Quali materiali vengono utilizzati per la fabbricazione di vasi a pressione

I recipienti a pressione sono più spesso costruiti in acciaio al carbonio, ma acciai inossidabili, acciai a bassa lega, leghe di nichel, rame e titanio appaiono tutti quando il servizio richiede resistenza alla corrosione,resistenza a basse temperature o resistenza ad alte temperatureLa scelta del materiale segue il fluido, la temperatura, la pressione e il codice, non il contrario.

Questo pezzo risponde a quali materiali vengono utilizzati per la fabbricazione di recipienti a pressione e perché ciascuno è selezionato, in modo che gli specificatori possano abbinare il metallo al lavoro ed evitare sia il guasto prematuro che i costi inutili.

Perché la scelta dei materiali determina il design

Il materiale della conchiglia stabilisce lo sforzo ammissibile, la tolleranza di corrosione, la procedura di saldatura e la portata dell'ispezione.La scelta di un materiale troppo magro rischia corrosione o frattura fragileCodici quali l'ASME Sezione VIII Divisione 1 pubblicano sollecitazioni ammissibili che assumono già uno spessore minimo e, in molti casi, una tolleranza alla corrosione.

Materiali comuni per recipienti a pressione

Acciaio a carbonio e a bassa lega

SA-516 Grade 70 è il cavallo di battaglia per il servizio a temperatura ambiente e moderata; SA-387 gradi cromo-molli coprono temperature elevate; SA-537 e SA-203 affrontano la resistenza a basse temperature.L'acciaio al carbonio è economico, ma ha bisogno di una tolleranza alla corrosione e spesso di un rivestimento interno per il servizio umido o acido.

Acciaio inossidabile

304 e 316/316L resistono alla corrosione generale e sono facili da pulire; il 316L è preferito per il lavoro igienico saldato perché il suo basso tenore di carbonio riduce al minimo la sensibilizzazione.I tipi duplex e super-duplex aggiungono resistenza e resistenza ai cloruri all'acqua di mare e al servizio acido.

Leghe di nichel, titanio e rame

Hastelloy, Incoloy e Monel sono resistenti agli acidi aggressivi e alle alte temperature; il titanio è resistente al cloruro e è biocompatibile; il rame e il ottone si trovano in recipienti speciali per il trasferimento del calore.Questi sono costati solo dove l' inox non può sopravvivere.

Costruzioni rivestite e sovrapposte

La piastra rivestita con legame esplosivo o con saldatura pone un sottile strato resistente alla corrosione (316L, Hastelloy, titanio) su un supporto in acciaio al carbonio.Questo cattura la resistenza dell' acciaio al costo di solo un sottile strato esotico, che è comune nei grandi reattori e nelle colonne.

Materiale adatto al servizio

• Cryogenico:utilizzare acciaio al carbonio a bassa temperatura o acciaio al nichel al 9% e 304/316 per il GNL e l'ossigeno liquido.
• Temperatura elevata:utilizzare leghe cromo-moli e considerare i limiti di scorrere e di grafite.
• Corrosivo bagnato:utilizzare acciaio 316L o duplex o acciaio al carbonio con rivestimento e resistenza alla corrosione comprovati.
• Igiene:utilizzare il 316L con finitura elettropulizzata e penetrazione totale della saldatura.

Considerazioni tecniche

Oltre al metallo base, il riempitore di saldatura, il trattamento termico post-saldatura e il livello di prova non distruttivo devono essere compatibili con il materiale.Le leghe esotiche richiedono procedure di saldatura controllate e spesso radiografia al 100%Il pacchetto d'appalto dovrebbe specificare i certificati di prova di fabbricazione, le prove di impatto e eventuali requisiti di identificazione positiva dei materiali (PMI).

Confronto dei materiali dei vasi a pressione

Conclusioni

I recipienti a pressione sono costruiti per impostazione predefinita in acciaio al carbonio, con inossidabile, duplex, leghe di nichel, titanio e costruzioni placcate riservate ai compiti che li richiedono.La scelta giusta bilancia la corrosione, temperatura, robustezza e costo rispetto al fluido di servizio.

Domande frequenti (FAQ)

Qual è il materiale più comune per i vasi a pressione?

L'acciaio al carbonio, in particolare SA-516 di grado 70, è il più comune perché è resistente, saldabile ed economico per la maggior parte dei servizi non aggressivi.

Quando è necessaria l'acciaio inossidabile?

L'inossidabile (di solito 316L) viene scelto per il compito igienico, la corrosione da lieve a moderata e dove la pulizia o la purezza del prodotto sono più importanti del costo iniziale.

Cos'è un vaso a pressione rivestito?

Si tratta di un recipiente la cui superficie interna resistente alla corrosione è un sottile strato di metallo esotico legato a un supporto in acciaio al carbonio, dando forza a una frazione del costo di una lega solida.

Posso usare l'acciaio al carbonio per il servizio corrosivo?

A volte, con una tolleranza di corrosione e rivestimento interno o rivestimento; ma per il servizio acido o clorurico prolungato, l'acciaio inossidabile o una costruzione placcata è di solito più sicura.

Il materiale influisce sui requisiti di ispezione?

Sì, le leghe esotiche e i servizi ad alto rischio richiedono in genere un'analisi non-scientifica più rigorosa, la qualificazione delle procedure di saldatura e la verifica dei materiali rispetto all'acciaio al carbonio normale.

Come faccio a scegliere tra 304 e 316L?

Si sceglie il 304 per il servizio di pulizia generale e il 316L dove si prevede una maggiore resistenza ai cloruri o alla corrosione, in particolare nei sistemi igienici saldatissimi.