¿Qué es EN 10297 X2CrNiMo18-14-3?
X2CrNiMo18-14-3 es un grado de tubo sin costura de acero inoxidable austenítico con bajo contenido de carbono-y contenido de molibdeno, estandarizado según la familia EN 10297 para tubos mecánicos y de ingeniería. Su mayor contenido de cromo y níquel lo coloca por encima del grado estándar de molibdeno 18-8, lo que brinda una mayor resistencia a las picaduras, al ataque de grietas y al agrietamiento por corrosión bajo tensión inducido por cloruro.
El número de acero es 1.4435 y la designación UNS más cercana es S31603, el grado austenítico de molibdeno bajo-carbono. La combinación de cromo, níquel y molibdeno equilibrados y con bajo contenido de carbono hace que el grado sea particularmente estable en medios agresivos y a temperaturas moderadamente elevadas, por lo que es una opción común para tuberías de procesos higiénicos, marinos y químicos.
Composición química
| Elemento | Contenido % | Función |
|---|---|---|
| Carbón | 0,030 máx. | La baja emisión de carbono evita la sensibilización en las soldaduras |
| Silicio | 1,00 máximo | Desoxidación durante la fusión. |
| Manganeso | 2.00 máximo | Estabilidad de austenita, control de azufre. |
| Fósforo | 0,045 máx. | Elemento residual, tapado |
| Azufre | 0,015 máximo para calificaciones mejoradas | Elemento residual, tapado |
| Cromo | 17.00 a 19.00 | Formación de película pasiva |
| Níquel | 12.50 a 15.00 | Estabilidad y tenacidad de la austenita. |
| Molibdeno | 2,50 a 3,00 | Resistencia a la corrosión por picaduras y grietas |
| Nitrógeno | 0,10 máx. | Aporte de fuerza |
El mayor nivel de níquel de la variante 18-14-3 la distingue de la composición más familiar 17-12-2. El níquel adicional mejora la estabilidad de fase y reduce el riesgo de martensita inducida por deformación durante el conformado en frío o el mecanizado, lo cual es importante para tubos de pared delgada que se doblan o abocardan en servicio.
Propiedades mecánicas en estado recocido
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Resistencia a la tracción Rm | 500 a 700 MPa |
| 0,2 % de tensión de prueba Rp0,2 | 200 MPa mínimo |
| Elongación A | 40% mínimo |
| Dureza | 215 HB máximo |
| Módulo de elasticidad | 200 GPa a temperatura ambiente |
Estos valores se aplican al tubo en estado recocido y decapado en solución, que es el estado de entrega normal. El estirado en frío aumenta la tensión de prueba pero reduce el alargamiento, por lo que el tubo que se expandirá o doblará se solicita en condición de recocido blando y se forma antes de cualquier reducción adicional en frío.
Comportamiento de corrosión y comparación con X2CrNiMo17-12-2
En comparación con el grado austenítico de molibdeno estándar, la composición 18-14-3 ofrece un equivalente de mayor resistencia a las picaduras porque tanto el cromo como el molibdeno se encuentran en el extremo superior de sus rangos. En la práctica, esto significa una mayor tolerancia a los cloruros antes de que comience el picado, un mejor rendimiento en ácidos oxidantes como el ácido nítrico y una mejor resistencia al ataque intergranular después de la soldadura porque el nivel de carbono se mantiene en un 0,030% como máximo.
El molibdeno y el níquel adicionales también reducen la tendencia a la formación de la fase sigma en el rango de 450 a 850 grados Celsius en comparación con los grados super-austeníticos de mayor-aleación, pero aun así se debe evitar la exposición prolongada en esa banda para preservar la tenacidad y la resistencia a la corrosión.
Aplicaciones típicas
Tuberías de intercambiadores de calor y condensadores en desalinización y generación de energía.
Tuberías de proceso químico, reactores y equipos de almacenamiento para servicio de ácido.
Líneas de procesamiento de alimentos y productos farmacéuticos que requieren un orificio higiénico y resistente a la corrosión-
Tuberías de instrumentación marina y submarina y líneas de control hidráulico
Circuitos de blanqueo de pasta y papel donde se combinan cloruros y oxidantes.
Componentes de equipos médicos y quirúrgicos que deben seguir siendo biocompatibles y limpiables.
Fabricación, Soldadura y Control de Calidad
El grado se suelda fácilmente mediante procesos de gas inerte de tungsteno, gas inerte de metal y plasma utilizando un relleno de molibdeno con bajo contenido de carbono-. No se requiere tratamiento térmico posterior-a la soldadura para secciones delgadas, pero la soldadura y la zona afectada por el calor deben limpiarse de contaminación de óxido y hierro para que la película pasiva pueda reformarse. La temperatura entre pasadas debe mantenerse baja para limitar la precipitación de carburo y fase sigma.
El comportamiento de mecanizado es similar al grado austenítico de molibdeno estándar: las herramientas de carburo afiladas, la geometría de desprendimiento positivo y el generoso flujo de refrigerante brindan la mejor vida útil de la herramienta porque el material se endurece rápidamente. Se prefieren los cortes lentos y pesados a las pasadas ligeras y repetidas que frotan la superficie.
El control de calidad para los pedidos de exportación normalmente incluye análisis químicos por fundición, pruebas de tracción por lote, pruebas de aplanamiento o flexión en la soldadura, pruebas hidrostáticas de cada tubo para aplicaciones de presión y examen por corrientes parásitas o ultrasonido del cuerpo del tubo. El acabado de la superficie y la tolerancia dimensional se verifican con respecto a las especificaciones solicitadas, y la certificación del material sigue la norma EN 10204 con el nivel de inspección solicitado.
Preguntas frecuentes
P: ¿X2CrNiMo18-14-3 es lo mismo que 316L?
Es el equivalente europeo más cercano. El número de acero 1.4435 y UNS S31603 describen un acero inoxidable austenítico de molibdeno con bajo contenido de carbono, pero la versión 18-14-3 contiene níquel en un nivel más alto que la composición básica 17-12-2.
P: ¿Cuál es la temperatura máxima de servicio?
El servicio continuo normalmente se limita a unos 400 grados Celsius para trabajos de presión. Son posibles excursiones cortas, pero se debe evitar la banda de 450 a 850 grados Celsius para evitar la fragilización de la fase sigma.
P: ¿Qué metal de aportación se debe utilizar para soldar?
Para la mayoría de las juntas se utiliza un relleno austenítico de molibdeno bajo-carbono. Para uniones diferentes al acero al carbono, un relleno austenítico con mayor contenido de -aleación de níquel-mejora la tolerancia a la dilución.
P: ¿Por qué el contenido de níquel es mayor que el del 316L estándar?
La mayor cantidad de níquel estabiliza la estructura austenítica, mejora la tenacidad y reduce el riesgo de que se forme martensita durante el trabajo en frío, lo cual es importante para tubos de pared delgada-que están doblados o expandidos.
P: ¿El tubo necesita tratamiento térmico posterior-a la soldadura?
No. El recocido por solución después de la soldadura no es necesario para secciones delgadas y medianas porque el contenido de carbono es lo suficientemente bajo como para evitar la sensibilización. Las secciones gruesas en servicios altamente corrosivos a veces se recuecen en solución para obtener una máxima resistencia a la corrosión.
P: ¿Cómo se prueba el tubo antes del envío?
Las pruebas estándar cubren análisis químicos por fundición, propiedades de tracción por lote, inspección dimensional y pruebas hidrostáticas o no-destructivas del cuerpo del tubo, según el uso final.
