Tubo de caldera de acero inoxidable ASTM A249 TP 316Ti

¿Qué es ASTM A249 TP316Ti?

ASTM A249 / ASME SA249 cubre tubos soldados de calderas, sobrecalentadores, intercambiadores de calor y condensadores de acero inoxidable austenítico. TP316Ti es la versión estabilizada con titanio-de TP316: la adición de titanio, con un mínimo de 5 veces el contenido combinado de carbono más nitrógeno con un máximo de 0,70%, une el carbono en carburos estables para que el cromo no se agote en los límites de los granos durante la soldadura o el servicio a temperatura elevada-. El resultado es un tubo soldado que resiste la corrosión intergranular y no requiere recocido después de la soldadura, lo cual es una importante ventaja de fabricación e inspección para la fabricación de calderas e intercambiadores de calor. Los tamaños de tubo típicos cubiertos por la especificación varían de 6 mm a 304,8 mm de diámetro exterior y de 0,5 mm a 6 mm de espesor de pared, en acabados como recocido y decapado o recocido brillante.

Por qué es importante la estabilización del titanio

El estándar 316 tiene la misma química base que el 316L, excepto el carbono: el 316L limita el carbono a un máximo de 0,03 % para minimizar el riesgo de sensibilización. TP316Ti toma una ruta diferente: en lugar de reducir el carbono, agrega titanio, que tiene una mayor afinidad por el carbono que el cromo. El titanio forma partículas estables de TiC durante la soldadura, dejando cromo en solución sólida en la matriz. Debido a esta estabilización, TP316Ti se puede utilizar en condiciones-soldadas sin tratamiento térmico posterior-a la soldadura, incluso en temperaturas de servicio que pasan por el rango de sensibilización de 425 a 815 grados. Esto hace que TP316Ti sea particularmente adecuado para aplicaciones petroquímicas, de generación de energía, alimentarias y farmacéuticas donde los tubos soldados deben mantener su resistencia a la corrosión.

Composición química

Los límites de composición a continuación son los requeridos por ASTM A249 para TP316Ti.

Elemento	Composición (% en peso)
Carbono (C)	0,08 máx.
Silicio (Si)	0,75 máx.
Manganeso (Mn)	2.00 máximo
Fósforo (P)	0,045 máx.
Azufre (S)	0,030 máx.
Cromo (Cr)	16.0-18.0
Níquel (Ni)	10.0-14.0
Molibdeno (Mo)	2.0-3.0
Nitrógeno (N)	0,10 máx.
Titanio (Ti)	5 x (C + N) mín., 0,70 máx.

Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas mínimas a temperatura ambiente-requeridas por ASTM A249 para TP316Ti se detallan a continuación.

Propiedad	Valor
Resistencia a la tracción mínima (MPa)	515 (75 ksi)
Límite elástico mínimo (MPa)	205 (30 ksi)
Alargamiento mínimo (%)	35
Dureza máxima (HRB)	90

Los valores de alargamiento se aplican a la prueba de tubo de sección completa-y dependen del espesor de la pared; la especificación proporciona valores reducidos para tubos-de pared delgada. La presencia de molibdeno también le da al TP316Ti una mejor resistencia a la fluencia que los grados austeníticos sin molibdeno a temperaturas elevadas.

Tolerancias dimensionales según ASTM A1016/A1016M

Las tolerancias dimensionales para el diámetro exterior, distintas de las tolerancias del espesor de la pared, se rigen por ASTM A1016/A1016M. A continuación se muestran las tolerancias representativas del diámetro exterior-para tubos soldados.

Diámetro exterior (mm)	Tolerancia (mm)
Por debajo de 25,40	+/- 0.10
25,40 a 38,1	+/- 0.15
38,1 a 50,8	+/- 0.20
50,8 a 63,5	+/- 0.25
63,5 a 76,2	+/- 0.30
76,2 a 101,6	+/- 0.38
101,6 a 190,5	+ 0.38 / - 0.64
190,5 a 228,6	+ 0.38 / - 1.14

Las tolerancias del espesor de la pared se dan en el cuerpo principal de ASTM A249 y varían según el tamaño del tubo; La verificación se realiza en el tubo terminado después de todas las operaciones de conformado y tratamiento térmico.

Aplicaciones

Los tubos soldados TP316Ti se especifican para tuberías de calderas y sobrecalentadores, calentadores de agua de alimentación, conjuntos de intercambiadores de calor y condensadores, y líneas de proceso en las industrias petroquímica, de generación de energía, de procesamiento de alimentos y farmacéutica. La forma soldada ofrece ventajas económicas y dimensionales sobre los tubos sin costura para tramos largos y rectos, mientras que la estabilización de titanio preserva la resistencia a la corrosión en la zona de soldadura, lo que permite que el tubo se utilice sin recocido post-soldadura. Cuando el servicio lo requiere, los tubos se suministran con el tratamiento térmico aplicable, examen no-destructivo y pruebas hidrostáticas o de aire requeridas por ASTM A249.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre 316 y 316Ti?

El grado 316 es un acero inoxidable austenítico que contiene molibdeno-; 316L es su versión baja-en carbono (0,03 % de carbono como máximo). 316Ti es la versión estabilizada con titanio-, que agrega titanio a 5 x (C + N) como mínimo hasta un 0,70 % para que el carbono se una como carburos estables. Esto le da al 316Ti resistencia a la corrosión intergranular en la condición de soldadura sin necesidad de recocido posterior a la soldadura.

¿Por qué se añade titanio al acero de los tubos de las calderas?

El titanio tiene una mayor afinidad por el carbono que el cromo, por lo que forma carburos TiC estables durante la soldadura y el servicio a alta-temperatura. Esto evita el agotamiento del cromo en los límites de los granos, lo que de otro modo causaría corrosión intergranular y falla prematura del tubo.

¿El TP316Ti soldado necesita recocido posterior-a la soldadura?

No. Debido a que la estabilización de titanio evita la precipitación de carburo de cromo, el tubo soldado conserva su resistencia a la corrosión sin recocido posterior a la soldadura. Esta es una de las razones principales por las que TP316Ti se especifica para tubos soldados de calderas e intercambiadores de calor.

¿Qué norma cubre las tolerancias dimensionales?

ASTM A1016/A1016M, la especificación general para tubos de calderas y sobrecalentadores de acero ferrítico, austenítico y de aleación dúplex, cubre las tolerancias dimensionales a las que hace referencia ASTM A249.

¿Qué tamaños están disponibles para el tubo soldado TP316Ti?

Los rangos de suministro típicos son de 6 mm a 304,8 mm de diámetro exterior con espesor de pared de 0,5 mm a 6 mm, en acabados recocido y decapado o recocido brillante. El rango exacto depende de la capacidad del molino y de los requisitos de ASTM A249.

¿El A249 es para tubos soldados o sin costura?

ASTM A249 cubre tubos soldados de calderas, sobrecalentadores, intercambiadores de calor y condensadores de acero austenítico. La contraparte sin costura para el mismo servicio está cubierta por ASTM A213, donde el grado estabilizado con titanio-también se denomina TP316Ti.