El acero inoxidable está presente en todas partes, y existen muchísimos modelos, tantos que resulta difícil distinguirlos. Hoy les compartimos un artículo para aclarar algunos puntos clave.
El acero inoxidable es la abreviatura de acero inoxidable resistente a los ácidos, al aire, vapor, agua y otros medios corrosivos débiles o acero inoxidable se conoce como acero inoxidable; y será resistente a la corrosión de medios corrosivos químicos (ácidos, álcalis, sales y otras impregnaciones químicas) el acero se llama acero resistente a los ácidos.
El acero inoxidable se refiere a la resistencia a la corrosión por aire, vapor, agua y otros medios corrosivos débiles, así como a la corrosión por ácidos, álcalis, sales y otros medios químicos corrosivos. También se conoce como acero inoxidable resistente a los ácidos. En la práctica, al acero resistente a la corrosión por medios corrosivos débiles se le suele llamar acero inoxidable, y al acero resistente a la corrosión por medios químicos se le llama acero resistente a los ácidos. Debido a las diferencias en su composición química, el primero no necesariamente es resistente a la corrosión por medios químicos, mientras que el segundo generalmente es inoxidable. La resistencia a la corrosión del acero inoxidable depende de los elementos de aleación que contiene.
Clasificación común
Según la organización metalúrgica
En general, según la clasificación metalúrgica, los aceros inoxidables comunes se dividen en tres categorías: aceros inoxidables austeníticos, aceros inoxidables ferríticos y aceros inoxidables martensíticos. A partir de la clasificación metalúrgica básica de estas tres categorías, se derivan aceros dúplex, aceros inoxidables endurecibles por precipitación y aceros de alta aleación con un contenido inferior al 50 % de hierro para necesidades y aplicaciones específicas.
1. Acero inoxidable austenítico
La matriz de la estructura cristalina cúbica centrada en las caras de la organización austenítica (fase CY) está dominada por propiedades no magnéticas, principalmente a través del trabajo en frío para fortalecerla (y puede conducir a cierto grado de magnetismo) del acero inoxidable. El Instituto Americano del Hierro y el Acero utiliza etiquetas numéricas de las series 200 y 300, como la 304.
2. Acero inoxidable ferrítico
La matriz de la estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo de la ferrita (fase α) es dominante, magnética y, por lo general, no se puede endurecer mediante tratamiento térmico, pero el trabajo en frío puede convertirla en un acero inoxidable ligeramente reforzado. El Instituto Americano del Hierro y el Acero la clasifica como 430 y 446.
3. Acero inoxidable martensítico
La matriz presenta una organización martensítica (cúbica centrada en el cuerpo o cúbica), es magnética y, mediante tratamiento térmico, puede ajustarse a las propiedades mecánicas del acero inoxidable. El Instituto Americano del Hierro y el Acero (AII) la clasifica según las figuras 410, 420 y 440. La martensita tiene una organización austenítica a altas temperaturas, la cual puede transformarse en martensita (es decir, endurecerse) al enfriarse a temperatura ambiente a una velocidad adecuada.
4. Acero inoxidable austenítico de tipo ferrita (dúplex)
La matriz presenta una organización bifásica austenítica y ferrítica, con un contenido de la fase minoritaria generalmente superior al 15%. Es magnética y puede reforzarse mediante el trabajo en frío del acero inoxidable. El acero inoxidable dúplex 329 es un ejemplo típico de acero inoxidable dúplex. En comparación con el acero inoxidable austenítico, el acero dúplex presenta una alta resistencia, así como una resistencia significativamente mejorada a la corrosión intergranular, la corrosión bajo tensión por cloruros y la corrosión por picaduras.
5. Acero inoxidable endurecido por precipitación
La matriz tiene una organización austenítica o martensítica y puede endurecerse mediante un tratamiento de endurecimiento por precipitación para convertirla en acero inoxidable endurecido. Instituto Americano del Hierro y el Acero hasta la serie 600 de etiquetas digitales, como la 630, es decir, 17-4PH.
