Geschmiedete oder gegossene Ventile?

- Sep 20, 2020-

Die gute Nachricht ist, dass beide Ventiltypen in der Lage sein sollten, eine akzeptable Leistung zu erzielen, obwohl die Auffassung besteht, dass geschmiedete Ventile gegossenen Ventilen überlegen sind. Wenn gegossene Ventile jedoch ordnungsgemäß hergestellt werden, können und haben sie bei einer Vielzahl von Dienstleistungen gleich gut funktioniert und sind in der Regel wesentlich kostengünstiger als geschmiedete Ventile. Auch der Glaube, dass geschmiedete Komponenten unfehlbar sind, ist nicht wahr. Schauen wir uns ein Beispiel für einen geschmiedeten Ventilschaft mit 4 Zoll Durchmesser in N07718 an (Abbildung 1). Am Ende des Stiels wurde ein rissartiger Defekt festgestellt, sodass das Teil in zwei Hälften geschnitten wurde und der große Schrumpfhohlraum, den Sie hier sehen, entdeckt wurde. Dies zeigt, dass geschmiedetes Material nicht ohne eigene Probleme ist. Aber lassen Sie uns untersuchen, wie gegossene und geschmiedete Ventile hergestellt werden und wie wir sicherstellen können, dass wir ein gutes Ventil erhalten.

Was die meisten Menschen nicht merken, ist, dass gegossene und geschmiedete Ventile auf die gleiche Weise beginnen - geschmolzenes Metall wird in eine Form oder einen Block gegossen. Infolgedessen können beide Typen Defekte aufweisen, wie z. B. die Schrumpfung in der oben erwähnten N07718-Stange. Andere mit Schmiedeteilen verbundene Mängel sind Einschlüsse, Überlappungen, Nähte, Kaltverschlüsse und Risse. Defekte bei üblichen Gussteilen sind Einschlüsse, Porosität, Fehllauf und heiße Risse. Wie Sie sehen können, haben beide ihre potenziellen Probleme.

Ein häufig übersehenes Problem bei Schmiedeteilen besteht darin, dass Schmiedeteile und Schmiedeprodukte ungleichmäßige mechanische Eigenschaften aufweisen. Dies liegt daran, dass sie mehr in eine Richtung als in eine andere bearbeitet oder geformt werden. Daher werden die Körner in einer Richtung stärker gedehnt als in der anderen, was einen direkten Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Schlagfestigkeit, hat. Infolgedessen muss bei der Konstruktion von Schmiedeteilen diese anisotropen Eigenschaften berücksichtigt werden, während Gussteile unabhängig von der Ausrichtung der Testcoupons einheitliche Eigenschaften aufweisen.

Ein weiterer Vorteil von gegossenen Ventilen besteht darin, dass sie in komplexeren Konstruktionen als geschmiedete Ventile hergestellt werden können. Bestimmte Ventilkonstruktionen wie ein Absperrventil sind einfach schwierig oder unmöglich als Schmiedeteile herzustellen. Diese Flexibilität bei der Konstruktion von gegossenen Ventilen ermöglicht es ihnen, den Durchfluss effizienter zu steuern als ein ähnlich geschmiedetes Ventil.

Bei geschmiedeten Ventilen ist noch zu beachten, dass sie normalerweise in Hälften hergestellt werden, insbesondere bei größeren Größen. Dies bedeutet, dass entweder eine zusätzliche Flanschverbindung vorhanden ist, die ein potenzieller Leckpfad sein kann, oder dass die Hälften miteinander verschweißt sind. Das Schweißen ist jedoch ein anderes Verfahren für Metallguss, das seine eigenen Probleme haben kann.

Der fragwürdige Ruf von Gussteilen stammt aus zwei Quellen. Erstens sind die meisten ASTM-Gussspezifikationen hinsichtlich der Anforderungen an Zusammensetzung, Wärmebehandlung und Inspektion mild. Zweitens nutzen einige Gießereien diesen Spielraum entweder zu ihrem Vorteil oder wissen einfach nicht genug, um bei Bedarf strengere Kontrollen für Chemie oder Wärmebehandlung durchzuführen. Diese Besorgnis über Gussteile hat dazu geführt, dass Geräte, die gemäß ASME-Abschnitt VIII hergestellt wurden, einen Qualitätsfaktor für Gussteile von 80% der zulässigen Spannungswerte für eine Knetkomponente aufweisen. Dieser Qualitätsfaktor kann jedoch auf 100% erhöht werden, wenn eine ausreichende NTE (zerstörungsfreie Bewertung) gemäß Anhang 7 durchgeführt wird.

Casting-Käufer müssen verstehen, dass in den meisten ASTM-Spezifikationen diese zusätzlichen NDE-Anforderungen nicht obligatorisch sind. Sie werden einfach als ergänzende Anforderungen am Ende der Produktspezifikationen aufgeführt und nur aufgerufen, wenn sie in der Bestellung enthalten sind. Die Angabe einer zusätzlichen NDE-ähnlichen Radiographie oder Inspektion des Farbstoffpenetrationsmittels ist eine Möglichkeit, die Qualität der gekauften Ventile sicherzustellen. Ein kostengünstigerer Weg ist jedoch der Umgang mit Ventillieferanten, die bereits die Qualität der von ihnen hergestellten Produkte kontrollieren und über eine lange und erfolgreiche Erfolgsbilanz verfügen. In beiden Fällen hängt die Entscheidung für gegossene oder geschmiedete Ventile von mehreren Faktoren ab, und die Kosten sind normalerweise entscheidend.