo dvostruko veću granicu razvlačenja dok zadržavaju izvrsnu otpornost na koroziju.

Uobičajeni stupnjevi lijevanja za ulaganje uključuju:

• CD4MCU
• ASTM A890 stupanj 4a
• ASTM A890 stupanj 5A

Tipične aplikacije uključuju:

• Naftne platforme na moru
• Biljke za desalinizaciju
• Morski cjevovodi
• Kemijski reaktori
• Sustavi hlađenja morskom vodom

Iako su duplex legure skuplje od konvencionalnih nehrđajućih čelika, njihov produljeni životni vijek često opravdava dodatna ulaganja.

Legure na bazi nikla

Neki industrijski procesi rade pod uvjetima koji premašuju mogućnosti nehrđajućeg čelika.

Visoko koncentrirane kiseline, povišene temperature, oksidirajuće kemikalije, i reducirajuća okruženja zahtijevaju specijalizirane legure s iznimnom otpornošću na koroziju.

Lijevanje po investiciji omogućuje proizvodnju tijela leptirastih ventila od legura na bazi nikla kao što su:

Hastelloj

Hastelloy legure pokazuju izvanrednu otpornost na:

• Klorovodična kiselina
• Sumporna kiselina
• Fosforna kiselina
• Kloridi
• Oksidirajuće kemikalije

Naširoko se koriste u postrojenjima za kemijsku preradu gdje bi konvencionalni nehrđajući čelici brzo korodirali.

Udruživanje

Inconel legure pružaju:

• Izvrsna otpornost na visoke temperature
• Otpornost na oksidaciju
• Toplinski otpor umora
• Otpornost na pritisak pri povišenim temperaturama

Prijave uključuju:

• Stvaranje energije
• Petrokemijska obrada
• Zrakoplovni potporni sustavi
• Visokotemperaturna kemijska postrojenja

Monel

Monel legure posjeduju izuzetnu otpornost na:

• Morska voda
• Fluorovodična kiselina
• Otopine soli
• Morsko bioobraštanje

Često se biraju za leptiraste ventile za brodove i pučinske pogone.

Iako legure nikla predstavljaju značajno materijalno ulaganje, mogu dramatično smanjiti troškove održavanja i zastoje u teškim servisnim okruženjima.

5. Mehanička izvedba kućišta leptir ventila od livenog materijala za ulaganje

Primarna svrha svakog tijela leptir ventila je pružiti pouzdanu mehaničku potporu u zahtjevnim radnim uvjetima.

Dok je livenje po ulošku često prepoznato po svojoj izvrsnoj točnosti dimenzija i završnoj obradi površine, njegova sposobnost proizvodnje komponenti s izvanrednim mehaničkim performansama jednako je važna.

Otpornost na pritisak

Zadržavanje tlaka temeljna je funkcija svakog tijela ventila.

Tijekom rada, tijelo doživljava unutarnji hidrostatski tlak koji stvara vlačna naprezanja kroz cijeli odljev.

Kritična područja stresa uključuju:

• Otvori za stabljike
• Korijeni prirubnice
• Rupe za vijke
• Zidni prijelazi
• Ojačanje križanja rebara

Investicijski lijev doprinosi superiornim performansama pritiska kroz:

• Ujednačena debljina zida
• Smanjeni stres izazvan strojnom obradom
• Glatki geometrijski prijelazi
• Konzistencija visokih dimenzija

Tlačna sposobnost u konačnici se provjerava hidrostatskim ispitivanjem tlaka u skladu s primjenjivim industrijskim standardima.

Strukturna čvrstoća

Strukturna čvrstoća odnosi se na sposobnost tijela ventila da se odupre trajnoj deformaciji pod mehaničkim opterećenjem.

Važna svojstva materijala uključuju:

• Snaga popuštanja
• Zatečna čvrstoća
• Modul elastičnosti
• Tvrdoća

Nehrđajući čelici lijevani za ulaganje obično pružaju izvrsnu kombinaciju čvrstoće i rastegljivosti, omogućujući tijelu ventila da izdrži:

• Opterećenja cjevovoda
• Zakretni moment aktuatora
• Instalacijske snage
• Naprezanja toplinskog širenja

Odgovarajuća toplinska obrada dodatno poboljšava čvrstoću pročišćavanjem mikrostrukture legure.

