International Symposium Industry

CHARACTERIZATION OF A STEEL USED IN THE CONSTRUCTION OF A PRESSURE VESSEL

Abstract:

• Problem: The anhydride ammonia container, which guarantees the refrigeration system in one of the Villa Clara Meat Company, presented tightness difficulties and design problems.

• Objective (s): To characterize the steel plate owned by the Villa Clara Meat Company, to verify if it can be used in the construction of a container for the storage of anhydrous ammonia.

• Methodology: Optical emission spectral analysis, hardness measurement, estimation of mechanical properties and metallographic analysis were applied to selected samples.

• Results and discussion: The characterized steel corresponds by chemical composition to the brand St 52-3, according to the German standard DIN (17100). The carbon equivalent value (Ceq) of the analyzed steel is 0.35%, meeting the requirements for the manufacture of the container. The average value of hardness is 159 HB. The estimated value of the tensile strength (σB) from the hardness is 548.5 MPa and the value of the yield strength (σf) reaches a value of 355 MP. The microstructure of the steel is ferrite-pearlite, with grain size number ASTM 7 (31 µm), which classifies as a fine-grained steel, recommended for pressure vessels, operating at low temperatures.

• Conclusions: The results of the chemical, microstructural and mechanical properties characterization make it possible to affirm that the steel of the supplied sheet can be used for the construction of the ammonia pressure vessel.

• Keywords: Pressure vessel; Anhydrous ammonia; Mechanical properties.

Resumen:

• Problemática: El recipiente de amoniaco anhídrido, que garantiza el sistema de refrigeración en una de la Empresa cárnica de Villa Clara, presentó dificultades de hermeticidad y problemas de diseño.

• Objetivo(s): Caracterizar la plancha de acero que posee la Empresa cárnica de Villa Clara, para verificar si la misma, puede ser utilizada en la construcción de un recipiente a presión para el almacenamiento de amoniaco anhídrido.

• Metodología: Fueron aplicados, el análisis espectral de emisión óptica, la medición de dureza, estimación de propiedades mecánicas y el análisis metalográficos a muestras seleccionadas.

• Resultados y discusión: El acero caracterizado se corresponde por composición química a la marca St 52-3, Según la norma alemana DIN (17100). El valor del carbono equivalente (Ceq) del acero analizado es 0,35 %, cumpliendo los requisitos exigidos para la fabricación del recipiente. El valor promedio de la dureza es de 159 HB. El valor estimado de la resistencia a la tracción (σB) a partir de la dureza es de 548,5 MPa y el valor del límite de fluencia (σf) alcanza un valor de 355 MP. La microestructura del acero es ferrito-perlitico, con número de tamaño de grano ASTM 7 (31 µm), el cual clasifica como un acero de grano fino, recomendado para recipiente a presión, que funcionan a bajas temperaturas.

• Conclusiones: Los resultados de la caracterización química, microestructural y de propiedades mecánicas, permiten afirmar que el acero de la plancha suministrada, puede ser utilizada para la construcción del recipiente a presión de amoniaco.

• Palabras clave: Recipiente a presión; Amoniaco anhídrido; propiedades mecánicas.