Quá trình đúc là gì? Hướng dẫn đúc ống

Quá trình đúc là gì? Câu trả lời trực tiếp

Đúc là quá trình sản xuất đổ kim loại nóng chảy vào khoang khuôn có hình dạng giống như phần cuối cùng, sau đó để nguội và đông đặc trước khi lấy ra khỏi khuôn. Đây là một trong những phương pháp gia công kim loại lâu đời nhất vẫn được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và nó vẫn là cách sản xuất ống đúc chính, vì việc đúc cho phép tạo ra các hình dạng phức tạp, rỗng và chịu áp suất trong một bước duy nhất thay vì gia công từ vật liệu rắn.

Bài viết này trình bày theo thứ tự từng giai đoạn của quá trình casting, sau đó tập trung cụ thể vào cách đúc ống được sản xuất, kiểm tra và chỉ định cho các ứng dụng công nghiệp và đô thị.

Quá trình đúc, từng bước

Mặc dù các kỹ thuật cụ thể khác nhau nhưng gần như tất cả các quy trình đúc đều tuân theo cùng một trình tự cốt lõi từ thiết kế mẫu đến phần hoàn thiện:

1. Tạo mẫu - bản sao của phần cuối cùng, thường được làm từ gỗ, kim loại hoặc nhựa và hơi quá khổ để giải thích sự co rút của kim loại trong quá trình làm mát
2. Làm khuôn - đóng khuôn cát, gốm hoặc kim loại vĩnh cửu xung quanh mẫu để tạo thành khoang sẽ tiếp nhận kim loại nóng chảy
3. Nóng chảy - nung nóng kim loại, thường là hợp kim sắt, thép hoặc nhôm, trong lò nung đến nhiệt độ giữa 1.200°C và 1.600°C tùy thuộc vào hợp kim
4. Đổ - chuyển kim loại nóng chảy vào khoang khuôn thông qua hệ thống cổng được thiết kế để kiểm soát dòng chảy và giảm thiểu nhiễu loạn
5. Làm mát và hóa rắn - cho phép kim loại nguội ở tốc độ được kiểm soát, vì tốc độ làm mát ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc hạt và độ bền cuối cùng
6. Lắc và hoàn thiện - loại bỏ vật liệu khuôn, cắt bỏ các cổng và ống đứng, đồng thời làm sạch bề mặt bằng cách mài hoặc phun bi
7. Kiểm tra - kiểm tra độ chính xác về kích thước, độ chắc chắn bên trong và tính chất cơ học trước khi bộ phận được phê duyệt để sử dụng

Các phương pháp đúc phổ biến được sử dụng để sản xuất ống

Đúc ly tâm

Đúc ly tâm là phương pháp chủ yếu để đúc ống, đặc biệt là ống sắt dẻo. Kim loại nóng chảy được đổ vào khuôn hình trụ quay nhanh và lực ly tâm đẩy kim loại ra ngoài vào thành khuôn, tạo thành thành ống dày đặc, đồng nhất trong khi các tạp chất và khí nhẹ hơn di chuyển về phía lỗ trung tâm, nơi chúng được loại bỏ.

Đúc cát

Đúc cát được sử dụng cho các phụ kiện đường ống, mặt bích và các bộ phận ống có hình dạng không đều không phù hợp với tính đối xứng quay theo yêu cầu của đúc ly tâm. Đó là một phương pháp linh hoạt, chi phí thấp hơn, phù hợp với khối lượng sản xuất thấp hơn và các hình dạng lắp ráp phức tạp như khuỷu tay và chữ T.

Tại sao đúc là phương pháp ưa thích để sản xuất ống

Đúc tạo ra ống có độ dày thành đồng đều và đường kính trong nhất quán trong một bước tạo hình duy nhất, điều này rất cần thiết cho các đường ống dẫn nước, khí đốt hoặc chất lỏng công nghiệp có áp suất. Ống sắt dẻo được sản xuất bằng phương pháp đúc ly tâm thường đạt được độ bền kéo bằng 420 MPa hoặc cao hơn, kết hợp với độ giãn dài cần thiết để chống nứt khi chuyển động trên mặt đất và áp suất tăng cao - một sự kết hợp khó đạt được về mặt kinh tế so với các phương pháp sản xuất khác.

Vật liệu đúc ống thông thường

Kiểm soát chất lượng đúc ống

Bởi vì vật đúc dạng ống thường mang chất lỏng có áp suất nên tiêu chuẩn kiểm tra nghiêm ngặt hơn so với nhiều bộ phận đúc khác. Kiểm tra thông thường bao gồm:

• Kiểm tra áp suất thủy tĩnh , trong đó mỗi ống được thử nghiệm ở áp suất cao hơn nhiều so với áp suất làm việc định mức của nó để xác nhận rằng nó có thể chịu được các điều kiện vận hành mà không bị rò rỉ
• Đo độ dày của tường bằng máy đo siêu âm để xác nhận tính đồng nhất xung quanh toàn bộ chu vi
• Kiểm tra thẩm thấu bằng mắt và thuốc nhuộm để phát hiện các vết nứt bề mặt hoặc độ xốp
• Phân tích thành phần hóa học để xác nhận hợp kim đáp ứng các tiêu chuẩn quy định, chẳng hạn như ASTM A536 cho sắt dẻo

Chọn ống đúc phù hợp cho dự án

Việc lựa chọn nên bắt đầu với áp suất vận hành và chất lỏng được vận chuyển: hệ thống nước đô thị thường chỉ định ống sắt dẻo được xếp loại 350 trở lên Trong khi đó, dây chuyền hơi hoặc hóa chất công nghiệp áp suất cao thường yêu cầu thép đúc hoặc thép không gỉ để đảm bảo cả độ bền và khả năng chống ăn mòn. Điều kiện đất cũng quan trọng - đường ống chạy qua đất ăn mòn hoặc có tính axit cao phải bao gồm lớp bọc bằng polyetylen hoặc lớp lót bảo vệ bất kể vật liệu nền.

Các kỹ sư chỉ định vật đúc dạng ống cũng phải xác nhận chứng nhận của nhà sản xuất đối với các tiêu chuẩn liên quan, vì vật đúc được chứng nhận của bên thứ ba trải qua thử nghiệm thủy tĩnh và hóa học nhất quán mà các sản phẩm tự chứng nhận có thể không làm được, giúp giảm nguy cơ hỏng hóc sớm trong các ứng dụng cơ sở hạ tầng quan trọng.