Hiili- ja kemikaaliteollisuuden sekä erittäin korkean paineen putkistoliikenteen aloilla Φ 200–500 mm:n kromimolybdeeniteräksisestä (A105N, F91) valmistetun korkeapainehanaan tiivisterinteen tarkkuus (vaaditaan tasomaisuus ≤ 0,015 mm/100 mm, karkeus Ra ≤ 0,6 μm) ja venttiilin kammion sekä liittimen samankeskeisyys (≤ 0,025 mm) määräävät suoraan painetiiviysominaisuudet – tämän tyyppinen hana on kestettävä pitkään 42 MPa:n painetta ja 350 °C:n lämpötilaa. Jos käsittelytarkkuus ei täytä standardia, välitön vuotoprosentti (kuten hiili olefiinisynteesikaasu) ylittää API 602 -standardissa määritellyn 0,001 %:n, mikä voi johtaa laitteiston korroosioon tai turvallisuusriskiin. Kun kotimainen huippuluokan venttiilivalmistaja käsittelee tällaista kippanhania, se kohtaa perinteisen prosessin pullonkaulan: sen on kuljettava kolmen vaiheen kautta: "vaakasuora porakone, jossa kammion esikoneus → pystysuora hiomakone, jossa tiivistepinnan tarkkahiominen → kipinporakone, jossa liittimen kiinnitysreikien poraus". Moninkertainen kiinnitys aiheuttaa sen, että kammion ja liittimen välinen samankeskeisyys ylittää 0,05–0,07 mm, kipin tiivistepinnan tasomaisuusvirhe on 0,03–0,05 mm, ja tuotteen painekokeen hyväksymisaste on vain 88 %. Kromimolybdeeniteräs (F91) sisältää runsaasti kromia ja sitä luokitellaan korkean lämpölujuuden materiaaliksi. Sen työstössä työkalujen kulumisnopeus on 2,5-kertainen verrattuna tavalliseen hiiliteräkseen. Kovan metallin työkalujen käyttöikä on vain 25–30 kappaleita/kärki, ja yhden hanan työkalukustannus ylittää 320 yuania. Yhden kappaleen käsittelyjakso on jopa 50 minuuttia, mikä tekee mahdottomaksi täyttää hiili- ja kemikaaliteollisuushankkeiden "lyhyen jakson toimitus"-vaatimuksia.
Vaikeuksien voittamiseksi yritys otti käyttöön Shenyang Machine Tool CK525 CNC-pystykarhulan ja rakensi erityisen käsittelyjärjestelmän lohkoventeille, jossa yhdistyvät vaikeasti koneistettavien materiaalien sopeutuminen ja korkeapaineisen tiivistyksen tarkkuuden säätö. Laitteessa on kokonaisvaltainen korkean lujuuden valurautainen alusta (valumuottiseinämän paksuus 80 mm), joka on kokenut kaksinkertaisen jännitysvapautuksen ("luonnollinen vanheneminen 12 kuukautta + värähtelyvanheneminen 72 tuntia"). Yhdessä laatikkomaisen liuku-olakkeen ja nelipistetuen staattisen paineen ohjausurien kanssa jäykkyysjakauma on optimoitu elementtimenetelmällä. Säteittäinen leikkausjäykkyys saavuttaa 38 kN/mm, mikä mahdollistaa stabiilin kestämisen 22 kN säteittäiselle voimalle kromimolybdeeniteräksen käsittelyn aikana; varustettu Fanuc 31i-B5 CNC-järjestelmällä ja hilasääntöisen täysin suljetun ohjauksen (resoluutio 0,01 μm) kanssa, se saavuttaa ±0,008 mm:n asettelutarkkuuden ja ±0,005 mm:n toistotarkkuuden, vastaten tarkasti lohkon tiivistepinnan H6-luokan toleranssivaatimuksia. Vastaamalla kromimolybdeeniteräksen korkean lämpötilan lujuuteen ja helposti muovautuviin ominaisuuksiin, laite on varustettu korkeapaineisella sisäisellä kylmäytetyllä päässä (kylmäytyspaine 1,8 MPa, virtaus 45 l/min) ja erittäin hienoraerakenteisilla CBN-kideboroninitridi-leikkuuterillä (kovuus HV3200, korkean lämpötilan kulumiskestävyys parantunut 40 %), yhdistettynä "alhaisen lämpötilan öljysumun avustavaan kylmäytysteknologiaan" (leikkuualueen lämpötila pidetään alle 60 °C:ssa), mikä tehokkaasti estää terän reunan romahtamista ja puristumista.
