Procedimiento para la fabricación de un componente resistente a la corrosión y a la erosión,

que comprende las etapas de: proporcionar un núcleo que tiene una forma predeterminada; depositar por pulverización un primer material sobre por lo menos una parte del núcleo; encerrar por lo menos parcialmente el núcleo y el primer material dentro de una cápsula; introducir una cantidad de un segundo material en forma de polvo en el interior de la cápsula, en el que el segundo material es menos resistente a la corrosión y/o resistente al desgaste que el primer material; prensar isostáticamente en caliente el primer material durante un tiempo en el intervalo de dos horas a seis horas a una temperatura en el intervalo de 816 ºC a 1371 ºC (1500 ºF a 2500 ºF) y a una presión de 3,45 x 10 4 kPa a 3,102 x 10 5 kPa (5000 psi a 45.000 psi), de manera que el primer material se una metalúrgicamente al segundo material; y eliminar el núcleo y la cápsula para dar un componente fabricado que presenta una cavidad hueca con una superficie interior formada por el primer material

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere en general al procesamiento de materiales y, en particular, a la fabricación de componentes resistentes a la corrosión y a la erosión para su uso en aplicaciones industriales.

Históricamente se han utilizado las aleaciones de acero en innumerables aplicaciones industriales. Y a pesar del reciente desarrollo y comercialización generalizados de los llamados materiales "de alto rendimiento" (por ejemplo, aleaciones, cerámicas y compuestos), las aleaciones de acero todavía se utilizan activamente en muchas de estas aplicaciones. Es posible que esto pueda atribuirse a su combinación relativamente única de alta resistencia y bajo coste.

El uso de aleaciones de acero en algunos tipos de aplicaciones industriales, sin embargo, está contraindicado. Entre dichas aplicaciones se encuentran ciertas refinerías de petróleo marinas en el cuales se utilizan tubos y tuberías para llevar y transportar petróleo. La reactividad de los componentes del petróleo (por ejemplo, sulfuro de hidrógeno) provoca la corrosión de las superficies interiores de las tuberías/tubos de acero en un espacio de tiempo inaceptablemente corto, que puede incuso ser menor por el flujo turbulento del petróleo y debido a la abrasión y/o la erosión provocada por partículas en suspensión en el aceite.

Una solución para los problemas que se dan al utilizar aleaciones de acero en aplicaciones de transporte de fluidos es utilizar en su lugar componentes que contengan altas concentraciones de níquel, cromo y cobalto en dichas aplicaciones. El problema es que, a pesar de que esos componentes presentan una mayor resistencia a la corrosión y a la erosión, el coste de fabricación de dichas aleaciones hace que su uso a tal escala sea prohibitivo.

En la técnica anterior se ha experimentado con una solución de compromiso que consiste en recubrir zonas de tubos y tuberías de acero con materiales resistentes a la corrosión con el fin de tener resistencia a la corrosión. Sin embargo, se ha demostrado que resulta difícil hacerlo de manera económica y que a su vez se garantice que el producto resultante no sólo presente una mayor resistencia a la corrosión, sino que también sea resistente y de una configuración precisa.

EP-A-0106424 describe un cuerpo de válvula particularmente adaptado para utilizarse con fluidos altamente corrosivos y un procedimiento para producirlo. En las paredes de los conductos interiores del cuerpo de la válvula queda encerrado un revestimiento de un metal en polvo, más resistente a la corrosión, en el interior de un espacio definido por las paredes del conducto y un casquillo o casquillos interiores insertados dentro de cada conducto separados un espacio de su pared. El polvo se introduce en este espacio, el conjunto se evacúa a una presión sub-atmosférica y el conjunto del cuerpo de la válvula y el revestimiento de metal en polvo encerrado se calienta y se prensa isostáticamente en caliente.

EP-A-0030055 describe un procedimiento para producir un objeto que consiste en aplicar a un material en polvo un elemento central y aplicar otra capa de polvo por pulverización térmica y después someterlo a prensado isostático en caliente.

Existe, por lo tanto, la necesidad de una técnica para fabricar un componente resistente a la corrosión a partir de un material resistente y de bajo coste, pero que sea un material susceptible a la corrosión tal como el acero recubriendo el acero con uno o más materiales resistentes a la corrosión y/o a la erosión comparativamente más costosos para aumentar la resistencia a la corrosión y/o a la erosión del acero de una manera económica sin obstaculizar su resistencia natural y que, a su vez, pueda controlarse la forma del componente resultante.

Descripción de la invención

De acuerdo con un aspecto de la presente invención se dispone un procedimiento tal como se especifica en la reivindicación 1.

