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Una descripción general de los grados de tuberías de acero inoxidable y sus propiedades
Los aceros inoxidables son muy valorados por su versatilidad y durabilidad en numerosas aplicaciones.. Hay varios grados de acero inoxidable., cada uno optimizado para escenarios de uso específicos en sectores que incluyen el industrial, Marina, construcción, y transporte. La siguiente tabla proporciona una descripción general de algunas opciones comunes.:
| Grupo de aleación | UNOS No. | Comúnmente conocido como |
|---|---|---|
| austenítico | S30100, S30400, S30403, S31600, S31603, S32100, S31000, S30815, N08904, S31254 | 301, 304, 304L, 316, 316L, 321, 310, 253MAMÁ, 904L, 254SMO o “6Mes” |
| Aquí para comprender las ventajas de la tubería de acero aleado 1. Protección ambiental | S40900, S41003, S43000, S43932, S44400 | 409, 3CR12 o 1.4003, 430, 439, 444 |
| martensítico | S41000, S42000, S43100, S44004 | 410, 420, 431, 440C |
| Duplex | S32101, S32304, S32205, S32750, S32520 | 2101, 2304, 2205, 2507, UR2507Cu |
| Endurecimiento por precipitación | S17400, S17700, S15500 | 17-4PH o 630, 17-7PH o 631, 15-5P5i |
Al seleccionar una tubería de acero inoxidable para una aplicación particular, El primer paso es determinar qué propiedades fundamentales deben priorizarse.. Estos se pueden dividir en cinco grupos.: austenítico, dúplex, ferrítico, martensítico, y endurecimiento por precipitación.
A continuación se ofrece una breve descripción general de cómo se pueden seleccionar diferentes grupos y grados de aleaciones en función de requisitos específicos.:
- Corrosión resistencia: La selección depende del entorno.. Se requiere más discusión para una selección precisa.
- Resistencia al calor: Grados austeníticos, particularmente aquellos con alto contenido de cromo, a menudo también con alto contenido de silicio, elementos de nitrógeno y tierras raras (p.ej., grados 310 y 253MA), normalmente son seleccionados. Los ferríticos estabilizados se utilizan en condiciones menos extremas.. Los grados ferríticos con alto contenido de cromo tienen una alta resistencia a la oxidación (p.ej., 446), pero tienen menor resistencia al calor.
- criogénico (baja temperatura) resistencia: Los grados austeníticos tienen una excelente tenacidad a temperaturas muy bajas.. Ningún otro acero inoxidable es adecuado a temperaturas muy bajas..
- Respuesta magnética: Los grados austeníticos tienen baja permeabilidad magnética.; grados más altos de níquel (p.ej., 316 o 310) Es más probable que no sean magnéticos si se trabajan en frío..
- Alta resistencia: Generalmente se eligen grados martensíticos y de endurecimiento por precipitación.. Los grados dúplex también pueden ser útiles. Los grados austeníticos trabajados en frío también tienen alta resistencia..
Selección de tuberías de acero inoxidable para resistencia a la corrosión
Elegir el grado más rentable para un entorno corrosivo específico puede ser una tarea compleja. Una buena estrategia suele implicar considerar lo que se ha utilizado antes en entornos similares., la vida útil de esos materiales, y sus patrones de corrosión.
Resistencia a la corrosión general
Para entornos como ácidos fuertes donde la corrosión general uniforme es la principal preocupación, Hay tablas publicadas de grados recomendados y curvas de isocorrosión que proporcionan las tasas de corrosión esperadas.. sin embargo, entornos aparentemente similares pueden tener diferencias menores que afectan significativamente las tasas de corrosión. Por ejemplo, incluso trazas de cloruro pueden ser dañinas.
Corrosión local
Los aceros inoxidables a menudo se corroen debido a la corrosión local., principalmente a través de mecanismos de corrosión por picaduras y grietas., que están controlados en gran medida por la presencia de cloruros en el medio ambiente, exacerbado por la temperatura elevada. La resistencia de un grado específico de tubería de acero inoxidable a la corrosión por picaduras y grietas se indica mediante su número equivalente de resistencia a las picaduras. (PRE), que se puede calcular de la siguiente manera:
PRE = %Cr + 3.3 %Mo + 16 %N
aquí, %Cr representa el porcentaje de cromo, %Mo el porcentaje de molibdeno, y %N el porcentaje de nitrógeno en la aleación. Los valores PRE más altos indican una mayor resistencia a la corrosión por picaduras y grietas.
“súper austenítico” grados (p.ej., N08904 y S31254) con hasta 6%Mo y “súper dúplex” grados (p.ej., S32750 y S32520) con muy alto contenido de cromo, molibdeno, y las adiciones de nitrógeno pueden resistir ambientes más severos que contienen cloruro hasta cerca del punto de ebullición..
“tinción de té” es una forma específica de corrosión localizada que se encuentra en artículos de tuberías de acero inoxidable expuestos a ambientes atmosféricos agresivos., como la exposición marina. selección de grado, calidad de acabado, método de fabricación, instalación, y el mantenimiento juegan un papel importante en la mitigación de este problema..
Corrosión bajo tensión (CCS)
Grados austeníticos comunes como 304 y 316 son propensos a agrietarse por corrosión bajo tensión (CCS), especialmente en ambientes con cloruro a temperaturas superiores 60 grados Celsius bajo tensión de tracción. Los grados ferríticos son casi inmunes a esta forma de ataque., y los grados dúplex son altamente resistentes. Si el SCC es un problema potencial, un grado ferrítico o dúplex podría ser una elección prudente.
