我(wǒ)國現有登記注冊的大大小小閥門製造企業有幾千家之多,大部分常規閥(fá)門的生產製造具有勞動密集型(xíng)和低門檻進入的特點。如何在產品製造中(zhōng)提高機械自動化率、減少物料損(sǔn)失、重複工時損失、提(tí)高生產效率和經濟效益是閥門製造(zào)企業麵臨的一大課題。本文提出幾(jǐ)點對策,供同行參(cān)考。
途徑之一,閥門鑄鍛件供應商(shāng)的選擇和控製
工業(yè)閥門的外殼———閥體閥蓋一般是(shì)鑄件(jiàn)或鍛件,在中(zhōng)低壓閥門中,以鑄(zhù)件最為常見。由於(yú)是鑄件(中壓主要是鑄鋼件,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(jiē)影響到產品(pǐn)的加工質量和進度。因此,選擇(zé)合格(gé)的(de)、質量穩定的鑄件供應(yīng)商幾乎是所有閥門製造廠的首選。
有人做(zuò)過統計,凡鑄造閥門,總量的10- 30%的(de)鑄件經過修補。由於修(xiū)補,損(sǔn)失的機加工(gōng)工時一般會占到(dào)鑄件加工工時的5- 10%左右。再加上修補用的焊材和人工(gōng),損失就(jiù)更多了。
因此(cǐ),對閥門毛坯供應商的資(zī)質和能力審查,選擇鑄造工藝成熟、鑄件質量可(kě)靠的鑄鋼(gāng)廠(chǎng),是降低閥門主機製造廠生產成(chéng)本(běn)的有效方法之一。
途徑之(zhī)二,閥門殼體鑄件和鍛(duàn)件的選擇和控製
閥門(mén)外殼究竟(jìng)選用鑄件還是鍛件,既涉及閥門使用的壓力、口徑(jìng),也(yě)涉及到閥(fá)門的生產成本。一般情(qíng)況下,如使用壓力在10Mpa 以下,口徑在2 英寸(500mm)以上一般會選(xuǎn)用鑄件作為殼(ké)體,因為鑄件可以澆注出複雜的形狀,而鍛件要鍛出稍複雜一點的形狀,就要花較大的成本,即(jí)需用模鍛。但(dàn)即便是模鍛其加工餘量也比鑄件大。通常(cháng),在決定這個閥門殼體做鑄件還是鍛件時,遵循的是(shì)“少、無”切削(xuē)的原則,能用鑄(zhù)件的就不用(yòng)鍛件,鑄件中能用精密鑄造的就不(bú)用砂型鑄造。
有人做過(guò)統計,即便是砂型(xíng)鑄造,一般被切削掉的鐵屑重量不(bú)會超過毛坯(pī)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(jiā)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(chóng)的50- 70%,成品率僅在(zài)30- 50%。鑄造和鍛造的(de)切削量由(yóu)此可見一(yī)斑。由此,從提高閥門的經濟效益(yì)出發,考慮如何選擇鑄造和鍛造作為殼體同(tóng)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(tú)徑之三,閥門加工和裝配過程(chéng)的控製
閥門機加工(gōng)的質量控(kòng)製
1. 閥門(mén)鑄鍛件(jiàn)在(zài)機(jī)械加工(gōng)過程中,往往會出現落紗、氣孔、縮孔、縮鬆、折(shé)疊、鍛裂、過燒等毛坯本身在鑄(zhù)鍛過程中的各種缺(quē)陷。由於毛(máo)坯的鑄(zhù)鍛過程(chéng)較機械加工複雜,鑄鍛件的(de)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(liàng)可靠與否的標誌僅是缺陷的多少(shǎo)和大小而已。
因此,閥門(mén)毛(máo)坯在(zài)上(shàng)數控機床前可以先在普(pǔ)車上進行粗加工,加工時留有一定精加工餘(yú)量,來觀察是否存在這類(lèi)鑄鍛過程中存在的缺陷。如果存(cún)在,就用經過評審的焊補工藝來挽救。而且,不同的鋼種其焊補材質(zhì)、工藝也是不同的。比如說,一般低(dī)碳鋼毛坯的缺陷焊補,可在常溫下進行。而高低(dī)合(hé)金鋼、有色(sè)合金、高鉻鎳合金鋼、鑄鐵等毛坯缺(quē)陷的修補一定是修補前有預熱和修補後有回(huí)火處理的(de)。
因此,在(zài)製訂鑄件加工工(gōng)藝時,最好分為粗車(chē)與(yǔ)精車,普車與數控車,留有(yǒu)經驗餘量,不(bú)可(kě)將毛坯送上數控機床後一次加工到位。否則,出現(xiàn)缺陷也隻能(néng)“望廢興歎”。
途徑之四,閥門加工手段的改進(jìn)和控製
在上(shàng)世紀90 年代,閥門機加工大多(duō)是傳統的普車(chē)、立車(chē),很少用到數(shù)控機床或加工中心;也(yě)有一些廠家使用數控機床,但由於閥門殼(ké)體以鑄件居多,鑄件有(yǒu)澆冒(mào)口(kǒu),當時的鑄件後處理(切割、噴丸(wán)、焊(hàn)補、打磨)遠不如(rú)今天這般重視,鑄件(jiàn)上高高低低(dī)的澆冒口影響了數控機床在閥門行業的運用和發展。
