Háþróuð verkfræði fyrir API6D kúluventilhönnun

Hönnun og steypuaðferðafræði skipta miklu máli fyrir gæði og endingartíma loka. Í þróun og framleiðslu á lokum sem notaðir eru í olíu- og gasiðnaði, eins og API6D kúlulokum, hafa þessi aðferðafræði jákvæð áhrif á ferlið við að þróa forrit, þ.

Lokar eru notaðir í ýmsum atvinnugreinum, þar á meðal olíu, jarðgasi, efnum, sjávar og öðrum, til að tryggja örugga flæðistýringu. Mismunandi gerðir af lokum hafa verið þróaðar út frá leiðslum sem þeir eru notaðir í, eiginleikum vökva og umhverfisaðstæðum.

Framleiðsla og löggilding þessara loka í samræmi við alþjóðlega staðla og reglugerðir er lykilatriði til að uppfylla bæði framleiðslu- og umhverfiskröfur, auk þess að tryggja öryggi notenda. API6D staðallinn, settur af American Petroleum Institute, tilgreinir kröfur um leiðslur og lokana sem notaðir eru í þeim. Lokar sem notaðir eru í olíu- og jarðgasleiðslur verða að vera framleiddir til að uppfylla allar kröfur, bæði með tilliti til efnafræðilegra eiginleika vökvanna og efnahagslegt gildi þeirra.

Þessi grein miðar að því að lýsa háþróaðri verkfræðivinnu sem tekur þátt í hönnunar- og framleiðsluþróunarstigum API6D-samhæfra kúluventla, sem eru hönnuð, framleidd og prófuð innan fyrirtækisins okkar. Það útskýrir einnig steypugalla sem komu upp á framleiðslustigi og endurbætur sem gerðar hafa verið á steypuaðferðafræðinni.

Lokahönnunarferli

Lokar, eftir því í hvaða geira þeir eru notaðir, geta orðið fyrir aðstæðum eins og háþrýstingi, ætandi umhverfi, háum hita og fleira. Þess vegna verða lokar að vera hannaðir og framleiddir miðað við þessar aðstæður. Vegna krefjandi rekstrarskilyrða og flókinna rúmfræði eru sumir lokar framleiddir með steypuaðferðum. Taka verður tillit til erfiðleika og takmarkana sem felast í steypuferlinu, svo og alþjóðlega staðla, kröfur viðskiptavina og rekstrarskilyrði, á hönnunarstigi.

Kúlulokarnir sem þróaðir eru í þessari rannsókn hafa verið hannaðir til að uppfylla kröfur API6D hönnunarstaðalsins og annarra staðla sem vísað er til eins og ASME B16.10, ASME B16.5 og ASME B16.34.

Í hönnunarferlinu eru vélrænir eiginleikar ASTM A216 Gr. WCB gæða steypt kolefnisstál, sem var valið sem yfirbyggingarefni, var prófað með tog- og hörkuprófum. Hönnunarútreikningar og greiningarvinna voru unnin út frá þessum gögnum. Stöðugreiningar voru gerðar á íhlutum sem verða fyrir þrýstingi, svo sem yfirbyggingu, kúlu og vélarhlífarhluta, til að kanna álagið og aflögun þessara hluta. Miðað við þær niðurstöður sem fengust var komist að því að álagið sem lagt er á íhlutina er undir flæðistyrk efnisins, sem gefur til kynna að hönnunin hentar mjög vel hvað þrýsting varðar. Stöðugreiningarlíkingar voru stilltar á 1,5 sinnum vinnuþrýsting ventilsins (19,6 Bar), sem samsvarar 29,4~30 Bar, eins og tilgreint er í stöðlunum. Hönnunarútreikningar hafa verið gerðir í samræmi við kröfur sem tilgreindar eru í API6D og ASME B16.34 stöðlum. Gögnin sem fengin eru úr þessum útreikningum eru í samræmi við niðurstöður kyrrstöðugreiningar sem gerðar voru á tölvunni. Sem afleiðing af þessari viðleitni hefur hönnunin verið fræðilega staðfest og ventilhönnun hefur verið þróuð sem tryggir hámarks skilvirkni við rekstraraðstæður. Öll vinna sem unnin var á þessu stigi var skjalfest, sem leiddi til þess að búið var til hönnunarpakka.

Eftir að hafa lokið endanlegri hönnunarvinnu var byrjað á framleiðsluferli líkana fyrir yfirbyggingu og vélarhlífarhluta sem á að framleiða með steypuaðferðinni. Í þessu ferli voru líkangögn búin til með vinnslu- og rýrnunarheimildum sem veittar voru í samræmi við EN 8062-3 staðalkröfur. Til að viðhalda hámarks framleiðsluhagkvæmni á hönnunarstigi var magni af véluðum flötum haldið í lágmarki. Hins vegar var þetta ferli framkvæmt á þann hátt að það hafði ekki skaðleg áhrif á vörugæði í samræmi við staðlaðar kröfur.

