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展示
1. 简介 - 为什么将蝴蝶阀与投资铸造相结合
不锈钢蝴蝶阀是一种关键的流量控制装置，用于化学处理的行业, HVAC, 水处理, 海洋系统, 食品和饮料.
将它们与投资铸造技术相结合，提供了卓越的维度准确性, 耐腐蚀性, 和表面饰面质量 - 在苛刻的服务条件下的密封性能和寿命至关重要的属性.
投资铸造使复杂的生产, 近网状阀体和圆盘, 最小化加工, 减少材料浪费的最多 30%, 并确保与沙子铸造相比更紧密的公差.
这种方法对于高价值不锈钢特别有利, 废料最小化直接提高成本效率.
2. 蝴蝶阀基础 - 类型, 成分, 和性能角色
一个 蝴蝶阀 是调节的四分之一旋转阀, 分离物, 或通过在流动路径中旋转圆盘来旋转圆盘的油门流动.
它的紧凑设计, 快速驱动, 相对较低的成本使其成为工业和市政系统中使用最广泛的阀门类型之一.
蝴蝶瓣的主要类型
蝴蝶阀根据 结束连接 和 密封几何形状:
按连接类型
| 类型 | 描述 | 常用 |
| 晶圆类型 | 适合法兰之间, 通过两个法兰奔跑的螺栓固定在适当的位置 | 空间约束的管道, 低压服务 |
| 凸耳类型 | 阀体上的螺纹凸耳允许螺栓固定到一个法兰; 支持死胡同服务 | 需要频繁断开连接的系统 |
| 法兰类型 | 直接向管法兰螺栓螺栓的整体法兰 | 重型工业系统 |
| 槽端 | 以机械耦合的凹槽结尾 | 防火, HVAC |
通过密封机制
| 类型 | 偏移设计 | 应用 |
| 同心 (零偏移) | 茎通过圆盘中心; 柔软的 | 低压, 通用 |
| 双重偏移 | 从圆盘中心和阀体中心线的茎偏移; 减少座椅磨损 | 中/高压, 服务寿命更长 |
| 三重偏移 | 三重偏心的圆锥密封表面; 金属对金属座 | 高温, 高压, 零裂面服务 |
关键组件
蝴蝶阀通常由以下部分组成:
- 身体 - 包裹内部组件; 不锈钢身体 (CF8M, CF3M) 在激进的媒体中提供耐腐蚀性.
- 光盘 - 控制流动的旋转元件; 通常投资铸造以获得最佳力量和空气动力学概况.
- 茎/轴 - 将执行器或手柄连接到光盘; 需要高扭转强度.
- 座位 - 提供密封表面; 材料包括EPDM, nbr, ptfe, 或金属, 取决于温度和化学兼容性.
- 密封/垫圈 - 防止沿茎或身体和管道之间泄漏.
- 执行器/手柄 - 手动杆, 齿轮操作员, 气动, 电的, 或液压执行器.
3. 投资铸造在不锈钢蝴蝶阀中的作用
为什么要投资蝴蝶阀组件?
熔模铸造, 也称为 迷失的蜡像, 是一个精确的制造过程.
在蝴蝶阀生产中, 这对于 关键的流量控制零件 例如 光盘, 身体, 和茎, 空气动力学轮廓, 密封完整性, 耐腐蚀性是必不可少的.
与其他方法相比的关键优势
| 特征 | 投资铸造益处 |
| 维度的准确性 | 典型的公差为±0.1-0.3毫米，减少了对重加工的需求. |
| 表面处理 | RA 1.6–3.2μm直接从铸造中, 最小化密封表面的抛光. |
| 复杂形状 | 能够形成精简的碟片配置文件以优化CV (流量系数). |
| 物质完整性 | 均匀的微观结构，孔隙率最小; 与适当的热处理配对时，支持高达PN40的压力等级. |
| 材料品种 | 与耐腐蚀等级（例如CF8M）兼容 (316 SS), CF3M (低碳316L), 双工, 和超级复式合金. |
当适合时
当投资铸造最合适的时候:
- 中至高生产量 证明工具成本合理.
- 精确密封表面 需要, 减少后手术后.
- 腐蚀和卫生要求 很关键 (例如。, 海水, 食品级, 化学处理).
- 流线流曲线 减少湍流和气蚀是必要的.
当它不太合适时
虽然用途广泛, 当投资铸造可能不是最好的选择:
- 直径很大 (>DN1200) 使沙子更具成本效益.
- 极端冲击负荷 需求伪造的组件.
- 超低成本商品阀 无法吸收工具成本.
集成到蝴蝶阀制造
对于不锈钢蝴蝶阀, 投资铸造经常产生:
- 阀光盘 - 优化用于平滑流量和最小压力降; 铸造可实现复杂的空气动力横截面而无需焊接.
