Todo lo que necesitas saber: Super 13Cr
1. Introducción y descripción general
Súper 13Cr es una aleación de acero inoxidable martensítico conocida por su excepcional resistencia mecánica y resistencia moderada a la corrosión, lo que la hace ideal para entornos exigentes. Originalmente desarrollado para aplicaciones de petróleo y gas, Super 13Cr ofrece una alternativa rentable a los materiales de mayor aleación, especialmente en entornos moderadamente corrosivos donde el agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) inducido por cloruro es una preocupación.
Debido a sus propiedades mecánicas mejoradas y su resistencia a la corrosión mejorada en comparación con el acero inoxidable 13Cr convencional, Super 13Cr se usa ampliamente en industrias como petróleo y gas, procesamiento químico, pulpa y papel, marina y offshore, control de la contaminación del aire y generación de energía.
2. Productos Super 13Cr disponibles y especificaciones
Super 13Cr está disponible en una variedad de formas para satisfacer diversos requisitos de aplicación:
- Número UNS:S41426
- Nombre común: Súper 13Cr
- W.Nr.: 1.4009
- Normas ASTM/ASME:ASTM A276, A479, A182
- Formas de productos: Tubo, Tubo, Bar, Vara, Forja de existencias
3. Aplicaciones del Super 13Cr
La combinación de resistencia, dureza y resistencia a la corrosión del Super 13Cr lo hace adecuado para diversas aplicaciones:
- Petróleo y gas:Tubos, tuberías y conductos en entornos levemente corrosivos con exposición limitada a CO₂ y H₂S.
- Procesamiento químico:Equipos y sistemas de tuberías que manejan productos químicos moderadamente agresivos.
- Pulpa y papel:Componentes expuestos a entornos de procesamiento químico agresivos.
- Marina y Offshore:Componentes en el manejo de agua de mar, incluidas bombas, válvulas y otras estructuras marinas.
- Generación de energía:Los álabes y los componentes de las turbinas de vapor están expuestos a altas temperaturas y corrosión.
- Control de la contaminación del aire:Componentes expuestos a gases de combustión agresivos y ambientes ácidos.
- Procesamiento de alimentos:Equipos utilizados en entornos donde la higiene y la resistencia a la corrosión son críticas.
- Hornos residenciales de alta eficiencia:Intercambiadores de calor debido a la durabilidad del material a altas temperaturas.
4. Propiedades de resistencia a la corrosión
El Super 13Cr ofrece una mejor resistencia a la corrosión que el acero inoxidable 13Cr convencional, en particular en entornos que contienen CO₂. Sin embargo, no es adecuado para entornos con un contenido significativo de H₂S debido al riesgo de agrietamiento por tensión por sulfuro. La aleación proporciona una buena resistencia a la corrosión por picaduras y grietas en entornos que contienen cloruro y es resistente al agrietamiento por corrosión por tensión en concentraciones moderadas de cloruro.
5. Propiedades físicas y térmicas
- Densidad: 7,7 g/cm³
- Rango de fusión:1.400–1.450 °C
- Conductividad térmica: 25 W/mK a 20 °C
- Calor específico: 460 J/kg·K
- Coeficiente de expansión térmica: 10,3 x 10⁻⁶/°C (20–100 °C)
6. Composición química
La composición química típica de Super 13Cr incluye:
- Cromo (Cr): 12,0–14,0%
- Níquel (Ni):3,5–5,5%
- Molibdeno (Mo):1,5–2,5%
- Carbono (C): ≤0,03%
- Manganeso (Mn): ≤1,0%
- Silicio (Si): ≤1,0%
- Fósforo (P): ≤0,04%
- Azufre (S): ≤0,03%
- Hierro (Fe): Balance
7. Propiedades mecánicas
- Resistencia a la tracción:690–930 MPa
- Fuerza de producción:550–650 MPa
- Alargamiento: ≥20%
- Dureza:250–320 HB
- Dureza al impacto:Excelente, especialmente después del tratamiento térmico.
8. Tratamiento térmico
El Super 13Cr se endurece normalmente mediante un tratamiento térmico para mejorar sus propiedades mecánicas. El proceso de tratamiento térmico implica el temple y el revenido para lograr la combinación deseada de resistencia y tenacidad. El ciclo típico de tratamiento térmico incluye:
- Recocido en solución:Calentamiento a 950–1050 °C, seguido de enfriamiento rápido.
- Templado:Recalentamiento a 600–700 °C para ajustar la dureza y la tenacidad.
9. Formación
El Super 13Cr se puede conformar en caliente o en frío, aunque es más difícil de conformar que los grados austeníticos debido a su mayor resistencia y menor ductilidad. El precalentamiento antes del conformado y los tratamientos térmicos posteriores al conformado suelen ser necesarios para evitar el agrietamiento.
10. Soldadura
La soldadura con Super 13Cr requiere un control minucioso para evitar el agrietamiento y mantener la resistencia a la corrosión. Normalmente se requiere un precalentamiento y un tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT). Los materiales de relleno deben ser compatibles con Super 13Cr para garantizar la calidad de la soldadura. Se debe tener especial cuidado para evitar la fragilización por hidrógeno.
11. Corrosión de las soldaduras
Las soldaduras de Super 13Cr pueden ser susceptibles a la corrosión localizada, en particular en la zona afectada por el calor (ZAT). El tratamiento térmico posterior a la soldadura es fundamental para restaurar la resistencia a la corrosión, reducir las tensiones residuales y mejorar la tenacidad en el área soldada.
12. Descalcificación, decapado y limpieza
La desincrustación del Super 13Cr puede ser un desafío debido a la formación de una capa de óxido resistente durante el tratamiento térmico. Se pueden emplear métodos mecánicos como el granallado o tratamientos químicos con soluciones de decapado para eliminar la capa. La aleación requiere una limpieza exhaustiva después del decapado para evitar la contaminación y garantizar una resistencia óptima a la corrosión.
13. Endurecimiento de la superficie
El Super 13Cr puede someterse a tratamientos de endurecimiento de la superficie, como la nitruración, para mejorar su resistencia al desgaste sin comprometer su resistencia a la corrosión. La nitruración ayuda a mejorar la durabilidad de la aleación en entornos abrasivos y de alta fricción.
Conclusión
El Super 13Cr ofrece una solución versátil para las industrias en las que se requiere una resistencia moderada a la corrosión y una alta resistencia mecánica. Sus propiedades equilibradas lo convierten en una opción popular en aplicaciones de petróleo y gas, procesamiento químico y marinas, entre otras. Al comprender sus características únicas (desde la resistencia a la corrosión hasta la soldabilidad), los ingenieros y especialistas en materiales pueden tomar decisiones informadas para optimizar el rendimiento y la longevidad en sus entornos específicos.
Esta publicación de blog proporciona una descripción general completa de las especificaciones y propiedades de Super 13Cr, brindando a las industrias el conocimiento para aprovechar al máximo este material avanzado.
