Pezzi fusi per alloggiamenti di compressori: cosa dovrebbero considerare i produttori di apparecchiature

L'alloggiamento di un compressore che non supera il test idrostatico a 1,5 volte la pressione di esercizio è già stato lavorato, ispezionato e inserito in uno slot di assemblaggio. Questo è il motivo per cui i produttori di apparecchiature considerano i pezzi fusi dell'alloggiamento del compressore prima come una decisione di rischio e poi come un ordine di acquisto.

La fusione dell'alloggiamento del compressore è il guscio contenente la pressione di un compressore: un corpo rigido che sostiene il foro del rotore, i passaggi di ingresso e di scarico, le sedi dei cuscinetti e i piedini di montaggio. Il gioco del rotore, la durata delle guarnizioni e l'impronta delle vibrazioni della macchina finita sono tutti determinati dalla capacità della fusione di mantenere la sua geometria e la sua densità dopo il raffreddamento. In questa analisi viene esaminato più dettagliatamente il percorso del processo dietro un involucro a pressione perché la qualità della fusione dell'alloggiamento del compressore determina le prestazioni del compressore .

Quattro specifiche che determinano l'ordine di fusione dell'alloggiamento del compressore

Quattro specifiche determinano se un alloggiamento sopravvive alla catena di montaggio: tenuta alla pressione durante il test, allineamento da foro a foro, uniformità dello spessore della parete e planarità dell'interfaccia di montaggio. Il prezzo della lega, l'ubicazione della fonderia e i termini di pagamento sono negoziabili. Questi quattro no.

• Tenuta alla pressione. Gli alloggiamenti sono testati con acqua o aria a 1,5 volte la pressione di esercizio massima. Un percorso di porosità interconnesso attraverso una parete da 40 mm scarta una parte che già richiede da 40 a 80 ore di lavorazione.
• Allineamento da foro a foro. Il gioco tra rotore e alloggiamento in un compressore a vite può essere compreso tra 0,15 e 0,30 mm, quindi una deriva di 0,10 mm tra i fori dei cuscinetti consuma un terzo di quel budget.
• Uniformità dello spessore delle pareti. Una variazione superiore a circa il 10% in corrispondenza della giunzione tra nervatura e guscio crea punti caldi, porosità da ritiro e stress da raffreddamento irregolare.
• Planarità dell'interfaccia di montaggio. Un piede fuori piano di 0,2 mm su 500 mm carica la carcassa quando è imbullonata e il precarico ritorna sotto forma di vibrazione a velocità di funzionamento.

Scelta del materiale per le fusioni dell'alloggiamento del compressore: ghisa grigia, ghisa duttile o acciaio fuso

La ghisa grigia rimane la scelta predefinita per la maggior parte delle fusioni delle carcasse dei compressori perché la sua struttura in grafite lamellare smorza le vibrazioni meglio di qualsiasi alternativa allo stesso costo. L'eccezione è la classe di pressione: al di sopra di circa 40 bar, o dove il ciclo termico è intenso, prevalgono la ghisa duttile o l'acciaio fuso.

La selezione del grado di solito segue tre input: la pressione di esercizio massima, la firma della pulsazione del tipo di compressore e il ciclo termico che l'involucro vedrà in servizio.

Al di sopra delle qualità standard, la selezione del materiale smette di essere una decisione da catalogo. Gli involucri per servizi aggressivi si spostano in leghe di nichel come Inconel 718 e gradi simili resistenti al calore , dove la chimica del calore, il percorso di formatura e i parametri di lavorazione devono essere convalidati insieme.

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Porosità e tenuta alla pressione nei getti dell'alloggiamento del compressore

La tenuta alla pressione è un risultato del processo, non una proprietà del materiale. Due fonderie possono versare la stessa sostanza chimica GG25 e fornire velocità di perdita completamente diverse, perché la differenza sta nel gate, nel posizionamento delle colonne montanti, nel controllo della velocità di raffreddamento e nel modo in cui vengono alimentate le sezioni pesanti.

In un programma di 200 tonnellate di alloggi di grandi dimensioni, gli scarti si concentrano in un numero limitato di cause.

L'inclusione di sabbia e la porosità da ritiro insieme rappresentano circa sei scarti su dieci. Entrambe sono variabili di processo che una fonderia controlla attraverso la progettazione dei punti di iniezione, la qualità dello stampo e il posizionamento del freddo, non attraverso ulteriori ispezioni alla fine della linea.

