Odlévání litiny: Vylepšení materiálu pro skříň čerpadla
Ocelárna v Coloradu používala pro testovací aplikaci 20stupňové vertikální čerpadlo HPD. Čerpadlo bylo původně vyrobeno v 50. letech 20. století a bylo vyrobeno převážně z litiny – typického konstrukčního materiálu té doby. Současné výrobní procesy však učinily litinu téměř zastaralou.
V průběhu let prodělalo litinové těleso čerpadla extrémní opotřebení, což vedlo ke snížení výtlačného tlaku a následnému vyřazení čerpadla z provozu. Po uvedení do režimu offline bylo čerpadlo odesláno místnímu poskytovateli náhradních dílů pro čerpadla ke komplexní kontrole a analýze pro opravy. Litinu nelze opravit svařováním, takže rekultivace tvarovek a jejich uvedení zpět do správných vůlí se stalo náročnou překážkou při opravách. V minulosti proces opravy zahrnoval použití bronzu, který se dokáže spojit s litinovým materiálem. Od poslední opravy tohoto čerpadla se však jeho stav značně zhoršil. Bronz erodoval a vyžadoval by rozsáhlou opravu, která by převýšila náklady na nový ocelový plášť. Společnost pro aftermarket proto doporučila odlévat nové pouzdro z uhlíkové oceli.
Proces reverzního inženýrství začal skenováním stávajícího případu pomocí laserového souřadnicového skenovacího zařízení a použitím těchto dat k vytvoření 3D modelu. Protože počáteční sken obsahoval existující poškození a opotřebení, model vyžadoval úpravu, aby se obnovila původní geometrie pláště. Při zpětném inženýrství dílu je cílem vrátit dílu zpět k jeho původnímu výkonnostnímu záměru, nikoli pouze znovu vytvořit díl tak, jak byl nalezen, protože vytvoření zcela nového, opotřebovaného dílu by bylo kontraproduktivní.
Po procesu reverzního inženýrství byl do modelu součásti přidán strojní materiál. Byly také implementovány potřebné slévárenské přídavky, čímž byly vytvořeny simulace, které by byly pro slévárnu užitečné. Pro tento odlitek byl následně vytvořen sekundární digitální 3D model a odeslán do slévárny.
Skříň byla odlita ve slévárně oceli v Arkansasu a poté byla odeslána do texaského závodu společnosti s náhradními díly k obrábění. Dělicí čára byla odkryta, vrtání linky provedeno a technici zajistili, že všechna kritická lícování byla obrobena správně. Část byla poté odeslána zpět do Colorada, kde byla zkontrolována, aby byla zajištěna přesnost. Poté, co nové pouzdro prošlo kontrolou, byl 20stupňový rotor smontován a nainstalován do pouzdra a čerpadlo bylo připraveno k odeslání zpět uživateli.
Výsledky
Technici poprodejní společnosti dokázali převzít jednu z nejkritičtějších částí infrastruktury v závodě uživatele a vylepšit slabiny, o kterých věděli, že v čerpadle existují. Rekonstruované pouzdro perfektně pasovalo na čerpadlo a bylo dostatečně odolné, aby vydrželo tak dlouho, dokud bude ocelárna v provozu.