Otpornost na umor

Za razliku od posuda za statički tlak, leptir ventili često doživljavaju ponavljana opterećenja tijekom svog životnog vijeka.

Svaki radni ciklus stvara:

• Kolebanja tlaka
• Zakretni moment vretena
• Vibracija
• Toplinska ekspanzija
• Mehanički utjecaj

Preko tisuća — ili čak milijuna — ciklusa, mogu se razviti mikroskopske zamorne pukotine.

Investicijski lijev poboljšava performanse zamora kroz:

• Glatka površinska završna obrada
• Smanjena koncentracija stresa
• Ujednačena mikrostruktura
• Točnost visoke dimenzije

Značajke dizajna kao što su veliki zaobljeni rubovi i optimizirano postavljanje rebara dodatno povećavaju otpornost na zamor ravnomjernijom raspodjelom naprezanja.

Žilavost utjecaja

Industrijski ventili mogu biti izloženi iznenadnim mehaničkim udarima tijekom transporta, montaža, ili operacija. U okruženjima s niskom temperaturom, neadekvatna žilavost može dovesti do krhkog loma.

Udarna žilavost je stoga bitno svojstvo, posebno za:

• LNG sustavi
• Kriogeni cjevovodi
• Offshore instalacije
• Infrastruktura za hladnu klimu

Materijali kao što su LCC ugljični čelik i duplex nehrđajući čelik zadržavaju izvrsnu žilavost na nižim temperaturama, čineći ih prikladnim za zahtjevne aplikacije.

Otpornost na trošenje i eroziju

Iako tijelo ventila općenito nije podvrgnuto izravnom kliznom kontaktu poput diska ili sjedišta, još uvijek može doživjeti eroziju od tekućina velike brzine koje nose abrazivne čestice.

Tipični erozivni mediji uključuju:

• Griz
• Voda puna pijeska
• Rudarska jalovina
• leteći pepeo
• Kemijske suspenzije

Duplex nehrđajući čelici i legure na bazi nikla za ulaganje pružaju vrhunsku otpornost na eroziju zbog svoje veće tvrdoće i jače mikrostrukture.

Optimizirani unutarnji protočni prolazi također smanjuju lokaliziranu turbulenciju, minimiziranje erozije tijekom produljenih razdoblja rada.

Otpor korozije

Korozija ostaje jedan od vodećih uzroka kvarova ventila u industrijskim sustavima.

Ovisno o radnom okruženju, tijela leptir ventila mogu naići:

• Opća korozija
• Korozija
• Pukotina korozije
• Galvanska korozija
• Međugranularna korozija
• Pucanje korozije stresa

Lijevanje po ulošku podržava upotrebu legura visoke otpornosti na koroziju uz proizvodnju gustoće, visokokvalitetni odljevci s minimalnim površinskim greškama.

Odgovarajuće površinske obrade—kao što je pasivizacija ili elektropoliranje—mogu dodatno povećati otpornost na koroziju jačanjem zaštitnog oksidnog sloja na površinama od nehrđajućeg čelika.

Performanse visoke temperature

Usluga na visokim temperaturama predstavlja dodatne inženjerske izazove.

Kako temperatura raste:

• Granica razvlačenja se smanjuje
• Otpor na puzanje postaje važan
• Oksidacija se ubrzava
• Može se razviti toplinski umor

Za primjenu na povišenim temperaturama, Tijela ventila lijevana za ulaganje obično se proizvode od nehrđajućeg čelika otpornog na toplinu ili superlegura na bazi nikla koji mogu zadržati mehanička svojstva pri produljenom izlaganju toplini.

Dimenzijska stabilnost

Dimenzijska stabilnost posebno je važna jer se leptir ventili oslanjaju na precizno poravnanje između tijela, trajati, disk, i sjedalo.

Loša dimenzionalna stabilnost može dovesti do:

• Povećani radni moment
• Nosač sjedala
• Propuštanje
• Prijevremeni kvar ležaja

Masovni lijev pruža izvrsnu ponovljivost dimenzija minimiziranjem izobličenja tijekom proizvodnje.

Kontrolirana toplinska obrada i precizna strojna obrada dodatno osiguravaju da kritične dimenzije ostanu unutar specificiranih tolerancija.

