我國現有登記注冊的大大小(xiǎo)小閥(fá)門製造企業有幾千家(jiā)之(zhī)多,大部分常規閥門的生產製造具有勞動密集型和低門檻(kǎn)進入的特點。如何(hé)在產品製造中提高機械自動化率、減少物料損失、重複工時損失、提高生產效率和經(jīng)濟效(xiào)益是閥門製造企(qǐ)業麵臨的(de)一大(dà)課題。本文提出幾點對策,供同行參考。
途徑之一,閥門鑄鍛件供應商的選擇和控製
工業閥門的外殼———閥體閥蓋一般是鑄件或(huò)鍛件,在中(zhōng)低壓閥門中,以鑄(zhù)件最為常見。由(yóu)於是鑄件(中壓主(zhǔ)要是(shì)鑄鋼件,低壓主要是鑄鐵件),加工過程中就容易出現各種鑄造缺陷,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(liàng)穩定的鑄件供應商幾乎是所有閥門(mén)製造廠的首選。
有人(rén)做(zuò)過統計,凡鑄造閥門,總量的10- 30%的鑄件經過(guò)修補。由於修補,損失(shī)的機加工工時一般會占到鑄件(jiàn)加工工時的5- 10%左右。再加上修補(bǔ)用的焊材和人工,損失就更多了(le)。
因此,對閥門毛坯供應商的資質和能力審查(chá),選擇鑄造工藝成熟、鑄件質量可靠的鑄鋼廠,是降低閥(fá)門主機製造廠生產成本的有效方法之一。
途徑之二,閥門殼體鑄件和鍛件(jiàn)的選擇和控製
閥門外(wài)殼究(jiū)竟選用鑄件還是鍛件(jiàn),既涉及閥門使用的壓力、口徑,也涉及到閥門的生產成(chéng)本。一(yī)般情況下,如使用壓力在10Mpa 以下,口徑在2 英寸(500mm)以上一般會選用鑄件作為(wéi)殼體,因為鑄(zhù)件可以澆(jiāo)注出複雜(zá)的形狀(zhuàng),而鍛件要鍛出稍複雜(zá)一點的形狀,就要花較大的成本,即需用模鍛。但即便是模鍛其加工(gōng)餘量也比鑄件大。通常,在決定這個閥門殼體做鑄件還是鍛件時,遵循的是“少、無”切削的原則,能(néng)用鑄件的就不用鍛件,鑄件中能(néng)用精密鑄造的(de)就不用砂型鑄(zhù)造。
有人做過統計,即便是砂(shā)型鑄(zhù)造,一般被切削掉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,不僅形狀上複雜的不行,加工餘量也非常之(zhī)大,自由鍛鍛出的毛坯,一般車削掉的鐵屑往往要占鍛坯總重的50- 70%,成品率僅在30- 50%。鑄造和鍛造的(de)切削量由此可見一斑(bān)。由此,從提高閥門的經濟效(xiào)益出發,考慮如何選擇鑄(zhù)造和鍛造作為殼體同(tóng)樣是非常重(chóng)要的,需要設計人員慎重考慮(lǜ),鑄和鍛可謂“一字省千金(jīn)”。
途徑之三,閥門加工和裝配過(guò)程的控製
閥門機加工的(de)質量控製(zhì)
1. 閥門(mén)鑄鍛件(jiàn)在機械(xiè)加工過程中,往(wǎng)往會出現落紗、氣(qì)孔、縮孔(kǒng)、縮鬆、折疊、鍛裂、過燒等毛坯本身在鑄鍛過程中的各種缺陷。由於毛坯的鑄鍛過程較(jiào)機械(xiè)加工複雜,鑄鍛(duàn)件的這些缺陷是受到天氣、原材料、操作等諸多主客觀因素製約,不可避免;毛坯質量可靠與否的標誌僅是缺陷的多少和大小而已(yǐ)。
因此,閥門毛坯在上數控機床前可以先在普車上進行粗加工,加工時留(liú)有一定精加工餘量,來觀察是否存在這類(lèi)鑄鍛過程中存在的缺陷。如果存在,就用經過評審的焊(hàn)補工藝來(lái)挽救。而且,不同的鋼種其焊補材質(zhì)、工藝也是不同的。比如說,一般(bān)低碳鋼毛坯的缺陷焊補,可(kě)在常溫(wēn)下進行。而高低合金鋼、有色合金、高鉻鎳合金(jīn)鋼、鑄鐵等毛坯缺陷的修補一定是修補前有預熱和修補後有回火處理的。
因此,在製訂鑄件加工工(gōng)藝時,最好分(fèn)為粗車與精車,普車與數控車,留(liú)有(yǒu)經驗餘量,不可將毛坯送上數(shù)控機床(chuáng)後一次加(jiā)工到位。否則,出現缺陷也(yě)隻能“望廢興歎”。
途徑(jìng)之四,閥門加工手段的改進和控製
在上世紀90 年代,閥門機(jī)加工大多是傳統的(de)普車、立(lì)車,很少(shǎo)用到(dào)數控機床或加工中心;也有一些廠(chǎng)家使用數控機床,但由於閥門殼體以鑄件居多,鑄件(jiàn)有澆冒口,當時的鑄件後處理(切割、噴丸、焊補(bǔ)、打(dǎ)磨(mó))遠(yuǎn)不如今天這般重視,鑄件上高高低低的澆冒口影響了(le)數控機床在閥門行業的運用和發展。