- 阀体 - 对于较小的直径 (DN40 – DN300), 投资 - 铸造机构降低体重并改善美学; 用于较大的直径, 施放身体环或关键密封区，然后焊接到制造的外壳中.
- 茎/轴 - 集成功能 (花键, 执行器耦合公寓) 需要.
4. 蝴蝶阀铸造中使用的常见不锈钢等级
选择 不锈钢 蝴蝶阀组件的合金是 对性能至关重要, 耐用性, 和法规合规性.
| ASTM / 设计 | 通用名称 | 典型的组成 (wt％) | 关键属性 | 典型的应用 |
| CF8M (ASTM A351) | 316 SS | 18Cr – 10ni – 2mo | 对氯化物的极好抵抗力, 酸; 良好的力量 425 °C | 海水服务, 化学过程阀 |
| CF3M (ASTM A351) | 316L SS | 低c, 18Cr – 10ni – 2mo | 与CF8M相同的耐腐蚀性，但提高了可焊性和抵抗力 | 食物 & 饮料, 制药级阀 |
| CF8 (ASTM A351) | 304 SS | 18Cr – 8ni | 轻度环境中的良好耐腐蚀性; 成本效益 | HVAC, 一般水服务 |
| CD4MCU (ASTM A890 1A级) | 双工SS | 25CR -5NI -2MO -CU | 高力量, 点抗性; 木头 > 35 | 淡化, 纸浆 & 纸 |
| CE3MN (ASTM A890 5A级) | 超级双工SS | 25Cr – 7ni – 3.5mo – n | 特殊的海水抵抗力; 木头 > 40 | 离岸, 海洋镇流器控制 |
| CN7M (ASTM A744) | 合金 20 | 20CR-29AN-2.5O-CU | 对强酸的抗性, 包括. 硫酸 | 化学处理, 酸转移 |
| 17-4 ph (ASTM A747级CB7CU-1) | 降水硬化的SS | 16CR – 4NI – 4CU – NB | 强度很高 (UTS 900–1100 MPA), 良好的耐腐蚀性, 可以在各种硬度水平上进行热处理 | 高压蝴蝶阀轴, 执行器茎 |
5. 阀组件的投资铸造过程流量 (逐步)
- 卡德 & 图案设计 - 铸造的设计: 收缩津贴, 草稿角, 门控和亚军的布局适合蜡组件.
- 蜡模式产生 - 用于复杂/小体积运行的注射模制或3D印刷蜡. 3D打印的蜡可以快速迭代，而没有针对原型的工具.
- 集会 - 蜡模式与跑步者组装，并进入树组件.
- 炮弹建筑 - 浸入陶瓷泥浆和灰泥中; 多种涂料建造了一个刚性的外壳 (典型的壁厚取决于截面的大小).
- 脱瓦 (高压釜) - 取出蜡以留下陶瓷霉菌腔.
- 预热 / 壳燃烧 - 烧毁残留有机物; 烧结外壳.
- 融化 & 倒 - 合金融化 (感应/EAF); 倒入预热的壳模. 对于高融合部件，考虑真空或惰性气体倒入以减少夹杂物和孔隙率. 不锈钢等级的典型浇注温度〜1450–1600°C，取决于合金.
- 壳淘汰赛 & 打扫 - 去除陶瓷外壳; 射击以去除粘附的材料.
- 切割 & 润滑脂 - 删除跑步者和大门, 粗磨.
- 热处理 (如果需要) - 溶液退火, 压力缓解, 或淬火 & 根据合金和所需特性的脾气. 奥氏体通常退火和钝化.
- 加工 - 完成孔, 密封面, 茎孔, 和轮毂孔到指定的公差. 临界表面会接收精细的加工或打击.
- 表面饰面 / 抛光 / 钝化 / 电力 - 特别是对于卫生阀; RA目标降低至≤0.8μm用于卫生服务.
- 集会 & 测试 - 座椅安装, 茎组件, 每个标准的压力和泄漏测试.
- NDT & 质量保证文档 - 射线照相/UT, PMI, 硬度, mtrs, 每个客户要求可追溯性.
6. 设计和铸造方面的考虑因素特定于蝴蝶阀
- 圆盘几何 & 平衡: 投资铸件必须设计，以便重力和流体动力特征的中心最大程度地减少所需的执行器扭矩并防止振动.
投资铸造可以产生薄, 轮廓圆盘有效. - 茎孔完整性: 圆盘孔和密封面之间的紧密同心性至关重要; 指定加工津贴和跳动公差.
- 座椅保留功能: 用于模制弹性体座椅, 身体通常需要精确的凹槽; 投资铸造可以用最少的加工形成准确的凹槽.
