SUS316H Conocimiento de alto-carbono

SUS316H es una variante con alto contenido de carbono-de SUS316, con un contenido de carbono que oscila entre el 0,04 % y el 0,10 % para mejorar la resistencia a altas-temperaturas y la resistencia a la fluencia. Conserva la excelente resistencia a la corrosión por cloruros del SUS316 y, al mismo tiempo, está optimizado para un servicio a largo plazo-en ambientes corrosivos y de alta-temperatura, lo que lo hace ideal para equipos petroquímicos y de generación de energía.

Composición química (clave, % JIS G4305): C0,04–0,10; Cr16,0–18,0; Ni10,0–14,0; Mo2,0–3,0; Mn Menor o igual a 2,0

Propiedades mecánicas (recocido): Resistencia a la tracción mayor o igual a 515 MPa; Límite elástico Mayor o igual a 205MPa; Alargamiento Mayor o igual al 40%; Dureza menor o igual a 217HB

Ventajas de rendimiento: Resistencia superior a la fluencia a altas temperaturas-en comparación con SUS316; excelente resistencia a la corrosión por cloruros; adecuado para servicio continuo a 800–900 grados; buena estabilidad térmica.

Aplicaciones: tubos de reactores petroquímicos, tubos de sobrecalentadores de calderas, intercambiadores de calor de alta-temperatura, oleoductos de plataformas petrolíferas marinas.

Grados equivalentes: ASTM 316H, EN 1.4406, DIN X6CrNiMo17-12-2

Comparación con SUS316: SUS316H tiene mayor contenido de carbono y mejor resistencia a altas-temperaturas, pero es propenso a la corrosión intergranular después de la soldadura; SUS316 es más adecuado para aplicaciones no-soldadas de baja-temperatura.

Preguntas frecuentes

¿Cómo mejora el alto contenido de carbono el rendimiento a altas temperaturas-de SUS316H?

El alto contenido de carbono (0,04–0,10 %) del SUS316H mejora su resistencia a altas-temperaturas y a la fluencia al promover la formación de carburos de cromo finos en los límites de los granos. A altas temperaturas (por encima de 600 grados), estos carburos actúan como barreras para restringir el movimiento de los límites de los granos, reduciendo la deformación por fluencia del acero bajo tensión-a largo plazo. Para el estándar SUS316, el menor contenido de carbono da como resultado menos carburos, por lo que sus límites de grano se deslizan más fácilmente a altas temperaturas, lo que provoca una falla por fluencia más rápida. El mayor contenido de carbono de SUS316H garantiza la formación de una cantidad suficiente de carburos distribuidos uniformemente, lo que mejora significativamente su estabilidad estructural a 800-900 grados. Esta ventaja lo convierte en el material preferido para los tubos de reactores petroquímicos y los tubos de sobrecalentadores de calderas que funcionan a alta temperatura, alta presión y condiciones corrosivas durante mucho tiempo. Además, la combinación de molibdeno y carburos también mejora su resistencia a la corrosión a altas-temperaturas en ambientes que contienen cloruro-.

 

¿Qué hace que SUS316H sea adecuado para aplicaciones de reactores petroquímicos?

SUS316H se usa ampliamente en reactores petroquímicos debido a su excelente combinación de resistencia a altas-temperaturas, resistencia a la fluencia y resistencia a la corrosión, que pueden cumplir con las duras condiciones operativas de los procesos petroquímicos. Los reactores petroquímicos suelen funcionar a altas temperaturas (600 a 800 grados) y altas presiones, y el medio suele contener sustancias corrosivas como hidrocarburos, ácidos y cloruros. El alto contenido de carbono de SUS316H proporciona una excelente resistencia a la fluencia, lo que garantiza que los tubos del reactor no se deformen bajo-esfuerzo a largo plazo. Su contenido de molibdeno de 2 a 3 % mejora su resistencia a la corrosión por picaduras inducida por cloruro-, lo que evita que el reactor tenga fugas debido a la corrosión localizada. Además, SUS316H tiene una buena estabilidad de los ciclos térmicos, que puede soportar el calentamiento y enfriamiento repetidos durante el arranque y el apagado del reactor. En comparación con otros materiales de alta-temperatura, como las aleaciones de níquel, SUS316H también tiene una importante ventaja de costos, ya que reduce el costo de inversión de los equipos petroquímicos.

