我(wǒ)國現有登記注冊(cè)的大大小小閥門製造企業有幾千家之多,大部分常規閥門的生產製造(zào)具有勞動密集型和低門檻進入的特點。如何在(zài)產品製造中提高機(jī)械自動化(huà)率(lǜ)、減少物料損失、重複工時損失、提高生產效率和經(jīng)濟效益是閥門製造企(qǐ)業麵臨的一(yī)大課題。本文提出幾點對(duì)策,供同行參考。
途徑之一,閥門鑄(zhù)鍛件(jiàn)供應商的選擇和控製
工業閥門的外殼———閥體閥蓋一般是鑄(zhù)件或鍛件,在中低壓閥門中,以鑄件最為(wéi)常見。由於是(shì)鑄件(中壓主要是鑄鋼件,低壓主要是鑄鐵件),加工過程(chéng)中就容易(yì)出現各種鑄造缺陷,直接影響到產品的加工質量和進度。因此,選擇(zé)合格的、質量穩定的鑄件(jiàn)供應商幾乎(hū)是所有閥門製造廠的首選。
有人做過(guò)統計,凡鑄造閥門,總量的10- 30%的鑄件經過修(xiū)補。由於修補,損失的機加工工時一般會占到(dào)鑄件(jiàn)加工工時的(de)5- 10%左右。再加上修補用的焊材和人工,損失就更多了。
因此,對閥門毛坯供應商的資質和能力審查,選擇鑄造工藝成熟、鑄件質量可靠的鑄鋼(gāng)廠,是降低閥門主機製造廠生(shēng)產成本的有(yǒu)效方法之(zhī)一。
途(tú)徑之(zhī)二,閥(fá)門(mén)殼體鑄件(jiàn)和(hé)鍛件的選擇(zé)和控製
閥門外殼究竟選(xuǎn)用鑄件還是鍛件,既涉及閥門(mén)使用的壓力、口徑,也涉及到閥門的生(shēng)產成本。一般(bān)情況下,如使用壓力在10Mpa 以(yǐ)下,口徑在2 英寸(500mm)以上一般會選用鑄件作為殼體,因為鑄件可以澆注出複雜的形狀,而鍛件要鍛出(chū)稍複雜一(yī)點的形狀,就要花較大的成本,即需(xū)用模鍛。但即便是模鍛其加工餘量也比鑄件大。通常,在決(jué)定這個閥門殼體做鑄件還(hái)是鍛件(jiàn)時,遵循的是“少、無”切削的原則,能用鑄(zhù)件的就不用鍛件,鑄件(jiàn)中能用精密鑄(zhù)造的就不用砂型(xíng)鑄造。
有人做過統計,即(jí)便是砂型(xíng)鑄造,一般(bān)被切削掉(diào)的鐵屑重量不會超過毛坯總重的35%。而鍛件做成的閥門殼體(tǐ),不僅形狀上複(fù)雜的不行,加工餘量也非常之大,自由鍛鍛出的毛坯,一般車削掉的鐵屑往往要占(zhàn)鍛坯總重的50- 70%,成(chéng)品率僅在30- 50%。鑄造和鍛造的切削量由此可見一斑(bān)。由此,從提高(gāo)閥(fá)門的(de)經濟效益(yì)出發,考慮如何選擇鑄造和鍛造作為殼體同樣是非常重要的,需要設計人員慎重(chóng)考慮,鑄和鍛可謂“一字省千金”。
途徑之三,閥門加工和裝配過程的控製
閥門機加工的質量控製
1. 閥門鑄(zhù)鍛件在機械加工過(guò)程中,往往會出現落紗、氣孔、縮孔(kǒng)、縮鬆、折疊、鍛(duàn)裂(liè)、過燒等毛坯本(běn)身在鑄鍛過程中的各種缺(quē)陷。由於毛(máo)坯的(de)鑄(zhù)鍛過程(chéng)較機械加工複雜,鑄鍛件的這些缺(quē)陷是受到(dào)天氣、原材料、操作等諸(zhū)多(duō)主客觀因素製約,不可避免;毛坯質量可靠與否的標誌僅是缺陷的(de)多(duō)少和大小而已。
因此(cǐ),閥門毛坯(pī)在上數控機床前可以先在普車上進行粗加工,加工時留有一定精加工餘量,來觀察是否存在這類鑄鍛過程中存(cún)在的缺陷。如果存在,就用經過評審的焊補工藝來挽救。而且,不同的鋼(gāng)種其焊補材質、工藝也是不同的。比如(rú)說,一般(bān)低(dī)碳鋼毛坯的缺陷焊補,可在常溫下進行。而高低合金鋼(gāng)、有色合金、高鉻鎳合金鋼、鑄鐵等毛坯缺陷的修(xiū)補一定是修補前有預熱和修(xiū)補後有回火處理的(de)。
因此,在製訂鑄件加工工藝時,最好分為粗車與精車,普車與數控車,留有經驗餘量,不可將毛坯送上數控機床後一次加工到位。否則,出現缺陷也隻能“望廢興(xìng)歎”。
途徑之四,閥門加工手段的改進和控製
在(zài)上世(shì)紀90 年代,閥(fá)門機加工大多是傳統的普車、立車,很少用到數控機床或加工中心;也有一些廠家使用數控機床,但由於閥門(mén)殼體以鑄件居多,鑄件有澆冒口,當時的鑄件後處理(切割、噴丸、焊補、打磨)遠不如今天這般重視,鑄件上高高低低的(de)澆冒口影響了數控機床在閥門行業的運用和發展。
