コンプレッサーハウジングの鋳物: 機器メーカーが考慮すべきこと

1.5 倍の作動圧力での静圧試験に不合格となったコンプレッサー ハウジングは、すでに機械加工、検査され、組み立てスロットに予約されています。そのため、機器メーカーはコンプレッサーハウジングの鋳物を最初にリスク決定として扱い、次に発注書として扱います。

コンプレッサー ハウジングの鋳物は、コンプレッサーの圧力を保持するシェルであり、ローター ボア、吸気通路、排気通路、ベアリング シート、および取り付け脚を保持する 1 つの剛体です。ローターのクリアランス、シールの寿命、完成した機械の振動特性はすべて、冷却後に鋳物がその形状と密度をどの程度保持するかによって決まります。この分析では、圧力ケーシングの背後のプロセス ルートがより詳細に検査されます。 コンプレッサーハウジングの鋳造品質がコンプレッサーの性能を決める理由 .

コンプレッサーハウジングの鋳造順序を決める4つの仕様

ハウジングが組立ラインに耐えられるかどうかは、テスト時の耐圧性、穴間の位置合わせ、肉厚の均一性、取り付け面の平坦度の 4 つの仕様によって決まります。合金の価格、鋳造場所、支払い条件は交渉可能です。この 4 つはそうではありません。

• 耐圧性。ハウジングは、最大使用圧力の 1.5 倍の水または空気による耐圧テストが行​​われています。 40 mm の壁を通る 1 つの相互接続された気孔経路により、すでに 40 ～ 80 時間の機械加工を行った部品がスクラップになります。
• ボア間の位置合わせ。スクリューコンプレッサーのローターとハウジングのクリアランスは 0.15 ～ 0.30 mm まで狭い場合があるため、ベアリングボア間の 0.10 mm のドリフトはその予算の 3 分の 1 を消費します。
• 肉厚の均一性。リブとシェルの接合部で約 10% を超える変動があると、ホット スポット、収縮気孔、不均一な冷却応力が生じます。
• 取付面の平面度。 500 mm を超えて 0.2 mm 平坦から外れた足は、ボルトで固定されるときにケーシングに負荷がかかり、その予圧が走行速度の振動として返されます。

コンプレッサーハウジング鋳物の材質の選択: ねずみ鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、または鋳鋼

ねずみ鋳鉄は、そのフレークグラファイト構造が同じコストの他のどの代替品よりも優れた振動減衰を実現するため、ほとんどのコンプレッサーハウジング鋳造品のデフォルトのままです。例外は圧力クラスです。約 40 bar を超える場合、または熱サイクルが厳しい場合は、ダクタイル鋳鉄または鋳鋼が代わりになります。

グレードの選択は通常、最大使用圧力、コンプレッサーの種類の脈動特性、および使用中にケーシングが受ける熱サイクルの 3 つの入力に従って行われます。

標準グレード以上では、材料の選択はカタログでの決定ではなくなります。積極的なサービス向けのケーシングは、次のようなニッケル合金に移行しています。 インコネル718および類似の耐熱グレード ここでは、熱化学、成形ルート、および加工パラメータを一緒に検証する必要があります。

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コンプレッサーハウジング鋳物の気孔率と耐圧性

耐圧性はプロセスの結果であり、材料の特性ではありません。 2 つの鋳造所が同一の GG25 化学薬品を注入しても、まったく異なるリーク率を実現できます。その違いは、ゲート、ライザーの配置、冷却速度の制御、および重量セクションの供給方法にあるためです。

200 トンの大型住宅プログラム全体で、不合格品は少数の原因に集中しています。

砂の混入と収縮気孔率を合わせると、不合格品 10 件のうちおよそ 6 件が発生します。どちらも鋳造工場がラインの最後でのさらなる検査を通じてではなく、ゲート設計、金型の品質、チルの配置を通じて制御するプロセス変数です。

購入者は、圧力境界を越える容積測定 NDT、機械加工表面の磁粉検査、最も重い部分の硬度マップ、および鋳造シリアル番号に関連付けられた静水圧または空気圧試験記録を要求する必要があります。

セットアップのリスクを追加せずにコンプレッサー ハウジングの鋳物を機械加工する

大きなハウジングにセットアップを追加するたびにスタックアップエラーが追加されるため、ボアのアライメントを保護する最も信頼できる方法は、形状が許す限り少ないセットアップで鋳物を加工することです。

この制約により、バイヤーは、鋳造と機械加工を 1 つ屋根の下で行うサプライヤーに向かうようになります。ある施設で鋳造され、別の施設で穴あけされた住宅は、2 つの独立した許容チェーンを伴って到着し、どちらの当事者も最終結果を所有しません。

受賞前に検証する価値のあるベンチマークは、鋳造生産量、機械工場がお客様の質量のハウジングに保持できる精度、サプライヤーが毎年出荷する同等のケーシングの数です。

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最初のパターンをカットする前のサプライヤー認定チェックリスト

最初のパターンを切断する前に、材料トレーサビリティ、体積 NDT 機能、寸法報告範囲、社内機械加工、テスト文書、および書面による修理ポリシーの 6 つの項目についてサプライヤーを認定します。

1. 化学および機械試験データによる、溶融物から完成品までの熱トレーサビリティ。
2. サンプルだけでなく、生産鋳物の圧力境界に対する容積測定NDT。
3. 図面上のデータム スキームを使用した寸法レポート。
4. 必要な部品質量に対応する社内の旋削、ボーリング、フライス加工、穴あけ能力。
5. シリアル番号に関連付けられた最大使用圧力の 1.5 倍の耐圧試験証明書。
6. どのゾーンを溶接修理できるか、どのゾーンを溶接修理できないかを定義する修理ポリシー。

リードタイムとコストも同じリストから導き出されます。パターン作成と最初の製品の承認には通常 6 ～ 10 週間かかり、量と加工範囲に応じて生産バッチには 4 ～ 8 週間かかります。肉厚の増加、NDT 適用範囲の拡大、鋳造後の修理が価格を最も左右する 3 つの要因であり、それぞれは鋳造工場からの予想ではなく、購入者の決定です。

コンプレッサーハウジングの鋳物に関するよくある質問

コンプレッサーハウジングの鋳物の壁の厚さはどれくらいでなければなりませんか?

壁の厚さは、1 つの普遍的な規則ではなく、圧力クラスと合金の送り距離によって設定されます。 200 ～ 3,000 kg のねずみ鋳鉄ハウジングでは、通常、より厚いフランジとリブを備えた 12 ～ 25 mm のシェルが使用され、60 mm を超えるセクションでは、生産開始前にライザーとチルの設計を検証する必要があります。

ハウジング鋳造品の耐圧性はどのように検証されますか?

最大使用圧力の 1.5 倍での静水圧または空気圧試験。ガスを含むゾーンの容積測定 NDT によってサポートされます。テスト記録は、ヒート番号と個々の鋳造シリアルまで追跡できる必要があります。

気孔が見つかった後、ハウジングを修理できますか?

圧力境界の外側にある孤立した欠陥は、予熱および溶接後の検査を伴う制御溶接によって修復できます。ローターボアやガス通路内の欠陥は通常、不合格の理由となるため、最初の鋳物を流し込む前に修理方針が注文書に含まれています。

購入者はどれくらいのリードタイムを計画すべきでしょうか?

パターン作成、最初の製品、承認に 6 ～ 10 週間、その後、鋳造質量と機械加工範囲に応じて各生産バッチに 4 ～ 8 週間を計画します。特殊合金グレードの場合、最初の製品の熱化学検証に時間がかかるため、数週間かかります。