โซลูชันการกลึงความแม่นยำสูงสำหรับวาล์วเกลียวขนาดใหญ่ชนิดแผ่นปิดสำหรับอุตสาหกรรม

ในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีจากถ่านหินและระบบขนส่งท่อความดันสูงพิเศษ ความแม่นยำของพื้นผิวปิดผนึกของแผ่นเกตวาล์วขนาด Φ 200-500 มม. ที่ทำจากเหล็กโครเมียม-มอลิบดีนัม (A105N, F91) ซึ่งเป็นเกตวาล์วความดันสูง (ต้องการระดับความเรียบ ≤ 0.015 มม./100 มม. และค่าความหยาบผิว Ra ≤ 0.6 ไมครอน) และความร่วมศูนย์กลางระหว่างช่องวาล์วและหน้าแปลน (≤ 0.025 มม.) มีผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการปิดผนึกภายใต้แรงดัน — เกตวาล์วชนิดนี้จำเป็นต้องทนต่อแรงดันสูง 42 เมกะพาสกาล และอุณหภูมิสูง 350 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลานาน หากความแม่นยำในการประมวลผลไม่เป็นไปตามมาตรฐาน จะทำให้อัตราการรั่วของสารกลาง (เช่น ก๊าซสังเคราะห์จากถ่านหินสู่โอเลฟิน) เกินกว่า 0.001% ที่ระบุไว้ในมาตรฐาน API 602 ส่งผลให้อุปกรณ์เกิดการกัดกร่อนหรือเสี่ยงต่อความปลอดภัย เมื่อผู้ผลิตวาล์วขั้นสูงภายในประเทศแปรรูปเกตวาล์วประเภทนี้ จะประสบปัญหาข้อจำกัดของกระบวนการแบบดั้งเดิม: ต้องผ่านกระบวนการสามขั้นตอน ได้แก่ "กลึงหยาบช่องวาล์วด้วยเครื่องกลึงแนวนอน → ไส้ละเอียดพื้นผิวปิดผนึกเกตด้วยเครื่องไส้แนวตั้ง → เจาะรูยึดหน้าแปลนด้วยเครื่องเจาะแขนสั่น" การจับยึดหลายครั้งทำให้ความร่วมศูนย์กลางระหว่างช่องวาล์วกับหน้าแปลนเกิน 0.05-0.07 มม. ความผิดพลาดของความเรียบพื้นผิวปิดผนึกเกตอยู่ที่ 0.03-0.05 มม. และอัตราการผ่านการทดสอบแรงดันของผลิตภัณฑ์เพียง 88%; เหล็กโครเมียม-มอลิบดีนัม (F91) มีปริมาณโครเมียมสูงและความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงมาก อัตราการสึกหรอของเครื่องมือขณะตัดเฉือนสูงกว่าเหล็กคาร์บอนทั่วไปถึง 2.5 เท่า ทำให้อายุการใช้งานของเครื่องมือโลหะแข็งมีเพียง 25-30 ชิ้น/ใบมีด และต้นทุนเครื่องมือต่อวาล์วหนึ่งตัวเกิน 320 หยวน; รอบเวลาการประมวลผลต่อชิ้นงานยาวนานถึง 50 นาที ทำให้ยากต่อการตอบสนองความต้องการ "จัดส่งรวดเร็วในรอบเวลาสั้น" ของโครงการอุตสาหกรรมเคมีจากถ่านหิน
เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว บริษัทได้นำเครื่องกลึงแนวตั้งแบบ CNC รุ่น Shenyang Machine Tool CK525 เข้ามาใช้ และสร้างระบบการประมวลผลเฉพาะสำหรับวาล์วเกตโดยมีคุณสมบัติ "การปรับตัวให้เข้ากับวัสดุที่ยากต่อการกลึง + การควบคุมความแม่นยำของการปิดผนึกภายใต้แรงดันสูง" อุปกรณ์นี้ใช้โครงเตียงหล่อจากเหล็กหล่อความแข็งแรงสูงแบบชิ้นเดียว (ความหนาผนังเหล็กหล่อ 80 มม.) ซึ่งผ่านกระบวนการลดแรงเครียดสองขั้นตอน ได้แก่ "การอบอ่อนตามธรรมชาติเป็นเวลา 12 เดือน + การอบอ่อนด้วยการสั่นสะเทือนเป็นเวลา 72 ชั่วโมง" ร่วมกับการออกแบบหมอนเลื่อนแบบกล่องและรางนำทางแบบรองรับสี่จุดด้วยแรงดันสถิต