- 壁厚均匀性: 避免突然更改以减少热点和收缩孔隙度. 使用肋骨或鱼片的力量而不是急剧变化.
- 失去蜡的门控策略: 使用门控来确保方向固化; 小的, 薄盘对收缩很敏感; 将大门放在饲养重的部分 (中心) 第一的.
3D打印门或模拟 (校流, 岩浆) 强烈建议使用. - 腐蚀津贴 & 结束: 指定牺牲表面和抛光深度的铸造后加工津贴.
7. 铸造后处理: 热治疗, 加工, 整理和组装
热处理
- 奥氏体不锈钢 (CF8/CF8M): 通常 解决方案退火 (例如。, 1,040–1,120°C) 然后淬火以恢复耐腐蚀性并均匀化结构.
- 双工合金: 可能需要受控的溶液处理和快速冷却以获得正确的双工相位平衡.
- 压力缓解 焊接或重型加工后，当失真控制很重要时.
加工 & 关键表面
- 座椅, 茎孔, 法兰面需要精确加工. 典型的公差: 孔±0.05–0.2 mm，具体取决于直径和功能.
- 光盘通常已经完成并动态平衡以减少执行器扭矩和振动.
表面饰面
- 射击 对于均匀的外观.
- 电力 / 化学钝化 增强耐腐蚀性并满足卫生规格.
- 抛光 到Ra≤0.8μm的食物, 饮料, 和制药部门.
密封安装 & 测试
- 装有正确压缩的弹性体座椅; 金属座椅被打开以实现泄漏类.
8. 质量控制, 测试和标准
物质验证
- PMI / OES 确认合金化学. MTRS应伴随关键批次.
NDT
- 影像学 (RT) 或者 超声波 (UT) 在关键铸件中测试内部孔隙度或收缩.
- 染料渗透剂 (pt) 和 磁性粒子 (公吨) 对于表面和近表面缺陷.
- 硬度测试 和 金理图 用于微观结构检查 (特别是双工与奥氏体平衡).
压力 & 泄漏测试
- API 598, ISO 5208 或等效测试: 壳测试, 座椅测试, 和操作周期测试.
- 定义允许泄漏类 (例如。, 金属座椅的气泡密度, ANSI/FCI VI的软件).
维度检查
- CMM检查关键同心, 法兰面, STEM孔公差和座椅剖面.
标准 & 参考证书
- API 609 (蝴蝶阀 - 通用工业的凸耳和晶圆类型).
- MSS SP-67 (蝴蝶阀 - 铸铁).
- 在 593 和 ISO 5752 / ISO 9969 面对面和压力温度的评分.
- ASTM A351 / A743 和 ASTM A216/A217 用于铸造不锈钢和合金材料 (指定适当的等级).
- 卫生 & 饮用水: 3-一个, FDA, NSF/ANSI 61 相关时.
- 离岸/酸服务: NACE MR0175 / ISO 15156 适用时合规.
9. 不锈钢蝴蝶阀的典型应用
不锈钢蝴蝶阀 - 尤其是通过 投资铸造 - 遍布跨行业 耐腐蚀性, 流效率, 和紧凑的致动 很关键.
他们的轻质光盘设计, 快速四分之一转动的操作, 在恶劣环境中的耐用性使其适合各种服务条件.
食物 & 饮料处理
- 使用的原因: 满足卫生要求; 不锈合金抗酸性和碱性洗涤.
- 典型的媒体: 果汁, 奶制品, 啤酒, 糖浆, 和CIP (清洁) 流体.
- 特殊要求: RA≤0.8μm表面饰面的卫生设计; 符合FDA的弹性体; 3-卫生认证.
药物 & 生物技术
- 使用的原因: 无缝隙的内部几何形状最大程度地降低了污染风险; 与蒸汽灭菌兼容 (啜饮).
- 典型的媒体: 纯净的水, WFI (注射水), 缓冲解决方案.
- 特殊要求: ASME BPE合规性, 内部表面, 可追溯的材料证书.
海军陆战队 & 离岸
- 使用的原因: 对海水腐蚀的抵抗力; 紧凑的足迹西装限制空间.
- 典型的媒体: 压载水, 冷却海水, 燃料, 润滑油.
- 特殊要求: NACE MR0175酸性服务合规性, 双链不锈钢可用于较高的氯化物耐药性.
化学处理
- 使用的原因: 处理广泛的pH范围和腐蚀性介质而没有明显降解.
- 典型的媒体: 酸, 碱, 溶剂, 盐水.
- 特殊要求: 基于化学兼容性的合金选择; PTFE或Viton座椅用于耐化学性.
水 & 废水处理
- 使用的原因: 不锈钢合金防止在饮用水和废水环境中生锈.
- 典型的媒体: 饮用水, 原水, 处理的废水, 污泥.
