對于量大面廣的中溫中壓閥(全國每年產量是數十萬噸),目前制造廠大都采用簡單易行的手工堆焊2Cr13。用PPW工藝能否代替手工堆焊2Cr13,關鍵在于能否降低密封制造成本。密封面制造成本主要由:(1)堆焊材料成本;(2)堆焊工時成本;(3)堆焊層機加工成本;(4)熱處理成本等構成。現就這四方面分析經濟性。
1、 堆焊材料成本
堆焊材料成本主要由堆焊材料的消耗量和材料的價格所決定。對于某一型號是規格的閥門密封面堆焊層的厚度、寬度是有設計要求的,堆焊材料的消耗量取決于堆焊合金的利用率。堆焊合金的利用率又取決于母材沖淡率和外觀成形。由于手工電弧堆焊母材沖淡率高,要堆焊兩遍以上才能符合要求,因此堆焊層成品設計厚度一般要大于3mm。而PPW工藝,母材沖淡率低,只要焊一遍即達到要求,堆焊層成品設計厚度可降低到2mm。由于手工堆焊成形差,高低不平,一般要加厚加寬,合金堆焊層的利用率僅在40%左右。PPW工藝合金堆焊層的利用率可達70%。手工電弧堆焊除去焊條的藥皮和焊條頭,材料的利用率僅70%,而PPW工藝合金粉末的利用率可達95%。
表1 將兩種工藝堆焊材料消耗量及材料成本費用作了比較。分析比較結果表明,雖然焊條比合金粉末便宜,但由于焊條手工堆焊的利用率低,耗費材料的重量是PPW工藝的3倍多,因而手工電弧堆焊材料成本費用是PPW工藝的1.9倍。這是一個很驚人的數字,如果各閥門廠每年消耗的2Cr13焊條總計為100T,材料費為330萬人民幣,用PPW工藝,鐵基合金粉末消耗為33T,材料費用約為182萬,僅材料費用就節省148萬。
堆焊方法
成本項目
PPW工藝
噴焊Fe基合金
手工電弧堆焊
2Cr13
密封面堆焊層合金有效重量,Kg 1.5 1
堆焊層合金利用率% 45% 70%
堆焊層合金重量, Kg1.43 3.33 1.43
堆焊材料利用率 % 70% 95%
堆焊合金材料消耗量,Kg 4.76 1.5
合金材料單價,元/公斤 33 55
材料成本費用,元 157 82.5
材料成本費用之比 1.9 1
2、 堆焊工時成本
堆焊工時成本取決于每一個勞動力的生產效率,手工電弧堆焊和PPW工藝堆焊都只需要一個工人操作,手工電弧堆焊每班一個工人的堆焊量平均為12Kg左右,而PPW工藝,每班一個工人的堆焊量可達到20 Kg,按照堆焊材料消耗之比,手工電弧堆焊每班一個工人如果堆焊閘板為12件,那么PPW工藝可噴焊閘板為60件,生產效率是手工電弧堆焊的5倍。如果手工電孤堆焊每一件工時費為10元,那么PPW工藝的工時費每件僅為2元。堆焊工時成本大幅度降低。
3、堆焊層機械加工成本 由于PPW工藝,噴焊層平整光滑,切削量少,雖然焊層硬度提高,但可實現連續切削,不打刀,總的機械加工工時要低于手工電孤堆焊,機械加工成本約降低20%。
4、熱處理成本
手工電孤堆焊2Cr13,按照制造工藝,堆焊完畢后,由于焊層很硬無法加工,要經退火處理才能加工。機械加工完畢后為了達到密封面規定的硬度,又必須經高頻淬火,再研磨。很多閥門廠不重視密封面質量,退火機械加工后,不再進行高頻淬火處理,這樣密封面硬度低,耐擦傷性能差。
PPW工藝,噴焊層硬度在規定要求的范圍之內,不需要再經過熱處理(噴焊合金無淬硬性),而是直接經機械加工成成品,可省去耗電量大,容易出現質量問題的熱處理工序。PPW工藝,不僅提高了閥門密封面質量,而且降低了制造成本。
從以上密封面制造成本的經濟性分析,可以顯示PPW工藝在閥門制造上應用有著可提高質量,降低成本,提高效率等顯著的優越性。如果能在閥門制造行業較全面的推廣應用PPW工藝,代替落后的手工電孤堆焊,將獲得明顯的社會效益和企業經濟效益。
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