Gewalst ringsmeedwerk: naadloos ringproces, toleranties en leverancierscontroles

Een ring faalt meestal waar het metaal zichzelf tegenkomt. Dat kan een lasnaad zijn, of een snijrand die de graanstroom tegenhoudt. Er bestaat een gewalst ringsmeedwerk om dat zwakke punt te verwijderen. In plaats van een ring uit een plaat te snijden of een ring uit staafmateriaal te lassen, begint het proces met een doorboorde donutvormige voorvorm en rolt deze totdat het materiaal is geperst in een continue omtrekskorrelstroom over de volledige 360 ​​graden.

Eerst de conclusie, omdat het later herbewerking bespaart. Als een ring koppel, interne druk, omkerende belasting of een vermoeidheidscyclus met zich meebrengt, is een naadloos gewalste ring normaal gesproken de juiste route, ook al kost deze meer dan een plasmagesneden plaatring. Als het onderdeel een afstandsstuk met lage spanning of een vlakke afdekking is, is rollen zelden de extra stap waard. Op de rest van deze pagina wordt uitgelegd hoe het proces verloopt, welke toleranties u kunt verwachten als ze vervalst zijn en wat u moet verifiëren voordat u een inkooporder vrijgeeft.

Waarom een naadloos gerolde ring beter is dan een gesneden of gelaste ring

Metaal heeft een richting zodra het bewerkt is. Door smeden worden insluitsels en korrelgrenzen uitgelijnd met de richting van de materiaalstroom, en door het rollen van ringen worden ze rond de omtrek uitgelijnd, wat precies de richting is waarin een roterende ring zijn hoepelspanning draagt. Er zijn drie gevolgen die van belang zijn in de dienstverlening.

• Geen lasnaad betekent geen door hitte beïnvloede zone en geen lasinspectie-eis in het zwaarst belaste gedeelte van het onderdeel.
• De continue hoepelkorrelstroom geeft een betere weerstand tegen vermoeidheid en een beter scheurstopgedrag dan een uit een plaat gesneden ring, waarbij de stroom in een rechte lijn loopt en eenvoudigweg stopt bij de snijrand.
• Door diktevervorming tijdens het walsen wordt de interne porositeit die overblijft van de oorspronkelijke staaf of bloei gesloten. Daarom hebben gewalste ringen de voorkeur voor drukvaste en zwaarbelaste componenten.

Een geslepen ring is niet automatisch een slecht onderdeel. Voor een niet-structurele afstandhouder, een beschermring of een eenmalig reparatiestuk is het snijden van een plaat snel en goedkoop. De kostbare fout is het specificeren van een snijring voor een toepassing waarvoor vervalste vloei-eigenschappen nodig zijn, en vervolgens het verschil ontdekken door een veldfout of een onverwachte afwijzing bij ultrasone inspectie.

De volgorde van het smeden van gerolde ringen, stap voor stap

Ringrollen is de tweede helft van een langere smeedreeks, en de eerste helft bepaalt hoe goed de tweede helft kan zijn. Een typische route verloopt als volgt.

1. Snijd de knuppel tot een berekend gewicht en verwarm deze tot smeedtemperatuur in een gecontroleerde oven.
2. Verstoor de knuppel om de dwarsdoorsnede te vergroten en de gegoten structuur te consolideren.
3. Prik het verstoorde plano met een pons om een ​​holle voorvorm te creëren, vaak omschreven als een donut.
4. Plaats de voorvorm tussen de hoofdrol en de doorn. De hoofdrol rijdt, de doorn drukt naar binnen en de wand wordt dunner naarmate de diameter groter wordt.
5. Breng axiale of conische rollen aan om de hoogte te regelen en de vlakken recht te maken terwijl de ring uitzet.
6. Rol tot het uiteindelijke formaat, controleer vervolgens het koelen, warmtebehandeling, machinaal bewerken en inspecteren.

De kritische variabele is de reductieverhouding, dat wil zeggen hoeveel de wanddikte wordt verminderd tijdens het walsen ten opzichte van de voorvormwand. Een voorvorm die te dun wordt doorboord, of met te weinig reductie wordt gewalst, kan resulteren in onvoldoende vervorming in de boring en een minder uniforme structuur. Een te zware voorvorm verspilt materiaal en walstijd. Dit is de reden waarom het ringwalsen achterwaarts gepland is vanaf het voltooide onderdeel, en niet voorwaarts vanaf welke knuppel zich ook op het rek bevindt.