Selección de tuberías de acero inoxidable para propiedades físicas y mecánicas
La selección de tuberías de acero inoxidable a menudo implica considerar la resistencia a la corrosión deseada y las propiedades físicas y mecánicas del metal.. Grados martensíticos de alta resistencia (p.ej., 431) y grados de endurecimiento por precipitación (p.ej., 630/17-4P5i) A menudo se eligen para aplicaciones como ejes y husillos de válvulas..
Un grado dúplex de alta resistencia como 2205 podría resolver un problema de corrosión y al mismo tiempo contribuir a la rentabilidad debido a su alta resistencia.. Un grado ferrítico como el 3CR12 podría proporcionar una resistencia adecuada a la corrosión para aplicaciones no decorativas y ofrecer la ventaja de una menor distorsión por cambios de temperatura debido a su bajo coeficiente de expansión térmica., similar al del acero dulce y 2/3 el de los grados austeníticos como 304.
Recuerde que la selección siempre debe considerar las propiedades mecánicas y físicas lo más temprano posible en el proceso..
Al seleccionar grados para resistencia a la corrosión, Es importante considerar también cómo se puede fabricar el producto.. Esta consideración influye mucho en la economía del producto.. A continuación se muestra una comparación de algunos grados comunes y sus características de fabricación relativas.. Las comparaciones son arbitrarias. 1 a 10 escamas, con 10 indicando una excelente fabricación mediante el método particular.
| Grado | maquinabilidad | Soldabilidad | Formabilidad |
|---|---|---|---|
| 303 | 10 | 2 | 5 |
| 304 | 5 | 8 | 8 |
| 316 | 5 | 8 | 7 |
| 3CR12 | 6 | 8 | 7 |
| 431 | 6 | 5 | 5 |
| 630/17-4P5i | 5 | 7 | 5 |
Es importante tener en cuenta que puede haber un equilibrio entre las propiedades deseables. Por ejemplo, grado 303 tiene una excelente maquinabilidad. sin embargo, el alto contenido de azufre, lo que aumenta la velocidad de corte tan dramáticamente, También reduce sustancialmente la soldabilidad del grado., conformabilidad, y resistencia a la corrosión. El PRE calculado para este grado no tiene en cuenta el efecto negativo del azufre., lo que lo hace inadecuado para su uso en ambientes marinos u otros ambientes con cloruro.
Selección de tubos de acero inoxidable por costo
El costo puede verse como el precio de compra obvio de $/kg o $/metro.. sin embargo, Este enfoque puede proporcionar una visión distorsionada a corto plazo.. Un enfoque más realista es el "costo total de propiedad". (costo total de propiedad) o “Costo del ciclo de vida” (LCC) ver. Esto evalúa el costo para el propietario del activo durante la vida útil requerida del artículo.. Tiene en cuenta los costos continuos de mantenimiento o reemplazo., potencialmente conduciendo a un costo total de propiedad más bajo a pesar de un precio de compra inicial más alto.
Por ejemplo, la elección del grado de tubería de acero inoxidable 301 para vagones suburbanos garantiza que el vehículo básico sobrevivirá sin oxidación estructural durante la vida útil requerida, medido en décadas. Los paneles de acero inoxidable se podrán limpiar., no requerirá pintura, y los miembros estructurales no necesitarán costosas inspecciones periódicas para validar la integridad..
Otra consideración es la elección entre productos estándar y especiales.. Los productos estándar disponibles en los estantes de los distribuidores generalmente tendrán un costo menor que los productos que deben fabricarse especialmente.. Diseño basado en estándar. valores Los artículos generalmente pagan dividendos.. Una excepción a esto es si la cantidad requerida es grande y el requisito se ha planificado con bastante anticipación; en este caso, un producto especial puede tener un costo menor y también reducir los costos de fabricación..
Conclusión
Antes de seleccionar un grado de acero inoxidable, Considere no sólo las propiedades requeridas, como la resistencia a la corrosión., sino también las propiedades secundarias como las propiedades físicas y mecánicas., y la facilidad de fabricación. La elección correcta se verá recompensada no sólo por mucho tiempo., vida sin problemas, sino también por una fabricación e instalación rentables.
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Las aleaciones de acero inoxidable de grado dúplex tienen propiedades ferríticas/austeníticas., dando a estos materiales una resistencia superior y una excelente resistencia a la oxidación. Si bien la familia de grado dúplex incluye una amplia gama de formulaciones específicas, dúplex S31803 (2205) y súper dúplex S32750 (2507) El acero inoxidable son dos de los más comunes.. Estos productos de acero inoxidable son extremadamente versátiles., con muchas aplicaciones en el sector del petróleo y el gas., Petroquímica, e industrias de procesamiento químico.
S31803 es el Sistema de Numeración Unificado (EE.UU.) designación del acero inoxidable dúplex original. El sistema SNU fue creado por varios grupos comerciales que trabajaron juntos en la década de 1970., para reducir la confusión de que la misma aleación se llame cosas diferentes o viceversa. Cada metal está indicado por una letra seguida de cinco números., donde la letra indica la familia de metales, es decir. S para aceros inoxidables.
Aleación 347 El acero inoxidable pertenece a la familia de los aceros inoxidables austeníticos y es conocido por su excepcional estabilidad debido a la presencia de elementos estabilizadores. Esta aleación es altamente soldable, y en la mayoría de los casos, El recocido no es necesario después de la soldadura a menos que se desee aliviar la tensión. La notable resistencia a la oxidación y a la corrosión exhibida por 347 El acero inoxidable lo convierte en una opción confiable para diversas aplicaciones. Su alta resistencia a la fluencia le permite funcionar de manera óptima a temperaturas de hasta 1600 ° F.