En general, además de las aleaciones, la resistencia a la corrosión del acero inoxidable austenítico es superior; en un entorno menos corrosivo, se puede utilizar acero inoxidable ferrítico; en entornos ligeramente corrosivos, si se requiere que el material tenga alta resistencia o alta dureza, se puede utilizar acero inoxidable martensítico y acero inoxidable endurecible por precipitación.
Características y usos
Proceso de superficie
Distinción de espesor
1. Debido a que la maquinaria de la acería durante el proceso de laminación calienta los rodillos y provoca una ligera deformación, lo que resulta en una desviación en el espesor de la chapa laminada; generalmente, el espesor es mayor en el centro que en los extremos. Al medir el espesor de la chapa, según las normas vigentes, se debe medir en el centro del borde superior de la chapa.
2. La razón de la tolerancia se basa en la demanda del mercado y del cliente, y generalmente se divide en tolerancias grandes y pequeñas.
V. Requisitos de fabricación e inspección
1. Placa de tubería
① Juntas a tope de placas de tubos empalmados para inspección por rayos al 100% o UT, nivel calificado: RT: Ⅱ UT: Ⅰ nivel;
② Además del acero inoxidable, tratamiento térmico de alivio de tensiones en la placa de tubería empalmada;
③ Desviación del ancho del puente de orificios de la placa del tubo: según la fórmula para calcular el ancho del puente de orificios: B = (S - d) - D1
Ancho mínimo del puente de agujeros: B = 1/2 (S - d) + C;
2. Tratamiento térmico de la caja de tubos:
Acero al carbono, acero de baja aleación soldado con una partición de rango dividido de la caja de tuberías, así como la caja de tuberías de las aberturas laterales más de 1/3 del diámetro interior de la caja de tuberías del cilindro, en la aplicación de soldadura para tratamiento térmico de alivio de tensiones, la superficie de sellado de la brida y la partición deben procesarse después del tratamiento térmico.
3. Prueba de presión
Cuando la presión de diseño del proceso de la carcasa es menor que la presión del proceso de los tubos, para comprobar la calidad de las conexiones de los tubos y las placas del intercambiador de calor
① El programa de presión de la carcasa aumenta la presión de prueba con el programa de tuberías, de acuerdo con la prueba hidráulica, para verificar si hay fugas en las juntas de las tuberías. (Sin embargo, es necesario asegurar que la tensión de la película primaria de la carcasa durante la prueba hidráulica sea ≤0,9ReLΦ).
② Cuando el método anterior no sea apropiado, la carcasa puede someterse a una prueba hidrostática según la presión original después de pasar, y luego la carcasa para una prueba de fugas de amoníaco o una prueba de fugas de halógeno.
¿Qué tipo de acero inoxidable no se oxida fácilmente?
Existen tres factores principales que afectan la oxidación del acero inoxidable:
1. Contenido de elementos de aleación. En general, un acero con un 10,5 % de cromo no se oxida fácilmente. Cuanto mayor sea el contenido de cromo y níquel, mejor será su resistencia a la corrosión. Por ejemplo, el acero inoxidable 304, con un contenido de níquel del 85 % al 10 % y de cromo del 18 % al 20 %, generalmente no se oxida.
2. El proceso de fundición del fabricante también afectará la resistencia a la corrosión del acero inoxidable. Una buena tecnología de fundición, equipos avanzados y tecnología de punta, en una gran planta de acero inoxidable, garantizan el control de los elementos de aleación, la eliminación de impurezas y el control de la temperatura de enfriamiento de las palanquillas, lo que asegura una calidad de producto estable y confiable, con buena calidad intrínseca y que no se oxida fácilmente. Por el contrario, algunas pequeñas plantas de acero tienen equipos y tecnología obsoletos, y un proceso de fundición deficiente, donde las impurezas no se eliminan, lo que inevitablemente provoca que los productos se oxiden.
3. Entorno externo. Un ambiente seco y ventilado no favorece la oxidación, mientras que la humedad ambiental, la lluvia continua o un ambiente con acidez o alcalinidad la propician. El acero inoxidable 304 también se oxida si el entorno es deficiente.
¿Cómo eliminar las manchas de óxido del acero inoxidable?
