Selección del método de fabricación de recipientes a presión

Por lo general, los recipientes comunes se fabrican con chapa enrollada. En cuanto a los recipientes a alta presión, se dividen, según su estructura del cuerpo, en tipo de una sola capa y tipo compuesto. Debido a las diferentes formas de fabricación, los cilindros de una sola capa se dividen en varios tipos: los forjados en bloque, los soldados por laminado en una sola capa, los recristalizados por electroescoria, y los forjados y soldados. Ventajas de la forja integral: la estructura resultante es compacta y presenta una alta resistencia. Desventajas: La fabricación requiere equipos de forja y de tratamiento térmico de gran tamaño, y se consume una gran cantidad de metal. Durante el funcionamiento, la fuerza que actúa sobre las paredes del recipiente no es uniforme. La pared interior del cilindro soporta altas tensiones, lo que puede provocar su flexión o fluencia plástica. En cambio, las tensiones en la pared exterior siguen siendo bajas ； Los cilindros de paredes gruesas, al funcionar en el rango no elástico, **afectan la vida útil del recipiente** ； Para garantizar que el cilindro funcione dentro de los límites de elasticidad, es necesario utilizar materiales de alta resistencia para su fabricación. Sin embargo, a medida que aumenta la resistencia del material, disminuyen su plasticidad y su tenacidad, lo que aumenta el riesgo de fracturas frágiles. Esto hace que el material sea menos seguro. Además, fabricar todo el cilindro con acero de alta resistencia resultaría muy costoso ； Además, en el caso de los cilindros de pared gruesa de una sola capa, una vez que se forman grietas, estas se amplían continuamente bajo la acción de altas tensiones. No es posible contenerlas dentro de la pared del cilindro, hasta que estas logran atravesarla, lo que provoca su destrucción. Por lo tanto, los recipientes de pared gruesa de una sola capa no cuentan con otras medidas de protección fiables, aparte de la resistencia al fracturamiento del propio material. Ámbito de aplicación: Se utiliza principalmente en recipientes a ultraalta presión con un diámetro de φ300~500 mm, y es adecuado para diversas condiciones de temperatura. Ventajas del soldado en capa única: fabricación más sencilla, menos procesos y alto grado de automatización. Desventajas: El rendimiento de las placas gruesas es muy inferior al de las placas delgadas. Existen grandes diferencias en su rendimiento a lo largo de la dirección del espesor. Tanto la ductilidad como la tenacidad difieren significativamente en la dirección de laminado y en la dirección perpendicular a ella ； Debido al espesor de la placa, los elementos metálicos tienden a concentrarse en ciertas zonas. La cantidad, distribución y forma de las impurezas también son irregulares. Además, durante el tratamiento térmico, debido al gran espesor de la placa, el efecto del enfriamiento es diferente en su interior y en su superficie, lo que provoca una falta de uniformidad en la calidad del material tanto en el interior como en la superficie. Esto hace que sea fácil que se formen grietas durante el proceso de soldadura ； La temperatura de transición de las placas gruesas es más alta, lo que aumenta la posibilidad de daño frágil. Ámbito de aplicación: diámetro de φ400~3200 mm, presión de diseño de 10~32 MPa, adecuado para diversas condiciones de temperatura. Ventajas del proceso de refundición por escoria eléctrica: el proceso de fabricación es altamente mecanizado y automatizado; no se necesitan equipos grandes, se requieren pocas horas de trabajo y el costo es bajo ； La composición del material en las diferentes partes de la pared del recipiente es bastante uniforme; no existen defectos como inclusiones o estratificaciones. Los cilindros modulares se dividen en varios tipos, como los de envoltura multicapa, los con bandas de acero entrelazadas y los de revestimiento térmico multicapa. Este tipo de carcasa está compuesta por varias capas o decenas de capas de placas metálicas delgadas que están unidas entre sí. Tiene las siguientes ventajas: en primer lugar, es posible generar presión prematura entre las capas durante el proceso de fabricación, lo que permite que la tensión en las paredes de la carcasa se distribuya