Valun laatutason määrittely. Markku Eljaala

Transkriptio

1 Valun laatutason määrittely Markku Eljaala 1

2 Valamisen plussat ensin 2 Periaatteessa kaikkia metalleja voidaan valmistaa valamalla - Saatavien ominaisuuksien (seosten) kirjo on valtava - Osa metalleista on tosin hieman vaikeammin valettavia (magnesium, titaani, litium, uraani ) Muotoilulle on hyvin vähän jos ollenkaan rajoituksia -> valun/mallin hinta voi tosin muodostua ongelmaksi - Ainetta helppo lisätä sinne missä jännitykset korkeita - Ainetta helppo poistaa sieltä missä ei ole jännityksiä - Tuotteesta voidaan vaivatta tehdä kaunis - Muoto tulee vähän kuin kaupan päälle

3 Valaminen on hyvin vanha menetelmä Valamista on harjoiteltu vakavasti noin 2000 vuotta - Jos olisi jotain korvaavaa, niin valaminen olisi kadonnut kartalta kuten: Kivikirveet Niittaus Poronsarviuute 3

4 Valukappaleen laatutason määrittely Kuka määrittelee? Mitä määrittelee? Miten määrittelee? Mihin määrittelee? 4

5 Kuka Suunnittelija - Kenellä tieto sillä vastuu - Vastaavat tiedot ja taidot Virheet suunnitellaan tuotteiseen -> tämän jälkeen ne ovat pelkästään ominaisuuksia Riskianalyysi - Mitä voi tapahtua? - Panos / Tuotos suhde? - Riittävän hyvää vai täydellistä? - Loppuasiakkaan odotus/vaatimus? 5

6 Mitä Kaikki oleellinen pitää määritellä - Sisäisten ja ulkoisten virheiden maksimikoot - Pinnanlaatu - Mitta- ja muototarkkuus - Materiaaliominaisuudet Mekaaninen Mikrorakenne (tarvittaessa) Kovuus (tarvittaessa) => osa ainesstandardeista määrää tämän Valun toiminnan, käytettävyyden tai kaupallisen huokuttelevuuden pilaavat valuvirheet tai piirteet kielletään Toimintatavat - Virheiden etsijästä (Eli kuka tarkastaa tilaaja, toimittaja vai joku muu) - Virheiden löytämiseksi (Millä menetelmällä/menetelmillä?) 6 - Virheiden korjaamiseksi (Millä menetelmillä?) - Virheiden raportoimisesta

7 Miten Kynällä ja paperilla Käytetään standardeja viitteinä - Ei keksitä omia standardeja - Eikä käytetä omia laatuluokkia Valvotaan vaatimusten täyttymistä - Tiukka valvonta -> parempi laatu - Valvomattomuus siirtää helposti vastuun vastaanottajalle 7

8 Mihin Erillinen laatuohje tai ohjeistus piirustukseen - Erillisen laatuohjeen tapauksessa olisi hyvä jos piirustuksissa olisi maininta erillisestä ohjeesta - Erillinen laatuohje, jos kyseessä tuoteperhe tai vastaava - Erillinen laatuohje, jos ohjeistus on erittäin kattava turhan pitkä Mikä katsotaan järkevimmäksi 8

9 Mittatarkkuus Uusi valujen mittojen ja geometristen toleranssien standardi ISO-8062 on kattava - Vanha oli yksinkertainen, mutta aiheutti tulkinta erimielisyyksiä - Uusi pitää sisällä mitat, geometrian, jakolinjan siirtymän ja työvarat - Uusi standardi on niin kattava, että määrittelystä voi tulla työlästä DCTG = lineaarinen valutoleranssi -> mitat ja seinämänpaksuudet (luokat 1-16) GCTG = geometrinen valutoleranssi -> löytyy seuraavat taulukot: Suoruus (luokat 1-8) Tasomaisuus (luokat 1-8) Pyöreys, samansuuntaisuus, suorakulmaisuus ja symmetria (luokat 1-8) Samanakselisuus (luokat 1-8) SMI = surface mismatch -> jakolinjan siirtymä RMAG = työvarat (luokat A-K) Vanhaakin CT-toleranssia voi käyttää edelleen, jos katsoo sen riittäväksi Toleranssin ylittäminen ei ole automaattinen hylkäysperuste ellei se vaaranna valun toimintaa -> todistustaakka tilaajalla 9

10 Mittatarkkuuden määrittely esimerkki Yleistoleranssi: ISO DCTG 12 RMA 6 (RMAG H) GCTG 7. Ø A 600mm DCTG 12 = 10 mm (+/-5mm) GCTG 7 = 10 mm samanakselisuus GCTG 7 = 3 mm suoruus RMA 6 (RMAG H) = 6 mm 10 A 12 Yksittäiselle pinnalle voidaan merkitä erilainen työvara (esim. 12mm). Tässä tapauksessa työvaraa suurennettu valun yläpinnalta

