Lavorazione di corpi di valvole idrauliche: superfici di tenuta, fori trasversali e prove di pressione

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15 giugno 2008

Un blocco di metallo, tre sistemi di precisione che vivono al suo interno: planarità sulla faccia di montaggio, cilindricità e coassialità nel foro, rugosità sulla faccia di tenuta. La loro sequenza di lavorazione è in conflitto tra loro, motivo per cui le quotazioni per lo stesso disegno si estendono su un fattore cinque.

Perché i corpi valvola sono duri: tre sistemi di precisione in un unico pezzo

Il corpo di una valvola idraulica sembra un blocco con dei fori. In pratica, all'interno di una parte coesistono tre sistemi di precisione: planarità sulla faccia di montaggio, cilindricità e coassialità nel foro della bobina, rugosità sulle facce di tenuta. Il loro ordine di lavorazione si combatte da solo. Prima alesare e poi fresare, e la forza di bloccaggio distorce la rotondità del foro; prima fresa e poi fora, e il secondo bloccaggio inclina la faccia.

Ecco perché le quotazioni per la stessa estrazione vanno da decine a centinaia di unità di valuta. La differenza non è la precisione della macchina, ma se il percorso del processo è stato studiato attentamente: quante operazioni rientrano in un serraggio, come viene trasferito il dato, dove si trova il trattamento termico. Un negozio che non ci ha pensato sopra con quotazioni basse, perde soldi con la rottamazione e restituisce la perdita come ritardo o aumento del prezzo.

Sigillatura delle superfici: la ruvidità è il sintomo, l'ondulazione è il problema

Le facce di sigillatura raramente falliscono perché non sono sufficientemente lisce; falliscono perché non sono abbastanza piatti. Una faccia con Ra 0,4 con ondulazione garantisce comunque all'O-ring un percorso di perdita, mentre una faccia con Ra 1,6 con un buon controllo dell'ondulazione sigilla in modo affidabile a bassa pressione. I criteri di accettazione necessitano quindi di Ra e di ondulazione, o piattezza, insieme. Solo Ra è incompleto.

Dal punto di vista della lavorazione, la risposta è controllare l'avanzamento per dente e il runout dell'utensile durante la fresatura di finitura in modo che non si formino ondulazioni regolari e aggiungere lappatura o levigatura dove necessario. Sui grezzi per pressofusione, verificare che il sovrametallo di lavorazione sia il primo: il sovrametallo irregolare fa fluttuare la forza di taglio e tale fluttuazione si manifesta direttamente come ondulazione.

Fori trasversali: la sbavatura è il luogo in cui si decide la resa

I corpi delle valvole contengono fori che si intersecano e la perforazione lascia una bava arrotolata ad ogni intersezione. La bava è invisibile, si stacca dopo l'assemblaggio e si incastra tra la bobina e il manicotto, causando incollaggi o perdite interne. Una percentuale significativa di nuove valvole che non riescono ad azionarsi sul banco di prova è riconducibile a bave incrociate.

Il processo di sbavatura dipende dal diametro del foro e dall'angolo di intersezione: sbavatura meccanica con un utensile dedicato, flusso abrasivo per fori piccoli e intersezioni complesse o sbavatura elettrochimica per un volume stabile. Funzionano tutti e tre, con costi e consistenza molto diversi. Quando si qualifica un fornitore vale la pena chiedere direttamente come vengono sbavati i fori trasversali e come viene verificato il risultato. Un fornitore che non può descrivere la verifica probabilmente non l'ha controllata.

Test di pressione: il metodo conta più della pressione

I corpi delle valvole vengono sottoposti a test di tenuta e di tenuta prima della spedizione, ma quale pressione, per quanto tempo e come vengono giudicati vengono spesso lasciati sul vago. L'errore comune è quello di indicare la pressione di prova senza tempo di attesa o soglia di accettazione, quindi il fornitore esegue il test per trenta secondi e il cliente accetta per più di cinque minuti. Nessuno ha torto e niente corrisponde.

