Escolha do método de fabricação de reservatórios sob pressão

Geralmente, os recipientes são feitos de chapas dobradas. Já os recipientes de alta pressão são classificados, de acordo com sua estrutura, em tipo monolítico e tipo composto. Devido às diferentes formas de fabricação, os cilindros de camada única são divididos em várias categorias, como os de forjamento integral, os de soldagem por laminação única, os de reidratação por eletrólise e os de forjamento e soldagem. Vantagens do forjamento integral: a estrutura fica densa após o forjamento, resultando em alta resistência. Desvantagens: A fabricação requer equipamentos robustos de forjamento e de tratamento térmico, além de um grande consumo de materiais metálicos. Durante o funcionamento, a força exercida sobre as paredes do recipiente não é uniforme. A parede interna do cilindro sofre uma tensão muito alta, o que pode levar à sua flexão ou ao fluxo plástico. Já a tensão na parede externa permanece baixa ； Cilindros de parede grossa que operam fora da faixa elástica **afetam a vida útil do recipiente** ； Para garantir que o cilindro funcione dentro de seus limites elásticos, é necessário usar materiais de alta resistência para sua fabricação. No entanto, à medida que a resistência do material aumenta, sua plasticidade e tenacidade diminuem, o que aumenta o risco de rupturas frágeis. Isso torna o material menos seguro. Além disso, fabricar todo o cilindro com aço de alta resistência não é econômico ； Além disso, no caso de cilindros de parede espessa com uma única camada, uma vez que se formem fissuras, estas continuarão a se expandir sob a ação de altas tensões. Não é possível conter essas fissuras dentro da parede do cilindro, até que elas perfurem o corpo do cilindro, causando sua destruição. Portanto, os recipientes de parede espessa com uma única camada não dispõem de outras medidas de proteção confiáveis, além da resistência intrínseca do material contra rupturas. Área de aplicação: Utilizado principalmente em reservatórios de ultra-alta pressão com diâmetro de φ300~500mm, adequado para diversas condições de temperatura. Para o tipo de soldagem em camada única, as vantagens são: fabricação mais simples, menor número de etapas no processo e alto grau de automação. Desvantagens: O desempenho das chapas espessas é bem inferior ao das chapas finas. Existem grandes diferenças em seu desempenho na direção da espessura. Além disso, há diferenças consideráveis em sua ductilidade e tenacidade tanto na direção do laminação quanto na direção perpendicular a ela ； Devido à espessura da placa, os elementos metálicos tendem a se concentrar em determinadas áreas. Além disso, a quantidade, a distribuição e a forma das impurezas não são uniformes. Durante o tratamento térmico, como a placa é muito espessa, o efeito do resfriamento varia entre a parte interna e a externa, o que resulta em uma estrutura não uniforme. Isso faz com que seja fácil surgirem rachaduras durante a soldagem ； A temperatura de transição das chapas espessas é mais alta, o que aumenta a possibilidade de ruptura frágil. Faixa de aplicação: diâmetro de φ400~3200 mm, pressão de projeto de 10~32 MPa, adequado para diversas condições de temperatura. Vantagens do processo de rederretimento por eletrólise: o processo de fabricação é altamente mecanizado e automatizado; não são necessários equipamentos grandes para a produção, o tempo de trabalho é reduzido e o custo de produção é baixo ； A composição dos materiais em todas as partes da parede do recipiente é bastante uniforme, sem defeitos como inclusões ou camadas desiguais. Os cilindros modulares são divididos em várias formas, como tipo com revestimento em múltiplas camadas, tipo com fitas de aço entrelaçadas e tipo com revestimento térmico em múltiplas camadas. Esse tipo de cilindro é composto por várias camadas ou dezenas de camadas de folhas metálicas finas, dispostas umas sobre as outras. Ele possui as seguintes vantagens: primeiro, é possível gerar tensão prévia entre as camadas durante o processo de