Grade SA515 70 Aço do vaso de pressão: Propriedades, Usos & Fabricação

peças de metal fabricação personalizada

Se você projetar, construir, ou manter equipamentos contendo pressão-como caldeiras industriais, Tanques de armazenamento químico, ou reatores petroquímicos - você precisa de um aço que equilibre força, segurança, e acessibilidade.Grade SA515 70 Aço do vaso de pressão A escolha confiável do setor é: Como um grau de aço carbono na caldeira ASME e código de vaso de pressão (BPVC), isso é 70 KSI (483 MPA) A força de escoamento mínimo atende aos padrões de segurança global, Embora seu baixo custo e fácil fabricação resolva os desafios de equipamentos comuns. Este guia quebra suas propriedades, Usos do mundo real, processo de fabricação, e comparações materiais para ajudá -lo a tomar decisões informadas para seus projetos.

1. Propriedades do material da nota SA515 70 Aço do vaso de pressão

O desempenho do SA515 Grade 70 vem de sua composição simples e eficaz de carbono-manganeses-engenheiro para serviço de pressão, com controle rígido sobre impurezas para garantirresistência esoldabilidade. Vamos explorar suas principais propriedades em detalhes.

1.1 Composição química

Grade SA515 70 segue os padrões rígidos ASME BPVC (II Servidor II, Parte a), com elementos adaptados para evitar falhas sob mudanças de pressão e temperatura. Abaixo está sua composição química típica (para placas ≤ 25 mm de espessura):

ElementoSímboloIntervalo de conteúdo (%)Papel fundamental
Carbono (C)C≤ 0.30Aumenta a força; mantido moderado para preservarsoldabilidade (crítico para unir seções de embarcações de pressão)
Manganês (Mn)Mn0.79 - 1.30Fortalecedor primário; melhoraresistência à tracção eductilidade sem fazer o aço quebradiço
Silício (E)E0.13 - 0.45Ajuda a remover o oxigênio durante a fabricação de aço; suporta integridade estrutural a altas temperaturas
Fósforo (P)P≤ 0.035Minimizado para evitar fraturas quebradiças em condições de pressão fria ou cíclica
Enxofre (S)S≤ 0.035Controlado para evitar defeitos de solda (Por exemplo, rachaduras) e corrosão em ambientes industriais úmidos
Cromo (Cr)Cr≤ 0.25ELEMENTO DE RUCO; nenhum grande impacto no desempenho padrão
Níquel (Em)Em≤ 0.25ELEMENTO DE RUCO; Aumenta a baixa temperaturatenacidade de impacto (Para tanques externos em regiões frias)
Vanádio (V)V≤ 0.03ELEMENTO DE RUCO; refina a estrutura de grãos para obter mais força uniforme
Molibdênio (MO)MO≤ 0.10ELEMENTO DE RUCO; Melhora ligeiramente a resistência à fluência de alta temperatura (Útil para caldeiras)
Cobre (Cu)Cu≤ 0.30ELEMENTO DE RUCO; acrescenta leve resistência à corrosão atmosférica para equipamentos externos

1.2 Propriedades físicas

Essas características determinam como o grau SA515 70 se apresenta em equipamentos do mundo real:

  • Densidade: 7.85 g/cm³ (O mesmo que a maioria dos aços carbono)- simplifica os cálculos de peso para vasos grandes (Por exemplo, 20-Tanques de diâmetro do medidor)
  • Ponto de fusão: 1,420 - 1,460 ° c (2,588 - 2,660 ° f)- Trabalhos com métodos de soldagem padrão (MEU, Tig, SERRA) usado na fabricação de embarcações
  • Condutividade térmica: 45.0 C/(m · k) no 20 ° C - As garantias até o calor se espalham em caldeiras, reduzindo pontos quentes que causam estresse
  • Coeficiente de expansão térmica: 11.7 × 10⁻⁶/° C. (20 - 100 ° c)—Minimiza o dano de expansão/contração durante a inicialização/desligamento da caldeira
  • Propriedades magnéticas: Ferromagnético (atrai ímãs)—Enáveis ​​testes não destrutivos (Ndt) como inspeção de partículas magnéticas para encontrar defeitos ocultos.