Gli acquirenti dovrebbero richiedere controlli NDT volumetrici attraverso il limite di pressione, ispezione con particelle magnetiche sulle superfici lavorate, una mappa di durezza della sezione più pesante e un record di test idrostatico o pneumatico legato al numero di serie della fusione.

Lavorazione di pezzi fusi per alloggiamenti di compressori senza aggiungere rischi di installazione

Ogni configurazione aggiuntiva su un alloggiamento di grandi dimensioni aggiunge un errore di impilamento, quindi il modo più affidabile per proteggere l'allineamento del foro è quello di lavorare la fusione con il minor numero di configurazioni consentito dalla geometria.

Questo vincolo spinge gli acquirenti verso fornitori che fondono e lavorano sotto lo stesso tetto. Un alloggio scelto in una struttura e annoiato in un'altra arriva con due catene di tolleranza indipendenti, e nessuna delle due parti possiede il risultato finale.

I parametri di riferimento che vale la pena verificare prima dell'assegnazione sono la produzione di fusione, la precisione che l'officina meccanica può mantenere su un alloggiamento della tua massa e il numero di involucri comparabili che il fornitore spedisce ogni anno.

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Lista di controllo per la qualificazione del fornitore prima del taglio del primo modello

Qualificare un fornitore su sei elementi prima che venga tagliato il primo modello: tracciabilità dei materiali, capacità NDT volumetrica, ambito di reporting dimensionale, lavorazione interna, documentazione di test e una politica di riparazione scritta.

1. Tracciabilità del calore dalla fusione al pezzo finito, con dati di test chimici e meccanici.
2. NDT volumetrico sui limiti di pressione dei getti di produzione, non solo sui campioni.
3. Un report dimensionale utilizzando lo schema di Riferimento sul disegno.
4. Capacità interna di tornitura, alesatura, fresatura e foratura per la massa del pezzo richiesta.
5. Certificati di prova a 1,5 volte la pressione massima di esercizio, legati ai numeri di serie.
6. Una politica di riparazione che definisce quali zone possono essere riparate tramite saldatura e quali no.

Tempi di consegna e costi seguono dallo stesso elenco. La realizzazione del modello e l'approvazione del primo articolo durano generalmente dalle 6 alle 10 settimane, mentre i lotti di produzione durano dalle 4 alle 8 settimane a seconda della massa e dell'ambito di lavorazione. L'aumento dello spessore delle pareti, una copertura NDT più ampia e la riparazione post-fusione sono i tre fattori che influenzano maggiormente il prezzo e ognuno di essi è una decisione dell'acquirente piuttosto che una sorpresa da parte della fonderia.

Domande frequenti sui pezzi fusi dell'alloggiamento del compressore

Quale spessore della parete dovrebbe avere la fusione dell'alloggiamento del compressore?

Lo spessore della parete è determinato dalla classe di pressione e dalla distanza di alimentazione della lega, non da una regola universale. Gli alloggiamenti in ghisa grigia di peso compreso tra 200 e 3.000 kg utilizzano comunemente gusci da 12 a 25 mm con flange e nervature più spesse e qualsiasi sezione superiore a 60 mm necessita della convalida della progettazione del montante e del refrigeratore prima dell'inizio della produzione.

Come viene verificata la tenuta alla pressione su un pezzo fuso dell'alloggiamento?

Test idrostatico o pneumatico a 1,5 volte la pressione massima di esercizio, supportato da NDT volumetrico sulle zone che contengono gas. Le registrazioni delle prove dovrebbero essere riconducibili al numero di colata e al seriale della singola colata.

È possibile riparare un alloggiamento dopo aver riscontrato la porosità?

Difetti isolati al di fuori del limite di pressione possono essere riparati mediante saldatura controllata con ispezione di preriscaldamento e post-saldatura. Difetti all'interno del foro di un rotore o di un passaggio del gas sono normalmente motivo di rifiuto, quindi la politica di riparazione è inclusa nell'ordine di acquisto prima che venga versata la prima fusione.

Quali tempi di consegna dovrebbe pianificare un acquirente?

Pianifica da 6 a 10 settimane per la realizzazione del modello, il primo articolo e l'approvazione, quindi da 4 a 8 settimane per ciascun lotto di produzione a seconda della massa della fusione e dell'ambito di lavorazione. I gradi di leghe speciali aggiungono diverse settimane perché la verifica della chimica del calore rallenta il primo articolo.