ES2627097T3 - Carcasa de contención para bombas de acoplamiento magnético así como procedimiento de fabricación - Google Patents

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Abstract

Carcasa de contención (1) con: - una parte de reborde (4); - una base (2); - una pared lateral (3) que puede disponerse en el estado montado de la carcasa de contención en un intersticio, la cual consta al menos parcialmente de un material con un componente de níquel. caracterizada porque el material es una aleación de níquel-cromo, que presenta al menos un 50 por ciento en peso de níquel y del 17 al 21 por ciento en peso de cromo

Description

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DESCRIPCION
Carcasa de contencion para bombas de acoplamiento magnetico asi como procedimiento de fabricacion
La invencion se refiere a una carcasa de contencion para la disposicion en un intersticio entre un accionador y un rotor de una bomba de acoplamiento magnetico, asi como a un procedimiento para la fabricacion de la carcasa de contencion.
Durante el transporte de fluidos, en particular en el ambito quimico, han de exigirse en la mayoria de los casos altos requisitos a la estanqueidad de las conducciones de transporte y bombas. Al mismo tiempo ha de estar asegurado un buen rendimiento de las bombas. Las bombas con juntas exclusivamente estaticas, es decir, sin juntas de eje, pueden estar configuradas de manera particularmente estanca a los fluidos. Las bombas de acoplamiento magnetico pueden estar selladas estaticamente, en cuanto que se dispone una carcasa de contencion fija entre un accionador del lado del accionamiento y un rotor del lado de salida, accionado magneticamente, y que rodea el rotor. La carcasa de contencion esta dispuesta en el campo magnetico entre el accionador y el rotor, y las fuerzas magneticas son transmitidas a traves de la carcasa de contencion. Puede haber acoplado al rotor un impulsor de bomba. El accionador y el rotor estan provistos de imanes permanentes y dispuestos lo mas proximo posible, para poder poner a disposicion un accionamiento eficiente. El grosor de pared de las paredes laterales de la carcasa de contencion predetermina en este caso, como de grande ha de ser al menos la separacion o el intersticio entre el accionador y el rotor.
A menudo, la separacion, y con ello la anchura del intersticio de aire conformado entre el accionador y el rotor, es por ejemplo, de aproximadamente solo 4 mm, y la carcasa de contencion tiene entonces un grosor de pared de por ejemplo, 2 mm. Un intersticio estrecho o una configuracion muy justa del grosor de pared de la carcasa de contencion en lo que se refiere a una anchura minima del intersticio ofrece ventajas en el rendimiento, en particular en lo que se refiere a una minimizacion de perdidas de accionamiento, pero reduce al mismo tiempo un factor de seguridad y posiblemente tambien la durabilidad de la carcasa de contencion, dependiendo de que fluidos han de transportarse. Para poder realizar aun asi un intersticio lo mas estrecho posible, es de interes, fabricar la carcasa de contencion de un material de trabajo cualitativamente de alto valor, el cual ademas de una alta resistencia, en particular de una alta dureza, tambien presente una buena resistencia a la corrosion. La resistencia a la corrosion es importante en este caso precisamente en lo que se refiere a un grosor de pared lo mas reducido posible de las paredes laterales. Al mismo tiempo, la carcasa de contencion ha de poder ser tambien procesada posteriormente, en particular poder ser conformada en frio, para poder ajustar mediante procedimientos de conformacion la geometria de las paredes laterales. Las aleaciones a base de niquel han resultado hasta ahora como material util para carcasas de contencion.
Del documento EP 1 398 510 A1 se conoce un conjunto de bombas centrifugas de funcionamiento en humedo con un motor asincrono, cuyo rotor esta estructurado a partir de un nucleo de chapas de rotor, el cual esta atravesado por barras de cortocircuito consistentes en cobre, funcionando el rotor en un tubo estanco y consistiendo el tubo estanco en acero ferritico inoxidable.
El documento DE 10 2009 049 904 A1 se refiere a una pared de separacion para un motor electrico, comprendiendo un estator y una unidad de rotor alojada de forma giratoria en un cuerpo de deslizamiento, pudiendo disponerse la pared de separacion de manera sellante entre el estator y la unidad de rotor y estando configurado un elemento de sujecion con una superficie cerrada de manera integral con la pared de separacion a partir de un material con aptitud para la embuticion, inoxidable.
La tarea es poner a disposicion una carcasa de contencion, en la cual, ademas de buenas propiedades de material estructurales, pueda asegurarse tambien una alta resistencia a la corrosion. Es tambien una tarea, configurar de tal manera la carcasa de contencion, que pueda llevarse de manera sencilla a la geometria teorica. Una importancia no menor tiene la tarea de configurar una carcasa de contencion de tal manera, que pueda dotarse de una manera sencilla de una alta dureza de material.