1.3 Propriedades mecânicas

Grade SA515 70 Atende aos requisitos estritos da ASME para a segurança dos vasos de pressão. Abaixo estão os valores típicos (para placas ≤ 25 mm de espessura):

PropriedadeMétodo de mediçãoValor típicoRequisito mínimo da ASME
Dureza (Rockwell)Hrb75 - 90 HrbN / D (mantido baixo para evitar a fragilidade)
Dureza (Vickers)Hv150 - 180 HvN / D
Resistência à tracçãoMPA (KSI)515 - 655 MPA (75 - 95 KSI)515 MPA (75 KSI)
Força de escoamentoMPA (KSI)483 - 550 MPA (70 - 80 KSI)483 MPA (70 KSI)
Alongamento% (em 50 mm)22 - 28%20%
Tenacidade de impactoJ (no -30 ° c)≥ 40 J≥ 27 J (para serviço de baixa temperatura)
Limite de fadigaMPA (feixe rotativo)190 - 230 MPAN / D (Testado por ciclos de pressão do projeto)

1.4 Outras propriedades

As características específicas do equipamento da SA515 Grade 70 o tornam ideal para vasos de pressão:

  • Soldabilidade: Excelente - até os soldadores iniciantes podem se juntar a ele sem quebrar, que acelera a fabricação de campo de grandes tanques.
  • Formabilidade: Bom - pode ser dobrado em formas curvas (Por exemplo, Cascas de caldeira) sem perder força, Economizando tempo em peças personalizadas.
  • Resistência à corrosão: Moderado - resistir à água e produtos químicos leves; Para condições adversas (Por exemplo, gás azedo), Adicione revestimentos epóxi ou revestimento CRA.
  • Ductilidade: Alto - absorve os picos de pressão repentinos (Por exemplo, em reatores químicos) sem quebrar, Um recurso de segurança importante.
  • Resistência: Confiável - trabalha em temperaturas para baixo para -30 ° c, Portanto, é adequado para tanques ao ar livre no Canadá, Norte da Europa, Ou nordeste da China.

2. Aplicações da nota SA515 70 Aço do vaso de pressão

A versatilidade e a segurança do SA515 Grade 70 tornam a melhor opção para equipamentos que contêm pressão em todo o mundo. Aqui estão seus usos mais comuns:

  • Vasos de pressão: Reatores químicos, Cilindros de gás de alta pressão, e os navios de refino de petróleo - manuseam pressões até 10,000 psi, Compatível com ASME BPVC.
  • Tanques de armazenamento: Óleo grande, água, and chemical tanks—its Formabilidade allows for seamless, paredes à prova de vazamentos, e seu baixo custo se encaixa em orçamentos de grande projeto.
  • Caldeiras: Caldeiras industriais e geradores de vapor de usina - toleram as temperaturas até 450 ° c, Perfeito para produção de vapor.
  • Plantas petroquímicas: Colunas de destilação e trocadores de calor - resistir às mudanças de temperatura cíclica (de 20 ° C a 400 ° c) sem dano.
  • Equipamento industrial: Reservatórios hidráulicos e caixas de compressores - usadas em fábricas para contenção de pressão confiável.
  • Construção e infraestrutura: Tanques de pressão da água municipais e navios de tratamento de águas residuais-acessíveis a projetos públicos que precisam de durabilidade a longo prazo.

3. Técnicas de fabricação para grau SA515 70 Aço do vaso de pressão

Fazendo nota SA515 70 requer os seguintes padrões da ASME para garantir a segurança. Aqui está o processo passo a passo:

  1. Fabricação de aço:
    • Produced using an Forno de arco elétrico (Eaf) (Recicla aço de sucata, ecológico) ou Forno de oxigênio básico (BOF) (usa minério de ferro). Trabalhadores controlam cuidadosamente carbono (≤ 0.30%) e manganês (0.79–1,30%) Para atender às regras da ASME.
  2. Rolando:
    • The steel is Enrolado a quente (1,100 - 1,200 ° c) em placas de diferentes espessuras (6 mm para 200+ mm). O rolamento quente deixa a estrutura de grão fina, impulsionando resistência for pressure service.
  3. Tratamento térmico:
    • Normalização: As placas são aquecidas para 815 - 900 ° c, realizado por 30 a 60 minutos, Em seguida, resfriado ao ar. Isso evita a microestrutura, reduz o estresse, e melhora tenacidade de impacto.
    • Temering: Opcional (for thick plates > 50 mm)—Herou 550 - 650 ° C para tornar o aço menos quebradiço e mais fácil de soldar.
  4. Usinagem & Acabamento:
    • As placas são cortadas com ferramentas de plasma ou laser para ajustar os tamanhos dos navios. Trabalhadores perfuram buracos para bocais e bueiros, Em seguida, moer arestas lisas para soldas apertadas (Não são permitidos vazamentos!).
  5. Tratamento de superfície:
    • Revestimento: Para proteger contra a corrosão:
      • Forros epóxi: Para tanques químicos - resistos ácidos e álcalis para 15+ anos.
      • Batinho de zinco: Para equipamentos ao ar livre - os pontos de força da chuva e da umidade.
      • CRA revestimento: Para vasos de gás azedo - adivinha uma fina camada de aço inoxidável para evitar danos ao sulfeto.
    • Pintura: Para caldeiras-tinta de alta temperatura (até 450 ° c) impede a oxidação do vapor quente.
  6. Controle de qualidade:
    • Análise química: Use espectrometria (Para ASME BPVC) Para verificar os níveis de elemento.
    • Teste mecânico: Faça a tração, impacto, e testes de dureza para confirmar a força (ASME BPVCCCE A VIII).
    • Ndt: Teste ultrassônico (cheques 100% da placa) encontra defeitos internos; testes radiográficos verifica todas as soldas.
    • Teste hidrostático: Os navios acabados são preenchidos com água e pressionados para 1,5 × sua pressão de projeto por 30 a 60 minutos - sem vazamentos significam que eles passam!

