苛刻工况攻关案例分享-型砂铸造篇

型砂在铸造过程中扮演着至关重要的角色，其质量直接影响到砂型的强度和精度。型砂主要成分为二氧化硅，硬度为莫氏7左右，结构也非常坚硬，不易变形，因此在输送过程中对设备的磨损较高，对自动化铸造过程中的设备选型影响较大，而不同的型砂对阀门和管道的磨损呈现出不同的状况，针对不同的型砂需要采用不同的耐磨材料和设备结构。

本次分享为我司陶瓷阀在某中外合资汽车制造厂铸造车间制芯熔化工段的使用情况。

通过前期交流了解，现场制芯工段使用的阀门为德国某知名品牌蝶阀，因介质中含颗粒磨损严重，平均使用时间2个月左右，维护班组常设人员8人，专门用于更换磨损损坏的阀门和管件。

根据初步沟通情况，和我司产品在类似铸造企业的使用经验，我们提供了两台DN100的陶瓷球阀用于铸造型沙输送工段，利用陶瓷的耐磨性延长设备单次运行周期。

现场首次使用的陶瓷球阀，阀体编号为:A140483、140611，2012年5月28日送货到现场，5月29号安装上线，阀门上线使用268小时，阀门运行平稳，现场人员表示非常满意。

2012年6月10日，我司突然接到现场陶瓷阀门出现卡顿、无法开启的状况反馈，接到信息后，我司售后人员立即将阀门返厂进行拆解。

拆解情况如下：

根据拆解情况反馈总结：
1、阀门阀杆，阀体陶瓷内衬，法兰陶瓷内衬完好，陶瓷阀座有型砂堆积；
2、球芯与阀座密封面部分都被磨出细长沟槽；
这与我司产品在其他铸造厂的运行表现完全不同，我司极为震惊。为了彻底弄明白产生这种情况的原因，我司与之前长期合作某铸造厂自控和工艺专家请教，专家表示他们铸造厂主要铸造的是桥梁、轨道交通设备，多用的是明朗砂为原砂进行制芯，该砂属于极易破碎的多角形山砂，过0.425mm筛网的残留率达38％～51％，是粗砂；还有湖南砂、江西砂等等，虽然强度高，但砂形为圆形，磨损不是特别厉害。
通过我们反映的情况，他们认为出现问题的这家中外合资公司使用的应该是0.25～0.35mm的细海砂，砂形为角形，强度还特别好，不是他们公司采用的明朗砂。细海砂制芯可以得到很高的产品精度，但对设备磨损的情况比他们公司严重。
另外通过对拆解阀门的分析，我司认为细海沙做型砂的粒径较小，硬度较大，容易进入球芯和阀座的密封面，进入密封面后，一使得球阀转动较大的摩擦，第二也使得球芯在转动过程中，产生震动，浮动球芯偏斜，卡住阀座，造成阀门无法关闭。我们在拆卸一端阀座后，关闭方向上，用了300NM的扭矩都可以转动球芯，而另外开的方向则只需20NM就转动了，使得这一点现象得到验证。
我司进一步与现场的专工进行沟通确认现场确实用的海沙作为型砂来进行铸造后，根据海沙的特性进行阀门陶瓷件配方更换，并采用矿山回填工况专用阀门结构进行重新生产，以最快速度将新阀门交付现场使用。
新结构阀门于2012年7月18日再次上线使用，现场专工要求我司需要到现场对阀门进行阶段性运行质量检查分析。阀门于 2013年3月22号，持续运行使用8个月时，我司售后人员与现场班组将现场阀门拆下检查分析，发现阀门陶瓷部件完好无冲刷磨损痕迹。

阀门金属外壳没有问题，阀门内部接触介质的陶瓷件，陶瓷球芯、陶瓷阀座、陶瓷法兰内衬等部件均完好无损，由此得出，此批次阀门非常适合现场工况，照此使用情况最少能使用4年不会有问题。
由于阀门寿命的延长，导致金属管路中易磨损的弯头和三通的使用寿命相比变得最短成为整个系统自动化的短板，影响整个系统的高度自动化。因陶瓷阀门的性能已经取得现场人员的信任，管道管路中的金属弯头和金属三通短时间出现磨穿泄露后，现场人员让我司给他们提供陶瓷弯头和陶瓷三通用于替换寿命较短的金属管件。
第一批陶瓷弯头和陶瓷三通于2013年10月开始上线使用，连续运行一年没有出现任何问题。随着关键部位的管件和阀门逐步被我司陶瓷类管件和陶瓷阀门全部替换后，现场实现了高度自动化和长期的稳定运行，维护班组人员工作量大幅减少，逐步由8人减少到2人进行例行巡检。截止到2017年汽车制造厂战略调整搬至其他省，陶瓷阀门和陶瓷管件一直稳定运行…….。
此次阀门和管件的技改为企业减少了大量的成本，成为企业和供应商合作双赢的典范。
阀门间接效益分析：

金泰美林始终以“构建和谐流体系统”为使命，致力于解决终端企业工艺控制及管路中的痛点和难点。自初创之日起就贴近一线，积极与每个现场工况结合提供一对一的解决方案，不断为国内外企业提供优质解决方案和性价比最高的产品，扛起世界陶瓷阀门旗舰的大旗，为中国的工业产品品牌走出世界贡献自己的力量。