중요한 밸브 형상을 위한 고급 주조 기술
주조는 기계 가공만으로는 달성하기 거의 불가능한 복잡한 내부 공동 및 윤곽이 잡힌 흐름 경로를 생성할 수 있는 능력으로 인해 여전히 밸브 부품에 선호되는 제조 방법입니다. 고압 응용 분야의 경우 주조의 무결성에 따라 밸브의 변형 및 피로 저항 능력이 결정됩니다. 현대 주조 공장에서는 트림 및 시트와 같은 소형, 고정밀 부품에 매몰 주조를 활용하는 반면, 대형 차체 및 보닛에는 모래 주조를 활용합니다. 주조 기술의 선택은 금속의 입자 구조에 직접적인 영향을 미치며, 이는 결국 열 응력 하에서 부품의 기계적 특성을 결정합니다.
주조를 통해 "거의 그물 모양"을 달성하면 광범위한 2차 기계 가공의 필요성이 줄어들어 재료의 구조적 무결성이 보존됩니다. 3D 프린팅된 모래 주형 또는 세라믹 쉘을 활용함으로써 제조업체는 이제 스터핑 박스 및 플랜지 면과 같은 밸브의 "중요 영역"에서 더 엄격한 공차를 달성할 수 있습니다. 이러한 정밀도는 석유, 가스 및 화학 처리 공장의 일반적인 부식 환경에 노출되는 경우에도 최종 조립품이 견고한 밀봉을 유지하도록 보장합니다.
재료 선택 및 금속학적 특성
의 성능 주조 밸브 부품 선택한 합금에 크게 의존합니다. 다양한 환경에서는 조기 고장을 방지하기 위해 특정 야금학적 프로파일이 필요합니다. 다음은 밸브 주조에 사용되는 일반적인 재료를 비교한 것입니다.
| 재료 등급 | 일반적인 응용 | 주요 이점 |
| WCB 탄소강 | 일반 산업용 | 비용 효율적이고 연성 |
| CF8M 스테인레스 스틸 | 화학 및 부식성 매체 | 높은 내식성 |
| 하스텔로이/인코넬 | 극한의 온도/압력 | 산화 저항 |
| 이중 강철 | 담수화 및 해양 | 높은 항복 강도 |
주물에 대한 품질 관리 및 NDT 프로토콜
비파괴 검사(NDT) 방법
주조는 응고과정이기 때문에 수축, 기공, 개재물 등의 내부 결함이 발생할 수 있습니다. 밸브 본체가 누출 없이 정격 압력을 견딜 수 있도록 하려면 엄격한 NDT 프로토콜이 필수적입니다. 이러한 테스트는 종종 ASME B16.34와 같은 국제 표준에 의해 의무화됩니다.
- 방사선 사진 테스트(RT): X선을 사용하여 주조 벽 내의 내부 공극이나 균열을 감지합니다.
- 자기 입자 검사(MPI): 강자성 재료의 표면 및 표면 근처의 불연속성을 식별합니다.
- 초음파 테스트(UT): 고주파 음파는 벽 두께를 측정하고 깊은 결함을 감지합니다.
- 염료 침투 검사(DPI): 육안으로 볼 수 없는 표면 균열이나 기공을 확인하는 저렴한 방법입니다.
게이팅 및 라이저 설계 최적화
주조 밸브 부품의 성공은 금형 설계에서 시작됩니다. 용융 금속을 금형 캐비티에 전달하는 채널 네트워크인 게이팅 시스템은 난류를 최소화하도록 설계되어야 합니다. 난류로 인해 공기와 불순물이 유입되어 완성된 밸브 본체에 "가스 구멍"이 생길 수 있습니다. 엔지니어들은 응고 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 금속이 어떻게 냉각될지 예측하고 플랜지와 같이 밸브의 무거운 부분에 충분한 용융 재료가 공급되어 수축을 방지하도록 합니다.
라이저는 냉각 중에 주물이 수축하면서 주조물을 "공급"하는 용융 금속 저장소 역할을 합니다. 밸브 제조에서는 가장 두꺼운 부분 위에 라이저를 전략적으로 배치하는 것이 중요합니다. 라이저 설계에 결함이 있는 경우 밸브는 육안 검사를 통과하지만 미세한 내부 경로로 인해 정수압 테스트에 실패할 수 있습니다. 냉각 단계 중 적절한 열 관리는 균일한 입자 구조를 보장하며 이는 현장에서 밸브의 장기적인 용접성과 수리 가능성에 필수적입니다.
열처리 후 주조
응력 완화 및 용액 어닐링
부품이 금형에서 제거되면 특성을 개선하기 위해 종종 열처리를 거칩니다. 스테인레스강 주조의 경우, 용액 어닐링을 사용하여 탄화물을 금속 매트릭스에 다시 용해시켜 내식성을 극대화합니다. 탄소강의 경우, 경도와 인성 사이의 원하는 균형을 달성하기 위해 노멀라이징 또는 템퍼링이 사용됩니다. 이 단계는 영하의 온도(극저온 서비스) 또는 열충격이 지속적으로 위협이 되는 고주기 증기 응용 분야용 밸브의 경우 협상할 수 없습니다.
