Дальнейшие исследования были направлены на изучение термического узла отливки с местом возникновения течи. Для этого проводилась фрезеровка термического узла по линии формирования газовой раковины в направлении пористой зоны.

На рис.6 представлен фрагмент отливки «Задвижка Ду300», где проведена механическая обработка

термического узла по линии образования окисленной газовой раковины. Проведенное описание отличительных особенностей газовой раковины свидетельствуют о том, что она сформировалась от сгорания органических веществ, присутствующих в смеси. Из этого следует, что форма и стержень не имели вентиляционных каналов для вывода газа в атмосферу, что и явилось первопричиной образования течи. На рис. 6 видно, что газовая раковина имеет проникновение от поверхности формы в сторону термического узла. При более глубокой механической обработке отливки, представленной на рис. 7, вскрывается извилистый свищеобразный канал, проникающий в толщину термического узла. Это свидетельствует о значительном газовом давлении, возникающем в форме при ее контакте с заливаемым металлом.

Дальнейшая проточка термического узла в направление проникновения газовой раковины, представлена на рис. 8. Здесь отчетливо просматривается вскрывшаяся пористость отливки, в которую вошла свищеобразная окисленная газовая раковина и сделала свободный выход из пористости на поверхность отливки. Аналогичное сообщение с поверхностью отливки газ провел со стороны стержня, что и способствовало образованию течи. Следует отметить, что со стороны стержня всегда возникает повышенное давление газа, что можно объяснить отсутствием вентиляционной системы. Образование газовых раковин со стороны формы возникает достаточно редко. В данном случае объяснить повышенное выделение газа со стороны формы можно тем, что в месте образования газовых раковин имеется выступающая часть формы, которую можно увидеть на рис. 2-4. Выступающая часть формы контактирует с металлом с трех сторон и подвергается интенсивному образованию газа при отсутствии требуемой вентиляции.

Применением логической методики выявления и ликвидации дефектов с использованием рассматриваемой отливки и ее образцов были подтверждены причины возникновения течи, предположения о которых были высказаны в начале статьи. Используя системный подход к проведенным исследованиям, можно составить цепочки причинно-следственных связей между разновидностью дефекта и причинами его возникновения в виде графа, представленного на рис. 9.

На первом уровне графа расположена течь отливки, характерные особенности которой изложены выше.

На втором уровне представлены условия начальной стадии формирования течи, в которых описываются протекающие процессы в литейной форме, предшествующие возникновению дефекта.

К ним относятся:

• процессы сгорания связующего в формовочной смеси с одновременным повышением давления газа в форме;
• несовершенство литниковой системы, выражающееся в отсутствии элементов для питания стенки отливки;
• процессы сгорания связующего в стержне с одновременным повышением в его объеме давления газа.

На третьем уровне представлены условия формирования причин возникновения течи. К ним относятся:

• возникновение газовых раковин в металле у поверхности формы с последующим проникновением их в наиболее горячую область металла, а именно в термический узел отливки;
• возникновение усадочной пористости в связи с отсутствием требуемого питания термического узла;
• возникновение газовых раковин в металле у поверхности стержня с последующим проникновением их в наиболее горячую область металла, а именно в термический узел отливки.

На четвертом уровне представлено результирующее воздействие причин на возникновение течи. В данном случае течь возникла в результате наложения трех причин: газовые раковины со стороны формы; усадочная пористость в термическом узле; газовые раковины со стороны стержня. При ликвидации одной из причин дефект мог бы и не возникнуть, но остались бы реальные условия его возникновения при наложении другой причины (уменьшение теплоаккумуляции смеси, изменение температуры заливаемого металла, повышение газотворности или снижение газопроницаемости смеси или др.).

На пятом уровне предложены реальные способы ликвидации дефекта. Газовые раковины от формы и стержня ликвидируются созданием вентиляционной системы с длиной пути фильтрации газа не более 8 см. Для ликвидации усадочной пористости установить питающие прибыли в верхней части термического пояса (рис. 4, где видна закрытая усадочная раковина). При установке прибыли возможно образование горячих трещин, расположенных перпендикулярно к термическому поясу. Для ликвидации трещин необходимо установить кольцевое охлаждающее ребро, перпендикулярно возникающим горячим трещинам.

По полученным результатам была создана визуальная демонстрация использования методики логического определения, диагностики и ликвидации течи в отливке «Задвижка Ду300». На рис. 10 в укороченном варианте рассматривается методика, составленная из трех частей: визуально-логического определения дефектов; цепочек причинно-следственных связей; способов ликвидации дефектов.

В первой части методики определялись разновидности двух дефектов газовой раковины и пористости. Установленные характерные особенности газовых раковин показали, что раковины имеют гладкую окисленную поверхность. Они являются мелкими, расположены у поверхности отливки с проникновением в область термического узла, имеют свищеобразную форму, длина раковин — до 20 мм и более, в зависимости от условий формирования отливки и газового режима литейной формы. По этим отличиям установлено, что раковины являются гладкими, окисленными, возникшими от повышенного давления газа в форме и стержне. Изучение пористости по разрезанному термическому узлу отливки показывает, что дефект является шероховатым, с поверхностью серого цвета, пористого мелкого вида, расположен в термическом узле отливки. Такие отличия дефекта относятся к пористости.

Во второй части рис. 10 представлено частичное построение графа определения причинно-следственных связей. Полное описание графа представлено на рис. 9. Используя его можно без затруднения представить направление в определении причины возникновения течи.

Завершающей стадией методики является определение способов ликвидации дефекта. Эта стадия состоит из создания направленного затвердевания отливки и вентиляционных систем удаления газа из формы и стержня.