Descripción general
13CrMo4-5 es unacero de baja-aleación-resistente al calordiseñado específicamente para servicio de alta-temperatura. Los "13", "Cr" y "Mo" de su nombre indican su composición química aproximada: aproximadamente0,13% carbono, Cromo, yMolibdeno. Es un material ampliamente utilizado en las industrias de generación de energía, petroquímica y fabricación de calderas debido a su excelente combinación de resistencia, soldabilidad y resistencia a la oxidación y la fluencia a temperaturas elevadas.
1. Composición química
La composición está estrictamente controlada por estándares internacionales (como EN 10216-2). Un rango típico es:
| Elemento | Composición (%) |
|---|---|
| Carbono (C) | 0.08 - 0.18 |
| Silicio (Si) | Menor o igual a 0,35 |
| Manganeso (Mn) | 0.40 - 1.00 |
| Fósforo (P) | Menor o igual a 0,025 |
| Azufre (S) | Menor o igual a 0,010 |
| Cromo (Cr) | 0.70 - 1.15 |
| Molibdeno (Mo) | 0.40 - 0.60 |
¿Por qué estos elementos?
Cromo (Cr):Mejora la resistencia a la oxidación (incrustaciones) y la corrosión, especialmente del vapor.
Molibdeno (Mo):Aumenta significativamente la resistencia a altas temperaturas y mejora la resistencia aarrastrarse(la deformación lenta y permanente bajo tensión constante a altas temperaturas).
2. Propiedades mecánicas
Las propiedades están garantizadas para tuberías suministradas en estado normalizado (+N) o normalizado y revenido (+NT).
| Propiedad | Valor (a temperatura ambiente) |
|---|---|
| Límite elástico (Rp0,2) | Mín.. 280 MPa / 40 600 psi |
| Resistencia a la tracción (Rm) | 440 - 590 MPa / 63,800 - 85,600 psi |
| Elongación (A) | Mínimo. 22% |
Propiedad clave-de temperatura alta: resistencia a la fluencia
Esta es la propiedad más crítica para las tuberías de calderas.. 13CrMo4-5 conserva una buena resistencia durante largos períodos a temperaturas típicamente de hasta550-580 grados (1022-1076 grados F). A menudo se considera que su temperatura de servicio máxima permitida es de aproximadamente560 grados (1040 grados F).
3. Aplicaciones principales
Las tuberías 13CrMo4-5 se utilizan en sistemas de presión donde los componentes están expuestos a altas temperaturas y presiones. Las aplicaciones comunes incluyen:
Sobrecalentadores y Recalentadores:Tubos que transportan vapor a las más altas temperaturas y presiones en una caldera.
Cabezales de vapor y líneas principales de vapor:Tuberías de gran-diámetro que recogen y transportan vapor desde la caldera hasta la turbina.
Intercambiadores de calor y recipientes a presiónen la industria petroquímica.
Tuberías de alta-temperaturaen centrales eléctricas y procesos industriales.
4. Estándares relevantes y grados equivalentes
13CrMo4-5 es principalmente un material estándar europeo (EN), pero tiene equivalentes directos en otros estándares importantes.
| Estándar | Grado equivalente | Grado similar/comparable |
|---|---|---|
| EN 10216-2 | 13CrMo4-5 | - |
| ASTM/ASME | A335 P12 | El equivalente más cercano, aunque la composición difiere ligeramente. |
| ESTRUENDO | 13CrMo4-4 | El predecesor, muy similar. |
| ISO 9327-2 | 12CrMo4-5 | Esencialmente lo mismo. |
| GOST | 12KhMF | Un grado ruso similar. |
Nota:Si bien estos grados son similares, no siempre son intercambiables. La selección de materiales debe basarse en el código que rige el proyecto específico y los requisitos de diseño.
5. Fabricación y Soldadura
Soldabilidad:Generalmente se considera que 13CrMo4-5 tienebuena soldabilidad.
Precalentamiento:El precalentamiento esrequeridoantes de soldar. Un rango típico es150-250 grados (302-482 grados F), dependiendo del espesor de la pared.
Post-Tratamiento térmico de soldadura (PWHT): Obligatorio. Después de la soldadura, es necesario un tratamiento térmico de alivio de tensiones para restaurar la microestructura, reducir las tensiones residuales y mantener la resistencia a la fluencia del material. Esto generalmente se realiza a temperaturas entre580-680 grados (1076-1256 grados F).
Metal de aportación:La soldadura debe realizarse con metales de aportación compatibles o iguales, como ER80S-B2 o E8018-B2 según los estándares de AWS.
6. Ventajas y limitaciones
Ventajas:
Excelente resistencia a la fluencia y durabilidad-a largo plazo a altas temperaturas.
Buena resistencia a la oxidación y a la incrustación.
Buena soldabilidad con procedimientos adecuados.
Buena tenacidad y ductilidad.
Limitaciones:
No es de acero inoxidable:Tiene una resistencia limitada a la corrosión en ambientes agresivos (p. ej., cloruros, condiciones ácidas).
Tiene un techo de temperatura máxima (~560 grados) más allá del cual se requieren aleaciones de mayor-grado (como 10CrMo9-10 o P91).
Requiere un control estricto de los procedimientos de soldadura y tratamiento térmico.
Resumen
13CrMo4-5es un caballo de batallaacero de baja-aleaciónpara aplicaciones de alta-temperatura y alta-presión, especialmente en calderas y plantas de energía. Su composición equilibrada de cromo y molibdeno proporciona una relación óptima entre costo-y-rendimiento para servicios de hasta aproximadamente 560 grados, lo que lo convierte en un material confiable y ampliamente especificado para componentes críticos-que transportan vapor.
Descargo de responsabilidad:La información proporcionada aquí es para referencia general y fines educativos. Para el diseño, la adquisición o la fabricación, consulte siempre las normas de materiales pertinentes-actualizadas-(EN 10216-2, ASME BPVC, etc.) y el asesoramiento de ingenieros de materiales calificados.