11 11

12 Pintavirheiden määrittely Mielestäni helpoimmin määriteltävä asia, jos keskitytään oikeisiin virheisiin - Säröt ja repeämät - Vaikutusta voidaan arvioda laskennallisesti -> esim. FEM Sopivia tarkastusmenetelmiä ovat magneettijauhe- ja tunkeumanestetarkastus - Magneettijauhe EN Tunkeumaneste EN Usein tarjotaan vaihtoehdoksi joko magneettijauhe- tai tunkeumanestetarkastusta, mutta menetelmien näyttämät eivät missään mielessä yhteneviä tai vertailukelpoisia 12

13 PT-tarkastus Monivaiheinen ja työläs menetelmä -> kallis Tulosten arviointi yksiselitteistä ja ekstaktia - Näyttämä on joko yli tai sitten ei Soveltuu kaikille metalleille Näyttämän syvyyden tarkka arviointi ei onnistu Virheen pitää olla ehdottamasti avoin valun pinnalla - Isoista koloista taas väri saattaa lähteä pesussa pois 13

14 Pyöreiden näyttämien rajat PT-standardin pren mukaan 14

15 Lineaaristen näyttämien rajat 15

16 Esimerkkejä PT standardin pren näyttämistä 16

17 Oikeita PT-näyttämiä 17

18 18 MT-tarkastus Nopea ja tarkka Tulosten arviointi yksiselitteistä ja ekstaktia - Näyttämä on joko yli tai sitten ei Soveltuu ainoastaan magnetoituville aineille - Ei käy austeniittisille laaduille - Ei käy duplex-laaduille - Suomugrafiittirautojen kanssa tulee myös vaikeuksia Näyttämän syvyyden arviointi ei onnistu Virheen pitää olla valun pinnan välittömässä läheisyydessä - < 1 mm

19 Lineaaristen näyttämien rajat pren 1369 mukaan 19 Uudessa tulevassa standardissa laatuluokkia on 7 vanhan viiden sijaan Vaihteluväli on sama. Portaita on vain enemmän Laatuluokat identtiset tulevan PT-standardin EN 1371 lineaaristen näyttämien kanssa

20 Standardin EN 1369 esimerkkikuvat 20

21 Pinnanlaadun määrittely Mielestäni vaikeimmin määriteltävä laatutekijä - Erilaisia pintavirheitä -ominaisuuksia aivan käsittämättömän paljon Vähiten käytettävyyteen vaikuttava asia Kuitenkin tärkein laatumielikuvan muodostumiseen vaikuttava ominaisuus Valitettavan vähän standardeja/ohjeistoa pinnanlaatukriteereiden määrittämiseksi - Luonnollisesti käyttökohde, valun koko ja toiminta asettavat erilaisia vaatimuksia - EN (käytännössä scrata-palojen EN versio) 21

22 SCRATA-palat Niillä voi päästä alkuun mutta valun pinnalta löytyy lukuisia muitakin ominaisuuksia, jotka eivät herätä ihastusta Scrata-palat perustuvat vertailuun, joten arviointi subjektiivista Tämän takia vaativissa tai visuaalisesti vaativissa kohteissa joudutaan yleensä tekemään omia räätälöityä ohjeita - Kattavasta ohjeesta tulee helposti puhelinluetteloa paksumpi, mikä on yhtä kuin käyttökelvoton SCRATA-palat skaalautuvat huonosti kappaleen koon mukaan - Isossa kappaleessa isokin näyttämä näyttää pieneltä 22

23 Kuvia SCRATA-paloista 23

24 d 24

25 25

26 Visuaalisenstandardin EN laatutasot 26

27 Muita mahdollisia pintaominaisuuksia 27

28 Sisäinen laatu Sisäinen laatu = sisäinen kauneus - On hieno homma, mutta ei tule kauppoja, jos ulkoiset asiat eivät ensin ole kunnossa - Älä kysy -> älä kerro Sisäiset virheet aiheuttavat erittäin harvoin vaurioita -> pintavirheistä lähteneitä vaurioita on vaikka kuinka paljon Sopivia menetelmiä ovat radiografia ja ultraäänitarkastus - EN Valut, Ultraäänitarkastus. Osa1: Teräsvalut yleiseen käyttöön - EN Valut, Ultraäänitarkastus. Osa2: Teräsvalut suuresti rasitettuihin kohteisiin - EN Valut, Ultraäänitarkastus. Osa3: Pallografiittiraudat - EN 12681: Valut. Radiografinen tarkastus 28

