ATTREZZATURE E COMPONENTI NEI
FORNI PER TRATTAMENTI TERMICI
Le Sitec srl è specializzata nello studio e nella
costruzione di componenti per forni e di attrezzature per
trattamenti termici, utilizzando semilavorati e fusioni in
leghe di nickelcromo.
Particolare attenzione viene da noi rivolta anche verso
le industrie: Petrolchimica, Nucleare e della produzione di
Energia.
Questa pagina però vuole essere una panoramica
sulla gamma di costruzioni realizzate in modo da dare
un'idea generale della nostra attività nel settore
specifico dei forni di trattamento termico.
Nello stabilimento di Bollate vengono prodotti e
trasformati particolari del peso di pochi grammi, ottenuti
con il sistema acera persa, fino a 2500 Kg. dei getti
formati in terra.
Per le costruzioni vengono utilizzate le tecniche
più moderne e sofisticate di trasformazione e
saldatura.
La gamma delle leghe "Pireks" é il risultato di
molti anni di esperienze e di applicazioni in tutto il
mondo, dove sia stata richiesta resistenza, stabilità
ed affidabilità alle alte temperature, fino a 1200
°C.
Le leghe descritte nei paragrafi che seguono, coprono la
maggior parte dei casi di impieghi ad alte temperature.
Siamo però disponibili ed interessati a discutere
tutte quelle condizioni particolari che richiedano materiali
diversi da quelli elencati.
Leghe:
Quali sono gli
effetti conosciuti degli elementi principali che compongono
le moderne leghe per alte temperature
Progettazione e
condizioni di esercizio
PIREKS 2/28
Le leghe ferritiche contenenti il 30% di Cr, comprendono
anche quelle contenenti fino al 7% di Ni, come elemento per
aumentare la resistenza, sono principalmente adatte a
resistere all'ossidazione ed alle atmosfere contenenti
un'alta percentuale di zolfo.
La loro resistenza a caldo comunque è bassa e la lega
più resistente della serie, a temperature superiori i
650 °C, può sopportare solo carichi
relativamente bassi.
La lega Pireks 2/28 è stata scelta, in quanto
particolarmente adatta per resistere in condizioni dove,
l'alto zolfo e l'ossidazione, sono prevalenti e dove, anche
se non di primaria importanza, è necessario fare
attenzione alla resistenza.
PIREKS 12/25
E' considerato il materiale per alte temperature
più economico e di maggior impiego; la sua
composizione è bilanciata per ottenere una struttura
austenitica che garantisca un'alta resistenza allo
scorrimento viscoso, ed un adeguato grado di
duttilità.
Per quanto non adatto in condizioni severe con cicli di
riscaldamento e raffreddamento, può ciononostante,
sopportare forme moderate di variazioni di temperatura. A
dispetto del suo basso contenuto in lega, può essere
inclusa tra quelle considerate ad alta resistenza a caldo
per temperature fino a i 1050 °C.
Sopra questo valore ha ancora una certa resistenza
all'ossidazione, quantunque la sua resistenza cada al di
sotto di quelle leghe aventi un più alto contenuto di
Nickel.
Non è adatta ad operare in presenza di atmosfere o di
elementi carburanti, ma resiste discretamente ad atmosfere
contenenti zolfo.
PIREKS 20/25
Questa lega possiede la resistenza allo scorrimento
viscoso e la resistenza allo scagliamento richiesta per
operare in condizioni severe per i soliti tipi di atmosfere
fino a 1050 °C. Non risente di fluttuazioni modeste di
temperatura, ma non è adatta per condizioni che
comportino shock termici elevati.
Il contenuto di Nickel relativamente basso consente alla
Pireks 20/25 una resistenza adeguata ad atmosfera
moderatamente solforosa, ma ne impedisce il suo uso in
condizioni fortemente carburanti.
PIREKS 25/20
Piccolo, ma spesso necessario miglioramento allo
scorrimento viscoso e resistenza alla cementazione ed agli
shock termici superiore rispetto alle leghe precedenti.
Si ottiene con la lega PIREKS 25/20 con l'aumento del
rapporto Nickel-Cromo. La resistenza all'attacco da zolfo
è simile a quella della PIREKS 20/25.
PIREKS 35/15
Largamente usata in condizioni che comportino shock
termici, ossidazione e cementazione e generalmente dove le
fusioni sono soggette a sollecitazione ad alta temperatura.
Non è adatta in presenza di atmosfere ad alto
contenuto di zolfo, ma in altre condizioni resiste fino a
1050 °C.