1. Método químico
Con pasta o aerosol decapante para ayudar a que las partes oxidadas se repasiven mediante la formación de una película de óxido de cromo y así restaurar su resistencia a la corrosión, después del decapado, para eliminar todos los contaminantes y residuos ácidos, es muy importante realizar un enjuague adecuado con agua. Una vez procesada y repulida con equipo de pulido, se puede aplicar cera de pulido. Para pequeñas manchas de óxido localizadas, también se puede usar una mezcla de gasolina y aceite en proporción 1:1 con un trapo limpio para limpiar las manchas.
2. Métodos mecánicos
Limpieza mediante chorro de arena, limpieza con partículas de vidrio o cerámica, obliteración, cepillado y pulido. Los métodos mecánicos pueden eliminar la contaminación causada por materiales previamente removidos, pulidos o obliterados. Todo tipo de contaminación, especialmente las partículas de hierro extrañas, puede ser una fuente de corrosión, sobre todo en ambientes húmedos. Por lo tanto, las superficies limpiadas mecánicamente deben limpiarse formalmente en seco. El uso de métodos mecánicos solo limpia la superficie y no modifica la resistencia a la corrosión del material. Por consiguiente, se recomienda volver a pulir la superficie con un equipo de pulido y sellarla con cera de pulido después de la limpieza mecánica.
Grados y propiedades de acero inoxidable comúnmente utilizados en instrumentación
Acero inoxidable 1.304. Es uno de los aceros inoxidables austeníticos de mayor aplicación y uso, adecuado para la fabricación de piezas moldeadas mediante embutición profunda, tuberías para ácidos, contenedores, elementos estructurales, diversos tipos de cuerpos de instrumentos, etc. También se puede utilizar para fabricar equipos y piezas no magnéticos para bajas temperaturas.
Acero inoxidable 2.304L. Para solucionar la precipitación de Cr23C6 causada por el acero inoxidable 304 en ciertas condiciones, existe una grave tendencia a la corrosión intergranular y se desarrolla un acero inoxidable austenítico de carbono ultrabajo, cuyo estado sensibilizado de resistencia a la corrosión intergranular es significativamente mejor que el del acero inoxidable 304. Además de una resistencia ligeramente inferior, otras propiedades con el acero inoxidable 321, utilizado principalmente para equipos y componentes resistentes a la corrosión que no pueden soldarse mediante tratamiento térmico de solución, puede utilizarse para la fabricación de diversos tipos de cuerpos de instrumentación.
Acero inoxidable 3.304H. Rama interna de acero inoxidable 304, fracción de masa de carbono entre 0,04% y 0,10%, mejor rendimiento a altas temperaturas que el acero inoxidable 304.
Acero inoxidable 4.316. El acero 10Cr18Ni12, gracias a la adición de molibdeno, presenta una buena resistencia a medios reductores y a la corrosión por picaduras. En agua de mar y otros medios, su resistencia a la corrosión es superior a la del acero inoxidable 304, por lo que se utiliza principalmente como material resistente a la corrosión por picaduras.
Acero inoxidable 5.316L. Acero de ultrabajo contenido de carbono, con buena resistencia a la corrosión intergranular sensibilizada, adecuado para la fabricación de piezas y equipos soldados de sección transversal gruesa, como equipos petroquímicos en materiales resistentes a la corrosión.
Acero inoxidable 6.316H. Rama interna de acero inoxidable 316, fracción de masa de carbono de 0,04%-0,10%, el rendimiento a altas temperaturas es mejor que el del acero inoxidable 316.
Acero inoxidable 7.317. Su resistencia a la corrosión por picaduras y a la deformación por fluencia es superior a la del acero inoxidable 316L, y se utiliza en la fabricación de equipos resistentes a la corrosión por ácidos orgánicos y petroquímicos.
Acero inoxidable 8.321. Acero inoxidable austenítico estabilizado con titanio, que mejora la resistencia a la corrosión intergranular mediante la adición de titanio. Posee buenas propiedades mecánicas a altas temperaturas y puede sustituir al acero inoxidable austenítico de ultrabajo contenido de carbono. No se recomienda su uso en situaciones excepcionales, salvo en aplicaciones que requieran alta resistencia a la corrosión por hidrógeno o en otras situaciones especiales.
