Brida de cuello de soldadura de acero inoxidable ASTM A182 F5 para centrales eléctricas petroquímicas

¿Qué es una brida con cuello soldado ASTM A182 F5?

La brida con cuello soldado ASTM A182 F5 es un componente de tubería forjado hecho de una aleación martensítica de acero al cromo-molibdeno designada UNS K41545. No es un acero inoxidable austenítico: el grado contiene 4,0-6,0 % de cromo y 0,44-0,65 % de molibdeno, lo que proporciona una buena resistencia a altas-temperaturas y una resistencia moderada a la corrosión en vapor, hidrocarburos y servicios ligeramente corrosivos. El largo cubo cónico del diseño del cuello soldado está soldado a tope-a la tubería, lo que proporciona una junta fuerte y hermética-que se prefiere para sistemas de tuberías de alta presión y alta temperatura en plantas petroquímicas y centrales eléctricas.

Requisitos químicos según ASTM A182

La siguiente tabla proporciona los requisitos químicos para el grado F5 según lo especificado en ASTM A182. Los valores son porcentajes máximos a menos que se muestre un rango.

Calificación	UNS	C	Minnesota	P	S	Si	Ni	cr	Mes
F5	K41545	0.15	0.30-0.60	0.030	0.030	0.50	0.50	4.0-6.0	0.44-0.65

Requisitos de tracción y dureza

Las propiedades mínimas de tracción a temperatura ambiente- y el rango de dureza para piezas forjadas F5 se especifican en ASTM A182 de la siguiente manera.

Propiedad	Requisito
Resistencia a la tracción mín.	70 ksi [485 MPa]
Límite elástico mín.	40 ksi [275 MPa]
Elongación en 2 pulgadas o 4D min	20%
Reducción de área min	35%
Dureza Brinell HBW	143-217

Tratamiento térmico

Las bridas F5 se forjan integralmente y luego se tratan térmicamente mediante recocido o normalizado y revenido. La austenitización se lleva a cabo a una temperatura mínima de 1650 F [900 C], seguida de un enfriamiento en horno para el recocido, o un templado a un mínimo de 1150 F [620 C] para la ruta de normalización-y-templado. La transición del cubo-a-la brida se mecaniza con una conicidad de 1:3 para que la tensión se distribuya uniformemente cuando la junta se suelda al sistema de tuberías.

Reparación de soldadura

Cuando se permite la soldadura de reparación, se utilizan electrodos de bajo-hidrógeno del tipo E80XX-B6, donde XX puede ser 15, 16 o 18. La temperatura recomendada de precalentamiento y entre pasadas es 400-700 F [205-370 C], y el tratamiento térmico posterior a la soldadura se lleva a cabo a una temperatura mínima de 1250 F [675 C] para restaurar las propiedades mecánicas requeridas y templar la zona de soldadura.

Dimensiones, clases de presión y acabado superficial

Las bridas con cuello soldado F5 se fabrican según ASME B16.5 en clases de presión de 150 a 2500 para tamaños nominales de tubería de hasta 24 pulgadas y según ASME B16.47 para diámetros más grandes. Los tipos de revestimiento más comunes son la cara elevada y la junta tipo anillo-. La protección de superficie estándar incluye revestimiento de aceite antioxidante o chorro de arena hasta grado Sa2.5. Cada brida normalmente se suministra con un certificado de prueba de material según EN 10204 3.1 junto con documentación de dureza e impacto, por ejemplo, valores de muesca Charpy V-de 27 J como mínimo a -20 C cuando lo especifique el comprador.

Aplicaciones típicas

Las bridas F5 se utilizan en tuberías de refinerías y petroquímicas, sistemas de vapor y calderas, boquillas de intercambiadores de calor y tuberías generales de presión de alta-temperatura, donde el cromo y el molibdeno moderados ofrecen una resistencia rentable-efectiva a la degradación a alta-temperatura y al ataque de hidrógeno.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Es F5 un acero inoxidable?

A1: No. F5 es un acero de aleación martensítico de cromo-molibdeno, UNS K41545, cubierto por ASTM A182. Es tratable-con calor y se utiliza para servicios de alta-temperatura donde los aceros inoxidables austeníticos serían innecesariamente costosos.

P2: ¿Qué clases de presión están disponibles para las bridas con cuello soldado F5?

R2: Las bridas están disponibles en clases de presión ASME B16.5 de 150 a 2500 para tamaños de hasta 24 pulgadas y en ASME B16.47 para diámetros más grandes.

P3: ¿Por qué se prefiere el diseño de cuello soldado para servicios de alta-presión?

R3: El cubo cónico permite una soldadura a tope de penetración total y distribuye la tensión suavemente desde el anillo de la brida hasta la tubería, brindando una conexión hermética-que resiste la fatiga en servicios cíclicos de alta-presión.

P4: ¿Qué metal de aportación y precalentamiento se requieren para soldar F5?

A4: Se utilizan electrodos de bajo-hidrógeno del tipo E80XX-B6, con temperatura de precalentamiento e interpasada de 205-370 C y tratamiento térmico post-soldadura a un mínimo de 675 C.

P5: ¿Qué tratamiento térmico se aplica a las piezas forjadas F5?

A5: El material es recocido o normalizado y revenido, con austenitizado a un mínimo de 900 C y revenido a un mínimo de 620 C.

P6: ¿Qué documentación se suministra normalmente con las bridas F5?

A6: Certificados de pruebas de materiales según EN 10204 3.1, resultados de pruebas de dureza en el rango 143-217 HBW y, cuando se especifique, datos de pruebas de impacto como Charpy V-notch 27 J mínimo a -20 C.