La Pireks 35/15 è di provata utilità dove le
condizioni non sono così severe da richiedere l'uso
della Pireks 37/18/1 o della lega Pireks 60, molto
più costosa.
PIREKS 37/18/1
Grazie all'aumento delle percentuali di Nickel e Cromo
ed all'aggiunta di Niobio, questa lega possiede buona
resistenza all'ossidazione ed alla cementazione ed in
generale in tutte le condizioni con temperature fino a 1050
°C ad esclusione di atmosfere ad alto contenuto di
zolto; oltre ad avere una migliore capacità di
resistere in condizioni che comportino il tipo di shock
termico al quale le attrezzature dei forni possono essere
soggette.
Questa lega quindi, può essere usata in condizioni
che richiedano un alto grado di resistenza, combinata con
una capacità di resistere a severe variazioni di
temperatura, ad atmosfere ossidanti e moderatamente
solforose ed a gas carburanti.
PIREKS 50/50/Nb
Tra la ristretta cerchia di leghe di Nickel-Cromo, in
grado di resistere alle ceneri di combustione in presenza
spesso di pentossido di vanadio abbiamo scelto la lega
Pireks 50/50/Nb, senza comunque trascurare completamente le
altre, perchè possiede il più alto grado di
duttilità combinata con un'ottima resistenza in tutte
le condizioni di servizio più gravose.
PIREKS 60
La Pireks 60 è molto nota per la varietà
delle sue applicazioni, particolarmente dove è
essenziale la resistenza a caldo, la duttilità o la
resistenza ai cicli termici oppure una combinazione di
questi fattori.
Non è consigliata per operare in presenza di
atmosfere contenenti zolfo, se non in percentuali molto
basse.
Per contro questo materiale possiede un'alta resistenza alla
cementazione e può essere usato in servizio continuo
in condizioni ossidanti ed alla temperatura massima di 1050
°C.
PIREKS 60/13
Questa lega è principalmente adatta ad operare in
condizioni che comportano cementazione seguita da tempra.
Può resistere ad atmosfere ossidanti o riducenti fino
a 1050 °C ed inoltre consente di operare fino a 1100
°C in condizioni di forte ossidazione. Come per tutte
le leghe ad alto contenuto di Nickel, anche in questo caso
il contenuto di zolfo dell'ambiente deve essere contenuto ai
livelli più bassi possibili.
PIREKS UMCo 50
Questa lega si stacca dalla nostra normale gamma di
leghe Nickel-Cromo avendo una composizione base 50% Cobalto,
28% Cromo, 20% Ferro.
Ha un'eccellente resistenza agli shock termici e resiste
all'ossidazione anche in presenza di zolfo fino a 1200
°C.
Quantunque a temperatura elevata la resistenza meccanica
della Pireks UMCo 50 non sia molto alta, è
sufficiente perchè possa essere impiegata per la
costruzione di attrezzature per trattamenti termici.
Allo stesso tempo la resistenza all'abrasione di questa lega
ne ha reso vantaggioso ed economico l'impiego presso
industrie come quelle della produzione del cemento, dove la
frequenza delle fermate per manutenzione deve essere ridotta
al minimo.
QUALI
SONO GLI EFFETTI CONOSCIUTI DEGLI ELEMENTI PRINCIPALI CHE
COMPONGONO LE MODERNE LEGHE PER ALTE
TEMPERATURE
NICKEL
Elemento austenitizzante che conferisce resistenza
meccanica ad alte temperature, alla fatica termica, alla
cementazione ed alla nitrurazione.
CROMO
Conferisce resistenza all'ossidazione ad alta
temperatura ed ai gas contenenti zolfo. La percentuale
minima deve essere del 13% circa.
Favorisce la formazione di Ferrite.
CARBONIO
Altro elemento austenitizzante che migliora la
resistenza a caldo ed allo scorrimento viscoso, ma se in
eccesso, riduce la duttilità.
SILICIO
Elemento ferritizzante che aiuta nella resistenza
all'ossidazione ed alla cementazione.
AZOTO
Impiegato nelle leghe al solo Cromo per migliorare
l'affinazione del grano che conferisce una maggiore
duttilità.
NIOBIO
Migliora la resistenza a caldo ed ai cicli termici
alternati.
COBALTO
Conferisce resistenza alle più alte temperature.
Per la sua bassa resistenza all'ossidazione, richiede la
presenza di Cromo, generalmente superiore al 20%.
