صمام هيدروليكي من النحاس المصنوع بالقطع الحاسوبية حسب الطلب

المجموعات الهيدروليكية النحاسية بمثابة "مركز التحكم في تدفق النفط" في الأنظمة الهيدروليكية ، وتعتمد أدائها بشكل كبير على خصائص المواد والتصميم الهيكلي.فيما يلي شرح مفصل لخمسة أبعاد رئيسية:

المقاومة الميكانيكية للنحاس (مقاومة الشد من حوالي 300-500 MPa،قوة الانسحاب من حوالي 150-300 MPa) يحدد أن الحد الأقصى لتكيف الضغط هو أقل من ذلك من الصلب / الصلب الصلبةنطاق التكيف الأساسي وخصائصهما كما يلي:

• ضغط العمل الطبيعي: تستخدم معظم المجموعات الهيدروليكية النحاسية فيأنظمة الضغط المتوسط والمنخفض من 10-25 MPa، مثل المحطات الهيدروليكية الصغيرة ودوائر التحكم في المعدات المركبة الهيدروليكية الهوائية ، ويمكن أن تتحمل بشكل مستقر ضغط الزيت المستمر دون تشوه أو تشقق.
• الحد الأقصى للضغط: يمكن لعدد قليل من مجاميع النحاس التي خضعت لمعالجة مقوية (مثل التخفيف والتكثيف ، وتحسين سمك الجدار) أن تتحمل ضغطًا يصل إلى 30-35 MPa على المدى القصير ،ولكن الاستخدام طويل الأمد عرضة للتشوهات الدقيقة لممرات الزيت الداخلية بسبب التعب المادي، مما يؤثر على دقة التحكم في تدفق الزيت.لا يوصى به للأنظمة الهيدروليكية عالية الضغط (> 35 MPa)(مثل الدوائر الرئيسية لمعدات البناء الكبيرة وآلات صب الحقن عالية الضغط).
• منطق التكيف مع الضغط: النحاس لديه مرونة أفضل من الفولاذ. تحت الضغوط المتوسطة والمنخفضة، فإنه يمكن تعويض أخطاء التصنيع (مثل الثغرات الختامية في واجهات مرور الزيت) من خلال تشوه طفيف،تحسين موثوقية الختمومع ذلك ، تحت ضغط عال ، سيكون التشوه البلاستيكي مفرطًا ، مما يؤدي بدلاً من ذلك إلى تلف هيكل الختم. هذا هو السبب الأساسي لوضعها "في الضغط المتوسط والمنخفض".

بناءً على خصائص مواد النحاس، فإن سيناريوهات تطبيقه مركزة للغاية في الأنظمة الهيدروليكية المتوسطة والمنخفضة الضغط التي تتطلب "خفيفة الوزن، مقاومة للتآكل،وانخفاض التلوث"وتشمل السيناريوهات النموذجية:

• دوائر التحكم في المعدات الهيدروليكية الصغيرةمثل الأسطوانات الهيدروليكية الصغيرة (مثل رفع الأسرة الطبية ، وتثبيت الأجهزة الصغيرة) ومجموعات الصمامات التي تدعم المضخات الهيدروليكية الصغيرة.طبيعة خفيفة الوزن من مجموعة النحاس (كثافة حوالي 8.5 g/cm3، 15٪ أخف من الصلب) يمكن أن تقلل من الوزن الإجمالي للمعدات، ودقة معالجة الممرات النفطية الداخلية سهلة التحكم،مناسبة للسيطرة الدقيقة على تدفق الزيت الصغير (< 20 لتر / دقيقة).
• البيئات ذات التآكل الخفيفSuch as auxiliary hydraulic systems of marine equipment (such as small lifting devices on ship decks) and hydraulic stations of food processing machinery (such as hydraulic drives of sauce mixing equipment)مقاومة تآكل النحاس يمكن أن تقاوم تآكل طفيف من ضباب مياه البحر و بقايا المواد الخام الغذائية ، وتجنب انسداد ممرات النفط بسبب صدأ المجموعات.
• أنظمة مركبة منخفضة الضغط للطاقة الهوائية الهيدروليكيةمثل الدوائر الهيدروليكية الهيدروليكية (المستخدمة للطبع للقطعة الصغيرة).يمكن تكييف المجموعات النحاسية لكل من الهواء المضغوط (ضغط منخفض) والزيت الهيدروليكي (ضغط متوسط) في نفس الوقت، ولا تتعرض للصدأ بسبب خلط الغاز والسائل.
• سيناريوهات التحكم الهيدروليكي الدقيقمثل المجموعات المساعدة من صمامات الخدمة الهيدروليكية (تستخدم لتحكم التغذية الدقيقة لآلات الأدوات).انخفاض مقاومة القطع من النحاس يسمح لها لمعالجة ممرات زيت عالية الدقة (تسامح فتحة ± 0.01 ملم) لضمان استقرار تدفق الزيت.