有些閥門廠購買(mǎi)了數控(kòng)機床,本意想通過數控機床加工來統一尺寸誤差,達到提高裝配一次(cì)合格率的目的。由於鑄件(jiàn)上的(de)澆冒口高低不一樣(yàng),需要先上(shàng)普車粗加工,上(shàng)上下下幾次甚是麻煩,加上那時數控(kòng)車床(chuáng)質量(liàng)也不像當今這樣穩定。最後,一些買進數控機床的廠家都把它晾在一邊,隻作為給人參觀的“擺設”。閥門部(bù)件的加工誤差無法(fǎ)得到統一(yī),裝配上也就無法做到互換,裝配效率也就無法得到提高。
2000 年以後,閥門行業對數控機床和加工中心的效用重新進行了審視和認定,對以往幾十年的傳統加工方法和設備進行了反思,特別是前幾年的閥門企業的大規模轉製後,使用數控機床的比例可以說有了一個量的飛躍,一些新建工廠的數控機床可以說是家家都有、比比皆是。
據不(bú)完全統計,一般年產值在5000萬以上的新(xīn)建閥門工廠,數控機床、加工中心在閥門(mén)加工中的(de)普及率幾乎達到100%。數控機(jī)床的(de)大量使用,將(jiāng)加工時的受經驗控製的人為因素縮小(xiǎo)到最(zuì)小範圍,使複雜的(de)事變得簡單(dān)了。輸入運轉程序後(hòu),閥門的機加(jiā)工作業尤其是大批量生產(chǎn)作業,由人工(gōng)支配變為機(jī)器控製,加工(gōng)時間大為(wéi)縮短(duǎn),功效大大提高,加工的尺寸誤差基本達到一(yī)致,使(shǐ)得閥門的裝配一次合格率大為上升。據粗略(luè)統計,使用數控(kòng)機床後,閥門機加工和裝配(pèi)的總工時(shí)與原(yuán)先相比縮短(duǎn)了30%或以上,質量(liàng)更加穩(wěn)定。在人工費(fèi)日益高漲的今天,由於高精度自動(dòng)化機械的推廣運用,製造企業均(jun1)從中獲益匪淺。
途徑之五,對閥門(mén)毛坯工廢和料廢的控製
1.熟悉國際先進的閥門標準,減少不必(bì)要的材料損失
由於閥門是承壓設備,在管道中要受到(dào)一(yī)定的壓力,特別是用鍛件做殼體的中高壓(yā)閥門,過去老的觀念一直是凡是承壓鍛件,如有缺陷一律不能焊補,不管它是料廢還是工廢。但時代(dài)在變,技術在(zài)進步(bù),對於鍛件用焊補的方法也從過去的全盤否(fǒu)定到在一定條件下,可以焊補修複。國外(wài)已經對包括閥門在內的機械設備(bèi)進行各種類型的焊補修複作為綠色環保(bǎo)工程而加以極大關注和提倡。
如美國試驗(yàn)與材料學會標(biāo)準ASTMA965/A965M- 2002《高溫承壓件用奧氏體鋼鍛件標準規範》中第10 焊補(bǔ)章節10.1 指出:“允許對鍛件進行焊補,但隻有買方有否決權。此類(lèi)焊補應符(fú)合(hé)ASME 鍋爐和壓力容器(qì)規範第IX 章的規定(dìng)”。
ASTM A182/AG182M- 2002《高溫用鍛製或軋製合金鋼法蘭、鍛製管件、閥門和部件》第13 焊補章節中(zhōng)131 指出(chū):“應(yīng)允許焊補……”
這就是說,承壓鍛件(除(chú)非高壓超高壓(yā)閥(fá)門)並不是以往修補(bǔ)的“禁區”了。2.鍛件的修補必須經(jīng)科學鑒定。上述美國標準告訴我們,鍛件的缺陷,尤其是(shì)表麵缺陷,如折(shé)疊(dié)、表麵淺而短的裂紋、黑疤(bā)(加工(gōng)餘量小加工不出),隻要征(zhēng)得用戶同意(yì),又有無損探傷手段配合(UT 和PT),再加(jiā)上有適合的、經評定的焊補工藝,並能證明缺(quē)陷的焊補是合格的(de)、可靠的,就可以挽救一些本來要被“判處死刑”的毛坯鍛件,從而為企業減少(shǎo)一(yī)些材料的損失。
如口徑在20 吋以上球閥用鍛(duàn)件做殼體的話,一(yī)個閥體重量就達數百(bǎi)公斤,報廢或回用其(qí)經濟價值都(dōu)是非常可觀的。如是這般,對缺(quē)陷鍛件的修補,每年也能為(wéi)企業帶來相當大的經濟收益。以一個年用不鏽鋼鍛件2400 噸的企業為例,每減少一個(gè)百分點的工料廢,就能為企業挽回近百(bǎi)萬元的損(sǔn)失。長(zhǎng)之以往,經濟效益十分可觀。
閥門製造企業作為通用機械行業的(de)重要成員(yuán),在國(guó)民經濟繼續保持二位數增長的大好勢頭下,在國家重視和(hé)發展基礎工業、增加出口、走世界製造強(qiáng)國的強勁推動(dòng)下,目前正是大施(shī)拳腳的大好時光;同時也是大(dà)練內功、提升自我素質(zhì)的整合時(shí)期。行業同仁應抓住(zhù)這個重(chóng)大轉折時期,提(tí)升中國閥門在國際同行中的地位,這(zhè)就要不斷研究和改進生產工具(jù)、工藝路線、材料選用等一係列問題,為閥門的製造,為行業整體節(jiē)能增(zēng)效(xiào)作出更大的貢獻。
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