Al menos una de estas tareas se soluciona mediante una carcasa de contencion segun la reivindicacion 1, asi como mediante un procedimiento segun la reivindicacion 9. Son objeto de las reivindicaciones secundarias perfeccionamientos ventajosos de la invencion.
Una carcasa de contencion segun la invencion, la cual puede usarse por ejemplo, para la disposicion en un intersticio entre un accionador y un rotor de una bomba de acoplamiento magnetico o tambien en una bomba de motor hermetico, presenta:
- una parte de reborde para unir por ejemplo, la carcasa de contencion con la bomba o el motor;
- una base;
- una pared lateral que puede ser dispuesta en el estado montado de la carcasa de contencion en el intersticio, la cual consiste al menos parcialmente en un material con un componente de niquel.
Segun la invencion se propone que el material sea una aleacion de niquel-cromo, la cual presente al menos un 50 por ciento en peso de niquel y de 17 a 21 por ciento en peso de cromo. De esta manea puede ponerse a disposicion
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una carcasa de contencion particularmente resistente.
Preferentemente no solo consiste en el material una parte de la pared lateral, sino la pared lateral en su totalidad en el material, en particular cuando la pared lateral esta configurada en vistas a un grosor de material minimo. Opcionalmente la totalidad de la carcasa de contencion puede consistir en el material, aunque pueden elegirse en particular para la parte de reborde tambien materiales diferentes, en particular mas economicos.
El material presenta preferentemente cobalto (Co), y la proporcion de cobalto es de como maximo un 1 por ciento en peso. De manera mas preferente, el material presenta boro (B), y la proporcion de boro es de como maximo un 0,006 por ciento en peso.
Como una base de la carcasa de contencion ha de entenderse en este caso preferentemente una seccion, la cual cierra la carcasa de contencion a modo de recipiente por un extremo y pasa en este caso a la pared lateral.
Como una parte de reborde de la carcasa de contencion ha de entenderse en este caso preferentemente una seccion, la cual esta configurada para disponer y fijar la carcasa de contencion en una posicion y alineacion definida en la bomba.
Segun un ejemplo de realizacion, el material es una aleacion de niquel-cromo-hierro, en particular una aleacion de niquel con la denominacion Alloy 718 (Nicofer 5219 Nb), siendo la proporcion de niquel de como maximo 55 por ciento en peso y estando la proporcion de hierro entre 10 y 25 por ciento en peso. Dicho con otras palabras, la invencion se refiere al uso de una aleacion de niquel-cromo-hierro adecuada para una carcasa de contencion, la cual esta configurada para la disposicion en un intersticio entre un accionador y un rotor de una bomba de acoplamiento magnetico. Un material de este tipo puede ser una aleacion de niquel-cromo-hierro, la cual presenta una alta flexibilidad y debido a ello es particularmente adecuada para carcasas de contencion, las cuales se usan en bombas de funcionamiento con alta presion. Al mismo tiempo puede transformare bien en determinados estados, en particular en un estado recocido de solubilizacion, y puede debido a ello procesarse posteriormente de manera sencilla, por ejemplo, mediante rodillos de presion. Es ventajoso ademas de ello, que en el caso de este material no se da una fragilizacion por absorcion de hidrogeno, de manera que con una bomba con una carcasa de contencion de este tipo pueden transportarse tambien medios con contenido de hidrogeno.
Un material de este tipo proporciona ademas de ello la ventaja, de que puede ser templado sin que se den deformaciones. Debido a ello puede ponerse a disposicion de manera sencilla una carcasa de contencion altamente resistente, la cual presenta una alta exactitud de medidas, de manera que un intersticio de aire puede configurarse de manera particularmente estrecha en la bomba. El temple puede producirse debido a que se produce un tratamiento termico durante un periodo predeterminado y a una temperatura predeterminada en al menos un nivel de temperatura predefinido. Para evitar fisuras por tension es util un recocido de solubilizacion previo. El recocido de solubilizacion puede producirse preferentemente con uno de los siguientes parametros:
■ Producir en un horno una temperatura en el intervalo de 960 0C, en particular 960 0C ± 15 0C, de manera preferente exactamente 960 °C;
■ Recocer mediante solubilizacion la carcasa de contencion en el horno durante al menos 60 minutos, siendo en dependencia del grosor de pared el tiempo de mantenimiento de la carcasa de contencion de al menos 3 minutos por milimetro de grosor de pared;
■ Tras el recocido de solubilizacion, enfriamiento brusco, en particular en bano de agua.
Si bien son posibles con el material tambien una serie de otros procedimiento de recocido de solubilizacion, en particular en un intervalo de temperatura de 940 a 1080 0C, y el enfriamiento brusco se puede producir tambien al aire, ha podido verse no obstante, que en particular para la pared lateral el procedimiento de recocido de solubilizacion descrito anteriormente, es preferente.
Una medicion de la dureza se produce en este caso preferentemente antes y tras el tratamiento termico.