Ova visoka razina dimenzionalne stabilnosti izravno doprinosi glatkom radu ventila, pouzdana izvedba brtvljenja, i dugi radni život.

6. Toplinska obrada i završna obrada površine tijela leptir ventila od livenog materijala za ulaganje

Toplinska obrada i završna obrada površine nisu sekundarni koraci naknadne obrade u proizvodnji ventila;

radije, one su kritične faze koje izravno određuju mehanička pouzdanost, otpor korozije, dimenzijska stabilnost, i služiti život tijela leptirastih ventila od livenog materijala za ulaganje.

Toplotna obrada: Inženjering mikrostrukture za optimizaciju performansi

Toplinska obrada primjenjuje se kako bi se modificirala mikrostruktura lijevane legure, eliminirati zaostala naprezanja, te postići potrebnu ravnotežu snaga, žilavost, i otpornost na koroziju.

Toplina otopine (Austenitni nehrđajući čelici)

Za vrste nehrđajućeg čelika kao što je Cf8, Cf8m, Cf3, i CF3M, tretman otopinom je najkritičniji proces.

Postupak uključuje:

• Zagrijavanje odljevka na približno 1040°C–1120 °C
• Držanje na temperaturi za otapanje karbida i homogenizaciju strukture
• Brzo gašenje (obično vodeno hlađenje)

Ključni ishodi uključuju:

• Uklanjanje taloženja krom karbida
• Obnavljanje otpornosti na koroziju
• Poboljšana duktilnost i žilavost
• Homogenizirana austenitna mikrostruktura

Bez odgovarajućeg tretmana otopinom, tijela ventila od nehrđajućeg čelika mogu patiti od interkristalne korozije i preranog kvara u okruženjima bogatim kloridima.

Toplinska obrada za ublažavanje stresa (Ugljični i leguri čelika)

Tijela ventila od lijevanog ugljičnog čelika (Npr., WCB, LCC) često zadržavaju zaostala naprezanja od skrućivanja i hlađenja.

Oslobađanje od stresa izvodi se na 550°C–650 °C do:

• Smanjite unutarnja zaostala naprezanja
• Poboljšajte dimenzijsku stabilnost
• Smanjite izobličenje tijekom strojne obrade i servisiranja
• Povećajte otpornost na umor

Ovaj proces je posebno važan za tijela leptir ventila velikog promjera gdje su neravnomjerni gradijenti hlađenja izraženiji.

Normaliziranje i kaljenje & Odmrzavanje

Za ugljične i niskolegirane čelike koji zahtijevaju veću čvrstoću:

• Normaliziranje pročišćava strukturu zrna i poboljšava ujednačenost
• Gašenje i ublažavanje značajno povećava čvrstoću i tvrdoću uz održavanje odgovarajuće žilavosti

Ovi tretmani se obično koriste u visokotlačnim aplikacijama kao što su naftovodi i parni sustavi.

Površinska obrada: Funkcionalno i zaštitno poboljšanje

Površinska obrada je jednako važna jer izravno utječe na otpornost na koroziju, čistoća, hidraulička izvedba, i estetsku kvalitetu.

Pjeskarenje i čišćenje

Peskarenje je obično prvi završni korak nakon uklanjanja odljevka.

Njegove funkcije uključuju:

• Uklanjanje ostataka keramičke ljuske
• Uklanjanje oksidnog kamenca
• Jednolika površinska tekstura
• Priprema površine za daljnju obradu

Za odljevke od ugljičnog čelika, čelična sačma se obično koristi, dok komponente od nehrđajućeg čelika često koriste sačmu od nehrđajućeg čelika ili kontrolirane medije za sprječavanje kontaminacije.

Kiseljenje i uklanjanje kamenca

Dekapiranje je kemijski proces koji se prvenstveno koristi za odljevke od nehrđajućeg čelika.

Uklanja:

• Toplinska nijansa
• Oksidni slojevi
• Površinska kontaminacija uslijed obrade na visokim temperaturama

Smjese kiselina (tipično dušični + sustavi fluorovodične kiseline) vratiti čistu metalnu površinu, što je bitno za otpornost na koroziju.

Liječenje pasivizacijom

Pasivacija povećava prirodnu otpornost nehrđajućeg čelika na koroziju potičući stvaranje stabilnog sloja krom oksida.