Rannsóknir á þróun steypuaðferða

Steypuhermingar hafa verið gerðar til að koma í veg fyrir galla eins og rýrnun og grop í gasi, auk neikvæðra áhrifa eins og innra álags, í yfirbyggingu og vélarhlífarhlutum sem á að framleiða með sandsteypuaðferðum. Auk þessara eftirlíkinga var útreikningum á fóðrunar- og fóðrunarfjarlægð lokið til að viðhalda afkastamiklu Net/Brute hlutfalli og tryggja hágæða steypu. Storknunarhalli og fyllingarlíkingar úr bráðnu stáli voru gerðar með Novacast. Matar- og hlaupahönnun var fínstillt á grundvelli þessara eftirlíkinga, sem leiddi til þróunar á ákjósanlegri steypuaðferð.

Endurbætur voru gerðar á hönnuninni sem byggðist á steypuhermum til að tryggja stefnustorknun og lágmarka líkur á heitum reitum. Öll hermivinna var nákvæmlega skjalfest og innifalin í hönnunarpakkanum.

Að auki voru steypuaðferðarform búin til og skjalfest til að skilgreina fóðrari, sandblöndur og kælikerfi, með það að markmiði að koma í veg fyrir rugling á framleiðslustigi.

Markmið þessarar viðleitni er að ná hágæða-framleiðslu með lágu brotahlutfalli með því að nota þróað líkan og steypuaðferð. Áður en steypuhermi og útreikningarannsóknir hófust sáust heitir blettir og rýrnunarhol á þeim svæðum sem tilgreind eru í myndefni steyptu hlutanna. Non-eyðandi prófun (NDT) var framkvæmd á steyptum hlutum fyrir uppgerðina og misræmið sem greint var í uppgerðinni var greint nákvæmlega. Rýrnunarhol urðu á svæðum fjarlægri fóðri og þar sem einingahæðin var mikil. Þar að auki, vegna ókyrrðar við fyllingu mótsins, sást gashol á ýmsum stöðum á hlutunum. Allar þessar ósamfellur fundust með vökvapenetríuprófum og röntgenrannsóknum sem gerðar voru sem hluti af NDT vinnunni. Viðeigandi svæði hlutanna voru skipt í hluta til að staðfesta þetta misræmi. Hér að neðan er deilt myndum af hlutunum, sem voru skoðaðir með kolefnis-rafeindasmásjá eftir NDT prófin.

Sem afleiðing af NDT og hermirannsóknum voru ný líkangögn búin til, sem tóku á vandamálum eins og stefnustýringu sem gæti skapað galla. Eftir að nýju gögnin voru búin til voru villur eins og rýrnun og gashol í steyptum hlutum leyst.

Prófunar- og staðfestingarferli

Eftir að steypu-, vinnslu- og samsetningaráföngum er lokið verður að prófa lokana til að tryggja að þeir uppfylli viðeigandi staðalkröfur. Samkvæmt API6D hönnunarstaðlakröfum verða lokar að gangast undir þrýstings- og lekaprófanir. Frumgerðin lokar þróuðust með góðum árangri í gegnum þrýstings- og lekaprófanir sem gerðar voru við 1,5 sinnum vinnuþrýstinginn (19,6 bör), sem er um það bil 29,4 ~ 30 bör. Fræðilega útreiknuð opnunar- og lokunarátaksgildi voru einnig mæld og sannprófuð á meðan á hönnunarútreikningi stóð. Auk þeirra prófana sem gerðar voru á lokanum sjálfum voru togprófanir, efnagreiningar, hörkuprófanir og aðrar prófanir gerðar á undirhlutum sem notaðir eru í lokasamstæðunni til að tryggja að allar staðlaðar kröfur væru uppfylltar.

Sýnishorn fyrirmynd

Niðurstaða

Þessi rannsókn miðar að því að útskýra framlag háþróaðra-tölvustuddra verkfræðiforrita og jákvæð áhrif nútíma vöruþróunarferla, auk hefðbundinnar vöruþróunartækni. Hönnunar- og steypuaðferðarútreikningar voru fullgiltir með því að nota hermiforrit til að búa til hentugustu hönnunar- og framleiðsluaðferðina. Gögn sem fengin voru úr útreikningum og uppgerðum voru prófuð og staðfest eftir frumgerð. Sem afleiðing af þessari viðleitni hafa-gæða og langvarandi API6D kúluventlar verið þróaðir, sem uppfylla að fullu staðla, markaðs- og kröfur viðskiptavina.

Þróun og framtíðarhorfur

Framfarir í bráðnu salttækni knýja áfram umtalsverða nýsköpun í ventlaiðnaðinum, sérstaklega fyrir þétta sólarorku (CSP) forrit. Þessar framfarir krefjast loka sem geta staðist háan hita, ætandi umhverfi og ströng rekstrarskilyrði.