Es recomendable mantener la carcasa de contencion libre de grasas, aceites, lubricantes u otros ensuciamientos, antes de que sea tratada termicamente.
El ajuste de la dureza del material puede producirse preferentemente con los siguientes parametros:
■ Producir en un horno una temperatura en el intervalo de 720 0C, en particular 720 °C ± 8 0C, de manera preferente exactamente 720 °C, pudiendo comprender la etapa un enfriamiento del horno desde la temperatura para el recocido de solubilizacion a la temperatura de temple;
■ Tratar termicamente la carcasa de contencion en el horno durante un primer tiempo de mantenimiento de aproximadamente 8 horas, de manera preferente exactamente 8 horas a la temperatura;
■ Reducir la temperatura en el horno a aproximadamente 620 0C, en particular 620 0C ±8 0C, de manera preferente exactamente 620 0C, en particular durante un tiempo de 2 horas y en estado cerrado del horno, manteniendose la carcasa de contencion en el horno;
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■ Tratar termicamente la carcasa de contencion en el horno durante un segundo tiempo de mantenimiento de aproximadamente 8 horas, de manera preferente exactamente 8 horas a la temperatura mas baja, pudiendo extenderse a eleccion el segundo tiempo de mantenimiento hasta 12 horas, en particular debido a motivos tecnicos de proceso; y
■ Enfriar en aire en reposo.
En este caso puede ser importante llevar el horno para el recocido de solubilizacion ya a una temperatura teorica, antes de que la pieza de trabajo se lleve al horno.
Frente a aleaciones de titanio usadas hasta ahora frecuentemente a altas presiones, que estan sujetas a fragilizacion por absorcion de hidrogeno, resulta de esta manera un ambito de uso mas amplio. Independientemente de ello, el material presenta una dureza mayor frente al titanio. El material ofrece ademas de ello la ventaja, de una mayor resistencia a la temperatura, en particular hasta 600 0C.
Una aleacion de este tipo ofrece una alta resistencia manteniendo un buen alargamiento remanente, es decir, tambien una suficiente ductilidad para permitir un procesamiento posterior. En este caso puede asegurarse una muy buena capacidad de deformacion.
La carcasa de contencion segun la invencion obtiene preferentemente su geometria teorica mediante laminado por presion de la pared lateral como tipo especial de la conformacion en frio. Mediante el laminado por presion puede ponerse a disposicion la carcasa de contencion con una pared lateral relativamente delgada, por ejemplo, en el intervalo de 1 mm, pudiendo encontrarse el grosor de pared de la pared lateral tambien en un intervalo de tolerancia estrecho, en particular con desvios inferiores a 1/10. El grosor de pared delgado, pero tambien el intervalo de tolerancia estrecho, ofrecen la ventaja de una alta eficiencia de accionamiento en el caso de una bomba de acoplamiento magnetico, dado que el accionador y el rotor de la bomba pueden disponerse muy proximos uno al otro. Al mismo tiempo pueden mantenerse bajos los costes de fabricacion, dado que no son necesarios retoques posteriores en la pared lateral de la carcasa de contencion. La pared lateral puede fabricarse con una exactitud tan alta y con un intervalo de tolerancia tan estrecho, que ya no son necesarios un refrentado o un lijado o cualquier otro procedimiento de conformacion. Con laminado por presion ha de entenderse en este caso preferentemente un procedimiento de conformacion en frio, en el cual la pared lateral de la carcasa de contencion se lleva a un grosor definido y obtiene una alineacion definida, en particular una geometria cilindrica con una alta precision dimensional, es decir, un desvio reducido de la forma cilindrica en direccion radial (exactitud mejor 1/10). En este caso, el laminado por presion puede conducir a un alargamiento de la pared lateral cilindrica en direccion axial, sin que se modifique el diametro de la carcasa de contencion. Como una geometria teorica ha de entenderse en este caso una geometria, la cual ha de adoptar la carcasa de contencion al final del proceso de fabricacion, en particular en la zona de la pared lateral y de la base. La geometria teorica esta definida preferentemente por el correspondiente grosor de pared de la pared lateral y de la base, por un diametro exterior y por intervalos de tolerancia para las correspondientes medidas. Una ventaja particular del tipo de produccion descrito, es que la carcasa de contencion no requiere en absoluto costuras de soldadura en las zonas que soportan la presion o, expresado de otra forma, no presenta costuras de soldadura que deban soportar presion.
Las propiedades mecanicas del material conformado en caliente o en frio, de la carcasa de contencion segun la invencion, a temperatura ambiente en estado recocido por solubilizacion y tras el temple, pueden definirse a traves de la resistencia a la traccion (Rm) en N/mm2, el limite de alargamiento (Rp0,2) en N/mm2, el alargamiento de rotura (A5) y la segmentacion (Z) en porcentaje, la dureza Brinell en HB y el tamano de grano en pm:
■ Resistencia a la traccion en N/mm2: 1240 a 1275;
■ Limite de alargamiento en N/mm2: aproximadamente 1035, de manera preferente exactamente 1035;
■ Alargamiento de rotura en porcentaje: 6, 10, 12 o > 14;
■ Dureza Brinell en HB: > 331, en particular > 341;
■ Tamano de grano en pm: preferentemente < 127.