有些閥門廠購(gòu)買了數控機床,本意想通過數(shù)控機床加工來統一尺寸誤差,達到提高裝配一次合格率(lǜ)的目的。由於鑄件上的澆冒口高低不一樣,需要先上普(pǔ)車粗加工,上上(shàng)下下幾次(cì)甚是麻煩,加上那時數控車床質量也不(bú)像當今這樣穩定。最後(hòu),一些買進數(shù)控機床的廠家都把它晾在(zài)一邊,隻作(zuò)為給人參觀的“擺(bǎi)設”。閥門部件的加工誤差無法得到統一,裝配上也就無法做到互換,裝(zhuāng)配效率也就無法得到提高。
2000 年(nián)以後(hòu),閥門行業對數控(kòng)機床和加工中心的效用重新進行了審視(shì)和認定(dìng),對以往幾十年(nián)的傳統加工方法和設備進行了反(fǎn)思,特別是前幾年的閥門企(qǐ)業的大規模轉(zhuǎn)製後,使(shǐ)用數(shù)控機床的比例(lì)可以說有了一個量的飛躍,一些新建工廠(chǎng)的數控機床可以說是家家都有、比比皆是。
據不完全統計,一般(bān)年產值在5000萬以上的(de)新建閥門工(gōng)廠,數控機床、加工中心在閥(fá)門(mén)加工中的普及率幾(jǐ)乎達到100%。數控機床(chuáng)的大量使用,將加工時的受經驗控製的人為因素縮小到最小(xiǎo)範圍,使複雜的(de)事變得簡單了。輸入運轉程序後,閥門的(de)機加工作業尤其是大批量生產作業,由人工支配變為(wéi)機器控製,加工時間大為縮短,功效大大(dà)提高,加工的尺寸誤(wù)差基本(běn)達到一致,使得閥門的裝配一次合格率大為(wéi)上升。據粗略統計,使用數控機床後,閥門機加工和裝配的總工時與原先相(xiàng)比縮短了30%或以上(shàng),質量(liàng)更加穩定。在人工費日益高漲的今天,由於高精度(dù)自動化機械的推廣運用,製造企業均從中獲益匪淺。
途徑之五,對閥門毛坯工廢和料廢的控製
1.熟悉國際先進的閥門標(biāo)準,減少不必要的材料損失
由於閥門是承(chéng)壓設備,在管道中要受(shòu)到一定的壓力(lì),特別是(shì)用鍛件做殼體的中高壓閥門,過去(qù)老的觀念一直(zhí)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(shì)工廢。但時代在變,技術在進步,對於鍛(duàn)件用焊補的方法也從過去的全盤否定到在一定條件下,可(kě)以焊補修複(fù)。國外已經對(duì)包括閥門在內的機械設備進行各種類型的焊補修複(fù)作為綠色環保工程(chéng)而加以極大關注和提倡。
如美國試驗與材料學會標準ASTMA965/A965M- 2002《高(gāo)溫承壓件用奧氏體鋼鍛件標(biāo)準規範》中第(dì)10 焊補章節10.1 指出:“允許對鍛件進行焊補,但隻有買方有否決權。此類焊補應符合ASME 鍋爐和壓力容器規範第IX 章的規定”。
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131 指出(chū):“應允許焊補……”
這就是說,承(chéng)壓鍛件(除非高壓超高壓閥門)並不是(shì)以往(wǎng)修補的“禁區(qū)”了。2.鍛件的修補必須經科學鑒定。上述美國(guó)標準告訴我們,鍛件的缺陷,尤其是表(biǎo)麵缺陷,如折疊、表(biǎo)麵(miàn)淺而(ér)短的裂紋、黑疤(加工餘(yú)量小加工不出(chū)),隻(zhī)要征得用戶同(tóng)意,又有無損(sǔn)探傷手段配合(UT 和PT),再加上有適(shì)合的(de)、經評定的焊補工藝(yì),並能證明缺陷(xiàn)的焊補是合格的、可靠的,就可以挽救一些(xiē)本來要被(bèi)“判處死刑”的毛坯鍛件,從而為企業減少一些材料的損(sǔn)失。
如(rú)口徑在20 吋以(yǐ)上球閥用鍛件做殼體(tǐ)的話(huà),一個閥體重量就達數百公斤,報廢或回用其經濟價值都是非常可觀的(de)。如是這般,對缺陷鍛件的修補,每年也(yě)能為企業帶來相(xiàng)當大的經濟收益。以一個年用不鏽鋼鍛件2400 噸的企業為例,每減少一個百分點的工料廢,就能為企業挽(wǎn)回近百萬元的損失。長之(zhī)以往,經濟(jì)效益十分可(kě)觀。
閥門製造企業作為通用機械行業的重要(yào)成員,在國民經濟繼續保持二位數增長的大好勢頭下,在國家重視和發展基礎工業、增加出口、走世界製造強國的強勁推動下,目前正是大施拳腳的(de)大好時光;同(tóng)時也是大練內功、提(tí)升自我(wǒ)素質的整合時期。行業同仁應抓住(zhù)這個重大轉折時期,提升(shēng)中國閥門在國際同行(háng)中的地位,這就要不(bú)斷研究和改進生產工具、工藝(yì)路線、材料選用等一係(xì)列問題,為閥門的製造,為行業整體節能增效作(zuò)出更大的貢獻。
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