Tubería súper dúplex ASTM A790 UNS S32750 para desalinización: propiedades y selección

¿Qué es la tubería súper dúplex ASTM A790 UNS S32750?

ASTM A790 es la especificación para tuberías de acero inoxidable ferrítico (dúplex) -con costura recta-austenítica (dúplex) soldada sin costura y recta para servicios corrosivos generales, que cubre tamaños desde NPS 1/8 hasta NPS 30. UNS S32750, ampliamente conocida como aleación 2507, es un grado súper dúplex con una composición nominal de 25 % de cromo, 7 % de níquel y 4 % de molibdeno más. nitrógeno, dando una microestructura de partes aproximadamente iguales de ferrita y austenita. La estructura dúplex produce una combinación que ni los grados austeníticos ni ferríticos pueden igualar: límite elástico aproximadamente el doble que el del tipo 316L junto con una resistencia muy alta a las picaduras de cloruro, la corrosión por grietas y el agrietamiento por corrosión bajo tensión.

Composición química y microestructura (ASTM A790)

Elemento	UNS S32750 (% en peso)
Carbono (C)	0,030 máx.
Silicio (Si)	0,80 máx.
Manganeso (Mn)	1,20 máximo
Fósforo (P)	0,035 máx.
Azufre (S)	0,020 máx.
Cromo (Cr)	24.0 - 26.0
Níquel (Ni)	6.0 - 8.0
Molibdeno (Mo)	3.0 - 5.0
Nitrógeno (N)	0.24 - 0.32
Cobre (Cu)	0,50 máximo

El nitrógeno es el elemento clave para el rendimiento súper dúplex: estabiliza la austenita, aumenta la resistencia a las picaduras y aumenta la resistencia. El número equivalente de resistencia a las picaduras, calculado como PREN=Cr + 3.3 x Mo + 16 x N, es aproximadamente 42 para S32750, muy por encima de los valores de 2205 dúplex (aproximadamente 35) y 316L (aproximadamente 25).

Propiedades mecánicas y condiciones de entrega

Propiedad	Requisito (ASTM A790)
Resistencia a la tracción, mín.	800 MPa (116 ksi)
Límite elástico, mín.	550 MPa (80 ksi)
Elongación, mín.	15%
Dureza, máx.	32 HRC (310 HBW)

La tubería se suministra en solución-recocida: se calienta a 1880-2060 grados F (1025-1125 grados C) y se enfría rápidamente en agua. Este tratamiento disuelve las fases secundarias y restaura la estructura equilibrada de ferrita-austenita, que es esencial para la resistencia a la corrosión. Los tubos sin costura generalmente se producen trabajando en caliente o en frío, y los tubos soldados formando tiras o placas con una soldadura longitudinal recta; Ambas formas deben satisfacer la prueba hidrostática y los requisitos de examen no destructivo de la especificación.

Por qué S32750 para el servicio de desalinización

Las plantas desalinizadoras mueven grandes volúmenes de agua de mar caliente, oxigenada y rica en cloruro-, una combinación que ataca agresivamente al acero inoxidable común mediante picaduras y corrosión en grietas. El S32750 resiste estos mecanismos incluso a temperaturas elevadas, por lo que se utiliza para la entrada de agua de mar y líneas de salmuera, tuberías de evaporadores e intercambiadores de calor, tuberías de ósmosis inversa de alta-presión y componentes de bombas y válvulas. Su alta resistencia permite paredes más delgadas que las alternativas austeníticas, lo que reduce el peso y el volumen del material, y su resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión por cloruro elimina el principal modo de falla de las tuberías austeníticas en servicios de agua de mar caliente. En los sistemas de ósmosis inversa y destilación de efectos múltiples, las tuberías S32750 tienen un historial comprobado de larga vida útil con un mantenimiento mínimo; la vida útil final del diseño se rige por el espesor de la pared, la velocidad del flujo y la química específica del agua.

Fabricación, Soldadura y Tratamiento Térmico

La soldadura de S32750 requiere procedimientos controlados: bajo aporte de calor, temperatura entre pasadas limitada a aproximadamente 300 grados F (150 grados C) y metal de aporte de composición súper dúplex correspondiente, generalmente un tipo 25Cr-9Ni-4Mo-N. La zona de soldadura debe protegerse con gas inerte, incluido un gas de respaldo que contenga nitrógeno-en la raíz, para preservar el equilibrio de austenita-ferrita. Después de la soldadura, se debe verificar el equilibrio de fases de la zona afectada por el calor y se requiere recocido y enfriamiento completo de la solución si el servicio exige el máximo rendimiento contra la corrosión. Debido a que los aceros dúplex son propensos a la fragilización en fase sigma si se enfrían lentamente, cualquier conformado en caliente o tratamiento térmico debe ir seguido de un enfriamiento rápido con agua.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre UNS S32750 y UNS S32760 (F55)?

Ambos son grados súper dúplex con resistencia similar. S32760 agrega deliberadamente cobre (0,5-1,0%) y tungsteno (0,5-1,0%) y utiliza ligeramente menos molibdeno (3-4%), lo que mejora la resistencia en entornos ácidos y ricos en cloruros muy agresivos. S32750 tiene una resistencia a la tracción especificada ligeramente mayor; A menudo se prefiere el S32760 para las tareas químicas y marinas más exigentes.

¿Por qué al S32750 se le llama acero inoxidable súper dúplex?

El término súper dúplex se refiere a un número equivalente de resistencia a las picaduras superior a 40. Con un PREN de aproximadamente 42, el S32750 ofrece una resistencia a las picaduras de cloruro y a la corrosión en grietas sustancialmente mejor que los grados dúplex estándar como el 2205.

¿Se pueden soldar tuberías S32750 sin tratamiento térmico posterior-a la soldadura?

Las uniones soldadas realizadas con relleno coincidente y aporte de calor controlado se pueden usar en la condición como-soldada en muchos servicios, pero la soldadura y la zona{1}}afectada por el calor deben cumplir con el equilibrio de fases y el rendimiento contra la corrosión requeridos, verificados mediante pruebas. El recocido y el enfriamiento en solución restauran las mejores propiedades.

¿Cuál es la temperatura máxima de servicio del S32750?

Los grados súper dúplex generalmente se limitan a aproximadamente 575-600 grados F (300-315 grados C) de servicio continuo porque la exposición por encima de este rango puede promover fases de fragilización. S32750 no es un grado resistente al calor; su valor es fuerza más resistencia a la corrosión a temperaturas ambiente o moderadas.

¿Está disponible el S32750 como tubo sin costura?

Sí. ASTM A790 cubre tuberías S32750 tanto sin costura como soldadas, producidas por trabajo en caliente o en frío en el caso de las sin costura, y por tira o placa conformada con una soldadura longitudinal en el caso de la tubería soldada, ambas suministradas recocidas en solución y templadas.

¿Qué normas cubren el S32750 en formas distintas a las de tubería?

Las placas, láminas y tiras están cubiertas por ASTM A240, las tuberías por A790 y A928 (soldadas, con relleno), los accesorios por A815 y las barras por A276 y A479. La designación europea correspondiente es EN 1.4410 (X2CrNiMoN25-7-4).