de manera más uniforme a lo largo de su espesor. De este modo, se puede utilizar mejor el material de la carcasa, por lo que su espesor puede ser ligeramente menor ； En segundo lugar, cuando el medio que se encuentra dentro del recipiente es corrosivo, se puede utilizar acero aleado resistente a la corrosión como material para el cilindro interno. Por su parte, se puede emplear acero al carbono u otros aceros de baja aleación con alta resistencia como material para las placas que revisten el interior del recipiente. De esta manera, se pueden aprovechar las ventajas de los diferentes materiales, lo que permite ahorrar en el uso de metales preciosos ； En tercer lugar, cuando en el material de la pared del casco existen defectos graves como grietas, estos generalmente no se propagan a las demás capas ； Cuarto, debido a que se utilizan placas delgadas, las cuales tienen buenas propiedades de resistencia a las grietas, la posibilidad de una ruptura frágil es menor ； En quinto lugar, en el proceso de fabricación no se necesitan equipos de forja de gran tamaño. Desventaja: las uniones por soldadura entre los cilindros de paredes gruesas y las bridas o tapas forjadas suelen presentar defectos de soldadura, debido a las grandes diferencias en la conductividad térmica entre los dos componentes conectados. A veces, esto puede causar roturas frágiles. Ventajas del enmascaramiento multicapa: los materiales utilizados son chapas delgadas o de espesor medio; la resistencia, la estructura y las propiedades del acero en cada capa son uniformes ； Dado que los contenedores de múltiples capas se fabrican mediante la superposición de láminas delgadas para lograr el espesor de pared deseado, en su proceso de fabricación solo se necesita un dispositivo especial para tensar y envolver las piezas. El uso de dispositivos de tipo puente elevador permite aumentar el grado de automatización. La soldadura de las costuras longitudinales en las placas gruesas y delgadas del cilindro interno permite garantizar fácilmente la calidad ； La soldadura de las juntas circunferenciales profundas entre secciones tubulares, o entre estas y los sellos, no requiere tratamiento térmico posterior a la soldadura ； Excelentes propiedades de resistencia a la corrosión y al hidrógeno ； Bajo presiones de operación normales, los recipientes multicapa presentan las mismas características elásticas que los recipientes monocapa ； Debido a la buena tenacidad del material, no es fácil que se produzca su destrucción ； Cuando se produce la explosión de un contenedor de múltiples capas, la presión interna hace que el contenedor sufra una gran deformación plástica. Posteriormente, se alcanza la máxima presión interna, lo que provoca que se produzcan grietas desde la capa exterior hacia la interior, dando como resultado una destrucción plástica gradual ； Por lo general, las paredes exteriores de los recipientes a altas temperaturas cuentan con un buen aislamiento térmico, por lo que el efecto de las tensiones térmicas es muy pequeño. Desventajas: El proceso de fabricación es largo y requiere mucho trabajo. Además, la tasa de aprovechamiento de los materiales utilizados para fabricar las capas es baja, alrededor del 60%. Cuando se fabrican recipientes de gran tamaño, la rentabilidad es deficiente ； La soldadura de costuras circulares profundas y multicapa es difícil; no se puede utilizar la inspección por ultrasonidos, por lo que solo se puede emplear la inspección por rayos X al 100% ； La resistencia térmica entre las capas es alta, por lo que las paredes del dispositivo no son adecuadas para la transferencia de calor. Ámbito de aplicación: diámetro φ500~3200 mm, presión de diseño ≤50 MPa, temperatura de diseño ≤500 °C. Ventajas del sistema de manguitos térmicos multicapa: combina las ventajas tanto de los tanques integrales como de los tanques modulares; permite un alto grado de aprovechamiento de los materiales, su fabricación es sencilla y no se requieren equipos o procesos especiales adicionales. Desventajas: Debido a que tiene pocas capas y se utiliza chapa de espesor medio, su capacidad para evitar la fractura por fragilidad es menor que la de los sistemas de revestimiento multicapa. Puntuación

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