Tubo intercambiador de calor sin costura de aleación de níquel ASME SB163 UNS N04400: especificación, propiedades y aplicaciones

¿Qué es el tubo sin costura ASME SB163 UNS N04400?

ASME SB163, idéntica en contenido técnico a ASTM B163, es la especificación para tubos-estirados en frío sin costura de níquel y aleaciones de níquel utilizados en servicios de condensadores e intercambiadores de calor. Entre las familias de aleaciones cubiertas por la especificación, UNS N04400 es una aleación de níquel-cobre que contiene un mínimo de 63 % de níquel y 28-34 % de cobre. La aleación es conocida por su alta resistencia, buena tenacidad en un amplio rango de temperaturas y resistencia confiable al agua de mar, vapor y soluciones salinas alcalinas o neutras. Los tubos se suministran recocidos y pueden reforzarse aún más mediante trabajo en frío cuando las condiciones de diseño exigen propiedades mecánicas más altas.

Composición química (ASTM B163 / ASME SB163)

La composición especificada de UNS N04400 según B163 se muestra a continuación. El alto contenido combinado de níquel y cobre, normalmente superior al 90%, le da a la aleación su característico comportamiento a la corrosión.

Elemento	Rango especificado (% en peso)
Níquel (Ni)	63,0 minutos
Cobre (Cu)	28.0 - 34.0
Hierro (Fe)	2,5 máx.
Manganeso (Mn)	2.0 máx.
Carbono (C)	0,30 máx.
Silicio (Si)	0,50 máximo
Azufre (S)	0,024 máx.

Propiedades mecánicas y físicas (recocido)

Propiedad	Valor
Resistencia a la tracción, mín.	483 MPa (70 ksi)
Límite elástico, mín.	172 MPa (25 ksi)
Alargamiento, mínimo (50 mm)	35%
Densidad	8,80 g/cm3
rango de fusión	aproximadamente 1300 - 1350 grado
Módulo de elasticidad	179 GPa

Cobertura de tamaño, condiciones de entrega y aplicaciones

Según ASTM B163, el diámetro exterior y el espesor de la pared del tubo sin costura para servicio de condensador e intercambiador de calor se especifican. La especificación cubre tubos de 3 pulgadas (76,2 mm) de diámetro exterior y menos, con espesores de pared mínimos de 0,148 pulgadas (3,76 mm) y menos, o espesores de pared promedio de 0,165 pulgadas (4,19 mm) y menos. También se definen tamaños de convertidores de pared-de diámetro pequeño y livianos-. Los tubos normalmente se entregan recocidos; Se pueden especificar temperamentos trabajados en frío-donde se requiere mayor resistencia. UNS N04400 resiste la corrosión del agua de mar, el agrietamiento por corrosión bajo tensión por cloruro y el ataque de soluciones salinas alcalinas y neutras, y funciona bien contra ácidos reductores diluidos. Las aplicaciones típicas incluyen intercambiadores de calor y condensadores que manejan agua de mar o fluidos corrosivos, equipos de ingeniería marina como tuberías a bordo y plantas desalinizadoras, sistemas de procesamiento químico para el manejo de álcalis y ácidos, y equipos de petróleo y gas en servicios ácidos y otros exigentes.

UNS N04400 frente a UNS N05500

UNS N05500 es la versión endurecible-por precipitación de la misma familia de níquel-cobre. Las adiciones de aluminio y titanio permiten que la aleación se fortalezca mediante endurecimiento por envejecimiento hasta alcanzar una resistencia y dureza sustancialmente mayores que la UNS N04400, manteniendo al mismo tiempo una resistencia a la corrosión comparable. Cuando se elige UNS N04400 para servicio de corrosión general y facilidad de conformado, se selecciona UNS N05500 cuando el requisito de diseño que rige es alta resistencia, por ejemplo en ejes, sujetadores y componentes de bombas.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre UNS N04400 y UNS N05500?

UNS N05500 (K-500) contiene adiciones deliberadas de aluminio y titanio y está reforzado mediante tratamiento térmico por precipitación. Alcanza una resistencia y dureza significativamente mayores que UNS N04400 y al mismo tiempo ofrece una resistencia a la corrosión similar, lo que lo hace adecuado para componentes giratorios y de fijación altamente cargados.

¿El tubo UNS N04400 es adecuado para servicio de agua de mar?

Sí. La aleación se usa ampliamente en intercambiadores de calor, condensadores y tuberías marinas-enfriados con agua de mar debido a su excelente resistencia a la corrosión del agua de mar y al agrietamiento por corrosión bajo tensión por cloruro.

¿Se puede soldar el tubo sin costura UNS N04400?

Sí. La aleación se puede soldar mediante procesos TIG, MIG y de resistencia utilizando metal de aportación correspondiente. Normalmente no se requiere precalentamiento y el tratamiento térmico posterior-a la soldadura no es necesario para la mayoría de los servicios, aunque los parámetros aplicables deben confirmarse con las especificaciones de fabricación.

¿Qué rango de tamaños cubre ASME SB163?

La especificación cubre tubos sin costura con un diámetro exterior de hasta 3 pulgadas (76,2 mm) y un espesor de pared de hasta aproximadamente 0,165 pulgadas (4,19 mm) en promedio o 0,148 pulgadas (3,76 mm) como mínimo, incluidos tamaños de convertidores de pared-ligeros- de diámetro pequeño.

¿Qué normas se aplican al tubo UNS N04400?

El estándar principal es ASTM B163 / ASME SB163 para tubos sin costura de condensadores e intercambiadores de calor, respaldado por especificaciones de productos ASTM relacionadas, como B165 (tubería sin costura), B725 y B751 (tubo soldado), B730 (tubería soldada) y B829 (tubería y tubo sin costura en general).

¿A qué temperaturas se puede utilizar UNS N04400?

La aleación conserva buena tenacidad y propiedades mecánicas a temperaturas criogénicas y es adecuada para servicios a temperaturas moderadamente elevadas-. Debido a que no contiene cromo, la resistencia a la oxidación a alta temperatura es limitada, por lo que las temperaturas de servicio normalmente se mantienen moderadas y los límites de diseño deben seguir el código de tubería o recipiente a presión aplicable.