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Jun 02, 2023

Piegatura e saldatura negli impianti di tubazioni in acciaio inossidabile

Di Nick ErdeiTherma Corp. La pratica attuale per la fabbricazione e l'installazione di tubazioni in acciaio inossidabile negli impianti biofarmaceutici è la saldatura (la maggior parte orbitale). Cioè, raccordi per saldatura e

Di Nick ErdeiTherma Corp.

La pratica attuale per la fabbricazione e l'installazione di tubazioni in acciaio inossidabile negli impianti biofarmaceutici è la saldatura (la maggior parte della quale orbitale). Cioè, saldare raccordi e valvole alle tubazioni per ottenere le configurazioni desiderate in base alle esigenze del processo. Il materiale scelto è l'acciaio inossidabile 316L, un acciaio austenitico con un contenuto di carbonio inferiore allo 0,035%. Questo è un dettaglio importante perché la saldatura può sensibilizzare l'acciaio inossidabile diminuendone la resistenza alla corrosione.

La sensibilizzazione più comune è la formazione di carburo di cromo (Cr23C6) ai bordi dei grani all'interno della zona alterata dal calore della saldatura. Ciò può portare a fessurazioni per corrosione e infine a guasti catastrofici del materiale. Mantenendo il contenuto di carbonio a un livello pari allo 0,035%, non vi è carbonio disponibile per il processo di precipitazione del carburo, per cui la maggior parte delle saldature nell'acciaio inossidabile non mostrano alcuna sensibilizzazione ai bordi del grano.

Ora, cosa succede se invece di saldare raccordi e tubi utilizziamo la piegatura? La sezione esterna della curva sarà sottoposta a sollecitazioni di trazione mentre la sezione interna sarà sottoposta a sollecitazioni di compressione. Strutturalmente parlando questo non è un problema. L'acciaio inossidabile austenitico appartiene al metallo base P-No 8, che è sancito nel codice ASME come piegabile a freddo senza trattamento termico post-piega. L'unico problema possibile è la suscettibilità alla corrosione indotta dallo stress, specialmente sulla sezione esterna sottoposta a trazione. Tuttavia, test di laboratorio indipendenti su un gomito di 90 gradi formato mediante piegatura a freddo con raggio 2D non hanno mostrato segni di corrosione intergranulare.

I campioni rimossi da una saldatura orbitale sullo stesso pezzo di tubo hanno prodotto gli stessi risultati. L'unico effetto indesiderato della flessione è la "buccia d'arancia" della superficie interna, che potrebbe aumentare le letture Ra di alcune unità. La scelta di un materiale con Ra inferiore, ad esempio 20Ra, comporterebbe tuttavia una finitura di 25Ra anche dopo la piegatura. Considerando il notevole risparmio derivante dalla piegatura anziché dalla saldatura, la spesa per l'acquisto del materiale 20Ra è trascurabile. In conclusione, affermiamo che è giunto il momento di piegare le configurazioni delle tubazioni per le installazioni di processi biofarmaceutici.

Per ulteriori informazioni: Nick Erdei, Direttore QC, Therma Corp., 1601 Las Plumas Ave., San Jose, CA 95133. Tel: 408-347-3400, int. 1382.

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