Descripción general
A335 P5es una tubería de acero de aleación ferrítica sin costura diseñada para servicio a alta-temperatura. Se rige por la norma ASTM A335/A335M, que es específicamente para"Tubo de acero-de aleación ferrítica sin costura para servicio de alta-temperatura".
La designación "P5" indica su composición química específica, que se basa en la familia de aleaciones con 5% de cromo (Cr) - 0.5% de molibdeno (Mo), a menudo denominada5Cr-0,5Mo.
1. Especificaciones y estándares clave
Estándar primario: ASTM A335 / A335M- Especificación estándar para tuberías de acero-de aleación ferrítica sin costura para servicio de alta-temperatura.
Calificación: P5
Formas de productos comunes:Tubería sin costura (SMLS)
Estándar de montaje relacionado:ASTM A234 WP5 (para accesorios forjados como codos, tees y tapas).
Estándar de brida relacionado:ASTM A182 F5 (para bridas de acero forjado).
2. Composición química
La composición química (en peso,%) del A335 P5 está estrictamente definida por la norma ASTM A335. El siguiente es un rango típico:
| Elemento | Composición (%) |
|---|---|
| Carbono (C) | 0,15 máx. |
| Manganeso (Mn) | 0.30 - 0.60 |
| Fósforo (P) | 0,025 máx. |
| Azufre (S) | 0,025 máx. |
| Silicio (Si) | 0,50 máximo |
| Cromo (Cr) | 4.00 - 6.00 |
| Molibdeno (Mo) | 0.45 - 0.65 |
Nota: El resto es Hierro (Fe).
Por qué es importante esta composición:
Cromo (Cr):Proporciona resistencia mejorada a la oxidación (incrustaciones) y a la corrosión a altas temperaturas en comparación con los aceros al carbono. Esto es crucial para entornos de calderas y refinerías.
Molibdeno (Mo)Mejora la resistencia a altas temperaturas y mejora la resistencia a la fluencia (deformación lenta bajo tensión constante).
3. Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas se requieren después de que la tubería se someta a un tratamiento térmico (normalización y revenido).
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Resistencia a la tracción | 415 MPa (60 ksi) mín. |
| Fuerza de producción | 205 MPa (30 ksi) mín. |
| Alargamiento | 30% mín. (en 2 pulgadas) / 20% mín. (en 50 mm) |
4. Capacidades de temperatura
El A335 P5 está diseñado paraservicio de temperatura elevada intermedia.
Temperatura máxima de servicio recomendada:Hasta aproximadamente650 grados (1200 grados F).
Ventaja sobre el acero al carbono:Conserva la fuerza y resiste la oxidación mucho mejor que las tuberías de acero al carbono ASTM A106 o A53 a temperaturas superiores a 425 grados (800 grados F), donde el acero al carbono comienza a debilitarse significativamente.
5. Aplicaciones comunes
El "Tubería de Acero para Calderas" en su nombre apunta directamente a su uso principal, pero su aplicación es más amplia:
Calderas de Generación de Energía:Se utiliza para tubos, cabezales y otras piezas de presión de sobrecalentadores y recalentadores que funcionan a altas temperaturas y presiones donde el acero al carbono ya no es suficiente.
Refinerías y Plantas Petroquímicas:Crítico para tuberías en unidades de craqueo catalítico de fluidos (FCC), hidrocrackers y otras líneas de proceso que manejan aceites calientes y gases corrosivos.
Intercambiadores de calor y calentadores:Para tubos y tuberías en hornos e intercambiadores de calor que funcionan a temperaturas elevadas.
6. Ventajas y desventajas
Ventajas:
Buena resistencia a altas-temperaturas:Superior al acero al carbono para cargas sostenidas a altas temperaturas.
Resistencia a la oxidación mejorada:El contenido de cromo proporciona una capa protectora de óxido.
Buena soldabilidad:Si bien requiere pre-calentamiento y post-tratamiento térmico de soldadura (PWHT), generalmente se considera soldable con procedimientos adecuados utilizando electrodos compatibles (por ejemplo, E502-xx, ER502).
Costo-Efectivo para su clase:Más económico que los aceros de mayor aleación como P9 (9Cr) o P91 (9Cr-1Mo-V), lo que lo convierte en una buena opción para rangos de temperatura específicos.
Desventajas:
No apto para temperaturas más altas:Superado en rendimiento por grados como P91 y P92 en plantas de energía ultracríticas modernas y de alta-eficiencia-.
Requiere tratamiento térmico:La fabricación (especialmente la soldadura) requiere un control estricto del tratamiento térmico previo{0}}y posterior-a la soldadura (PWHT) para evitar grietas y mantener las propiedades.
7. Comparación con otros grados comunes de tuberías de calderas
| Calificación | Nombre común | Composición clave | Característica clave y uso típico |
|---|---|---|---|
| A106 gr. B | Acero carbono | C-Mn | Servicio general hasta ~425 grados (800 grados F). Económico. |
| A335 P11 | 1,25Cr-0,5Mo | 1,25% Cr, 0,5% Mo | Un paso adelante desde P5 en temperatura/fuerza. Bueno para ~540 grados (1000 grados F). |
| A335 P5 | 5Cr-0,5Mo | 5% cromo, 0,5% mes | Temporal/servicio intermedio. Buena resistencia a la oxidación. |
| A335 P9 | 9Cr-1Mo | 9% Cr, 1% Mes | Mejor resistencia y resistencia a la corrosión que P5. |
| A335 P91 | 9Cr-1Mo-V | 9% Cr, 1% Mo, V, Nb | Acero moderno de alta-resistencia para plantas supercríticas (~600 grados +). |
Resumen
A335 P5es un tubo de acero de aleación de grado intermedio-bien-establecido-que llena la brecha crítica de rendimiento entre el acero al carbono y las aleaciones más avanzadas con alto-cromo. Es5% Cromo y 0,5% MolibdenoSu composición lo convierte en una opción excelente y rentable-para sistemas de tuberías de alta-temperatura encalderas y refinerías de generación de energíadonde las temperaturas exceden las capacidades del acero al carbono pero no requieren grados más caros como P91.