29 UT-tarkastuksesta Tarkka, selkeä ja kohtuullisen nopea tarkastumenetelmä Laatuluokkien ja raportointikriteerien rajat selvät - Virhekaiun desibelit - Taustakaiun vaimeneminen Luotaimen tyypistä riippuen valun pinnan lähellä sokea alue, josta virheiden löytäminen vaikeaa Suurikiteisillä austeniittisilla ja duplex-laaduilla etenkin paksuilla seinämillä voi olla ongelmia => ääni siroaa tasomaisista raerajoista Ääntä läpäisevät virheet voivat jäädä löytymättä => kiinteä kuona Ei standardia suomugrafiittiraudoille - Ultraäänen siroaminen grafiittisuomuista heikentää menetelmän käytettävyyttä - Ohuilla seinämillä ja sähkösuomuraudalla UT-tarkastus toimii kuitenkin Ultraääntä voidaan käyttää pallografiittiraudoilla palloutumisasteen rikkomattomaan määrittämiseen - Erittäin kätevä etenkin paksuilla seinämillä - Soveltuu systemaattiseen rikkomattomaan palloutumisasteen valvontaan 29

30 RT-tarkastuksesta Hidas ja kallis menetelmä - Rajoitetusti kapasiteettia tarjolla => luvanvaraista toimintaa - Valun seinämän paksuuden kasvaessa valotusajat pitenevät potenssissa Uudet digitaaliset röngtenlaitteet nopeuttavat tarkastusta - Näyttämien standardointi vielä kesken => hyväksyntä esim. painelaite puolella vielä kesken Tulokset tulkinnanvaraisia - Tarkastajasta ja päivästä kiinni - Tulkinta perustuu vertailukuviin vähän kuin SCRATA-palojen kanssakin - Tarkastajien välillä ja saman tarkastajan tekemän saman tarkastuksen välillä voi olla helposti +/-1 laatuluokan ero -> ei kovin eksaktia, silti kappaleita susitetaan ja hyväksytään tämän missikisan perusteella Erittäin erotuskykyinen menetelmä => liiankin Laatuluokat UT:n kanssa huonosti vertailtavissa - Kun RT-luokassa 3 tulee hylkäys, niin valu voisi vielä mennä läpi UT-laatuluokasta 1 30

31 RT -esimerkkejä 31

32 Täysin riittävä laatumäärittelyn esimerkki Materiaali: EN G17CrMo5-5 +QT - R0,2 300Mpa, Rm 450MPa, A 20%, KV 20 J 0C (Lujuus määriteltävä erikseen, koska seinämä yli 100mm ja sauva leikataan valusta. Määriteltävä kun ollaan standardin raamien ulkopuolella) - Kovuus ja mikrorakenne voidaan määritellä jos tarpeen Yleistoleranssi: ISO DCTG 12 RMA 6 (RMAG H) GCTG 7. Kriittinen alue A: (EN 1369 SM1 LM2 AM2 tai EN SP3 LP2 AP 2) ja EN laatuluokka 2, 100%:n taajus ja 100%:n laajuus alue A:lla Muut alueet: (EN 1369 SM5 LM4 AM4 tai EN SP4 LP4 AP4) ja EN laatuluokka 3, 10%:n taajuus ja 100%:n laajuus Visuaalinen pinnanlaatu: EN 12454, Pinnankarheus A3, Laatutaso 3 Kriittinen alue A Ø A 32 Hitsauskorjaukset A-alueella kiellettyjä. Korjaukset muualla tilaajan hyväksynnällä. Hitsaajien ja menetelmienpätevyyksien hyväksyntä määritettävä A mm Vetokoesauvan ja mikrorakenne napin sijainti

33 Kannattaa muistaa... Virheetön kappale on mahdottomuus - Tiukimmatkin laatuluokat sallivat aina jonkin kokoisen virheen -> jonkun täytyy pystyä sanomaan aiheutuuko tästä ongelma Ylilaatu on aina kalliimpaa kuin ylimitoitus - valussa on helppo lisätä materiaalia sinne missä on tarvetta. Jos paino muodostuu ongelmaksi niin vähemmän kriittisistä kohdista ainetta voidaan poistaa tai valitaan lujempi seos Ei kannata vaatia sellaista, mitä ei pysty valvomaan Tarkastaminen lisää aina kustannuksia ja systemaattinen tarkastus lisää kustannuksia systemaattisesti - Laadun tilastollisuus -> hävikki - Vaadittava laatutaso tulee määritellä, mutta tarkastaminen voidaan sopia erikseen 33

34 CASE 34

35 Alkuperäinen speksi (vähimmäisvaatimuksille???) 35

36 Asiakkaan ohje on muuten erinomainen Mutta mitat ja määrät puuttuu... 36

37 Entäs sitten... 37

38 Asiakkaan PT-ohje 38

39 Visuaalisen tarkastuksen uusi ohje 39

40 Esimerkkikuva 40

41 Esimerkkikuva 41