El modulo de elasticidad puede encontrarse en este caso para la temperatura ambiente por ejemplo, en el intervalo de 205 kN por mm2 y para 100 0C por ejemplo, en el intervalo de 199 kN por mm2.
De manera particularmente ventajosa, el material de la carcasa de contencion segun la invencion puede presentar (mediante tratamiento termico adecuado) un alargamiento de rotura de > 14 % y un trabajo de resiliencia de > 20 Joule, preferentemente > 27 Joule. De esta manera la carcasa de contencion segun la invencion cumple con las indicaciones de la directiva sobre equipos a presion (directiva europea de aparatos a presion 97/23/EC). Esto convierte la carcasa de presion en adecuada para el uso en bombas, las cuales trabajan con una sobrepresion interior de mas de 0,5 bares.
La aleacion comprende preferentemente un contenido esencial de niobio y de molibdeno, asi como un contenido
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reducido de aluminio y titanio. Las proporciones porcentuales en relacion con el peso se encuentran preferentemente en los siguientes intervalos, refiriendose los valores indicados entre parentesis a una variante de la aleacion, la cual puede usarse en medios corrosivos, en particular medios, los cuales presentan H2S, CO2 o Cl. La modificacion de la composicion se refiere en este caso en particular a los componentes de la aleacion carbono y niobio, pero tambien aluminio y titanio, ofreciendo proporciones mas altas de carbono y de niobio ventajas en el caso de usos a alta temperatura y siendo preferentes proporciones mas bajas de carbono y de niobio en el caso de usos en medios corrosivos:
■ Niquel entre 50 y 55 por ciento;
■ Cromo ente 17 y 21 por ciento;
■ Molibdeno entre 2,8 y 3,3 por ciento;
■ Niobio entre 4,75 y 5,5 por ciento (niobio y tantalio juntos entre 4,87 y 5,2 por ciento);
■ Aluminio entre 0,2 y 0,8 por ciento (0,4 y 0,6 por ciento);
■ Titanio entre 0,65 y 1,15 por ciento (0,8 y 1,15 por ciento);
■ Un resto de hierro.
El resto de hierro se encuentra en este caso preferentemente en un intervalo de 11 a 24,6 por ciento en peso (12 a 24,13 por ciento en peso).
La aleacion puede presentar otros elementos traza, en particular hasta 0,08 por ciento (0,045 por ciento) de C, y/o hasta 0,35 por ciento de Mn, y/o hasta 0,35 por ciento de Si, y/o hasta 0,3 por ciento (0,23 por ciento) de Cu, y/o hasta 1,0 por ciento de Co, y/o hasta 0,05 por ciento de Ta, y/o hasta 0,006 por ciento de B, y/o hasta 0,015 por ciento (0,01 por ciento) de P, y/o hasta 0,0015 por ciento (0,01 por ciento) de S, y/o hasta 5 ppm (10 ppm) de Pb, y/o hasta 3 ppm (5 ppm) de Se, y/o hasta 0,3 ppm (0,5 ppm) de Bi.
La proporcion de carbono se encuentra de manera preferente exactamente en 0,08 por ciento en peso (0,045 por ciento en peso) o en un intervalo de 75-100 % de 0,08 por ciento en peso (0,045 por ciento en peso), es decir, entre 0,06 y 0,08 por ciento en peso (0,03375 y 0,045 por ciento en peso). De esta manera puede lograrse una buena resistencia a la temperatura. Opcionalmente la proporcion de niobio se encuentra de forma alternativa o adicional exactamente en 5,5 por ciento en peso (5,2 por ciento en peso de niobio y tantalio juntos) o en un intervalo de 5,25 a 5,5 por ciento en peso (5,1 a 5,2 por ciento en peso de niobio y tantalio juntos). Segun una variante, la proporcion de carbono se encuentra en 0,00 por ciento en peso (0,00 por ciento en peso) o en un intervalo de 0-25 % de 0,08 por ciento en peso (0,045 por ciento en peso), es decir, entre 0,00 y 0,02 por ciento en peso (0,00 y 0,011 por ciento en peso). Debido a ello puede lograrse una buena resistencia a la corrosion. Opcionalmente la proporcion de niobio se encuentra de forma alternativa o adicional exactamente en 4,75 por ciento en peso (4,87 por ciento en peso) o en un intervalo de 4,75 bis 5,0 por ciento en peso (4,87 a 4,98 por ciento en peso de niobio y tantalio juntos).