PROGETTAZIONE
E CONDIZIONE DI SERVIZIO
La nostra esperienza in questo settore ci ha fatto spesso
constatare che le rotture premature, non sempre si
verificano a causa di una errata scelta del materiale ma
spesso a causa di altri fattori, come un'errata
progettazione oppure condizioni di servizio improprie quali
il sovraccarico, movimentazione e riscaldamenti e
raffreddamenti irregolari, particolarmente nei casi di
tempra.
La scelta della lega più appropriata è
relativamente facile se si da la necessaria considerazione
ai seguenti fattori:
- Temperatura di servizio e temperatura massima
- Condizioni ambientali, incluso se l'atmosfera
è carburante, solforosa, ossidante o
riducente
- Distribuzione, durata ed intensità dei
carichi
- Condizioni di riscaldamento e di raffreddamento,
particolarmente quando queste sono cicliche
Le informazioni che abbiamo dato in questa pagina,
crediamo siano sufficienti per una corretta scelta delle
leghe; in caso di dubbio, Vi invitiamo a consultarci. Siamo
sempre disponibili per ulteriori informazioni.
La maggior parte di queste leghe possiede un alto
coefficiente di espansione termica e bassa
conduttività termica che, combinata con un'elevata
resistenza alle alte temperature, può facilmente
indurre tensioni interne molto alte che possono causare
cricche o distorsioni.
Questo si verifica principalmente nel caso di
attrezzature per tempra. E' quindi di vitale importanza che
le fusioni e le costruzioni siano progettate prevedendo
libertà di espansione delle varie parti, sia con la
corrugazione delle parti lunghe o realizzando un complesso
di piccoli componenti, ciascuno capace di assorbire le
proprie tensioni interne.
Di uguale importanza, progettando un componente che deve
resistere ad alte temperature, è l'adozione di certe
regole base, necessarie per la produzione di fusioni o di
costruzioni sane.
Le principali sono:
- sempre dove possibile, arrotondare gli spigoli
- evitare bruschi cambiamenti di sezione
- tenere gli spessori il più possibile uniformi
specie nei giunti a T ed agli incroci al fine di evitare
cavità dovute ai ritiri nei punti caldi
Pensiamo comunque che qualora si presentino rotture
premature o difficili da spiegare nelle costruzioni, sia
sempre il caso di consultarci.
Il nostro settore progettazione può spesso essere
di considerevole aiuto.
|
SOLLECITAZIONI DI ROTTURA A
CALDO in 1000 ore N/mmq.
|
|
|
|
|
|
|
800 °C
|
850 °C
|
900 °C
|
950 °C
|
1000
°C
|
1050
°C
|
|
|
|
Pireks
|
2/28
|
|
15,2
|
11,7
|
8,6
|
6,9
|
5,5
|
-
|
|
Pireks
|
12/25
|
48,3
|
35,2
|
26,9
|
20,7
|
15,2
|
11,0
|
|
Pireks
|
20/25
|
55,2
|
42,7
|
33,1
|
25,6
|
19,3
|
15,2
|
|
Pireks
|
25/20
|
65,0
|
50,4
|
38,0
|
28,3
|
20,7
|
14,5
|
|
Pireks
|
35/15
|
69,0
|
51,8
|
38,5
|
29,0
|
20,7
|
15,9
|
|
Pireks
|
37/18/1
|
69,0
|
51,8
|
38,5
|
29,0
|
20,7
|
15,9
|
|
Pireks
|
60
|
51,8
|
38,0
|
29,0
|
22,1
|
16,5
|
12,4
|
|
Pireks
|
60/13
|
45,5
|
35,9
|
26,9
|
20,0
|
15,2
|
11,7
|
|
CARICO LIMITE DI SCORRIMENTO
1% in 10000 ore N/mmq.
