Valset ringsmedning: Sømløs ringproces, tolerancer og leverandørkontrol

En ring svigter normalt, hvor metallet møder sig selv. Det kunne være en svejsesøm eller en skåret kant, der stopper kornstrømmen i sine spor. Valset ringsmedning findes for at fjerne det svage punkt. I stedet for at skære en ring af plade eller svejse en op fra stang, starter processen med en gennemboret donutformet præform og ruller den, indtil materialet er blevet presset ind i en kontinuerlig periferisk kornstrøm rundt om hele 360 ​​grader.

Konklusionen først, fordi det sparer omarbejde senere. Hvis en ring bærer drejningsmoment, internt tryk, reverserende belastning eller en udmattelsescyklus, er en sømløs valset ring normalt den rigtige vej, forholdene den koster mere end en plasmaskåret pladering. Hvis delen er et afstandsstykke med lav belastning eller et fladt dæksel, er det sjældent det ekstra skridt værd. Resten af ​​​​denne side forklarer, hvordan processen forløber, hvilke tolerancer man kan forvente som forfalsket, og hvad man skal verificere, før man frigiver en indkøbsordre.

Hvorfor en sømløs valset ring slår en skåret eller svejset

Metal har en retning, når det er blevet bearbejdet. Smedning justerer indeslutninger og korngrænser med materialestrømningsretningen, og ringvalsning justerer dem rundt om omkredsen, hvilket er præcis den retning, som en roterende ringbærer sin bøjlespænding. Tre konsekvenser betyder noget i service.

• Ingen svejsesøm betyder ingen varmepåvirket zone og intet krav om svejseinspektion i den mest belastede del af delen.
• Kontinuerlig bøjlekornstrøm giver bedre udmattelsesmodstand og bedre revnestoppende adfærd end en ring skåret af plade, hvor flowet løber i en lige linje og blot stopper ved den skårne kant.
• Gennem tykkelsesdeformation under valsning lukker den indre porøsitet tilbage fra den originale ingot eller bloom, hvorfor valsede ringe foretrækkes til trykholdende og højt belastede komponenter.

En skåret ring er ikke automatisk en dårlig del. For et ikke-strukturelt afstandsstykke, en beskyttelsesring eller et engangsreparationsstykke er skæring fra plade hurtigt og billigt. Den kostbare fejl er at specificere en skåret ring til en opgave, der kræver smedede strømningsegenskaber, og derefter opdage forskellen gennem et feltfejl eller en uventet afvisning ved ultralydsinspektion.

Den rullede ringsmedningssekvens, trin for trin

Ringrullning er anden halvdel af en længere smedesekvens, og første halvdel afgør, hvor god anden halvdel kan blive. En typisk ruteforløber som følger.

1. Skær barren til en beregnet vægt og opvarm den til smedningstemperatur i en kontrolleret ovn.
2. Vend emnet for at øge tværsnittet og konsolidere den støbte struktur.
3. Gennembor det forstyrrede emne med et stempel for at skabe en hul præform, ofte beskrevet som en doughnut.
4. Placer præformen mellem hovedrullen og dornen. Hovedrullen driver, dornen presser indad, og væggen bliver tyndere efterhånden som diameteren vokser.
5. Anbring aksiale eller koniske ruller for at kontrollere højden og firkante fladerne, mens ringen udvider sig.
6. Rul til den endelige størrelse, kontrollerer derefter afkølingen, varmebehandle, bearbejde og inspicere.

Den kritiske variabel er reduktionsforholdet, hvilket betyder, hvor meget vægtykkelsen reduceres under valsning i forhold til præformvæggen. En præform, der er gennemboret for tyndt, eller rullet med for lidt reduktion, kan ende med utilstrækkelig deformation i boringen og en mindre ensartet struktur. En præform, der er for tung, spilder materiale og rulletid. Dette er grunden til, at ringrulning er planlagt baglæns fra den færdige del, ikke fremad fra hvilken billet der tilfældigvis er på stativet.

Radiale aksiale møller håndterer største delen af ​​industrielt arbejde, og lodrette ringvalseværker er almindelige for større diameter, hvor ringen har brug for støtte, mens den vokser. Størrelsesområdet er bredt. Ringe fra ca. 200 mm op til flere meter udvendig diameter er lavet efter samme princip, hvor vægtykkelse, højde og maskinkapacitet afgør, hvilken rute der passer til opgaven.

Sammenligning af ringproduktionsruter

Før du vælger en proces, hjælper det at se, hvor hver rute rent faktisk vinder. Sammenligningen nedenfor bruger kornflow, sømtilstand og materialeanvendelse som de afgørende kriterier.

Når delen er et flangeemne, en tandkrans, en lejering eller en vindmøllegearkassering, er regelen generelt den bedre vej, fordi driftsbelastningerne virker i bøjleretningen, og strømningslinjerne ender, hvor belastningen gør.

Flangesmedning De fås i en række forskellige materialer og er nemme at installere og vedligeholde, hvilket muliggør hurtig konstruktion af forskellige rørledningssystemer. Kan prale af enestående tætningsevne... Se produkt →

Tolerancer og smedede betingelser at planlægge rundt

Valsede ringe leveres enten som valsede med bearbejdningsstillæg eller som råbearbejdede og prøvebearbejdede ringe. Da smedede dimensioner er et udgangspunkt, ikke en færdig tolerance, og tallene forskellige med diameter, vægtykkelse, materiale og størrelse af valsegange. Tabellen nedenfor viser det generelle område, man kan forvente og bekræfte på tegningen.