ทำให้การกระจายความแข็งแกร่งถูกเพิ่มประสิทธิภาพผ่านการวิเคราะห์ด้วยไฟไนต์อีลิเมนต์ ความแข็งแกร่งต่อแรงตัดในแนวรัศมีอยู่ที่ 38 กิโลนิวตัน/มม. สามารถทนต่อแรงตัดในแนวรัศมี 22 กิโลนิวตันได้อย่างมั่นคงขณะตัดเหล็กโครเมียม-มอลิบดีนัม; อุปกรณ์ติดตั้งระบบควบคุมตัวเลขแบบ CNC รุ่น Fanuc 31i-B5 และระบบควบคุมแบบวงจรปิดสมบูรณ์ด้วยไม้บรรทัดเกรตติ้ง (ความละเอียด 0.01 ไมโครเมตร) ทำให้สามารถบรรลุความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่ง ±0.008 มม. และความแม่นยำซ้ำได้ ±0.005 มม. สอดคล้องกับข้อกำหนดความคลาดเคลื่อนระดับ H6 ของพื้นผิวปิดผนึกเกตได้อย่างแม่นยำ เพื่อตอบสนองต่อคุณสมบัติของเหล็กโครเมียม-มอลิบดีนัมที่มีความแข็งแรงสูงที่อุณหภูมิสูงและเกิดการแข็งตัวได้ง่ายระหว่างการตัด อุปกรณ์นี้จึงติดตั้งสปินเดิลระบายความร้อนภายในด้วยแรงดันสูง (แรงดันความเย็น 1.8 เมกะพาสกาล อัตราการไหล 45 ลิตร/นาที) และเครื่องมือตัด CBN (ไบโอร์นไนไตรด์แบบเม็ดละเอียดพิเศษ) ที่มีความแข็ง HV3200 ซึ่งทนต่อการสึกหรอที่อุณหภูมิสูงได้ดีขึ้น 40% ร่วมกับเทคโนโลยี "การระบายความร้อนด้วยหมอกน้ำมันอุณหภูมิต่ำ" (ควบคุมอุณหภูมิบริเวณตัดให้อยู่ต่ำกว่า 60 องศาเซลเซียส) ซึ่งช่วยยับยั้งการพังทลายของคมตัดและการเกิดชิปได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สถานการณ์การใช้งานของลูกค้า
ในด้านนวัตกรรมเทคโนโลยี อุปกรณ์นี้ได้บรรลุความก้าวหน้าในการ "กลึงชิ้นงานวาล์วแรงดันสูงอย่างแม่นยำในกระบวนการจับยึดเพียงครั้งเดียว": โดยรวมคอลเลทไฮดรอลิกแบบสี่แคลมป์ขนาด Φ 750 มม. (แรงยึดจับสูงสุด 100 กิโลนิวตัน เหมาะสำหรับตัววาล์วขนาด Φ 200-500 มม.) หอหมุนเซอร์โว 8 สถานี (เวลาเปลี่ยนเครื่องมือ 1.4 วินาที) และหน่วยเจาะและแตะเกลียวแนวรัศมี ซึ่งสามารถทำการไส่รูห้องวาล์วให้แม่นยำ (ความทรงกระบอก ≤ 0.006 มม.) การกลึงผิวผนึกของแผ่นเกตวาล์วให้แม่นยำแบบผิวกระจก (โดยใช้กระบวนการ "ความเร็วเชิงเส้นคงที่ + การป้อนละเอียด" ความเร็วเชิงเส้น 80-120 ม./นาที ปริมาณการตัดย้อนกลับ 0.03-0.05 มม. ความเรียบผิว ≤ 0.012 มม./100 มม.) การกลึงผิวด้านหน้าแปลนให้แม่นยำ (ความเรียบผิว ≤ 0.018 มม.) และการเจาะแตะเกลียวรูสลักเกลียวแปลน 8-16 รู (ความแม่นยำตำแหน่ง ≤ 0.018 มม.) ได้ในขั้นตอนเดียว 0.08 มม. เป็นไปตามมาตรฐาน API 602 สำหรับความสมมาตรของรูสลักเกลียววาล์ว) เพื่อตอบสนองความต้องการด้าน "ผลลัพธ์ผิวสะท้อนแสงแบบแม่นยำสูง" บนผิวผนึกของแผ่นเกตวาล์ว เราได้ประยุกต์ใช้กระบวนการกลึงแม่นยำแบบหลายรอบอย่างเป็นขั้นตอน: รอบแรกตัดเนื้อวัสดุออก 70% รอบที่สองปรับแก้ความผิดเพี้ยนรูปร่างและตำแหน่งด้วยปริมาณการตัดย้อนกลับ 0.08 มม. และรอบสุดท้ายทำให้ผิวเรียบเงางามด้วยปริมาณการตัดย้อนกลับ 0.02 มม. ร่วมกับหัววัดวัดค่าขณะทำงานจาก Renishaw (ความแม่นยำในการวัด ± 0.0005 มม.) ที่สามารถชดเชยการเปลี่ยนรูปจากความร้อนของชิ้นงานแบบเรียลไทม์ ทำให้ค่าความหยาบผิวของผิวผนึกคงที่ที่ Ra0.4 ไมโครเมตร; สำหรับการเปลี่ยนเกตวาล์วหลายรุ่น (เช่น ระดับแรงดัน PN25-PN42) อุปกรณ์นี้มาพร้อมกับแม่แบบพารามิเตอร์กระบวนการผลิตจำนวน 35 ชุด ลดเวลาการเปลี่ยนรุ่นจากเดิม 2 ชั่วโมง เหลือเพียง 18 นาที