Prednosti uključuju:

• Poboljšani otpor za pitting
• Povećana kemijska stabilnost
• Dugotrajna površinska zaštita
• Smanjeni rizik od lokalne korozije

Ovaj je korak kritičan za tijela ventila CF8M koja se koriste u morskim i kemijskim okruženjima.

Elektropopoliranje (Vrhunske aplikacije)

Elektropoliranje je elektrokemijski postupak završne obrade koji uklanja mikroskopske površinske vrhove, što rezultira izuzetno glatkom i čistom površinom.

Prednosti uključuju:

• Ultra niska hrapavost površine
• Poboljšana higijenska izvedba
• Smanjeno prianjanje bakterija
• Poboljšana otpornost na koroziju
• Poboljšane karakteristike protoka

Široko se koristi u:

• Farmaceutski sustavi
• Biotehnološki cjevovodi
• Oprema za preradu hrane
• Sustavi ultra čiste vode

Zaštitni premazi (Primjena od ugljičnog čelika)

Za tijela ventila od ugljičnog čelika, zaštitni premazi neophodni su za sprječavanje korozije iz okoliša.

Uobičajeni sustavi premazivanja uključuju:

• Epoksid spojen fuzijom (FBE)
• Poliuretanski premazi
• Primeri bogati cinkom
• Sustavi praškastog premazivanja

Ovi premazi pružaju dugotrajnu otpornost na vlagu, kemikalije, i atmosferske korozije.

7. Strojna obrada tijela ventila od livenog materijala

Investicijskim lijevanjem se proizvode tijela gotovo neto oblika, ali kritične dimenzije zahtijevaju strojnu obradu.

Tipične operacije obrade

Stvori izazove

8. Kontrola kvalitete i pregled

Tijela leptir ventila lijevanih za ulaganje zahtijevaju rigorozno osiguranje kvalitete kako bi zadovoljili industrijske standarde.

Nestruktivno testiranje (NDT)

Dimenzionalni pregled

Mehaničko ispitivanje

9. Industrijska primjena kućišta leptirastog ventila od livenog postupkom

Tijela leptir ventila lijevana za investicije naširoko se koriste u brojnim industrijama jer kombiniraju visoku točnost dimenzija, Izvrsna mehanička svojstva, i izvanrednu otpornost na koroziju.

Njihova sposobnost prilagodbe složenim geometrijama uz zadržavanje cjelovitosti tlaka čini ih prikladnima i za standardne industrijske usluge i za vrlo zahtjevna radna okruženja.

Proizvodnja i distribucija vode

Obrada vode jedan je od sektora najveće primjene za leptir ventile.

Postrojenja gradskih voda, Postrojenja za desalinizaciju, stanice za pročišćavanje otpadnih voda, i sustavi navodnjavanja zahtijevaju pouzdanu opremu za kontrolu protoka koja može kontinuirano raditi uz minimalno održavanje.

Tijela leptir ventila od livenog ulaganja posebno su povoljna jer pružaju:

• Izvrsna konzistencija dimenzija za pouzdano brtvljenje
• Glatke unutarnje površine koje smanjuju otpor protoku
• Dobra otpornost na koroziju u pitkoj i tretiranoj vodi
• Dugi vijek trajanja pod čestim radnim ciklusima

Ovisno o kvaliteti vode i radnim uvjetima, uobičajeno korišteni materijali uključuju:

• CF8 nehrđajući čelik
• CF8M nehrđajući čelik
• Nodularni lijev sa zaštitnim premazima
• Duplex nehrđajući čelik za primjenu u morskoj vodi

Za postrojenja za desalinizaciju, duplex nehrđajući čelik često se preferira zbog njegove vrhunske otpornosti na rupičastu i pukotinsku koroziju izazvanu kloridima.

Naftna i plinska industrija

Proizvodnja nafte i plina izlaže tijela ventila nekim od najtežih radnih uvjeta koji se susreću u industrijskim primjenama.

Tipični operativni izazovi uključuju:

• Visoki tlak
• Povišene temperature
• Sumporovodik (H₂s)
• Ugljični dioksid (Co₂)
• Abrazivne čestice
• Morski okoliši na moru

Tijela leptir ventila od livenog ulaganja nude izvrsnu kontrolu tlaka dok su u njoj ugrađene legure otporne na koroziju posebno dizajnirane za rad u kiselim uvjetima.