fabricação, o que permite que a tensão na parede do cilindro seja distribuída de maneira mais uniforme ao longo da espessura da parede. Dessa forma, o material utilizado pode ser aproveitado de forma mais eficiente, permitindo que a espessura da parede seja um pouco menor ； Em segundo lugar, quando o meio contido no recipiente é corrosivo, pode-se utilizar aço ligado resistente à corrosão como material para o tubo interno. Já as placas de revestimento podem ser feitas de aço carbono ou de outros aços de baixa liga com alta resistência. Dessa forma, é possível aproveitar as vantagens de cada material, economizando assim metais preciosos ； Terceiro, quando o material que compõe a parede da casca possui defeitos graves, como fissuras, esses defeitos geralmente não se espalham para as outras camadas ； Quarto, como são utilizadas chapas finas, que possuem boa resistência a fissuras, a probabilidade de ocorrência de ruptura frágil é menor ； Quinto, não é necessário o uso de equipamentos de forjamento de grande porte no processo de fabricação. Desvantagem: nas conexões entre os tubos de parede espessa feitos de chapas múltiplas e as flanges ou tampas forjadas, costumam surgir defeitos de solda devido às grandes diferenças na condução térmica entre os dois componentes conectados. Às vezes, isso pode causar quebras frágeis. Vantagens do tipo de envoltório em várias camadas: os materiais utilizados são chapas finas ou médio-grossas, e a resistência, a estrutura e as propriedades do aço em cada camada são uniformes ； Como os recipientes multicamadas são formados pela sobreposição de folhas finas, a espessura da parede desejada é alcançada dessa maneira. Portanto, o processo de fabricação requer apenas dispositivos especiais para apertar essas folhas. O uso de dispositivos de aperto do tipo “gabarito” aumenta o grau de automação no processo de fabricação. A soldagem das costuras longitudinais em chapas espessas e finas do cilindro interno permite uma fácil garantia de qualidade ； A soldagem das juntas circunferenciais profundas entre seções de tubo, ou entre seções de tubo e tampas, não requer tratamento térmico pós-soldagem ； Excelentes propriedades de resistência à corrosão e ao hidrogênio ； Sob pressões de operação normais, os recipientes multicamada possuem as mesmas características elásticas dos recipientes monocamada ； Devido à boa tenacidade do material, não é fácil que ele se danifique ； Quando um recipiente multicamada sofre uma explosão, a pressão interna faz com que o recipiente sofra uma grande deformação plástica. Em seguida, atinge-se a maior pressão interna possível, o que causa rachaduras que se propagam, da camada externa para a interna, resultando em uma destruição plástica lenta ； Geralmente, as paredes externas dos recipientes de alta temperatura possuem um bom isolamento térmico, portanto o efeito das tensões térmicas é muito pequeno. Desvantagens: O processo de fabricação é demorado e requer muito trabalho. Além disso, a taxa de utilização dos materiais é baixa, ficando em torno de 60%. Ao se fabricar recipientes grandes, o custo econômico acaba sendo elevado ； A soldagem de juntas circulares profundas e multicamadas é difícil; não é possível utilizar inspeção por ultrassom, sendo necessária apenas inspeção por raios X em 100% ； A resistência térmica entre as camadas é alta; as paredes do dispositivo não são adequadas para a transferência de calor. Faixa de aplicação: diâmetro de φ500~3200mm, pressão de projeto ≤50MPa, temperatura de projeto ≤500℃. Vantagens do tipo de revestimento térmico em múltiplas camadas: combina as vantagens tanto dos tanques integrais quanto dos tanques modulares. Há alta taxa de utilização dos materiais, a fabricação é simples, e não são necessários equipamentos especiais para sua produção. Desvantagens: Devido ao pequeno número de camadas e ao uso de chapas de espessura média, sua capacidade de resistir à quebra é inferior à dos sistemas de revestimento em várias camadas. Pontuação

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