|
|
|
|
|
|
|
800 °C
|
850 °C
|
900 °C
|
950 °C
|
1000
°C
|
1050
°C
|
|
|
|
Pireks
|
2/28
|
|
8,3
|
6,9
|
5,5
|
4,1
|
2,8
|
-
|
|
Pìreks
|
12/25
|
41,4
|
31,7
|
24,2
|
17,9
|
12,4
|
8,6
|
|
Pireks
|
20/25
|
44,1
|
35,2
|
27,6
|
21,4
|
16,6
|
11,7
|
|
Pireks
|
25/20
|
58,6
|
45,6
|
34,5
|
24,8
|
16,6
|
10,3
|
|
Pireks
|
35/15
|
47,6
|
36,6
|
26,9
|
19,3
|
13,1
|
9,0
|
|
Pireks
|
37/18/1
|
47,6
|
36,6
|
26,9
|
19,3
|
13,1
|
9,0
|
|
Pireks
|
60
|
44,1
|
34,5
|
25,6
|
18,6
|
12,4
|
8,3
|
|
Pireks
|
60/13
|
33,1
|
24,8
|
19,3
|
14,5
|
11,0
|
8,3
|
|
COMPOSIZIONI
TIPICHE
|
|
|
|
LEGA
|
|
C
|
Mn
|
Si
|
Cr
|
Ni
|
Co
|
Nb
|
|
|
|
Pireks
|
2/28
|
|
0,25
|
0,8
|
1,0
|
28,0
|
1,5
|
-
|
-
|
|
Pireks
|
12/25
|
0,3
|
0,8
|
1,2
|
23,0
|
12,5
|
-
|
-
|
|
Pireks
|
20/25
|
0,25
|
0,8
|
1,2
|
25,0
|
20,5
|
-
|
-
|
|
Pireks
|
25/20
|
0,45
|
0,8
|
1,2
|
20,0
|
25,0
|
-
|
-
|
|
Pireks
|
35/15
|
0,45
|
0,8
|
1,2
|
15,0
|
35,0
|
-
|
-
|
|
Pireks
|
37118/1
|
0,45
|
0,8
|
1,2
|
18,0
|
37,0
|
-
|
1,0
|
|
Pireks
|
60
|
0,5
|
0,8
|
2,0
|
20,0
|
55,0
|
-
|
-
|
|
Pireks
|
60/13
|
0,35
|
0,8
|
2,0
|
13,0
|
60,0
|
-
|
-
|
|
Pireks
|
50/50
|
0,05
|
0,4
|
0,8
|
50,0
|
48,0
|
-
|
-
|
|
Pireks
|
UMCO 50
|
0,05
|
0,8
|
0,8
|
28,0
|
-
|
50,0
|
-
|
|
|
|
Pireks 60
|
Pireks
60/13
|
Pireks 35/15 Pireks
37/18/1
|
Pireks
25/20
|
Pireks
25/20
|
Pireks
12/25
|
Pireks 2/28
|
|
|
|
Peso specifico
|
|
8,03
|
8,15
|
7,97
|
7,75
|
7,74
|
7,74
|
7,33
|
|
Temp. massima di servizio
°C
|
1050
|
1050
|
1050
|
1100
|
1050
|
1050
|
1000
|
|
Resistenza allo zolfo
|
Poca
|
Poca
|
Sufficiente
|
Discreta
|
Discreta
|
Buona
|
Eccellente
|
|
|
|
|
Conduttività termica
(cal / cm2 / cm / sec /
°C)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a 400 °C
|
0,038
|
0,039
|
0,048
|
0,046
|
0,044
|
0,047
|
0,049
|
|
600 °C
|
0,044
|
0,045
|
0,052
|
0,053
|
0,052
|
0,054
|
0,051
|
|
800 °C
|
0,05
|
0,051
|
0,059
|
0,06
|
0,058
|
0,051
|
0,053
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Calore Specifico
(cal / g / °C)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a 400 °C
|
0,116
|
0,117
|
0,118
|
0,116
|
0,115
|
0,118
|
0,128
|
|
600 °C
|
0,118
|
0,119
|
0,12
|
0,12
|
0,12
|
0,124
|
0,143
|
|
800 °C
|
0,122
|
0,124
|
0,126
|
0,125
|
0,124
|
0,128
|
0,146
|
|
1000 °C
|
0,125
|
0,129
|
0,134
|
0,132
|
0,129
|
0,132
|
0,147
|
|
|
|
|
Coeff. di Espansione Termica
(per °C x 10-6)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 - 400 °C
|
14,7
|
14,1
|
15,7
|
16,0
|
16,4
|
16,8
|
11,1
|
|
20 - 600 °C
|
15,5
|
14,8
|
16,1
|
16,5
|
16,8
|
17,4
|
11,4
|
|
20 - 700 °C
|
15,9
|
15,1
|
16,4
|
16,8
|
17,0
|
17,8
|
11,7
|
|
20 - 800 °C
|
16,3
|
15,6
|
16,7
|
17,1
|
17,3
|
18,1
|
12,2
|
|
20 - 900 °C
|
16,7
|
18,0
|
17,0
|
17,4
|
17,6
|
18,5
|
12,8
|
|
20 - 1000 °C
|
17,1
|
16,5
|
17,3
|
17,7
|
18,0
|
18,9
|
13,4
|
|
|
|
|
Resist. Elettrica
Specifica
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Microhm - cm a 20
°C)
|
112
|
108
|
107
|
95
|
90
|
85
|
80
|
GALLERIA DI FOTO:
|