Una aleacion de este tipo ofrece la ventaja de una alta resistencia a la temperatura de hasta 700 0C con una buena resistencia tambien en el intervalo de temperaturas alto. Estas aleaciones presentan ademas de ello, una alta resistencia a la fatiga, una buena resistencia a elevadas temperaturas en funcion del tiempo de hasta 700 0C y una buena resistencia a la oxidacion de hasta 1000 0C. Proporcionan tambien buenas propiedades mecanicas a temperaturas bajas y una buena resistencia a la corrosion en el caso de altas y bajas temperaturas, asi como una buena resistencia frente a corrosion de fisura por tension y corrosion por picadura. La resistencia a la corrosion, especialmente frente a fisuras por tension, puede asegurarse en particular mediante la proporcion de cromo. La aleacion puede usarse por lo tanto tambien en medios, los cuales se presentan en el transporte de petroleo y en el procesamiento del petroleo, en entornos de gas acido con contenido de H2S o en el ambito de la tecnologia marina.
En este caso la densidad de la aleacion se encuentra por ejemplo, en al intervalo de 8 g/cm3, en particular es de 8,2 g/cm3.
La microestructura de la aleacion es austenitica con varias fases, en particular las fases carburos, lavas ([Fe, Cr]2Nb), 5 (Ni3Nb) ortorrombica, y" (Ni3Nb, Al, Ti) tetragonal centrada, y/o y’ (Ni3Al, Nb) cubica centrada en las caras. Preferentemente la fase y" (Ni3Nb, Al, Ti) se encuentra no obstante centrada tetragonal, la cual puede ajustarse mediante temple por precipitacion. La fase y" (Ni3Nb, Al, Ti) centrada tetragonal ofrece una buena resistencia frente a conformacion de fisuras por deformacion debida a envejecimiento.
La produccion de la aleacion puede producirse mediante fusion en el horno de induccion de vacio y posterior refusion por electroescoria. La refusion puede producirse tambien mediante un procedimiento de arco voltaico.
Segun un ejemplo de realizacion, el material presenta molibdeno, estando la proporcion de molibdeno entre 2,8 y 3,3 por ciento en peso. Debido a ello puede lograrse una buena resistencia a la corrosion, en particular independientemente del intervalo de temperatura en el cual se use la carcasa de contencion.
Segun otro ejemplo de realizacion, el material presenta niobio, encontrandose la proporcion de niobio en de 4,75 a 5,5 por ciento en peso, o el material presenta niobio y tantalio, encontrandose la proporcion de niobio y tantalio juntos en de 4,87 a 5,2 por ciento en peso. Debido a ello puede ajustarse una buena resistencia a la temperatura. La proporcion de niobio asegura en este caso la configuracion de al menos una de las siguientes fases de una 5 microestructura austenitica, debido a lo cual pueden ajustarse los valores de resistencia ventajosos del material: fase 5 (Ni3Nb) ortorrombica, fase y" (Ni3Nb, Al, Ti) centrada tetragonal, y/o la fase y’ (Ni3Al, Nb) cubica centrada en las caras.
Segun otro ejemplo de realizacion, el material presenta aluminio y titanio, encontrandose la proporcion de aluminio entre 0,2 y 0,8, preferentemente 0,4 y 0,6 por ciento en peso, y/o la proporcion de titanio entre 0,65 y 1,15, 10 preferentemente 0,8 y 1,15 por ciento en peso. Debido a ello pueden lograrse propiedades mecanicas particularmente buenas, en particular porque el aluminio y el titanio pueden asegurar la configuracion de al menos una de las siguientes fases de una microestructura austenitica: fase y" (Ni3Nb, Al, Ti) centrada tetragonal, y/o la fase Y’ (Ni3Al, Nb) cubica centrada en las caras.
Segun otro ejemplo de realizacion, el material es una aleacion de niquel-cromo-molibdeno, en particular la aleacion 15 de niquel Hastelloy C-22HS o una de las variantes de esta aleacion, siendo la proporcion de cromo de 21 por ciento en peso y siendo la proporcion de niquel de al menos 56 por ciento en peso, en particular de 56,6 por ciento en peso, y siendo la proporcion de molibdeno de 17 por ciento en peso. Dicho con otras palabras, la invencion se refiere al uso de una aleacion de niquel-cromo-molibdeno adecuada para una carcasa de contencion, por ejemplo, para la disposicion en un intersticio entre un accionador y un rotor de una bomba de acoplamiento magnetico o para 20 una bomba de motor hermetico. Un material de este tipo es una aleacion de niquel-cromo-molibdeno, la cual presenta una alta resistencia a la corrosion y una alta ductilidad con al mismo tiempo alta rigidez y con ello tambien estabilidad de forma o estabilidad dimensional en relacion con una geometria teorica producida.
