ASTM B444 es una especificación estándar específica para tubos sin costura-trabajados en frío hechos de una aleación de níquel-cromo-molibdeno-niobio (UNS N06625). Este material se conoce mundialmente como Inconel 625. A diferencia de múltiples especificaciones de aleaciones como ASTM B622, B444 cubre solo una aleación: Inconel 625. Este enfoque en una sola aleación implica requisitos de calidad más estrictos, procesos de tratamiento térmico específicos y estándares de propiedades mecánicas adaptados a la combinación única de alta resistencia, resistencia a la corrosión y vida a la fatiga de Inconel 625.
La especificación define la composición química, dos grados diferentes de tratamiento térmico (Grado 1 y Grado 2), propiedades mecánicas, tolerancias dimensionales, pruebas hidrostáticas y procedimientos de inspección. ASTM B444 cubre tanto la tubería (las dimensiones se clasifican por tamaño y diámetro nominal como se especifica en ANSI B36.19) como la tubería (las dimensiones se clasifican por diámetro exterior y espesor de pared).
Los tubos Inconel 625 que cumplen con las normas ASTM B444 se utilizan ampliamente en procesamiento químico, petróleo y gas en alta mar, sistemas de escape marinos, componentes aeroespaciales, reprocesamiento de combustible nuclear, desulfuración de gases de combustión (FGD) y tuberías submarinas. Esta guía cubre todos los aspectos del estándar B444 (incluidos dos grados, composición química, propiedades mecánicas, tolerancias, tratamiento térmico, pruebas y cuestiones de aplicación práctica) para ayudar a los ingenieros y al personal de compras a solicitar el producto adecuado para sus necesidades de aplicación.
Diferencias clave entre el grado 1 y el grado 2
1. Grado 1 (recocido)
Significado:El material se recoce a una temperatura relativamente baja (normalmente por encima de 1600 grados F/871 grados).
Características:Granos más finos, mayor resistencia mecánica (mayor límite elástico y límite elástico).
Aplicaciones principales:Entornos corrosivos de alta-presión, baja-temperatura/temperatura-ambiente.
Aplicaciones típicas:El proyecto brasileño de petróleo y gas en aguas profundas-que mencionó, colectores submarinos, líneas de instrumentos de alta-presión, líneas de inyección de reactivos químicos.
2. Grado 2 (recocido en solución)
Significado:El material se trata en solución-a una temperatura más alta (normalmente por encima de 2000 grados F/1093 grados) para lograr una solución de carburo completa.
Características:Granos más gruesos, resistencia ligeramente menor que el Grado 1, pero con excelente resistencia a la fluencia y tenacidad a la fractura.
Enfoque principal:Entornos de temperatura extremadamente alta-(normalmente se refieren a condiciones de funcionamiento que superan los 1100 grados F/593 grados).
Aplicaciones típicas:Piezas de motores aeronáuticos-, componentes de hornos industriales, incineradores de residuos y unidades de pirólisis petroquímica.
Composición química de ASTM B444
La siguiente tabla enumera los límites de composición completos especificados en ASTM B444.