 

¿Es SUS316H adecuado para aplicaciones soldadas y qué precauciones se deben tomar?

SUS316H no es ideal para aplicaciones soldadas, porque su alto contenido de carbono lo hace propenso a la corrosión intergranular en la zona afectada por el calor-después de la soldadura. Cuando se suelda SUS316H, la zona afectada por el calor-se calienta hasta el rango de sensibilización de 425 a 815 grados, lo que promueve la precipitación de carburos de cromo en los límites de los granos, agotando el cromo en las áreas circundantes y creando zonas vulnerables a la corrosión-. Para restaurar la resistencia a la corrosión de la junta soldada, se requiere un tratamiento térmico posterior a la soldadura (recocido a 1010-1120 grados y enfriamiento con agua) para disolver los carburos y restaurar la distribución uniforme del cromo. Sin embargo, para componentes soldados de gran tamaño, como los tubos de reactores, el tratamiento térmico posterior a la soldadura suele resultar poco práctico debido a limitaciones de tamaño. Por lo tanto, para aplicaciones soldadas de alta-temperatura y corrosivas, los grados estabilizados como SUS316Ti o SUS316L con bajo-carbono son opciones más adecuadas. Si se debe soldar SUS316H, se recomienda utilizar alambre de relleno SUS316L para reducir el contenido de carbono de la soldadura y minimizar el riesgo de precipitación de carburo.

¿Cómo se compara SUS316H con SUS304H en términos de rendimiento y aplicaciones?

SUS316H y SUS304H son grados de acero inoxidable con alto-carbono optimizados para aplicaciones de alta-temperatura, pero difieren significativamente en resistencia a la corrosión y alcance de aplicación debido a la presencia de molibdeno en SUS316H. SUS316H contiene entre un 2% y un 3% de molibdeno, lo que le confiere una excelente resistencia a la corrosión por cloruros, lo que lo hace adecuado para entornos corrosivos y de alta-temperatura, como reactores petroquímicos y plataformas petrolíferas marinas. SUS304H no contiene molibdeno, por lo que su resistencia a la corrosión se limita a ambientes atmosféricos generales y químicos suaves, y se utiliza principalmente en tubos de calderas de centrales eléctricas y piezas de hornos industriales. En términos de rendimiento a altas-temperaturas, ambos grados tienen una excelente resistencia a la fluencia, pero SUS316H tiene mejor resistencia a la corrosión a altas-temperaturas en ambientes que contienen azufre-y cloruro-. Además, SUS316H tiene un mayor contenido de níquel que SUS304H, lo que mejora su dureza criogénica y su estabilidad a altas temperaturas. Sin embargo, SUS316H es más caro que SUS304H, por lo que sólo se utiliza cuando los requisitos de resistencia a la corrosión son altos.

 

¿Qué tratamiento térmico se requiere para que SUS316H optimice su rendimiento?

El tratamiento térmico recomendado para SUS316H es el recocido en solución, que está diseñado para optimizar su microestructura y maximizar la resistencia a altas-temperaturas y la resistencia a la fluencia. El proceso específico consiste en calentar el acero a 1010-1120 grados, mantenerlo durante 30 a 60 minutos por cada 25 mm de espesor y luego enfriarlo rápidamente con agua. Este proceso disuelve los carburos de cromo existentes en la matriz austenítica y el enfriamiento rápido evita que los carburos vuelvan a precipitar durante el enfriamiento, lo que garantiza una microestructura uniforme y de grano fino. Después del recocido, SUS316H tiene una distribución uniforme de carburo y un excelente rendimiento a altas-temperaturas, lo que puede extender la vida útil de los componentes a altas-temperaturas. Cabe señalar que SUS316H no debe templarse a bajas temperaturas, porque el templado promoverá la precipitación de carburos en los límites de los granos, reduciendo su tenacidad y resistencia a la corrosión. Para componentes soldados SUS316H, también se requiere recocido posterior a la soldadura para eliminar la corrosión intergranular, pero este proceso solo es factible para componentes pequeños debido a limitaciones de tamaño.