Radiale axiale molens verzorgen het merendeel van het industriële werk, en verticale ringwalserijen zijn gebruikelijk voor grotere diameters waarbij de ring ondersteuning nodig heeft terwijl deze groeit. Het maatbereik is breed. Ringen met een buitendiameter van grofweg 200 mm tot enkele meters buitendiameter worden volgens hetzelfde principe gemaakt, waarbij wanddikte, hoogte en machinecapaciteit bepalen welke route bij de klus past.

Ringproductieroutes vergelijken

Voordat u een proces kiest, helpt het om te zien waar elke route daadwerkelijk wint. De onderstaande vergelijking gebruikt graanstroom, naadconditie en materiaalgebruik als beslissende criteria.

Wanneer het onderdeel een blanco flens, een tandwielring, een lagerring of een tandwielring van een windturbine is, is rollen over het algemeen de betere route, omdat de bedrijfsbelastingen in de ringrichting werken en de stroomlijnen eindigen waar de spanning ontstaat.

Flenssmeedstukken Ze zijn verkrijgbaar in verschillende materialen en zijn eenvoudig te installeren en te onderhouden, waardoor een snelle aanleg van verschillende pijpleidingsystemen mogelijk is. Met uitstekende afdichtingsprestaties... Bekijk Product →

Toleranties en gesmede voorwaarden om rond te plannen

Gewalste ringen worden opgerold geleverd met een bewerkingstoeslag, of als ruw bewerkte en proefgedraaide ringen. Omdat gesmede afmetingen een uitgangspunt zijn en geen uiteindelijke tolerantie, variëren de cijfers afhankelijk van de diameter, wanddikte, materiaal en het aantal walspassages. Onderstaande tabel toont het algemene bereik dat u kunt verwachten en bevestigen op de tekening.

Er volgen nog twee praktische punten. Specificeer altijd de minimale bewerkingstoeslag op de boring in plaats van de buitendiameter, omdat het opruimen van de boring normaal gesproken bepaalt of een ring kan worden geborgen. En verwacht dat dunwandige ringen met een grote diameter het moeilijkst rond te houden zijn. Ovaliteit is waar de meeste meningsverschillen tussen koper en leverancier beginnen.

Verstevigende ringsmeedstukken In toevoermachines – specifiek voor belangrijke onderdelen zoals de cilinderschalen, rotorassen en transportleidingen van pelletmolens, mixers en brekers – zijn verstijvingsringen ... Bekijk Product →

Materiaal- en warmtebehandelingskeuzes voor ringsmeedstukken

Ringwalsen werkt op koolstofstaal, gelegeerd staal, roestvrij staal, nikkellegeringen en koperlegeringen, op voorwaarde dat het materiaal binnen het smeedtemperatuurvenster kan worden doorboord en gerold. Typische selecties zijn onder meer:

• Koolstof- en microgelegeerd staal voor algemene structurele ringen en afstandhouders.
• Gehard en getemperd gelegeerd staal zoals type 4140 voor tandwielringen, zware flenzen en zwaarbelaste naven.
• Hardingsgraden voor tandwielringen die na het smeden worden gecarboniseerd.
• Austenitische roestvaste staalsoorten zoals 316L voor corrosie en hygiënische toepassingen, en martensitische kwaliteiten zoals 420 voor slijtringen.

Warmtebehandeling moet worden bepaald door de uiteindelijke eigendomsvereiste, niet door gewoonte. Normaliseren verfijnt de structuur voordat de bewerking, afschrikken en temperen een gespecificeerde sterkte- en taaiheidscombinatie bereiken, en oplossingsgloeien wordt gebruikt voor austenitische kwaliteiten. Op roestvrijstalen ringen zijn zowel het smeedtemperatuurbereik als het koelpad van belang, omdat de verkeerde combinatie sensibilisatie of een grove structuur kan achterlaten die geen enkele daaropvolgende bewerking kan corrigeren. Meer achtergrondinformatie vindt u in dit artikel over Hoe je roestvrijstalen smeedstukken kunt smeden .