To praktiske punkter følger. Angiv altid minimumsbearbejdningsgodtgørelsen på boringen frem for den udvendige diameter, fordi borerensning normalt er det, der afgør, om en ring kan reddes. Og forvent, at tyndvæggede ringe med stor diameter er de sværeste at holde runde. Ovalitet er der, hvor de fleste uoverensstemmelser mellem køber og leverandør begynder.

Afstivningsring Smedegods I fodermaskineri - specielt til nøgledele såsom cylinderskallerne, rotorakslerne og transportrør fra pillemøller, blandere og knusere - er afstivningsringe ... Se produkt →

Valg af materiale og varmebehandling til ringsmedning

Ringvalsning fungerer på kulstofstål, legeret stål, rustfrit stål, nikkellegeringer og kobberlegeringer, forudsat at materialet kan gennembores og rulles inde i dets smedningstemperaturvindue. Typiske valg omfatter:

• Kulstof- og mikrolegeret stål til generelle strukturelle ringe og afstandsstykker.
• Afkølet og hærdet legeret stål såsom 4140 type kvaliteter til gearringe, tunge flanger og højbelastningsnav.
• Case hærdning kvaliteter til gearringe, der vil blive karbureret efter smedning.
• Austenitisk rustfrit stål som 316L til korrosion og hygiejniske opgaver og martensitiske kvaliteter som 420 til slidringe.

Varmebehandling bør være drevet af det endelige egenskabskrav, ikke af vane. Normalisering forfiner strukturen, før bearbejdning, bratkøling og temperering når en specificeret styrke- og sejhedskombination, og opløsningsudglødning anvendes til austenitiske kvaliteter. På rustfri ringe har både smedningstemperaturområdet og kølevejen betydning, fordi den forkerte kombination kan efterlade sensibilisering eller en grov struktur, som ingen efterfølgende bearbejdning vil korrigere. Mere baggrund er dækket i denne artikel om hvordan man smeder rustfrit stålsmed .

Hvor rullede ringe bruges i tungt udstyr

Vindmøllegearkasser er det tydeligste eksempel på valsede ringe, der udfører seriøst arbejde. Ringgear, solgear og planetbærere i klassen 3 MW til 10 MW er dimensioneret i meterområdet, kører under vendemoment og forventes at overleve til årtiers drift, så ringgearet er næsten altid en sømløs valset ring i en kasse, der hærder eller hærdet og hærdet legeret stål.

Vindmølle 5MW-10MW 1./2. trins ringgearsmedning Fremstillet af højrent legeret stål såsom 18CrNiMo7-6, gennemgår de ringvalsning og karbureringshærdende processer. Med overfladehårdhed, der når 58-62HRC og... Se produkt →

Andre opgaver følger samme logik, hvorfor ringformen bliver ved med at dukke op på tværs af tung industri:

• Lejeløb og drejelejeringe til kraner, gravemaskiner og havnehåndteringsudstyr.
• Marineaksel- og rorkomponenter, hvor smedet flow og ultralydsrenlighed er specificeret før alt andet.
• Trykbeholdere og boreudstyrsringe såsom foringshoveder, dornophæng og ventilhuse.
• Valseværkslejehuse og udretningsvalser, hvor ringen skal modstå belastning og glide på samme tid.

Flangeringe fortjener en separat omtale, fordi de er så almindelige. Et rullet flangeemne bevarer sin bøjlekornstrøm, hvilket betyder noget på flanger udsat for cyklisk tryk eller termisk bevægelse, og det undgår retningssvagheden, der viser sig i en flange skåret fra plade.

Hvad skal verificeres hos en ringsmedningsleverandør

Start med udstyrslisten. En leverandør, der ruller ringe i huset, bør være i stand til at angive størrelsen og kapaciteten af ​​sine møller og sine hamre eller pressere, fordi disse tal definerer diameteren og vægtområdet, der kan fremstilles i ét stykke. En butik, der driver lodrette ringvalseværker i klassen 1 m til 1,5 m sammen med 3 tons, 5 tons og 15 tons smedehamre, for eksempel, kan dække både mellemstore ringe og tungere åbne matricearbejde uden at gå ud af landbruget.

Inspektionsevne kommer næste gang. Spørg om ultralydstestning, magnetisk partikel- eller farvegennemtrængningstest, hårdhed og mekanisk testning til en anerkendt standard, plus dimensionsrapportering. Spørg derefter, hvilken dokumentation der følger med delen, normalt et 3.1 type inspektionsattest med varmenummersporbarhed, der forbinder den færdige ring tilbage til det stål, den kom fra.

Spørg endelig om den ikke-standardmæssige side af forretningen, fordi de fleste ringprojekter holder op med at være standard i det øjeblik et boretrin, en kilegang, en flange eller et sæt boltehuller vises på tegningen. En leverandør, der allerede håndterer ikke-standard tilpasset smedning og færdigbearbejdning under ét tag fjerner en hel kæde af transport- og reinspektionstrin fra tidsplanen.

Nøgle takeaways

• Valset ringsmedning giver en sømløs ring med kontinuerlig periferisk kornstrøm, hvilket er det rigtige valg til ringe under drejningsmoment, tryk eller udmattelsesbelastning.
• Præformens design og reduktionsforhold bestemmer intern kvalitet, så styringen skal planlægges baglæns fra den færdige del.
• Da smedede dimensioner er et udgangspunkt. Aftal det mindste boretillæg og den acceptable ovalitet skriftligt før første heat.
• Materiale og varmebehandling skal angives fra servicekravet, ikke kopieret fra en gammel tegning.
• Bekræft møllekapacitet, inspektionsomfang og certificeringssporbarhed, før du afgiver en indkøbsordre.