旧部件新技术:先进的制造技术提高泵系统的性能

当备件不再储备时，对遗留设备实现同样的目标几乎是不可能的。然而，尖端的设计和制造技术可以最大限度地减少延迟，并提供更好的性能。

可靠性和效率对于有效的泵性能至关重要，但每种资产最终都会屈服于磨损、侵蚀、腐蚀或疲劳。在这一点上，作业公司依赖于部件的可用性，在某些情况下，还需要额外的工程支持，才能完成令人满意的维修，使资产恢复正常运行。

许多关键流程在修复资产时使用冗余设备来维持生产率，但即使在这些情况下，总修复时间也需要保持在最小值。对于那些没有能力使用备用设备的公司，停机可能意味着巨大的财务成本。

把握的挑战
泵的每一项任务都是精密设计的，叶轮由复杂的，有时是独特的几何结构组成，以达到所需的性能和效率水平。它还受到泵送介质的不断冲击，随着间隙的增加和型材的侵蚀，效率将逐渐降低。

当需要采购新零件时，第一站是原始设备制造商(OEM)，他们总是在可能的情况下提供替换零件。一些原始设备制造商，如苏尔泽，在零部件制造和逆向工程的任何制造商和型号的泵的组件方面有相当的专业知识。有时，在使用了几十年之后，这一点尤其重要，因为有些零件可能已经无法从库存中获得，因此交货期就成为一个重要因素。

在这种情况下，需要一个专门的部件制造商，一个可以使用原始部件逆向工程的新部件。幸运的是，最近工程技术的进步使交货时间大大缩短，并提供了其他优势。

三维设计
由于手持式激光扫描仪和数字坐标测量机(cmm)可以快速、非常准确地测量项目，现在创建一套3D工程图纸的时间大大减少了。设备，如HandySCAN 700是一个非常紧凑的设备，精确到30 μ m。
在为设备的关键部件创建替换部件时，速度是最重要的。使用最新一代的激光扫描仪，工程师可以每秒收集多达48万点数据。相交的激光线可以确保即使是最复杂的几何图形也能被准确捕捉到，这在叶轮的再造中是必不可少的。

对于不容易移动的较大设备，现场工程师可以访问客户的场所，提供专业意见，并采取必要的测量，以创建新的工程图纸。使用多台便携式三坐标测量机和激光扫描仪进行现场数据采集，可在0.025毫米(0.001英寸)内重复测量尺寸。

一旦获得了基本尺寸数据，设计工程师就可以对新组件的设计进行微调。例如，可以调整叶轮的几何形状，以确保间隙得到优化。设计人员还可以根据应用程序或性能需求的变化对原始设计进行更改。

制造模具
铸造一个新部件(如叶轮)的传统工艺需要在原始部件上创建一个木制图案，并与砂铸箱一起使用。这是一个非常耗时的过程，可能需要数周的时间来最终确定模式的设计，这可能会导致相当大的不准确性，特别是如果它已经存储了任意长度的时间。

今天，3D计算机辅助设计(CAD)文件可以在几分钟内使用激光扫描仪创建，转移到各种各样的机床和机器人，并用于创建原始部分的完美重建。一种方法是利用3D砂打印机，利用数据快速构建新组件的模具。使用沙子和粘合剂层，3D打印机可以创建一个模具，可以承受熔化金属的高温，形成新的组件。

作为这一过程的一部分，设计工程师使用计算流体动力学来预测当熔化的金属被倾倒时，模具内气体的流动。重要的是，这些气体必须有有效的逃生路线，或称通风口，因为困住的气体会导致新组件的弱点。喷口可以合并到3D CAD绘图和包括很容易在砂印刷过程。

快速制造
最先进的增材制造技术提供完整的精密模具和核心。整个过程大约需要48小时，但根据组件的大小，多个模具可以同时打印，从而提高效率。

另一种制作模具的方法，通常用于制作外壳，涉及两个部分，称为顶模和拖模，将它们结合在一起，以创造最终的形状。如今，该工艺从一块实心砂粒开始，使用多轴数控机器人铣刀加工，以创建3D CAD图纸中所示的精密模具。

使用传统方法为砂铸箱生产一个木制图案需要2-6周，取决于图案形式的复杂性。使用3D砂纸打印机不需要图案——直接打印模具，不到24小时就能完成。用砂块加工一个精密模具需要2-4小时。

材料的改进
今天，零部件制造商有大量的合金可供选择，设计师可以通过部件的类型及其应用来确定金属合金的确切成分;先进的冶金知识使新组件的创建具有比原来更好的耐久性。

一旦基本形状已经建立，最终的精密型材交付的数控立式车床的叶轮和碗，卧轴车床，铣削设备和磨床。这些机器根据3D CAD图纸，对零件进行雕刻和抛光，以确保完美的操作。

定义质量
在整个设计和制造过程中，采用了广泛的质量控制程序和设备，以确保每一个部件都按最高标准制造。正如激光扫描仪确定了初始尺寸一样，三坐标测量机可以用于交付成品组件的信心。

此外，还可以进行物理测量、热处理、认证材料报告、化学分析以及一系列材料测试和无损检测(NDT)。这些保证了部件的可靠性，以及符合客户的规格，以及对原始设计的任何更改。

作为领先的独立维护供应商和泵OEM, Sulzer提供全面的服务，包括尖端的制造技术，以快速交付组件。苏尔泽在全球拥有100多个服务中心，为客户提供由全球专业技术和知识网络支持的本地工程设施。

在过去的10年里，工程技术取得了惊人的进步，最新的发展使传统设备的运营商能够通过提高可靠性和效率来节省时间和最大化投资。通过利用新材料和制造技术，可以减少停机时间，同时提高性能。