Yksinkertainen vastaus on, että venttiilit voivat olla, ja usein ovat sekä taottuja että valettuja. Valinta näiden kahden valmistusmenetelmän välillä riippuu voimakkaasti venttiilin aikomuksesta, vaadittavista materiaaliominaisuuksista, suunnittelun monimutkaisuudesta ja kustannusnäkökohdista. Molemmilla prosesseilla on selkeät edut ja haitat, jotka sanelevat niiden soveltuvuuden erilaisille venttiilien tyypeille ja palveluolosuhteille.
Kello 1.
Prosessi: Takaaminen sisältää kiinteän metallin (tyypillisesti aihioiden tai tankojen) muotoilun paikallisten puristusvoimien avulla, jotka ovat käyttäneet vasarat, puristimet tai valssauskoneet. Tämä tehdään, kun metalli on kuumennettu, mutta silti kiinteä tila. Tongingin keskeinen näkökohta on, että se aiheuttaa metallin sisäisen viljarakenteen virtaamaan ja kohdistumaan osan muodon kanssa sen sijaan, että se on leikattu tai kaata.
Kuinka se on tehty:
Lämmitys: Metalli lämmitetään muovitilaan (sen sulamispisteen alapuolella).
Muotoilu: voimakkaita voimia kohdistetaan metallin muodonmuutokseen haluttuun muotoon. Tämä voi olla avoimen kuoleman taonta (missä metalli on muotoiltu yksinkertaisten suulakkeiden välillä) tai suljetun die (impression-die) taonta, jossa metalli pakotetaan onteloon, joka määrittelee muodon.
Jäähdytys ja viimeistely: Takattu osa jäähdytetään, ja sitten tyypillisesti tapahtuu koneistus lopullisten mittojen, pinnan viimeistelyn saavuttamiseksi ja sisäisten kohtien tai kierteiden luomiseksi.
Väärennettyjen venttiilien edut:
Paremmat mekaaniset ominaisuudet: Tämä on ensisijainen etu. Taostamisprosessi hienostaa metallin viljarakennetta, mikä tekee siitä tiheämmän, tasaisemman ja sisäisen huokoisuuden, kutistumisen tai kaasutaskujen vapaan. Tämä tarkoittaa:
Suurempi lujuus: lisääntynyt vetolujuus, saantolujuus ja väsymyslujuus.
Parempi sitkeys: Parempi vastus isku- ja murtumiselle.
Parannettu ulottuvuus: kyky muodonmuutosta ilman murtumista.
Suurempi luotettavuus: Valitsussa yleisten sisäisten vikojen puuttumisen vuoksi taotut venttiilit ovat luonnostaan luotettavampia ja vähemmän alttiita vuotoille tai vikoille, etenkin stressin alaisena.
Ohuemmat seinät: Niiden ylemmän voimakkuuden vuoksi taotut venttiilirungot voidaan usein suunnitella ohuemmilla seinämisillä säilyttäen samalla vaadittavat painelokitukset, mikä voi joskus johtaa kevyempiin venttiiliin.
Erinomainen korkeapaine-/korkean lämpötilan sovelluksiin: Niiden vankka luonto tekee niistä ihanteellisia kriittisiin palveluihin teollisuudenaloilla, kuten öljy ja kaasu, petrokemikaalit, sähköntuotanto ja ilmailu, jossa turvallisuus ja suorituskyky ovat ensiarvoisen tärkeitä.
Parempi korroosionkestävyys: tiheämpi, yhtenäisempi viljarakenne voi joskus tarjota hieman paremman vastustuskyvyn tietyille korroosiomuodoille.
Väärennettyjen venttiilien haitat:
Korkeammat kustannukset: Prosessit ovat työvoimavaltaisempia, vaativat kalliita työkaluja (etenkin suljetun die-taontaan) ja kuluttavat enemmän energiaa yksikköä kohti. Merkittävää koneistamista tarvitaan usein takinnan jälkeen sisäisten kohtien ja istuinpintojen luomiseksi.
Rajoitettu suunnittelun monimutkaisuus: Takaaminen sopii parhaiten suhteellisen yksinkertaisemmille, yhtenäisemmille muotoille. Monimutkaisten sisäisten geometrioiden, useiden oksien tai erittäin suurten, monimutkaisten venttiilirunkojen luominen voi olla haastavaa tai mahdotonta tehdä yhdessä taottuna, mikä vaatii usein hitsausta useita taottuja komponentteja.
Kokorajoitukset: Vaikka suuria väärennöksiä on olemassa, erittäin suurten venttiilirunkojen tuottaminen yksittäisinä taottuina yksiköinä voi olla erittäin kallista ja haastavaa vaadittavien valtavien voimien vuoksi.
Tyypilliset taotut venttiilin tyypit: porttiventtiilit, maapalloventtiilit, takakortin ja neulaventtiilit, etenkin pienemmissä tai keskikokoisina ja korkeapaineluokissa. Laitos- ja Butt-Wind-päätyyhteydet ovat yleisiä.
2. Valettu venttiilit
Prosessi: Valitseminen sisältää sulan metallin kaatamisen muotin onteloon, joka on muotoiltu venttiilin rungon haluttuun muotoon. Kun metalli jäähtyy ja jähmettyy muotissa, se saa muotin muodon.