Una specifica completa indica il mezzo (acqua o gas), la pressione di prova (solitamente 1,5 volte quella nominale), il tempo di mantenimento derivato dal volume e dal tasso di decadimento consentito, la soglia di accettazione e le successive fasi di drenaggio e prevenzione della ruggine. La prova del gas necessita anche di ulteriori misure di sicurezza: il gas compresso immagazzina molta più energia, quindi una rottura è molto più pericolosa che in una prova idraulica.

Fusione o lavorazione meccanica: perché vince un'unica fonte

I grezzi delle valvole provengono solitamente dalla pressofusione o dalla fusione per gravità, con lavorazioni eseguite altrove. Suddiviso tra due fornitori, l'argomentazione è prevedibile: il fonditore afferma che il margine corrisponde al disegno, l'operatore afferma che il margine irregolare ha lasciato la pelle nera. L'acquirente assorbe il costo, accettando la pelle nera o rottamando il lotto.

I corpi valvola sono quindi adatti a un fornitore che esegue sia la fusione che la lavorazione meccanica, dove sovrametallo, riferimento, trattamento termico e sbavatura sono racchiusi in un unico documento di processo e una delle parti è responsabile del problema. Questo è anche il motivo per cui, quando si valutano i fornitori di componenti meccanici, la capacità di costruire le proprie attrezzature e produrre i propri pezzi grezzi dice più del numero di centri di lavoro.

Pulizia: l'esigenza che non raggiunge mai il disegno

La pulizia è il requisito che raramente raggiunge il disegno, ma che determina la maggior parte del costo della garanzia. Sabbia rimasta in una cavità di fusione, trucioli derivanti dalla sbavatura dei fori incrociati, trucioli di alluminio non espulsi prima dell'assemblaggio: tutto circola con l'olio una volta che il sistema è in funzione e usura la bobina e la piastra della porta della pompa. L'industria esprime l'obiettivo come un numero di particelle ISO 4406 o una classe NAS 1638, ma molti acquirenti scrivono solo che l'interno deve essere pulito, il che non specifica nulla.

Una specifica eseguibile divide la pulizia in quattro elementi: il metodo di campionamento, se lavaggio o estrazione; lo strumento, un contatore di particelle; la classe di accettazione, ad esempio ISO 4406 18/16/13; e la protezione prima dell'imballaggio, ovvero tappi, essiccante e doppia busta. Con tutti e quattro scritti, un fornitore può effettuare un autocontrollo e l'accettazione ha una base.

Dal punto di vista della lavorazione ci sono tre fasi corrispondenti: lavaggio ad alta pressione dopo la sbavatura, pulizia ad ultrasuoni prima dell'assemblaggio e campionamento con boroscopio prima dell'ispezione finale. Il passaggio del boroscopio è quello saltato più spesso ed è l'unico modo per vedere i residui alla radice di un foro trasversale. Chiedere di vedere i registri del periscopio durante un audit è più convincente che leggere dieci pagine di documentazione del sistema.

Come richiedere un preventivo per un corpo valvola

Ridotta a un'indagine di sei righe: fonte vuota e standard di indennità; instradamento e datum del processo; Obiettivi Ra e ondulazione sulle facce di tenuta; metodo e verifica della sbavatura cross-hole; parametri completi del test di pressione; e capacità e ritmo durante la fase di accelerazione. Chiedi a quei sei e lo spread tra virgolette diventa spiegabile piuttosto che un'ipotesi.

Un avvertimento: il corpo di una valvola è un componente soggetto a guasto singolo e una linea interrotta costa molto di più del componente stesso. Oltre al fornitore primario, vale la pena sviluppare un fornitore di riserva in parallelo come un accordo di fornitore multi-fonte con un proprio file di approvazione, non come un nome su un elenco di contingenza, con entrambi che lavorano secondo la stessa revisione del disegno e lo stesso standard di accettazione. Nel settore idraulico, la capacità di backup di emergenza non è un’opzione di approvvigionamento alternativa; è un'assicurazione sulla continuità della produzione. Visualizza i dettagli del prodotto del produttore