อุปกรณ์ยึดพิเศษสามด้านสำหรับการกลึงแบบสามทาง
ผลการดำเนินงานสอดคล้องกับมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับวาล์วแรงดันสูงอย่างเต็มที่: รอบการประมวลผลชิ้นเดียวถูกย่อจาก 50 นาที เหลือ 26 นาที และกำลังการผลิตต่อวันเพิ่มขึ้นจาก 160 หน่วย เป็น 280 หน่วย; ความเสถียรของแกนกลางระหว่างห้องวาล์วกับแผ่นแปลนอยู่ที่ ≤ 0.02 มม. และความเรียบของพื้นผิวปิดผนผนของเกตวาล์วอยู่ที่ ≤ 0.012 มม./100 มม. ซึ่งสอดคล้องตามข้อกำหนดของ API 602 "Compact Steel Gate Valve" และ GB/T 12234 "Steel Gate Valve with Stud Connected Valve Cover for Petroleum and Natural Gas Industry"; อัตราการผ่านการทดสอบแรงดันของผลิตภัณฑ์เพิ่มขึ้นจาก 88% เป็น 99.2% และอัตราการรั่วไหลถูกควบคุมต่ำกว่า 0.0008% ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานทางเทคนิค "การรั่วไหลเป็นศูนย์" ของเชลล์ โค้ล เคมิคัล; อายุการใช้งานของเครื่องมือกลึงเหล็กโครเมียม-โมลิบดีนัม (F91) เพิ่มขึ้น 80% (สูงสุด 45-54 ชิ้น/ใบมีด) และต้นทุนเครื่องมือตัดต่อวาล์วลดลงเหลือ 180 หยวน; โมดูลการดำเนินงานและการบำรุงรักษาอัจฉริยะที่ติดตั้งบนอุปกรณ์สามารถรวบรวมแรงตัด (ความแม่นยำ ±0.5%) และการสั่นสะเทือนของแกนหมุน (ความถี่ในการสุ่มตัวอย่าง 1 กิโลเฮิรตซ์) แบบเรียลไทม์ เมื่อรวมกับแบบจำลองการทำนายการสึกหรอของเครื่องมือ ทำให้อัตราการใช้งานโดยรวมของอุปกรณ์เพิ่มขึ้นจาก 76% เป็น 94% และเวลาหยุดทำงานต่อปีลดลง 400 ชั่วโมง
CK525 ได้แก้ปัญหาเรื้อรังของอุตสาหกรรมในด้าน 'การประมวลผลยาก + ความแม่นยำสูง' สำหรับวาล์วเกียร์เหล็กกล้าโครเมียม-มอลิบดีนัมความดันสูงได้อย่างสมบูรณ์ ผู้อำนวยการด้านเทคนิคของบริษัทกล่าวว่า 'วาล์วเกียร์ของเราได้ถูกนำไปใช้จริงแล้วในโครงการเคมีภัณฑ์จากถ่านหินขนาดใหญ่ เช่น โครงการเป่าเฟิงในหนิงเซี่ย และเทียนเย่ในซินเจียง นอกจากจะผ่านการรับรองผู้จัดจำหน่ายระดับโลกของเชลล์แล้ว ยังสามารถตอบสนองข้อกำหนดอย่างเข้มงวดในการ 'เดินเครื่องต่อเนื่องได้ 8,000 ชั่วโมงโดยไม่ต้องบำรุงรักษา' ซึ่งได้สร้างกำแพงเทคโนโลยีให้เราในตลาดส่วนงานวาล์วความดันสูง' เคสนี้พิสูจน์ให้เห็นว่า เครื่องกลึงแนวตั้งแบบ CNC ได้กลายเป็นอุปกรณ์หลักในการก้าวข้ามข้อจำกัดด้านคุณภาพและประสิทธิภาพในการผลิตวาล์วความดันสูง โดยอาศัยการผสานรวมอย่างลึกซึ้งของ "การประมวลผลเฉพาะทางสำหรับวัสดุที่ยากต่อการแปรรูป การควบคุมแบบวงจรปิดเพื่อความแม่นยำในการปิดผนึกภายใต้ความดันสูง และการผสานกระบวนการผลิตอย่างมีประสิทธิภาพ"