Kuinka se on tehty:
Muotin luominen: Muotti on tyypillisesti valmistettu hiekasta, keraamisesta tai metallista, ontelolla, joka vastaa venttiilin rungon ulkoista muotoa, ja usein ytimiä sisäisten kohtien luomiseksi.
Sulatus: Metalli (esim. Valurauta, terässeokset, pronssit) on sulanut uunissa.
Kaada: sulaa metalli kaadetaan muotin onteloon.
Jähmähdytys: Metalli jäähtyy ja jähmettyy, kutistuu niin.
Viimeistely: Kun vale, valu poistetaan muotista, ja mikä tahansa ylimääräinen materiaali (kuten nousut tai portit) katkaisee. Sitten koneistus suoritetaan tarkkuuspintojen, lankojen luomiseksi ja mittatarkkuuden varmistamiseksi.
Valettujen venttiilien edut:
Suunnittelun joustavuus ja monimutkaisuus: Tämä on suurin etu. Casting voi tuottaa erittäin monimutkaisia ja monimutkaisia muotoja, mukaan lukien integroidut sisäiset kohdat, useita portteja ja epälineaarisia virtausreittejä, joita olisi erittäin vaikeaa tai mahdotonta saavuttaa taonta ilman laajaa ja kallista koneistamista tai useiden osien hitsaamista.
Kustannustehokkuus monimutkaisille/suurille osille: Suurten venttiilien tai mallejen, joilla on merkittävä monimutkaisuus, valu on yleensä taloudellisempaa. Muottien alkuperäiset työkalukustannukset saattavat olla korkeammat kuin jotkut taontamuodot, mutta yksikkökohtaiset kustannukset voivat olla alhaisemmat, etenkin suuren määrän tuotannossa.
Koko monipuolisuus: Casting soveltuu hyvin suurten venttiilirunkojen tuottamiseen, missä taonta olisi epäkäytännöllistä tai kohtuuttoman kallista.
Materiaalin monipuolisuus: Laaja valikoima metalleja ja seoksia voidaan valmistaa, mukaan lukien valuraudan, hiiliteräksen, ruostumattoman teräksen ja erikoisseosten erilaiset arvosanat.
Valettujen venttiilien haitat:
Sisäisten vikojen potentiaali: Jähmähtymisen aikana sulaa metallia voi olla alttiita virheille, kuten:
Huokoisuus: Pienet tyhjiöt tai kuplat, jotka aiheutuvat loukkuun jääneistä kaasuista.
Kutistumisontelot: tyhjiöt muodostuvat, kun metalli kutistuu jäähdytyksen aikana.
Sulkeumat: Ei-metalliset epäpuhtaudet.
Nämä viat voivat vaarantaa mekaaniset ominaisuudet ja luoda potentiaalisia vuotoreittejä.
Pienemmät mekaaniset ominaisuudet (yleensä): Näiden vikojen potentiaalin ja valettujen metallien luontaisen viljarakenteen vuoksi (joka on vähemmän hienostunut kuin taottu metallit), valettujen venttiilien avulla on yleensä alhaisempi vetolujuus, iskunvahvuus ja väsymiskestävyys verrattuna saman materiaaliluokan väärennettyihin vastineisiin.
Paksummat seinät: Kompensoidaksesi sisäisten vikojen mahdollisuuden ja riittävän lujuuden varmistamiseksi valettu venttiilirungot vaativat usein paksumpia seinämäleitä kuin taotut kappaleet tietylle painelokille.
Laadunvalvontahaasteet: Valitsien sisäisten vikojen havaitseminen vaatii tiukkoja tarkastusmenetelmiä, kuten röntgen-, ultraäänitestaus tai magneettihiukkasten tarkastus, mikä lisää valmistuskustannuksia.
Tyypilliset valettujen venttiilien tyypit: palloventtiilit, perhonen venttiilit, pistokeventtiilit, suurempi portti ja maapalloventtiilit sekä erittäin erikoistuneet venttiilit monimutkaisten geometrioiden kanssa.
Johtopäätös
Valinta väärennettyjen ja valettujen venttiilien välillä on kriittinen tekniikkapäätös, jota ohjaa venttiilin sovellus:
Takennetut venttiilit ovat suositeltava valinta korkeapaineen, korkean lämpötilan, kriittisten ja vakavien palvelusovellusten suhteen, joissa suurin lujuus, eheys ja luotettavuus ovat ensiarvoisen tärkeitä ja missä suunnittelu sallii sen.
Valtaventtiilit ovat erinomaisia suuremmille, monimutkaisille malleille ja sovelluksille, joissa kohtalainen paine- ja lämpötilaluokitukset ovat riittäviä, ja ne tarjoavat merkittäviä kustannusetuja ja suunnittelun joustavuutta.
Molemmat valmistusprosessit kehittyvät edelleen metallurgiassa, laskennallisessa mallinnuksessa ja laadunvalvonnassa, mikä johtaa yhä luotettavampaan ja tehokkaampaan venttiiliin laajaan joukkoon teollisuuskäyttöön.