النحاس النقي يحتوي على صلابة منخفضة (صلابة برينيل HB60-80) وأقل مقاومة للارتداء من الصلب (HB200+) أو الحديد الزهري (HB150+). يتطلب معالجة السطح لتحسين مقاومة الارتداء.الأداء الفعلي هو كما يلي:

• حالة غير معالجة: في الأنظمة الهيدروليكية النظيفة مع سرعة تدفق زيت منخفضة (< 1 م / ث) وبدون شوائب صلبة ، يمكن الحفاظ على مقاومة الارتداء قصيرة الأجل (مدة الخدمة حوالي 1-2 سنوات) ؛إذا كان تدفق النفط يحتوي على شوائب (مثل بقايا المعادن)، من السهل أن يسبب التآكل على الجدار الداخلي لممر الزيت ، مما يؤدي إلى تسرب داخلي.
• بعد معالجة السطح: من خلال "طلاء الكروم الصلب" (صلابة السطح HV800+) ، "معالجة النيترات" (صلابة السطح HV500+) ، أو "طلاء PVD" (مثل طلاء TiN ، صلابة HV2000+) ،يمكن تحسين مقاومة الارتداء بـ 3-5 مرات، ويمكن تكييفه مع السيناريوهات مع سرعة تدفق الزيت ≤3 م / ثانية والتكسير المعتدل (مثل دوائر التحكم في المحركات الهيدروليكية الصغيرة).
• القيود المفروضة على المقاومة: حتى بعد معالجة السطح ، لا تزال المجموعات النحاسيةغير مناسبة لسيناريوهات ارتداء عالية, such as high-pressure and large-flow systems (strong oil flow scouring force) and scenarios where hydraulic oil contains a large number of solid particles (such as hydraulic systems of mining machinery)وإلا، فإن طبقة السطح سهلة للوقوع، مما يؤدي إلى فشل سريع من مجموعة.

مقاومة التآكل للبرونز (سبائك النحاس والزنك، محتوى الزنك 30-40٪) يأتي من تكوين سهل من "فيلم التجاوز" (أكسيد النحاس أو كربونات النحاس الأساسي) على سطحه،والتي يمكنها عزل التآكل المتوسطالأداء المحدد هو كما يلي:

• مقاومة التآكل للزيت الهيدروليكي على أساس الماء: في الزيت الهيدروليكي المستخدم بشكل شائع والبثورات، لا تظهر عدة أنواع من النحاس ظاهرة التآكل.مناسبة للأنظمة الهيدروليكية التي تتطلب الوقاية من الحرائق (مثل المعدات المساعدة لمحطات الطاقة).
• مقاومة التآكل للوسائط الكيميائية الخفيفة: يمكن أن تتحمل الأحماض الضعيفة (مثل مياه الصرف الصناعي مع pH 5-8) ، والقلي الضعيفة (مثل محلول هيدروكسيد الصوديوم مع تركيز < 5٪) ،والمذيبات العضوية (مثل مضادات الأكسدة ومثبطات الصدأ في الزيت الهيدروليكي)، وليس عرضة للتآكل الكيميائي.
• مقاومة التآكل للبيئة البحرية: في الغلاف الجوي البحري الذي يحتوي على رذاذ الملح ، فإن معدل تآكل النحاس حوالي 0.01-0.03 مم / سنة (أقل بكثير من الصلب ، وهو 0.1-0.3 مم / سنة) ،مناسبة للمعدات الهيدروليكية البحرية أو الصغيرة على السفن.
• أوجه القصور في مقاومة التآكل: ليس مقاومًا لوسائط أكسدة قوية (مثل حمض النيتريك المركز، حمض الكروميك) والوسائط التي تحتوي على الأمونيا / السيانيد،وسوف يحدث "تآكل التطهير" (الزنك يفضل تآكل، مما يؤدي إلى بنية مسامية و فضفاضة على سطح المجموعة). لذلك ، يجب تجنب هذه السيناريوهات التطبيقية.

النحاس هو ممثل "صديق للآلات" في المواد المعدنية. قابليته للآلات منخفضة ، وهو مناسب لإنتاج الجماهير ذات الهياكل المعقدة.المزايا الرئيسية هي كما يلي:

• قابلية التصنيع في القطع: النحاس لديه مقاومة قطع منخفضة (حوالي 60٪ من الصلب) وسهل المعالجة عن طريق الطحن والحفر والحفر والنقر وغيرها من العمليات.الخامة سطح التصنيع سهلة التحكم (حتى Ra0.8-1.6 ميكرو مترا) ، مناسبة لمعالجة ثقوب التثبيت السطحي (مثل الثقوب ذات الخيوط ، ثقوب التثبيت) من المجموعات والمسارات النفطية المعقدة الداخلية (مثل مسارات النفط المتقاطعة ، الثقوب العمياء).كفاءة التصنيع أعلى بنسبة 30-50٪ من عدة فولاذ.
• قابلية التصنيع للصب: النحاس لديه نقطة انصهار منخفضة (حوالي 900-950 درجة مئوية ، أقل من 1538 درجة مئوية من الصلب) وسرعة جيدة.يمكن تصنيعها إلى أجزاء فارغة من الجهاز المتعدد على شكل شبكة تقريبًا عن طريق عمليات صب الرمل والصب المقطوعة (الذي يقلل من حجم المعالجة اللاحقة)، مناسبة بشكل خاص للإنتاج الجماعي للمجموعات الصغيرة والمتوسطة الحجم (وزن < 5 كجم).
• تشكيل القدرة على التصنيع: النحاس لديه مرونة جيدة ويمكن تصنيعه في الهياكل ذات الشكل الخاص (مثل مجتمعات القوس ،المجموعات المتكاملة) عن طريق عمليات التصنيع والطحن لزيادة كثافة المواد (تقليل المسام الداخلية)لتلبية احتياجات المساحات الخاصة للتثبيت.
• تكلفة التصنيع: بسبب كفاءة التصنيع العالية وانخفاض ارتداء الأدوات (النحاس يحتوي فقط على 1/3 من ارتداء الأدوات من الصلب) ،تكلفة التصنيع لمجموعات النحاس أقل بنسبة 20-40٪ من تكلفة تصنيع المجموعات الصلبة من نفس المواصفات، مناسبة للسيطرة على تكاليف المعدات الهيدروليكية الصغيرة والمتوسطة الحجم.

باختصار، المزايا الأساسية للمجموعات الهيدروليكية النحاسية هي "مقاومة جيدة للتآكل، سهلة التصنيع، وخفيفة الوزن".والقيود الأساسية هي "مقاومة الضغط المنخفضة ومقاومة التآكل الضعيفة"ولذلك فإن سيناريوهات تطبيقها تركز بشكل كبير على الأنظمة الهيدروليكية الصغيرة ذات الضغط المتوسط والمنخفض ، وانخفاض ارتداء ، ومتطلبات التآكل الخفيفة ،وهي بدائل عالية الجودة لمجموعات الصلب / الصلب في مثل هذه السيناريوهات.