4. Estudos de caso: Grade SA515 70 em ação

Projetos reais mostram por que a nota SA515 70 é confiável para equipamentos de pressão.

Estudo de caso 1: Tanque de armazenamento químico (Índia)

Uma empresa química em Gujarat precisava de um tanque de diâmetro de 15 metros para armazenar 500,000 litros de ácido sulfúrico (baixa concentração). Eles escolheram o grau SA515 70 pratos (12 mm de espessura, normalizado) para elessoldabilidade e baixo custo. Trabalhadores soldados o tanque no local em 2 semanas. Depois 5 anos, O tanque não tem corrosão (Graças a um revestimento epóxi) e nunca vazou - salvando a empresa $100,000 vs.. Usando aço inoxidável.

Estudo de caso 2: Caldeira industrial (Canadá)

Uma fábrica de papel em Ontário precisava de uma caldeira para fazer vapor para produção de papel. Eles usaram o grau SA515 70 pratos (30 mm de espessura, temperado) Para a concha da caldeira. A caldeira corre em 400 ° C e 4,000 psi diariamente. Depois 8 anos de uso ininterrupto, não tem rachaduras ou danos ao estresse - mesmo no Canadá -30 ° C Winters. O moinho salvou 30% em custos de material vs. liga de aço.

5. Grade SA515 70 vs.. Outros materiais

Como a nota SA515 70 Compare com outros materiais dos vasos de pressão?

MaterialSemelhanças com a nota SA515 70Principais diferençasMelhor para
Grau SA516 60Aço carbono ASME para vasos de pressãoMenor resistência ao escoamento (414 MPA/60 KSI); mais barato; menos forteTanques de baixa pressão (≤ 5,000 psi) como armazenamento de água
Grau SA516 70Aço carbono ASME, mesma força de escoamentoO SA516 tem regras de resistência ao impacto mais rígidas; melhor para baixas temperaturasVasos de pressão de clima frio (Por exemplo, Norte da Europa)
316L Aço inoxidávelUso do vaso de pressãoGrande resistência à corrosão; 3× mais caro; menor forçaGAS azedo ou vasos ricos químicos
Grade SA387 11Aço de liga para serviço de pressãoLida com temperaturas mais altas (até 593 ° c); 2× mais caroCaldeiras de usina (vapor superaquecido)
Materiais compostosContenção de pressãoLeve (1/5 Peso de aço); 5× mais caroCilindros aeroespaciais ou portáteis
Plástico (HDPE)Armazenamento de baixa pressãoÀ prova de corrosão; fraco; baratoPequenos tanques químicos (≤ 100 psi)

Perspectiva da tecnologia YIGU na nota SA515 70

Na tecnologia Yigu, Grade SA515 70 é o nosso objetivo para o custo-benefício, equipamento de pressão segura. Atende aos padrões da ASME globalmente, Então, nossos clientes o usam em projetos da Índia para o Canadá. Fornecemos placas de espessura personalizada (6–200 mm) com epóxi, zinco, ou tratamentos CRA - lados por suas necessidades (Por exemplo, Tanques de clima frio recebem placas normalizadas). Para clientes que se mudam da nota SA516 60, Grade SA515 70 oferece mais força sem custo extra, tornando-o perfeito para projetos de pressão média.

Perguntas frequentes sobre o grau SA515 70 Aço do vaso de pressão

  1. Can SA515 Grau 70 ser usado para vasos de pressão de gás azedo?
    Sim - se você adicionar proteção. Use revestimento CRA (Por exemplo, 316L Aço inoxidável) ou um revestimento epóxi espesso para parar o estresse de sulfeto, rachaduras. Verifique se o teor de enxofre do aço é ≤ 0.015% (Atende Regras de Serviço Azido da ASME).
  2. Qual é a temperatura máxima SA515 grau 70 pode lidar?
    Funciona com segurança até 450 ° c (842 ° f) para uso a longo prazo. Para temperaturas acima disso (Por exemplo, Caldeiras a vapor superaquecidas), Use o aço de liga SA387 - seu molibdênio resiste à fluência (deformação lenta do calor/pressão).
  3. É o grau SA515 70 mais fácil de soldar do que o grau SA516 70?
    Sim - levemente. O SA515 tem regras de resistência ao impacto mais frouxo, Portanto, precisa de menos pré -aquecimento durante a soldagem (Economiza tempo no local). Ambos trabalham com enchimentos padrão, Mas o SA515 é melhor para projetos onde a velocidade de soldagem é importante (Por exemplo, Grandes tanques no local).
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