Los componentes de la aleacion se encuentran preferentemente en los siguientes valores en porcentaje en peso:
- niquel como componente principal en una proporcion de porcentaje dependiente de las proporciones de
25 porcentaje del resto de los componentes, no obstante al menos en 56,6 por ciento;
- Cromo (Cr): 21 por ciento;
- Molibdeno (Mo): 17 por ciento;
- Hierro (Fe): como maximo 2 por ciento;
- Cobalto (Co): como maximo 1 por ciento;
30 - Volframio (W): como maximo 1 por ciento;
- Manganeso (Mn): como maximo 0,8 por ciento;
- Aluminio (Al): como maximo 0,5 por ciento;
- Silicio (Si): como maximo 0,08 por ciento;
- Carbono (C): como maximo 0,01 por ciento;
35 - Boro (B): como maximo 0,006 por ciento.
Un material de este tipo puede templarse de manera sencilla tras una transformacion anterior. Es de alta consolidacion mediante temple por externalizacion tras conformacion en frio, en particular sin recocido de solubilizacion intermedio. La dureza que puede alcanzarse es una funcion del grado de transformacion. Esto ofrece la ventaja, de que puede producirse por ejemplo, un laminado por presion de la pared lateral de la carcasa de 40 contencion para ajustar un grosor de pared definido, y que tras el laminado por presion se produce un temple de la pared lateral. Una conformacion en frio, en particular laminado por presion, se produce en este caso preferentemente tras un recocido de solubilizacion. En este caso pueden combinarse entre si las ventajas de una alta exactitud en las dimensiones con las ventajas de una alta resistencia de forma sencilla. El material es ademas de ello, altamente resistente a los acidos, lo cual hace particularmente interesante su uso para bombas en la 45 industria quimica (bombas de uso quimico).
El material presenta preferentemente volframio, lo cual lo diferencia de la aleacion de niquel-cromo-hierro descrita anteriormente.
La resistencia del material puede ajustarse mediante un tratamiento termico, en el cual se conforman particulas de Ni2(Mo,Cr), llevandose a cabo el tratamiento termico preferentemente en un intervalo de temperaturas de 605 a 705 50 0C. La buena resistencia a la corrosion de la aleacion puede lograrse no obstante tambien ya mediante un recocido
de solubilizacion (recocido).
El tratamiento termico para ajustar una dureza mas alta se lleva a cabo preferentemente con los siguientes parametros:
- tratamiento termico en un horno a 705 0C, en particular durante un periodo de 16 horas;
- enfriamiento del horno a 605 °C;
5 - tratamiento termico en el horno a 605 °C, en particular durante un periodo de 32 horas; y
- enfriamiento al aire.
La densidad se encuentra preferentemente en el intervalo de 8,6 g/cm3 en el estado recocido por solubilizacion o de 8,64 g/m3 en el estado templado.
El modulo de elasticidad se encuentra en este caso para la temperatura ambiente por ejemplo, en el intervalo de 223 10 GPa (o kN/mm2) y para 100 °C por ejemplo, en el intervalo de 2l 8 GPa (o kN/mm2). Las propiedades mecanicas del material transformado a temperatura ambiente en el estado recocido por solubilizacion, pueden definirse a traves de la resistencia a la traccion (Rm) en N/mm2, el limite de alargamiento (Rp0,2) en N/mm2, el alargamiento de rotura (A5) y la segmentacion (Z) en porcentaje, la dureza Brinell en HB y el tamano de grano en pm, refiriendose los primeros valores a componentes conformados en frio y los segundos valores entre parentesis a componentes 15 conformados en caliente:
■ Resistencia a la traccion en Mpa o N/mm2: aproximadamente 837 (806);
■ Limite de alargamiento en Mpa o N/mm2: aproximadamente 439 (376);
Mediante el temple pueden ajustarse los valores de la siguiente manera:
■ Resistencia a la traccion en Mpa o N/mm2: aproximadamente 1230 (1202);
20 ■ Limite de alargamiento en Mpa o N/mm2: aproximadamente 759 (690);
Las durezas alcanzables se encuentran en este caso en los siguientes intervalos, en dependencia de la duracion de un recocido de solubilizacion llevado a cabo antes del temple, determinandose los valores de dureza segun Rockwell, o bien segun la escala B (valores de dureza en la unidad Rb) o C (valores de dureza de la unidad Rc).
Forma de material
Dureza [Rb] o [Rc]
Recocido
Templado
Placa
92 Rb 30 Rc
Chapa delgada
90 Rb 30 Rc
Barra/varilla
88 Rb 30 Rc
25 Para la temperatura ambiente en caso de una pared lateral conformada en frio de la carcasa de contencion, en dependencia del grado de transformacion (en porcentaje) pueden ajustarse mediante un endurecimiento por precipitacion los siguientes valores de dureza de la pared lateral:
Dureza [Rc] segun grado de transformacion [%]
Duracion del temple [h]
0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 %
0
< 20 29 35 37 40 45
1
< 20 27 33 38 41 47
4
< 20 26 33 39 41 48
10
< 20 35 40 41 45 51
24
< 20 40 43 44 48 52
30 Como se desprende de la tabla superior, la dureza que puede ser alcanzada depende del grado de transformacion.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Cuanto mas alto es el grado de transformacion, mas alta es la dureza que puede alcanzarse.