Asiakkaan käyttöskenaariot
Teknologisen innovaation osalta laitteisto on saavuttanut läpimurron "korkeapaineisten sulkuvälikuristimien tarkkakoneistuksessa yhdellä kiinnityskerralla": integroiden Φ 750 mm neljäsylinterisen hydraulisen kiinnikkeen (kiinnitysvoima enintään 100 kN, soveltuu halkaisijaltaan Φ 200–500 mm oleviin venttiilirungon), 8-asemaisen servokääntötykin (työkalunvaihtoaika 1,4 sekuntia) ja säteittäisen voimakaluston poraukseen ja kierteitykseen, jolla voidaan yhdellä kertaa tehdä tarkan rei'ityksen venttiilin kammioon (lieriömäisyys ≤ 0,006 mm), tarkka kääntäminen tiivistealueen peitinkalvoon (käyttäen "vakionopeus+hyvin hieno syöttö" -menetelmää, leikkuunopeus 80–120 m/min, vastaleikku 0,03–0,05 mm, tasomaisuus ≤ 0,012 mm/100 mm), tarkka kääntäminen liittimen päätykasoon (tasomaisuus ≤ 0,018 mm) sekä poraus ja kierteitys 8–16 liitinruuvin reikään (asento tarkkuus ≤ 0,018 mm). 0,08 mm, noudattaen API 602 -standardia venttiilin ruuvinreiän symmetriasta). Vastataksemme vaatimukseen "korkean tarkkuuden peitevaikutuksesta" tiivistealueella, olemme innovatiivisesti ottaneet käyttöön "usean työstökerran edistyksellisen tarkkakoneistusprosessin": ensimmäinen kierros poistaa 70 % ylimääräisestä ainekerrosta, toinen kierros korjaa muoto- ja asento-epätarkkuudet 0,08 mm:n vastaleikkauksella ja viimeinen kierros saavuttaa peiteleikkauksen 0,02 mm:n vastaleikkauksella. Yhdistettynä Renishaw'n koneeseen asennettuun mittausanturiin (mittaustarkkuus ± 0,0005 mm) se kompensoi työkappaleen lämpölaajenemista reaaliaikaisesti, mikä pitää tiivistepinnan karheuden vakiona arvossa Ra 0,4 μm; Monien eri sulkuvälikuristinten vaihtamiseen (esimerkiksi paineluokat PN25–PN42) laitteisto on varustettu 35:llä prosessiparametrin mallilla, mikä vähentää vaihtoajan perinteisestä 2 tunnista 18 minuuttiin.
Kolmipuolinen erikoistyökalu kolmisuuntaiseen koneenpitoon
Toteutustulokset noudattavat täysin korkeapaineventtiilien alan standardeja: yhden kappaleen käsittelyjakso on lyhentynyt 50 minuutista 26 minuuttiin, ja päivittäinen tuotantokapasiteetti on kasvanut 160 yksiköstä 280 yksikköön; venttiilin kammion ja liittimen välinen keskittymisvakaus on ≤ 0,02 mm, ja kääntöventtiilin tiivistepinnan tasomaisuus on ≤ 0,012 mm/100 mm, täyttäen täysin standardien API 602 "Compact Steel Gate Valve" ja GB/T 12234 "Steel Gate Valve with Stud Connected Valve Cover for Petroleum and Natural Gas Industry" vaatimukset; tuotteen painekokeen hyväksymisprosentti on noussut 88 %:sta 99,2 %:iin, ja vuotoprosentti on saatu hallintaan alle 0,0008 %:iin, täyttäen Shell Coal Chemicalin "nollavuoto"-teknisen standardin; kromi-molybdeeni-teräksen (F91) työstötyökalujen käyttöikä on pidentynyt 80 % (jopa 45–54 kappaletta/terä): yhden venttiilin leikkuutyökalujen kustannus on alentunut 180 yuaniin; laitteeseen asennettu älykäs käyttö- ja huoltomoduuli voi kerätä leikkausvoiman (tarkkuus ± 0,5 %) ja pääakselin värähtelyn (näytteenottotaajuus 1 kHz) reaaliaikaisesti. Yhdistettynä työkalun kulumisen ennustemalliin laitteen kokonaiskäyttöaste on noussut 76 %:sta 94 %:iin, ja vuotuinen seisokkiaika on vähentynyt 400 tunnilla.
CK525 on täysin ratkaissut teollisuuden ongelman 'vaikea käsittely + korkea tarkkuus' korkeapainekromimolybdeeni-teräksisille lohkoventtiileille. Yrityksen teknologian johtaja totesi: 'Lokejemme onnistuneesti sovellettu suurmittakaavaisissa kivihiilikemiallisissa hankkeissa, kuten Ningxian Baofengissa ja Hsinchiangin Tianyessa. Olemme saavuttaneet Shellin globaalin toimittajavalvonnan lisäksi tiukan vaatimuksen 'jatkuvasta käytöstä 8000 tuntia ilman huoltoa', mikä on luonut meille teknisen esteen korkeapaineisten venttiilien segmenttmarkkinoilla'. Tämä tapaus vahvistaa, että CNC-pystykääntökoneet ovat muodostuneet keskeiseksi laitteeksi laatupulssien ja tehokkuusongelmien ratkaisemisessa korkeapaineisten venttiilien valmistuksessa syvällisen integraation kautta 'materiaalien mukautetussa käsittelyssä, vaikeasti koneistettavissa materiaaleissa, suljetun silmukan ohjauksessa korkean paineen tiivisteiden tarkkuudelle ja tehokkaassa prosessiintegraatiossa'.
EN