有些閥門廠購買了數控機床,本意想通過數控機床加工來(lái)統一尺寸誤差,達到提高裝配一次合格率的目的。由於鑄件上的澆冒(mào)口高(gāo)低不(bú)一樣,需要先上普車粗加工,上上下下(xià)幾次甚是麻煩,加上那時數控(kòng)車床質量也不像當今這樣(yàng)穩定。最後,一(yī)些買進數控機床的廠家都把它(tā)晾在一邊,隻作為給人(rén)參觀的“擺設”。閥門部件的(de)加工誤差無法得到統一,裝配(pèi)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(yǐ)往幾(jǐ)十年的傳統加工方法和(hé)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(de)飛躍,一些新建工廠的數控機床可以說是家家都有、比(bǐ)比皆是。
據不完全統計,一般年產值在5000萬以上的新建閥門工廠,數控機床、加(jiā)工(gōng)中心在閥門加工中(zhōng)的普及率幾乎達到100%。數控機床的大量使用,將加工(gōng)時的受經驗控製的人為因素縮小到最小範圍,使複雜的事(shì)變得簡單了。輸入運轉程序後,閥門(mén)的機加工作(zuò)業尤其是(shì)大批(pī)量(liàng)生產作業,由(yóu)人工支配變為機器控製,加工時間大為縮短,功效大大提高,加工的尺寸誤差基(jī)本達到一致,使得閥門的裝配一次合格率大為上升。據粗(cū)略(luè)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比縮短了30%或以上,質量更加(jiā)穩定。在人工費日益高漲的今天,由於高精度自動化機械的推廣運用,製造企業均從(cóng)中獲益匪淺。
途徑之五,對閥門(mén)毛(máo)坯工廢和料廢的控製
1.熟悉國際先進(jìn)的閥門標(biāo)準(zhǔn),減少不必(bì)要的(de)材料損失
由於閥門是承壓設備,在管道中要受到一定的壓力(lì),特別是用鍛件做殼體的中高壓閥(fá)門,過去老的觀(guān)念一直(zhí)是凡是承壓鍛件,如有缺陷一律不能焊補,不管它是料廢還是工廢。但時代在變,技術在進步,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(xià),可以焊補修複。國外已經對包括閥門在內的機械設(shè)備進行(háng)各(gè)種類型的焊補修複作為綠(lǜ)色環保工程而加以極大關(guān)注和提倡。
如美國試驗與材料學(xué)會標準ASTMA965/A965M- 2002《高溫承壓件用奧氏體鋼(gāng)鍛件(jiàn)標準規範(fàn)》中第10 焊補(bǔ)章節(jiē)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(zhāng)的規(guī)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(hàn)補章節中131 指出:“應(yīng)允許焊補……”
這(zhè)就是說,承壓(yā)鍛件(除非高壓(yā)超高壓閥門)並不是以往修補的“禁(jìn)區”了。2.鍛件(jiàn)的修補必須經科學鑒定。上述美國標準告訴我們,鍛件的缺陷,尤(yóu)其是表麵缺陷,如折疊、表麵淺而短的裂紋(wén)、黑疤(bā)(加工餘量小加工不出),隻要征得用戶同(tóng)意,又有無損探傷手段配合(UT 和PT),再加上有適合的(de)、經(jīng)評定的焊補工藝(yì),並能證明缺陷的焊補是合格的(de)、可靠的(de),就可以挽救一些本來要被“判處死刑”的(de)毛坯鍛件(jiàn),從而為企業減少一些材料的損失。
如口徑(jìng)在20 吋以上球閥用鍛件做殼體的話,一個閥體重量就達數百公斤,報廢或回用其經濟(jì)價值都是非常(cháng)可觀的。如是這般(bān),對缺陷鍛件的修補,每年(nián)也(yě)能為企業帶來相當大的經濟收益。以一個年用(yòng)不鏽鋼鍛件2400 噸(dūn)的企業為例,每減少(shǎo)一(yī)個百分點的工料廢,就能為企業挽回近百萬元的損失。長之以往,經濟效益十(shí)分可觀。
閥(fá)門製造企業作為通用機械行業的重要成(chéng)員,在國民(mín)經濟繼續保持二位數增長的大好勢頭下,在國家重視和發(fā)展基礎工業、增加出口、走世(shì)界製造強(qiáng)國(guó)的強勁推動下,目前正是大施拳腳的大好時光;同時也是大練內功、提升自我素質的整合時期。行業同仁應抓住這個重大轉折時期,提升中國閥門在國際同行中的地位,這就要不斷研究和改(gǎi)進生產工具(jù)、工藝(yì)路線、材料選用等一(yī)係列問題,為閥門的製造,為行業整體節能增效作出更大的貢獻。
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