La presente invención dispone componentes resistentes a la corrosión y a la erosión y un procedimiento para la fabricación de dichos componentes uniendo metalúrgicamente por lo menos dos materiales diferentes. Aunque la invención se muestra y se describe principalmente en combinación con la fabricación de componentes industriales, tales como válvulas, tuberías y tubos, se entiende que, de acuerdo con la presente invención pueden fabricarse componentes de forma lineal y no lineal de casi cualquier tamaño, forma específica, y función a cualquier escala.

En un aspecto a modo de ejemplo de la presente invención, se aplica un primer material resistente a la corrosión o a la erosión sobre un núcleo o sustrato mediante una técnica de pulverización metálica apropiada. El núcleo y la capa del primer material se cubren por lo menos parcialmente por una cápsula que los rodea de manera que en el interior de la cápsula se define un espacio vacío. Este espacio se llena sustancialmente con un segundo material (por ejemplo, un polvo metálico), tras lo cual la cápsula se sella y después se procesa para provocar que el segundo material densifique y se una metalúrgicamente al primer material.

Después, el material del núcleo y la cápsula se eliminan químicamente y/o mecánicamente para dejar un componente fabricado. El componente presenta una forma y un tamaño que se aproximan al del espacio que se había definido entre la cápsula y la capa del primer material.

En un aspecto de la presente invención, las composiciones del primer y el segundo material se regulan (por ejemplo, modificando la entrada de polvo metálico al dispositivo de deposición de espray) para proporcionar un gradiente de composición, que, a su vez, sirve para difundir las tensiones que puedan generarse por las diferencias de expansión térmica del primer y el segundo material. Como que estas tensiones se difunden, un componente fabricado de acuerdo con la presente invención no sólo presenta una forma precisa y es resistente a la corrosión, sino que también es menos susceptible a grietas y, por tanto, es muy resistente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La invención se comprenderá más completamente a partir de la siguiente descripción detallada en combinación con los dibujos que se adjuntan, en los cuales:

La figura1 es un diagrama de flujo que ilustra las etapas para la fabricación de un componente resistente a la corrosión de acuerdo con la presente invención;

La figura 2 es una vista isométrica esquemática de un núcleo y una cápsula utilizados en la fabricación de un componente resistente a la corrosión de acuerdo con el proceso de la figura 1;

La figura 3 es una vista superior de una realización alternativa de un núcleo y una cápsula de acuerdo con la presente invención, y

La figura 4 es una vista superior en sección transversal de un componente resistente a la corrosión fabricado de acuerdo con la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La figura 1 muestra un diagrama de flujo 10 que ilustra las etapas de un proceso para la fabricación de un componente resistente a la corrosión y a la erosión (es decir, desgaste), de acuerdo con la presente invención.

Este proceso permite una fabricación adecuada y económica de componentes de larga duración y resistentes a la corrosión de varios tamaños y formas a medida. Los componentes fabricados comprenden como mínimo dos materiales, por lo menos uno de los cuales es resistente y económico, y por lo menos otro de los cuales es comparativamente más costoso, pero presenta una mayor resistencia a la corrosión y/o la erosión frente al otro material.

El proceso de fabricación conlleva la aplicación de uno o más primeros materiales resistentes a la corrosión sobre un núcleo o substrato de protección, y después encerrar este primer material y el núcleo para formar una cápsula circundante. Cualquier espacio definido dentro de la cápsula se llena entonces sustancialmente con un segundo material. La cápsula se sella y se procesa para provocar que el segundo material densifique y se una metalúrgicamente al primer material en las zonas de contacto entre el primer y el segundo material. Después, el núcleo y la cápsula se eliminan mediante procesos químicos y/o mecánicos para producir un componente con una forma lineal o no lineal que se aproxime a la del espacio que existía dentro de la cápsula.

En una etapa 20 del proceso... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la fabricación de un componente resistente a la corrosión y a la erosión, que comprende las etapas de: proporcionar un núcleo que tiene una forma predeterminada; depositar por pulverización un primer material sobre por lo menos una parte del núcleo; encerrar por lo menos parcialmente el núcleo y el primer material dentro de una cápsula; introducir una cantidad de un segundo material en forma de polvo en el interior de la cápsula, en el que el segundo material es menos resistente a la corrosión y/o resistente al desgaste que el primer material; prensar isostáticamente en caliente el primer material durante un tiempo en el intervalo de dos horas a seis horas a una temperatura en el intervalo de 816 ºC a 1371 ºC (1500 ºF a 2500 ºF) y a una presión de 3,45 x 104 kPa a 3,102 x 105 kPa (5000 psi a 45.000 psi), de manera que el primer material se una metalúrgicamente al segundo material; y eliminar el núcleo y la cápsula para dar un componente fabricado que presenta una cavidad hueca con una superficie interior formada por el primer material.