In moderne industriële vloeistoftranspoftsystemen bepalen de stabiliteit en duurzaamheid van kleppen rechtstreeks de operationele efficiëntie van de gehele pijpleiding. Als de kerncomponenten van kleppen, de kwaliteitscontrole van kogelkraan gietstukken en gietstukken van vlinderkleppen fungeert als de hoeksteen om ervoor te zorgen dat apparatuur normaal functioneert onder hoge druk, sterke corrosie of extreme temperaturen. Dit artikel gaat dieper in op de technische punten van deze twee soorten gietstukken vanuit het perspectief van gietprocessen, materiaalmechanische eigenschappen en parametervergelijkingen in praktische toepassingen.
Het productieproces van kogelkraan gietstukken vereist een extreem hoge dichtheid. Omdat kogelkranen doorgaans worden gebruikt om media af te sluiten of aan te sluiten, moeten de gietstukken besten zijn tegen de directe erosie van de media en de wisselende druk van de interne holte.
Wat de materiaalkeuze betreft, omvatten gebruikelijke materialen roestvrij staal (zoals CF8, CF8M), koolstofstaal (zoals WCB, WCC) en duplexstaal. Om dat te garanderen kogelkraan gietstukken niet lekken onder hoge druk-werkomstandigheden, de technologie van precisiegieten (precisiegieten) wordt op grote schaal toegepast. Dit proces zorgt ervoor dat de oppervlakteruwheid van het gietstuk Ra 6,3 of beter bereikt, waardoor de ruimte voor latere bewerking wordt verminderd en veelvoorkomende defecten zoals poriën en slakinsluiting bij zandgieten worden vermeden.
Voor grote diameter kogelkraan gietstukken is de uniformiteit van de wanddikte een ontwerpuitdaging. Door Finite Element Analysis (FEA) te gebruiken om de vloeistofdrukverdeling te simuleren en de versterkingsribstructuur van het gietstuk te optimaliseren, kan spanningsconcentratie die ontstaat op het moment van het openen en sluiten van de klep effectief worden voorkomen.
In tegenstelling tot kogelkranen, gietstukken van vlinderkleppen worden meestal geconfronteerd met beperkingen in de ruimte en de noodzaak van stroomregulering. De structuur van vlinderklepgietstukken is relatief vlak, wat uitdagingen met zich meebrengt voor de vloeibaarheid en de voedingscapaciteit tijdens het gietproces.
Het klepzittinggebied van gietstukken van vlinderkleppen is de technische kern. Of het nu om een concentrische vlinderklep of een excentrische vlinderklep gaat, de rondheidstolerantie van het gietstuk moet strikt gecontroleerd worden. Als het gietstuk tijdens het koelproces vervormt, zal dit er direct voor zorgen dat de klepschijf niet goed aansluit op de afdichtring. Bij drievoudige excentrische vlinderkleptoepassingen is het afdichtingsoppervlak van gietstukken van vlinderkleppen heeft vaak een harde legering nodig, waardoor de lasbaarheid en de stabiliteit van de warmtebehandeling van het gietstuk zelf cruciaal zijn.
Om ingenieurs te helpen de meest geschikte oplossing te selecteren op basis van specifieke werkomstandigheden, bevat de volgende tabel de vergelijkingen van de kernparameters van de twee soorten gietstukken onder standaardomstandigheden:
| Prestatiestatistiek | Gietstukken voor kogelkranen | Gietstukken van vlinderkleppen |
| Drukcapaciteit | Extreem hoog (tot klasse 2500) | Middelhoog (meestal klasse 150-600) |
| Stroomcoëfficiënt (Cv) | Extreem laag (bijna geen weerstand wanneer volledig open) | Lager (de schijf zorgt voor enige stromingsweerstand) |
| Lengte van aangezicht tot aangezicht | Langer | Kort (bespaart installatieruimte) |
| Moeilijkheidsgraad bij het gieten | Complexe interne holte, hoge eisen aan de kerndoos | Platte structuur, hoge vereisten voor vervormingscontrole |
| Hoofdtoepassing | Noodstop, hogedrukleidingen, viskeuze media | Debietregeling, grote watersystemen, ventilatie |
| Gewichtsverhouding | Zwaardere, hogere materiaalkosten | Lichtgewicht ontwerp, superieure economie |
Of het nu gaat om het produceren kogelkraan gietstukken or gietstukken van vlinderkleppen is strikte niet-destructieve tests (NDT) een noodzakelijk middel om de naleving van de productvoorschriften te garanderen.
Radiografische testen (RT) : Wordt gebruikt om te controleren op interne krimp en porositeit. Voor hogedrukkwaliteit kogelkraan gietstukken zijn RT-testen vaak verplicht om te voldoen aan normen zoals ASME B16.34.
Magnetisch deeltjesonderzoek (MT) en penetrantonderzoek (PT) : Hoofdzakelijk gebruikt om kleine scheurtjes in het oppervlak te detecteren. In het schachtgatgebied van gietstukken van vlinderkleppen kunnen subtiele oppervlaktedefecten bij langdurige trillingen evolueren tot vermoeidheidsbreuken.
Analyse van de chemische samenstelling en mechanisch testen : Elke hitte van gesmolten staal moet spectroscopische analyse ondergaan om ervoor te zorgen dat de inhoud van elementen zoals chroom (Cr), nikkel (Ni) en molybdeen (Mo) aan de standaardvereisten voldoet. Vervolgens worden de vloeigrens en rek van de gietstukken bevestigd door middel van trek- en slagproeven.
In de praktische vloeistofregeltechniek: kiezen tussen kogelkraan gietstukken en gietstukken van vlinderkleppen Hierbij wordt niet alleen gekeken naar de aanschafkosten, maar ook naar de onderhoudsfrequentie gedurende de gehele levenscyclus.
Het voordeel van kogelkraan gietstukken ligt in hun uitstekende afsluitvermogen en erosieweerstand, vooral in werkomstandigheden met korrelige media, waar de rotatie van de bal een zelfreinigend effect heeft. Omgekeerd, gietstukken van vlinderkleppen domineren gebieden zoals grote koelwatersystemen en ontzwavelingssystemen vanwege hun lichtgewicht karakter en regelgevende prestaties.
Om de levensduur te verlengen is het oppervlaktebehandelingsproces van gietstukken ook van cruciaal belang. Het gebruik van beitspassivering, zandstralen of epoxyharscoatings kan de corrosieweerstand van gietstukken van vlinderkleppen in vochtige omgevingen of omgevingen met zoutnevel. Voor kogelkraan gietstukken onder hoge temperaturen kan het kiezen van gietstukken die een oplossingsbehandeling hebben ondergaan effectief restspanning elimineren en voorkomen dat het kleplichaam bij hoge temperaturen kruipt.