Uobičajeni materijali uključuju:

• WCB ugljični čelik
• CF8M nehrđajući čelik
• Dupleks nehrđajući čelik
• Super duplex nehrđajući čelik
• Legure na bazi nikla

Tipične aplikacije uključuju:

• Cjevovodi za sirovu naftu
• Offshore platforme
• Rafinerijske procesne jedinice
• Prijenos prirodnog plina
• LNG terminali
• Petrokemijska postrojenja

Preciznost lijevanja po ulošku također poboljšava pouzdanost brtvljenja, što je ključno za sprječavanje fugitivnih emisija i osiguravanje usklađenosti s okolišem.

Kemijska obrada

Kemijska postrojenja rade s vrlo agresivnim medijima koji mogu brzo razgraditi konvencionalne inženjerske materijale.

Tipične kemikalije uključuju:

• Sumporna kiselina
• Klorovodična kiselina
• Dušična kiselina
• Natrijev hidroksid
• Otopine klorida
• Organska otapala

Lijevanje po investiciji omogućuje proizvođačima proizvodnju tijela leptir ventila od legura visoke otpornosti na koroziju uz zadržavanje izvrsne preciznosti dimenzija.

Ovisno o kemiji procesa, prikladni materijali uključuju:

• CF8M nehrđajući čelik
• Dupleks nehrđajući čelik
• Hastelloj
• Udruživanje
• Monel

Izvrsna završna obrada površine dobivena lijevanjem po ulošku također smanjuje stvaranje pukotina, smanjenje lokalne korozije i olakšavanje čišćenja opreme.

Stvaranje energije

Elektrane zahtijevaju ventile koji mogu kontinuirano raditi pod zahtjevnim toplinskim i mehaničkim uvjetima.

Prijave uključuju:

• Sustavi napojne vode za kotlove
• Distribucija pare
• Sustavi rashladne vode
• Desulfurizacija dimnjaka
• Kondenzacijski sustavi

Tijela ventila moraju izdržati:

• Visoki tlak
• Toplinski biciklizam
• Povišene temperature
• Korozivni kondenzati

Za ove primjene obično se biraju nehrđajući čelici otporni na toplinu i legure na bazi nikla.

Dimenzionalna stabilnost koju osigurava livenje u kalupe pridonosi dosljednom radu ventila tijekom ponovljenih ciklusa toplinskog širenja i skupljanja.

Industrija hrane i pića

Oprema za preradu hrane mora zadovoljiti stroge higijenske standarde uz održavanje izvrsne otpornosti na koroziju.

Tipične aplikacije uključuju:

• Proizvodnja pića
• Obrada mlijeka
• Kuhanje piva
• Rafiniranje šećera
• Proizvodnja jestivog ulja

Tijela leptirastih ventila od nehrđajućeg čelika za ulaganje nude nekoliko važnih prednosti:

• Gladak, Površine koje se mogu očistiti
• Niska bakterijska adhezija
• Izvrsna otpornost na koroziju
• Točnost visoke dimenzije
• Kompatibilnost s postupcima sanitarnog čišćenja

Elektropolirani nehrđajući čelici CF3 i CF3M često se koriste u higijenskim procesnim sustavima gdje je čistoća proizvoda ključna.

Farmaceutska i biotehnološka industrija

Farmaceutska proizvodnja postavlja još strože zahtjeve nego prerada hrane.

Tijela ventila moraju biti izložena:

• Izuzetno glatke površine
• Minimalni rizik od kontaminacije
• Izvrsna mogućnost čišćenja
• Otpornost na agresivne kemikalije za sterilizaciju
• Sukladnost s GMP standardima

Lijevanje za investiciju pruža iznimnu geometrijsku točnost dok minimalizira površinske nesavršenosti koje bi mogle utočiti mikroorganizme.

Dodatno elektropoliranje dodatno poboljšava:

• Površinska hrapavost
• Otpor korozije
• Sterilnost
• Čistoća proizvoda

Ove karakteristike čine tijela leptir ventila od livenog uloška prikladnima za sterilne sustave obrade.

Morski inženjering

Morsko okruženje kombinira nekoliko agresivnih čimbenika:

• Korozija u slanoj vodi
• Visoka vlažnost zraka
• Biološko obraštanje
• Mehaničke vibracije
• Cikličko učitavanje

Tijela ventila koja se koriste na brodovima, Offshore platforme, i obalni objekti zahtijevaju izvanrednu otpornost na koroziju.