- 特殊要求: NSF/ANSI 61 饮用水认证; ISO 5752 对于面对面的维度.
油 & 气体 (陆上/离岸)
- 使用的原因: 在紧凑的管道布局中承受腐蚀性和高压服务.
- 典型的媒体: 原油, 产生的水, 处理气体.
- 特殊要求: API 609 设计合规性; 碳氢化合物服务的防火和防静电特征.
HVAC和地区能源
- 使用的原因: 大直径线的轻巧四分之一扭转; 低压下降.
- 典型的媒体: 冷水, 热水, 蒸汽 (低压).
- 特殊要求: ISO 5211 用于直接执行耦合的安装垫; 温度范围适用性的EPDM座椅.
纸浆 & 纸业
- 使用的原因: 处理磨牙浆和腐蚀性漂白剂.
- 典型的媒体: 浆浆, 漂白化学品, 恢复锅炉给水.
- 特殊要求: 硬面密封边缘; 双链不锈钢用于磨损加耐腐蚀性.
10. 质量标准和认证
通过投资铸造生产的不锈钢蝴蝶阀必须遵守严格的行业标准，以确保可靠的绩效和安全性:
- ASTM A351: 指定铸造奥氏体不锈钢的化学成分和机械性能, 包括CF8和CF8M等级, 确保材料质量和耐用性.
- API 609: 建立蝴蝶阀的设计标准, 包括强制性压力测试 1.5 时间的额定压力 60 秒, 并遵守ANSI VI类标准的紧密泄漏极限 (<0.0005 ML/min每英寸阀直径).
- ISO 13709 / 6d大火: 适用于管道服务阀, 需要严格的无损测试方法，例如X射线和超声检查，以检测关键组件中的内部缺陷.
- 3-卫生标准: 适用于用于食品和药物加工的阀门, 要求平滑, 无缝隙的表面以防止细菌积聚并促进清洁.
11. 未来趋势: 蝴蝶阀投资铸造的创新
铸造技术和材料的持续进步正在推动阀制造的重大改进:
- 3D打印 蜡模式: 蜡模式的添加剂制造的采用已大大缩短了从6-8周到1-2周,
实现更快的原型制作和灵活的设计修改，而无需昂贵的工具. - 模拟驱动的铸造设计: 诸如procast之类的高级软件允许铸造厂预测固化行为并优化门控和立管系统,
大幅降低废料率 - 从典型的损失15–20％降低到以下 5%. - 可持续制造实践: 现代铸造厂回收到 90% 蜡和陶瓷壳材料，越来越多地使用电感应炉，而不是燃气炉,
将碳排放量大约切割 30% 与传统方法相比. - 高性能合金铸件: 投资铸造正在扩大到传统不锈钢之外，包括Hastelloy C-276等超合金,
使蝴蝶阀能够在更具侵略性的化学环境和极端条件下可靠运行.
12. 结论
不锈钢投资铸造 蝴蝶阀 将精确的工程与高级材料结合起来，以产生复杂, 耐腐蚀, 和成本效益的组件.
损失的蜡过程使可靠的阀门适用于苛刻的应用，从海洋到药物 - 性能至关重要.
进行3D打印等持续的创新, 模拟, 和可持续实践, 投资铸造仍然是制造满足现代行业不断发展需求的高质量蝴蝶阀的关键.
常见问题解答
投资不锈钢蝴蝶阀的典型交货时间是什么?
用于标准设计, 4–6周 (包括图案制作, 铸件, 并完成). 可以在2-3周内生产具有3D打印图案的定制设计.
投资铸造如何影响不锈钢的耐腐蚀性?
正确处理时 (真空熔化, 控制冷却), 投资量不锈钢保留 90% 锻造不锈钢的耐腐蚀性, 远远超过砂尘的替代品.
投资铸造蝴蝶阀体的最大尺寸是多少?
投资铸造对于阀体是实用的 24 直径英寸. 较大的尺寸 (>24 英寸) 经常由于陶瓷外壳限制而使用沙子铸造.
可以修复投资铸造的蝴蝶阀吗?
是的, 磨损的碟片或茎可以用新的投资铸造组件代替, 将阀门的使用寿命延长5-10年.
6英寸阀体的投资铸造和锻造之间的成本比较是什么?
投资铸件的价格便宜20-30％ <10,000 单位, 因为它避免了锻造的高工具成本. 用于大量的 (>10,000), 锻造可能会变得更加经济.
投资铸件可用于大型蝴蝶阀尸体 (例如。, >300 毫米)?
它可以, 但是成本和收益罚款增加. 用于大直径, 沙子铸造或制造/锻造的身体通常更经济.
施加尺寸有多紧?
投资铸造提供的公差比沙铸差 - 小特征公差可以为±0.1-0.5毫米, 但是关键的密封表面应完成.