Waar gerolde ringen worden gebruikt in zwaar materieel

Tandwielkasten voor windturbines zijn het duidelijkste voorbeeld van gerolde ringen die serieus werk doen. Ringwielen, zonnewielen en planeetwieldragers in de klasse van 3 MW tot 10 MW hebben afmetingen in het meterbereik, draaien onder een omkeerkoppel en zullen naar verwachting twintig jaar meegaan, dus het ringwiel is bijna altijd een naadloos gewalste ring in een gehard of gehard en getemperd gelegeerd staal.

Windturbine 5MW-10MW 1e/2e fase Ringtandwielsmeedstukken Ze zijn gemaakt van gelegeerd staal met een hoge zuiverheidsgraad, zoals 18CrNiMo7-6, en ondergaan ringwals- en carboniserings-afschrikprocessen. Met een oppervlaktehardheid van 58-62HRC en... Bekijk Product →

Andere taken volgen dezelfde logica, en daarom blijft de ringvorm in de zware industrie verschijnen:

• Lagerloopringen en draaikranslagers voor kranen, graafmachines en havenoverslagapparatuur.
• Scheepsas- en roercomponenten, waarbij gesmede stroming en ultrasone zuiverheid voorop staan.
• Drukvat- en boorapparatuurringen zoals behuizingskoppen, doornhangers en kleplichamen.
• Walserijlagerhuizen en richtrollen, waarbij de ring tegelijkertijd belasting en slijtage moet weerstaan.

Flensringen verdienen een aparte vermelding omdat ze zo vaak voorkomen. Een gewalste flensplaat behoudt de korrelstroom, wat van belang is op flenzen die worden blootgesteld aan cyclische druk of thermische beweging, en vermijdt de richtingszwakte die optreedt bij een flens die uit een plaat is gesneden.

Wat u moet verifiëren bij een leverancier van ringsmeedstukken

Begin met de uitrustingslijst. Een leverancier die ringen in eigen huis walst, moet de grootte en capaciteit van zijn molens en hamers of persen kunnen vermelden, omdat deze cijfers het diameter- en gewichtsbereik definiëren dat als één stuk kan worden geproduceerd. Een werkplaats waar bijvoorbeeld verticale ringwalserijen in de klasse van 1 tot 1,5 m naast smeedhamers van 3 ton, 5 ton en 15 ton worden gebruikt, kan zowel middelgrote ringen als zwaarder open matrijswerk bedekken zonder enige stap uit te hoeven voeren.

Vervolgens komt de inspectiecapaciteit. Vraag naar ultrasone tests, magnetische deeltjes- of kleurpenetratietests, hardheids- en mechanische tests volgens een erkende standaard, plus dimensionale rapportage. Vraag vervolgens welke documentatie met het onderdeel meegaat, normaal gesproken een 3.1-typekeuringscertificaat met traceerbaarheid van het warmtenummer dat de voltooide ring terugkoppelt naar het staal waar het vandaan kwam.

Vraag ten slotte naar de niet-standaard kant van het vak, want de meeste ringprojecten zijn niet meer standaard zodra er een boorstap, een spiebaan, een flens of een stel boutgaten op de tekening verschijnt. Een leverancier die al handelt niet-standaard aangepast smeden en nabewerking onder één dak schrapt een hele keten van transport- en herinspectiestappen uit het schema.

Belangrijkste afhaalrestaurants

• Het smeden van gewalste ringen produceert een naadloze ring met een continue graanstroom langs de omtrek, wat de juiste keuze is voor ringen onder koppel-, druk- of vermoeiingsbelasting.
• Het ontwerp van de voorvorm en de reductieverhouding bepalen de interne kwaliteit, dus het walsen moet achterwaarts vanaf het voltooide onderdeel worden gepland.
• Omdat gesmede afmetingen een uitgangspunt zijn. Spreek vóór de eerste manche schriftelijk de minimale boring en de aanvaardbare ovaliteit af.
• Materiaal en warmtebehandeling moeten worden gespecificeerd vanuit de service-eis en niet worden gekopieerd van een oude tekening.
• Controleer de capaciteit van de fabriek, de reikwijdte van de inspectie en de traceerbaarheid van de certificering voordat u een inkooporder plaatst.