Uobičajeni materijali uključuju:

• Dupleks nehrđajući čelik
• Super duplex nehrđajući čelik
• Monel
• Brončane legure

Investicijski lijev omogućuje složene dizajne brodskih ventila uz osiguravanje izvrsnog mehaničkog integriteta pod kontinuiranom izloženošću morskoj vodi.

Rudarstvo i obrada minerala

Rudarski radovi predstavljaju jedinstvene izazove zbog visoko abrazivnih suspenzija koje sadrže suspendirane krutine.

Tijela ventila moraju se oduprijeti:

• Abrazivno trošenje
• Utjecaj opterećenja
• Korozija
• Velike brzine protoka

Duplex lijevani nehrđajući čelik nudi izvrsnu kombinaciju otpornosti na trošenje, jačina, i otpornost na koroziju, što ga čini pogodnim za sustave transporta gnojnice.

HVAC i građevinske usluge

Velike poslovne zgrade često koriste leptir ventile za:

• Ohlađena voda
• Sustavi grijanja
• Rashladne tornjeve
• Zaštita od požara
• Raspodjela vode

Tijela ventila od livenog materijala za ulaganje pružaju laganu konstrukciju, točne dimenzije, i pouzdano brtvljenje uz smanjenje troškova održavanja tijekom dugih radnih razdoblja.

10. Trendovi budućeg razvoja

11. Zaključak

Lijevanje po investiciji je vrhunski proizvodni proces za tijela leptir ventila visokih performansi, osobito u nehrđajućem čeliku i dupleks legurama.

Nudi jedinstvenu kombinaciju geometric complexity, točnost dimenzije, površinski završetak, i materijalni integritet koji je neusporediv s lijevanjem u pijesku, kovanje, ili izmišljotina.

Procesom se dobivaju komponente gotovo neto oblika uz minimalnu strojnu obradu, izvrstan integritet pritiska, i dosljedna mehanička svojstva.

Za tijela ventila koja zahtijevaju otpornost na koroziju, uske tolerancije, i dug radni vijek—bilo u kemijskim postrojenjima, Offshore platforme, ili linijama za preradu hrane—lijevanje po kalupu je metoda izbora.

Uspjeh tijela leptir ventila lijevanog ulaganjem ovisi o rigoroznoj kontroli u cijelom proizvodnom lancu: odabir legura, dizajn uzoraka, građevina, topljenje, ulijevanje, toplotna obrada, obrada, i inspekcija.

Napredak u simulaciji, automatizacija, a održivi materijali dodatno unaprjeđuju proces, čineći ga učinkovitijim, pouzdan, i ekološki prihvatljiv.

Kako industrije zahtijevaju veće performanse, lakša težina, i dulji vijek trajanja od opreme za kontrolu protoka, livenje u obliku uloška i dalje će igrati središnju ulogu u rješavanju ovih izazova.

 

Česta pitanja

Koja je najveća veličina tijela leptiraste zaklopke koja se može lijevati uloškom?

Tipični kapacitet lijevanja za ulaganje: do 600 mm (24″) promjer za wafer/lug tijela; veće veličine do 900 mm (36″) moguće su uz specijaliziranu izgradnju ljuske.

Za vrlo velike ventile (>48″), lijevanje u pijesak ili izrada je ekonomičnija.

Koja je razlika između tijela ventila u obliku vafera i lug-style?

Tijela u obliku pločica su tanka i stegnuta između prirubnica; tijela u obliku ušica imaju umetke s navojem sa svake strane i mogu se koristiti kao ventili na kraju linije. Oba su investicijski prihvatljiva.

Mogu li se tijela ventila od livenog materijala popraviti?

Manji nedostaci lijevanja mogu se popraviti zavarivanjem (odgovarajućim punilom i prethodno zagrijati), ali veliki nedostaci obično rezultiraju otpadom. HIP može ukloniti poroznost, ali ne može popraviti površinske nedostatke.

Koje je tipično vrijeme isporuke za lijevana tijela ventila?

8-12 tjedana za izradu alata i prve članke; 2-4 tjedna za ponovne narudžbe (s postojećim alatom). Hitne narudžbe mogu se ubrzati uz dodatne troškove.