تُعدّ أغلفة مضخات الصب المكونات الأساسية الحاملة للضغط في مضخة المياه، وتحتوي عادةً على قنوات تدفق داخلية معقدة (مثل الهياكل الحلزونية). ولذلك، يُعتبر الصب العملية الأكثر أهمية ونضجًا لإنتاج أغلفة مضخات الصب.
تُعدّ عملية صبّ غلاف مضخة الصب عملية معقدة تجمع بين علم المواد والديناميكا الحرارية والتشغيل الآلي. فيما يلي شرح تفصيلي لسير العملية بناءً على طريقة صب الرمل الأكثر شيوعًا، ويشمل أيضًا طرقًا أخرى مثل الصب الدقيق.
بعد أن تتلقى شركتنا طلبًا، سنتصل بقسم المصنع لتنفيذ الخطوات التالية:
1. تصميم العمليات وصنع القوالب.
هذا هو الأساس الذي يحدد جودة ودقة ومتانة غلاف مضخة الصب النهائي.
• تحليل العملية: سيقوم مهندسونا بتحليل هيكل غلاف المضخة بناءً على الرسومات لتحديد سطح الفصل (الموقع الذي يفتح فيه القالب)، ونظام البوابات (القناة التي يتدفق من خلالها المعدن المنصهر)، والرافعات (المستخدمة لتغذية ومنع تجاويف الانكماش).
• صناعة النماذج: يتم صنع نموذج لغلاف مضخة الصب وفقًا للتصميم. عادةً ما تكون المادة المستخدمة هي الخشب (للقطع المفردة أو الدفعات الصغيرة)، أو الراتنج، أو المعدن (الألومنيوم/الفولاذ، للدفعات الكبيرة).
• صناعة صندوق القالب: الجزء الداخلي من غلاف مضخة الصب مجوف وله شكل معقد (مثل حجرة المروحة وقنوات تدفق المدخل/المخرج)، مما يجعل فك القالب المباشر مستحيلاً. لذلك، يجب صناعة قوالب رملية. صندوق القالب هو القالب المستخدم لصنع هذه القوالب الرملية.
2. التشكيل وصنع القوالب.
• صناعة اللب: يُحقن رمل اللب الممزوج بمادة رابطة في صندوق اللب، ثم يُعالج، ويُزال بعد ذلك لتشكيل قناة التدفق الداخلية لغلاف المضخة. ولضمان التهوية والمتانة، يُغطى لب الرمل عادةً بطبقة مقاومة للحرارة.
• التشكيل:
يُوضع النموذج في قالب رملي، ثم يُملأ برمل التشكيل (عادةً رمل الراتنج أو رمل زجاج الماء) ويُضغط. بعد ذلك، يُزال النموذج، تاركًا تجويفًا متناسقًا مع الشكل الخارجي لغلاف المضخة.
تثبيت اللب وإغلاق القالب: هذه هي الخطوة الأكثر تطلبًا من الناحية الفنية. يُوضع لب الرمل المُجهز في تجويف القالب السفلي، ويجب وضعه بدقة لضمان سماكة جدار موحدة. ثم يُغطى القالب العلوي ويُغلق قالب الرمل.
3. الذوبان والصب.
• الصهر: وفقًا لمتطلبات المادة (مثل الحديد الزهر الرمادي، والحديد المطاوع، والفولاذ المقاوم للصدأ، والبرونز، إلخ)، يُصهر المعدن في فرن كهربائي أو فرن قبة. • ضبط التركيب والفحص: قبل الصب، يجب أن يخضع الحديد/الفولاذ المنصهر لتحليل طيفي لضبط محتوى عناصر مثل الكربون والسيليكون والمنغنيز والكروم، كما يجب أن يخضع لمعالجة التلقيح أو التكوير (للحديد المطاوع).
• الصب: يُصب المعدن المنصهر عالي الحرارة في كوب الصب الخاص بالقالب. يجب التحكم بدقة في سرعة الصب ودرجة حرارته؛ فالسرعة الزائدة قد تؤدي إلى انحباس الغاز، والبطء الشديد قد يؤدي إلى عدم التحام الأجزاء.
4. التبريد وإزالة الرمال.
