Ingotos huecos de electroslag para recipientes a presión nucleares y petroquímicos y tuberías
Autores: Medovar, Lev; Stovpchenko, Ganna; Sybir, Artem; Gao, Jianjun; Ren, Liguo; Kolomiets, Dmytro
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Manufactura
Tecnología de electroslag
Lingotes huecos
Patrón de solidificación
ESR
Pared gruesa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 3
Citaciones: Sin citaciones
El documento presenta el razonamiento fundamental y los resultados de experimentos y modelado de la fabricación de lingotes huecos pesados utilizando tecnología avanzada de electroslag. Los requisitos para los lingotes destinados a grandes recipientes a presión de reactores incluyen alta densidad, homogeneidad y mínima segregación, lo cual es muy difícil de lograr mediante la fundición tradicional. En el proceso de remelting por electroslag (ESR), los lingotes huecos se forman entre dos moldes de cobre refrigerados por agua bajo una efectiva eliminación de calor. Esto mejora el patrón de solidificación debido a la reducción del grosor del volumen solidificante en más del doble en comparación con un lingote sólido del mismo diámetro. La piscina de metal líquido poco profunda y la zona pastosa estrecha en la solidificación del lingote hueco ESR aseguran su alta calidad metalúrgica. Debido a la estructura densa y de baja segregación, los lingotes huecos ESR demostraron ser utilizados para tubos en estado fundido y lingotes de pared pesada para un posterior forjado. Los resultados de una simulación matemática dentro del rango de dimensiones simuladas (diámetro exterior de hasta 2900 mm, grosor de pared de hasta 750 mm) también predicen el patrón de solidificación favorable para lingotes huecos de pared gruesa de grandes diámetros. El análisis realizado y los resultados del modelado proporcionan un marco para aumentar el tamaño de los lingotes huecos producidos por ESR y ampliar su aplicación para la fabricación de cascos de gran diámetro y pared pesada para las industrias nuclear y petroquímica. La mayor productividad alcanzable en la formación de lingotes huecos y la menor capacidad de la fuente de suministro de energía en comparación con los lingotes sólidos del mismo diámetro y peso también son condiciones previas para su fabricación eficiente en términos de energía y costos.
Descripción
El documento presenta el razonamiento fundamental y los resultados de experimentos y modelado de la fabricación de lingotes huecos pesados utilizando tecnología avanzada de electroslag. Los requisitos para los lingotes destinados a grandes recipientes a presión de reactores incluyen alta densidad, homogeneidad y mínima segregación, lo cual es muy difícil de lograr mediante la fundición tradicional. En el proceso de remelting por electroslag (ESR), los lingotes huecos se forman entre dos moldes de cobre refrigerados por agua bajo una efectiva eliminación de calor. Esto mejora el patrón de solidificación debido a la reducción del grosor del volumen solidificante en más del doble en comparación con un lingote sólido del mismo diámetro. La piscina de metal líquido poco profunda y la zona pastosa estrecha en la solidificación del lingote hueco ESR aseguran su alta calidad metalúrgica. Debido a la estructura densa y de baja segregación, los lingotes huecos ESR demostraron ser utilizados para tubos en estado fundido y lingotes de pared pesada para un posterior forjado. Los resultados de una simulación matemática dentro del rango de dimensiones simuladas (diámetro exterior de hasta 2900 mm, grosor de pared de hasta 750 mm) también predicen el patrón de solidificación favorable para lingotes huecos de pared gruesa de grandes diámetros. El análisis realizado y los resultados del modelado proporcionan un marco para aumentar el tamaño de los lingotes huecos producidos por ESR y ampliar su aplicación para la fabricación de cascos de gran diámetro y pared pesada para las industrias nuclear y petroquímica. La mayor productividad alcanzable en la formación de lingotes huecos y la menor capacidad de la fuente de suministro de energía en comparación con los lingotes sólidos del mismo diámetro y peso también son condiciones previas para su fabricación eficiente en términos de energía y costos.