Acero inoxidable 9.347. Acero inoxidable austenítico estabilizado con niobio, al que se le añade niobio para mejorar la resistencia a la corrosión intergranular, la resistencia a la corrosión en ácidos, álcalis, sales y otros medios corrosivos con acero inoxidable 321, buen rendimiento de soldadura, puede utilizarse como material resistente a la corrosión y acero resistente al calor, utilizado principalmente en centrales térmicas y campos petroquímicos, como la producción de contenedores, tuberías, intercambiadores de calor, ejes, hornos industriales en tubos de hornos y termómetros de tubos de hornos, etc.
Acero inoxidable 10.904L. Acero inoxidable austenítico súper completo, inventado por el finlandés Otto Kemp, con una fracción de masa de níquel del 24% al 26% y una fracción de masa de carbono inferior al 0,02%, ofrece una excelente resistencia a la corrosión en ácidos no oxidantes como el sulfúrico, el acético, el fórmico y el fosfórico. Además, presenta una buena resistencia a la corrosión por hendidura y a la corrosión bajo tensión. Es apto para diversas concentraciones de ácido sulfúrico por debajo de 70 °C y posee buena resistencia a la corrosión frente al ácido acético y a mezclas de ácido fórmico y acético de cualquier concentración y temperatura bajo presión normal. La norma original ASMESB-625 lo clasifica como aleaciones a base de níquel, mientras que la nueva norma lo clasifica como acero inoxidable. En China solo se utiliza acero de grado aproximado 015Cr19Ni26Mo5Cu2; algunos fabricantes europeos de instrumentos utilizan acero inoxidable 904L como material clave. Por ejemplo, el tubo de medición del caudalímetro másico de E+H está fabricado con acero inoxidable 904L, y la caja del reloj Rolex también utiliza acero inoxidable 904L.
Acero inoxidable 11.440C. Acero inoxidable martensítico, acero inoxidable templable, acero inoxidable de máxima dureza, dureza HRC57. Se utiliza principalmente en la fabricación de boquillas, cojinetes, válvulas, carretes de válvulas, asientos de válvulas, manguitos, vástagos de válvulas, etc.
Acero inoxidable 12.17-4PH. Acero inoxidable martensítico endurecido por precipitación, con una dureza HRC44. Posee alta resistencia, dureza y resistencia a la corrosión, pero no puede utilizarse a temperaturas superiores a 300 ℃. Ofrece buena resistencia a la corrosión tanto atmosférica como a ácidos o sales diluidos, y su resistencia a la corrosión es similar a la del acero inoxidable 304 y el acero inoxidable 430. Se utiliza en la fabricación de plataformas marinas, álabes de turbinas, carretes, asientos, manguitos y vástagos de válvulas.
En la profesión de instrumentación, teniendo en cuenta la generalidad y los costos, el orden de selección convencional de acero inoxidable austenítico es 304-304L-316-316L-317-321-347-904L, de los cuales el 317 es menos común, el 321 no se recomienda, el 347 se utiliza para la corrosión a altas temperaturas, el 904L es solo el material predeterminado de algunos componentes de fabricantes individuales, y el diseño generalmente no tomará la iniciativa de seleccionar el 904L.
En la selección del diseño de instrumentación, por lo general habrá diferentes materiales de instrumentación y materiales de tubería, especialmente en condiciones de alta temperatura, debemos prestar especial atención a la selección de materiales de instrumentación para cumplir con la temperatura y presión de diseño del equipo de proceso o tubería, por ejemplo, tubería de acero al cromo-molibdeno de alta temperatura, pero si la instrumentación se elige acero inoxidable, entonces es muy probable que haya un problema, entonces debe consultar el manómetro de temperatura y presión del material correspondiente.
En la selección del diseño de instrumentos, a menudo se encuentra una variedad de sistemas, series y grados de acero inoxidable diferentes; la selección debe basarse en el medio de proceso específico, la temperatura, la presión, las partes sometidas a tensión, la corrosión, el costo y otras perspectivas.
Fecha de publicación: 11 de octubre de 2023