التصلب والتبريد: يبرد المعدن المنصهر ويتصلب في القالب. بالنسبة لأغلفة المضخات ذات الجدران السميكة، قد يستغرق وقت التبريد عدة ساعات أو حتى أيام لمنع التشقق الحراري.
إزالة الرمل: بعد تصلب المسبوكة تمامًا، يُكسر قالب الرمل باستخدام معدات اهتزازية، ثم تُزال المسبوكة. في هذه المرحلة، لا يزال سطح المسبوكة ملتصقًا به كمية كبيرة من الرمل، وهو متصل بنظام التغذية.
5. التنظيف والمعالجة اللاحقة.
إزالة نظام البوابات: تتم إزالة الأعمدة المعدنية الزائدة والرافعات باستخدام آلة قطع أو قطع بالغاز.
تنظيف السطح: يتم تلميع سطح الصب باستخدام آلة السفع الرملي لإزالة القشور والرمل الملتصق، مما يكشف عن اللمعان المعدني لغلاف المضخة.
الطحن: يستخدم الطحن اليدوي لإزالة الزوائد والنتوءات الناتجة عن خط الفصل.
6. المعالجة الحرارية.
للتخلص من إجهاد الصب ومنع التشوه أو التشقق أثناء المعالجة اللاحقة، تتطلب معظم أغلفة المضخات معالجة حرارية:
المعالجة بالتلدين/التقادم: تستخدم للحديد الزهر الرمادي للتخلص من الإجهاد الداخلي.
المعالجة بالمحلول: تستخدم بشكل أساسي لأغلفة مضخات الفولاذ المقاوم للصدأ للحصول على مقاومة أفضل للتآكل.
التبريد السريع والتطبيع: يستخدم لأغلفة مضخات الفولاذ السبائكي التي تتطلب قوة عالية.
7. التشغيل الآلي والاختبار.
هذه هي المرحلة الأخيرة قبل تسليم غلاف مضخة الصب، وهي خطوة بالغة الأهمية.
التشغيل الخشن والتشغيل النهائي: يتم تشغيل الأجزاء الرئيسية مثل أسطح الحواف والقواعد وفتحات المحامل لضمان دقة التركيب.
الاختبار الهيدروستاتيكي: يُعدّ هذا الاختبار أهمّ خطوة في عملية قبول غلاف مضخة الصب. بعد إحكام إغلاق الغلاف، يُضخّ الماء بضغط عالٍ (عادةً ما يعادل 1.5 ضعف ضغط التشغيل) ويُحافظ عليه لفترة محددة للتحقق من وجود تسريبات (إذ يمكن أن تتسبب المسامية وتجاويف الانكماش في حدوث تسريبات). تشمل الاختبارات الأخرى فحص الأبعاد، وإعادة اختبار التركيب الكيميائي للمادة، والاختبارات غير المتلفة (مثل الاختبار بالموجات فوق الصوتية واختبار الجسيمات المغناطيسية) لأغلفة المضخات الحساسة.
طرق الصب الشائعة لصب غلاف المضخة:
| طريقة الصب | السيناريوهات القابلة للتطبيق | صفات |
| صب الرمل | الأكثر استخداماً. مناسب لأحجام مختلفة من المضخات الصناعية (مثل المضخات الطاردة المركزية، والمضخات متعددة المراحل). | تقنية ناضجة ومنخفضة التكلفة، تتمتع بقدرة عالية على التكيف، ولكنها تتميز عموماً بسطح خشن. |
| الصب الدقيق | يستخدم لمضخات الفولاذ المقاوم للصدأ، والمضخات الكيميائية، أو التطبيقات التي تتطلب تشطيبًا عاليًا للغاية لسطح قناة التدفق. | دقة أبعاد عالية للغاية، سطح أملس، لا يتطلب تشغيلاً آلياً تقريباً، ولكنه ذو تكلفة عالية ومحدود الحجم. |
| صب الرغوة المفقودة | للمضخات ذات الشفط المزدوج أو مضخات الطين ذات الهياكل المعقدة للغاية. | لا يوجد خط فاصل، ولا يوجد وميض، ودقة أبعاد جيدة. |