OLA

ศึกษากรณี: ตัววาล์ฟสามทางแบบบล็อกเดียว

เหล็กกล้าสแตนเลส 316L | SLM | ตัววาล์ฟหลายพอร์ตพร้อมฟลานจ์รวมเข้าด้วยกัน

การใช้งานการพิมพ์ 3D โลหะ

1. ประวัติความเป็นมา

ผู้ผลิตอุปกรณ์กระบวนการกำลังประกอบวาล์ฟสามทางสำหรับการจ่ายสารเคมีจากสามส่วนที่ถูกหล่อ โดยยึดด้วยบอลต์พร้อมกับแผ่นกันรั่ว PTFE โครงสร้างหลายชิ้นนี้มีปัญหารั่วซึมอย่างต่อเนื่องที่แผ่นกันรั่ว ต้องใช้เวลานานในการหล่อชิ้นส่วน และเส้นทางการไหลภายในมีการเปลี่ยนเส้นทาง 90° หลายจุดที่สร้างความเสียดายที่ความดัน จำเป็นต้องมีตัววาล์ฟแบบบล็อกเดียวที่มีเส้นทางการไหลภายในที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมและมีฟลานจ์รวมเข้าด้วยกันเพื่อกำจัดเส้นทางรั่วซึมและปรับปรุงประสิทธิภาพการไหล

2. ความท้าทาย

ข้อกำหนดในการออกแบบรวมถึง:

· พอร์ตฟลานจ์รวมสามตำแหน่ง (DN80, DN80, DN50) ในตัววาล์ฟแบบบล็อกเดียวเดียว

· เส้นทางการไหลภายในที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมด้วย CFD แทนที่การเปลี่ยนเส้นทาง 90° สามจุดของโครงสร้างที่ถูกประกอบด้วยบอลต์ดั้งเดิม

· รูปแบบรูบอลต์ที่เป็นไปตามมาตรฐาน ASME B16.5 เพื่อความเข้ากันได้กับฟลานจ์แบบ drop-in

· แผ่นกันรั่วศูนย์ ข้อต่อบอลต์ศูนย์บนเส้นทางการไหล — โครงสร้างที่ไม่ต้องการการเชื่อมติดแบบสมบูรณ์

· ระดับความดัน PN40 ไม่รั่วซึมในการทดสอบไฮโดรสแตติกที่ 50 bar

3. การแก้ปัญหา

ตัววาล์ฟสามทางถูกออกแบบใหม่เป็นชิ้นเดียวแบบบล็อกเดียวด้วยช่องการไหลภายในที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมด้วย CFD ซึ่งเปลี่ยนเส้นทางอย่างราบรื่นระหว่างสามพอร์ต และผลิตโดยใช้การหลอมละลายด้วยเลเซอร์เลือก (SLM) ในเหล็กกล้าสแตนเลส 316Lทั้งสามตะเกียบ ตัวลำตัว ช่องทางการไหลภายใน และรูบิดถูกพิมพ์เป็นชิ้นเดียวต่อเนื่อง — ไม่มีการหล่อ ไม่มีการเชื่อม และไม่มีแหวนกันรั่วบนช่องทางการไหล พื้นผิวตะเกียบถูกเจียรเพื่อให้มีพื้นผิวตามมาตรฐาน ASME B16.5 เพื่อการยึดติดด้วยบอลต์โดยตรงกับท่อมาตรฐาน ช่องทางการไหลภายในที่ได้รับการเพิ่มประสิทธิภาพลดจำนวนการเปลี่ยนเส้นทาง 90° จากสามเป็นหนึ่ง พร้อมการเปลี่ยนเส้นทางแบบเชาว์ปัญญาเรียบร้อยระหว่างกลาง

 

รูปที่ 1: ตัววาล์ฟสามทาง 316L ที่พิมพ์ด้วยเทคนิค SLM — มุมมอง 3/4 แสดงตะเกียบสองตะเกียบ DN80 และตะเกียบหนึ่งตะเกียบ DN50 เป็นชิ้นเดียวกันทั้งหมด

 

รูปที่ 2: ตัววาล์ฟเดียวกันจากด้านข้าง — พื้นผิวตะเกียบขนาดใหญ่กับรูแบบบอลต์ที่ตรงตามมาตรฐาน ASME B16.5

 

รูปที่ 3: มุมมองจากด้านบน — ห้องการไหลภายในที่ได้รับการเพิ่มประสิทธิภาพด้วย CFD มองเห็นได้ชัดเจนผ่านตะเกียบที่เปิดออก

 

รูปที่ 4: มุมมองจากด้านข้าง — แสดงรูปร่างทั้งหมดของตัวลำตัวและแกนของท่อสามตัว

4. ผลลัพธ์

· ลดน้ำหนัก 40% — เทียบกับการประกอบแบบดั้งเดิมสามชิ้น + การรวมแบบหมุนเข้ากับสกรู

· ไม่มีแกสเก็ตสำหรับทางไหล — เป็นชิ้นเดียวทั้งหมด ไม่มีทางรั่วไหล

· ความดันลดลง 30% — ผ่านการไหลภายในที่ได้รับการเพิ่มประสิทธิภาพด้วย CFD

· ไม่รั่วไหลที่ความดัน 50 bar — ได้รับการยืนยันจากการทดสอบไฮโดรสแตติกในแต่ละหน่วย

· เข้ากับฟลานจ์ ASME B16.5 — สามารถใช้แทนท่อที่มีอยู่ได้โดยตรง

· เวลาในการจัดหา: 3 สัปดาห์ — จาก CAD ถึงตัวเครื่องที่ถูกเจาะเจียระไนแล้ว พร้อมใช้งาน

“เราได้ลบแกสเก็ตหกชิ้นและข้อต่อแบบสกรูสามจุดออกจากวาล์วแต่ละตัว การเรียกใช้งานในช่วงหกเดือนแรกลดลงเป็นศูนย์ และประสิทธิภาพการไหลของเราเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด”

 

วัสดุ: สแตนเลสสตีล 316L  |  กระบวนการ: SLM / การพิมพ์ 3D โลหะ  |  การใช้งาน: ตัววาล์วสามทางแบบชิ้นเดียว

@