Segun otro ejemplo de realizacion, el material presenta hierro, siendo la proporcion de hierro de como maximo 2 por ciento en peso.
Segun otro ejemplo de realizacion, la pared lateral es una pared lateral llevada a una geometria teorica mediante una etapa de transformacion, la cual presenta un grado de transformacion de mas del 10 por ciento, preferentemente entre el 20 y el 50 por ciento, de manera mas preferente aun entre el 30 y el 40 por ciento, en particular del 35 por ciento. Mediante la transformacion puede lograrse mediante un temple posterior, una dureza particularmente alta.
La invencion se refiere tambien a un procedimiento para la produccion de una carcasa de contencion para la disposicion en un intersticio entre un accionador y un rotor de una bomba de acoplamiento magnetico, con las etapas:
- configurar una parte de reborde de la carcasa de contencion para unir la carcasa de contencion con la bomba;
- configurar una base de la carcasa de contencion;
- configurar una pared lateral que pueda montarse en el estado montado de la carcasa de contencion en el intersticio, al menos parcialmente de un material con un componente de niquel, llevandose la pared lateral a traves de una etapa de transformacion, en particular mediante laminado por presion, a una geometria teorica.
En este caso se elige segun la invencion como material, una aleacion de niquel-cromo en un estado recocido por solubilizacion, la cual presenta al menos 50 por ciento en peso de niquel y de 17 a 21 por ciento en peso de cromo, produciendose tras la transformacion un temple mediante un tratamiento termico.
El temple puede producirse en este caso opcionalmente de forma directa o tras un recocido de solubilizacion intermedia. El temple se produce preferentemente mediante un tratamiento termico en el intervalo de temperaturas de 605 a 728 0C, en particular durante un periodo de 18 a 48 horas, siendo el tratamiento termico en todo caso de dos etapas en lo que se refiere a la temperatura elegida y manteniendose una correspondiente etapa durante al menos 8 horas.
Segun un ejemplo de realizacion la transformacion es una conformacion en frio, produciendose tras la conformacion en frio un endurecimiento por precipitacion, en particular en un intervalo de temperaturas de 605 a 728 0C y sin recocido de solubilizacion intermedio tras la conformacion en frio. La conformacion en frio es preferentemente un laminado por presion. El endurecimiento por precipitacion puede producirse de forma opcional directamente tras la conformacion en frio o tras una etapa intermedia para el recocido por solubilizacion. Para la aleacion de niquel- cromo-molibdeno descrita, el endurecimiento por precipitacion se produce preferentemente sin etapa intermedia de recocido de solubilizacion. En este caso puede lograrse con tiempos de temple en aumento, una dureza en aumento, eligiendose los tiempos de temple por ejemplo, en el intervalo de 1,4, 10, 24 o 32 horas, preferentemente 32 horas a 605 0C, dado que debido a la duracion mas larga puede aumentarse la dureza Rc segun la escala C de Rockwell a razon de mas el 10 por ciento.
A continuacion, se describen ejemplos de realizacion de la invencion mediante los dibujos. Muestran:
La figura 1: un diagrama de propiedades a corto plazo tipicas de una aleacion segun un primer ejemplo de
realizacion de la invencion;
La figura 2: un diagrama de resistencias en funcion del tiempo tipicas de la aleacion segun el primer ejemplo de
realizacion de la invencion; y
La figura 3: en una representacion esquematica una carcasa de contencion con un material segun el primer o el
segundo ejemplo de realizacion de la invencion.
En la Fig. 1 se muestran propiedades a corto plazo tipicas de una aleacion de niquel-cromo-hierro en un estado recocido por solubilizacion y templado como funcion de la temperatura en 0C. Del diagrama se desprende, que en un intervalo de temperaturas de temperatura ambiente hasta 600 0C se dan propiedades mecanicas bastante constantes, lo cual es aplicable en particular para el alargamiento de rotura (A5) y la segmentacion (Z), lo cual ofrece ventajas en lo que se refiere a una buena estabilidad de las dimensiones de la carcasa de contencion.
En la Fig. 2 se muestran resistencias en funcion del tiempo tipicas de la aleacion de niquel-cromo-hierro en un estado recocido por solubilizacion y templado como funcion del tiempo en horas, habiendose indicado el tiempo logaritmicamente, y habiendose indicado las resistencias en funcion del tiempo en el eje y en N/mm2. Del diagrama se desprende que incluso durante un tiempo de 105 horas en correspondencia con casi 11 anos a temperaturas por debajo de 500 0C apenas es perceptible una perdida de las resistencias mecanicas.
