РСК-МЕТАЛЛ

Литейное производство можно отнести к классу сложных систем, формальное представление которых затруднительно. Это вызвано значительным количеством параметров, определяющих деятельность производства, сложностью, а подчас и не возможностью точного определения их значений. Значительные колебания технологических параметров способствуют нарушению технологического процесса и в ряде случаев приводят к возникновению брака отливок. К этому следует добавить бессистемный подход к разработке технологического процесса и ликвидации брака отливок. Литейщики шутят, что литейное производство — это черный ящик, наполненный неожиданностями. От таких неожиданностей заводы несут многомиллионные убытки.

Используя системный подход при анализе литейных дефектов, была создана новая методология выявления и ликвидации дефектов литых заготовок. Она позволяет рассмотреть и использовать приемлемые направления по повышению качества отливок. Схема методологии представлена на рис. 1. Методология использует качественные и количественные методы, способствующие выявлению и ликвидации дефектов, или моделированию литейных процессов.

Качественные методы не требуют специальных математических расчетов и базируются на логическом или эмпирическом определении дефектов. К качественным методам в представленной методологии относятся:
1. Методика логического определения, диагностики и ликвидации дефектов, содержащая:

• дерево систематизации дефектов, позволяющее по характерным отличиям точно определить разновидность дефектов;
• граф цепочек причинно-следственных связей, который создается при исследовании этапов процесса формирования дефекта. По графу можно определить истинную причину возникновения дефекта;
• граф способов ликвидации дефектов, способствующий определению наиболее эффективного способа устранения дефекта.

Описанная методика предназначена для технологов, которые владеют информацией о протекающих в литейной форме процессах формирования и затвердевания отливки. Если же знания о литейных процессах недостаточны, можно использовать следующую методику качественного метода.

2. Методика эмпирического определения, диагностики и ликвидации дефектов, выполненная в виде автоматизированной системы, содержит:

• дерево систематизации, поэтапно представляющее цветные фрагменты дефектов с описанием для определения разновидности рассматриваемого порока отливки;
• модуль фиксирования параметров технологического процесса в промежуток времени появления дефектов для формирования цепочек причинно-следственных связей;
• модуль обобщенного влияния причин и их взаимодействия между собой на формирование дефекта;
• модуль построения трехмерного графика и таблицы влияния (в процентах) причин на возникновение дефекта, а также предложение способов ликвидации дефектов.

Рассмотрим практическое использование разработанной методологии для ликвидации брака отливок, а именно, методику логического определения, диагностики и ликвидации дефектов усадочного происхождения. Предметом рассмотрения являются отливки «Задвижка Ду300» с дефектом, выраженным в виде течи или потения при гидроиспытании. К таким отливкам относятся тройники или соединительные рукава на нефте- и газопроводах, головки или крышки цилиндров, блоки цилиндров, радиаторы отопления и т. д. Случай с «Задвижкой Ду300» является сложным случаем, в котором дефект возникает от одновременного воздействия двух причин.

На рис. 2 представлена группа отливок «Задвижка Ду300» с дефектами в виде течи или потения, обнаруженного при гидроиспытании. На рис. 3 представлена одна из таких отливок с вырезанной частью по месту образования течи, а на рис. 4 представлена вырезанная часть отливки с механически обработанной поверхностью реза. На поверхности реза отчетливо проявляется закрытая усадочная раковина темно-синего цвета с шероховатой поверхностью. Течь проявляется в другом термическом узле отливки, расположенном слева на этом же рисунке. При визуальном осмотре на поверхности реза в месте течи заметные дефекты не обнаруживаются. При тщательном осмотре поверхности отливки в месте образования течи со стороны формы замечено, что здесь имеются очень мелкие раковины, уходящие в сторону термического узла. Раковины представлены на рис. 5 в круге, обведенном мелом. При изучении под увеличением наружной поверхности раковин установлено, что они имеют серо-синий цвет, гладкую поверхность и узкий канал прохождения в тело отливки.