En la Fig. 3 se muestra una carcasa de contencion 1, la cual esta configurada simetricamente en relacion con un eje de simetria S, y presenta una base 2, una pared lateral 3, asi como una parte de reborde. La carcasa de contencion
1 presenta una aleacion de niquel-cromo, esta configurada por lo tanto en parte o completamente a partir de un material, el cual puede configurarse a partir de niquel y cromo y otros componentes de aleacion. Una configuracion parcial de la carcasa de contencion a partir del material, puede referirse por ejemplo solo a la pared lateral 3. Preferentemente la pared lateral 3 esta configurada al menos completamente a partir del material.
5 Lista de referencias
10
1
Carcasa de contencion
2
Base
3
Pared lateral
4
Parte de reborde
S
Eje de simetria

Claims (11)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. Carcasa de contencion (1) con:
    - una parte de reborde (4);
    - una base (2);
    - una pared lateral (3) que puede disponerse en el estado montado de la carcasa de contencion en un intersticio, la cual consta al menos parcialmente de un material con un componente de niquel.
    caracterizada porque el material es una aleacion de niquel-cromo, que presenta al menos un 50 por ciento en peso de niquel y del 17 al 21 por ciento en peso de cromo.
  2. 2. Carcasa de contencion segun la reivindicacion 1, caracterizada porque el material es una aleacion de niquel- cromo-hierro, siendo la proporcion de niquel de como maximo un 55 por ciento en peso y ascendiendo la proporcion de hierro a entre un 10 y un 25 por ciento en peso.
  3. 3. Carcasa de contencion segun la reivindicacion 2, caracterizada porque el material presenta molibdeno, ascendiendo la proporcion de molibdeno a entre un 2,8 y un 3,3 por ciento en peso.
  4. 4. Carcasa de contencion segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el material presenta niobio, ascendiendo la proporcion de niobio a del 0,5 al 10, preferentemente del 3 al 7, de manera particularmente preferente del 4,75 al 5,5 por ciento en peso, o presentando el material niobio y tantalio, ascendiendo la proporcion de niobio y tantalio juntos a del 0,5 al 10, preferentemente del 3 al 7, de manera particularmente preferente del 4,87 al 5,2 por ciento en peso.
  5. 5. Carcasa de contencion segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el material presenta aluminio y titanio, ascendiendo la proporcion de aluminio a entre el 0,2 y el 0,8, preferentemente entre el 0,4 y el 0,6 por ciento en peso y/o ascendiendo la proporcion de titanio a entre el 0,65 y el 1,15, preferentemente entre el 0,8 y el 1,15 por ciento en peso.
  6. 6. Carcasa de contencion segun una de las reivindicaciones 1, caracterizada porque el material es una aleacion de niquel-cromo-molibdeno, ascendiendo la proporcion de cromo al 21 por ciento en peso y siendo la proporcion de niquel de al menos el 56 por ciento en peso, en particular el 56,6 por ciento en peso, y ascendiendo la proporcion de molibdeno al 17 por ciento en peso.
  7. 7. Carcasa de contencion segun la reivindicacion 6, caracterizada porque el material presenta hierro, ascendiendo la proporcion de hierro a como maximo el 2 por ciento en peso.
  8. 8. Carcasa de contencion segun las reivindicaciones 6 o 7, caracterizada porque la pared lateral (3) es una pared lateral (3) llevada a una geometria teorica mediante una etapa de transformacion, la cual presenta un grado de transformacion de mas del 10 por ciento, preferentemente de entre el 20 y el 50 por ciento, de manera mas preferente de entre el 30 y el 40 por ciento, en particular del 35 por ciento.
  9. 9. Carcasa de contencion segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque no presenta ninguna costura de soldadura sometida a presion.
  10. 10. Procedimiento para la fabricacion de una carcasa de contencion (1), con las etapas:
    - configurar una parte de reborde (4) de la carcasa de contencion (1);
    - configurar una base (2) de la carcasa de contencion;
    - configurar una pared lateral (3) que puede disponerse en el estado montado de la carcasa de contencion en un intersticio, al menos parcialmente de un material con un componente de niquel, llevandose la pared lateral (3), a traves de una etapa de transformacion, a una geometria teorica.
    caracterizado porque para el material se elige una aleacion de niquel-cromo en un estado recocido por solubilizacion, la cual presenta al menos un 50 por ciento en peso de niquel y de un 17 a un 21 por ciento en peso de cromo, y porque tras la transformacion se lleva a cabo un temple mediante un tratamiento termico.
  11. 11. Procedimiento segun la reivindicacion 10, caracterizado porque la transformacion es una conformacion en frio y tras la conformacion en frio se produce un endurecimiento por precipitacion, en particular en un intervalo de temperaturas de 605 a 728 °C, y en concreto sin un recocido de solubilizacion intermedio tras la conformacion en frio.
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