| Elemento | Composición, % | Papel en la aleación |
| Níquel (Ni) | 58,0 minutos | Elemento de matriz, base resistente a la corrosión. |
| Cromo (Cr) | 20.0–23.0 | Resistencia a la oxidación, formador de película pasiva. |
| Molibdeno (Mo) | 8.0–10.0 | Resistencia a picaduras/grietas, lo que reduce la resistencia a los ácidos. |
| Niobio + Tantalio (Cb+Ta) | 3.15–4.15 | Solución sólida-fortalecedora, se estabiliza contra la sensibilización. |
| Hierro (Fe) | 5.0 máx. | Clase residual/coste |
| Carbono (C) | 0,10 máx. | Se mantiene bajo para minimizar la precipitación de carburo. |
| Manganeso (Mn) | 0,50 máximo | Desoxidante, control de azufre. |
| Silicio (Si) | 0,50 máximo | Desoxidante |
| Fósforo (P) | 0,015 máx. | Límite de impureza |
| Azufre (S) | 0,015 máx. | Límite de impurezas, control de craqueo en caliente |
| Cobalto (Co) | 1,0 máx. | Residual (si se determina) |
| Aluminio (Al) | 0,40 máx. | Fortalecimiento menor, soporte de oxidación. |
| Titanio (Ti) | 0,40 máx. | Estabilizador de carburo menor |
Propiedades mecánicas de ASTM B444
| Propiedad | Grado 1 (recocido) | Grado 2 (recocido en solución) | Método de prueba |
| Resistencia a la tracción, mín. | 120.000 psi (827 MPa) | 100.000 psi (690 MPa) | ASTM E 8 |
| Límite elástico (compensación del 0,2 %), mín. | 60.000 psi (414 MPa) | 40.000 psi (276 MPa) | ASTM E 8 |
| Elongación en 2 pulg. o 4D, mín. | 30% | 30% | ASTM E 8 |
| Estrés de la fibra hidrostática (S) | 30.000 psi (207 MPa) | 25.000 psi (172 MPa) | P=2St/D |
| Presión de prueba hidrostática, máx. | 1.000 psi (6,9 MPa) | 1.000 psi (6,9 MPa) | - |
Tolerancias ASTM B444
Las tolerancias dimensionales de la norma ASTM B444 cubren el diámetro exterior, el espesor de la pared y la longitud de corte de los tubos sin costura trabajados en frío-. Debido a que B444 solo cubre productos trabajados en frío-, sus tolerancias son más estrictas que las de los tubos de aleación de níquel trabajados en caliente-.
| ESTÁNDAR | EXTRAÑO) | TOLERANCIA (MM) | ESPESOR (S) | TOLERANCIA | LONGITUD | TOLERANCIA |
| MM | MM | |||||
| B444 (Tuberías y tubos trabajados en frío-) |
10 Menor o igual a D<16 | ±0.13 | - | ±15% | sobredosis<50.8 : +3.2/-0 OD mayor o igual a 50,8: +4.8/-0 Los detalles se refieren a B829 |
|
| 16 Menor o igual a D Menor o igual a 38 | ±0.19 | ±10% | ||||
| 38 | ±0.25 | |||||
| 76 | ±0.38 | ±12.5% | ||||
| 114 | ±0.51 | |||||
| 152 | ±0.64 | |||||
| 168 Menor o igual a D<219 | ±0.79 | ±15%/-12.5% | ||||
| 219 | +1.57/-0.79 | |||||
| 356 | +3.18/-0.79 | |||||
ASTM B444 Grado 1 frente a Grado 2
El sistema de dos-niveles de ASTM B444 es uno de los criterios distintivos más importantes en la adquisición de tuberías de aleación de níquel. Elegir el nivel incorrecto puede provocar fallas prematuras o costos innecesarios.
Grado 1está recocido y tiene una resistencia a temperatura ambiente-más alta. Es la elección correcta cuando la temperatura de funcionamiento se mantiene por debajo de 1100 grados F (593 grados) y el requisito principal es la resistencia a la corrosión combinada con una alta resistencia mecánica. Este grado se encuentra principalmente en líneas de flujo submarinas, sistemas de enfriamiento de agua de mar, tuberías de producción de gases ácidos, fuelles de escape marinos y tuberías de procesos químicos expuestas a ácidos agresivos por debajo de 600 grados F (315 grados).
Grado 2está recocido en solución y tiene una vida de ruptura y fluencia de temperatura elevada-superior. Se requiere cuando la temperatura de servicio excede los 1100 grados F (593 grados) y la resistencia a la fluencia o la estabilidad térmica a largo plazo-es importante. Encontrará este grado en conductos de escape de turbinas de gas, equipos de reprocesamiento de combustible nuclear, tuberías de reformador y componentes de hornos.
La siguiente tabla compara todos los parámetros clave para los dos niveles.
| Parámetro | Grado 1 (Recocido) |
Grado 2 (Solución recocida) |
| Tratamiento térmico | Recocido a 1600 grados F (871 grados) mínimo | Solución recocida a 2000 grados F (1093 grados) como mínimo |
| Estabilización | No requerido | Opcional: 1800 grados F (982 grados) mín. para resistencia a la sensibilización |
| Resistencia a la tracción, mín. | 120.000 psi (827 MPa) | 100.000 psi (690 MPa) |
| Límite elástico, mín. | 60.000 psi (414 MPa) | 40.000 psi (276 MPa) |
| Elongación, mín. | 30% | 30% |
| Estrés de Fibra (Prueba Hidro) | 30.000 psi (207 MPa) | 25.000 psi (172 MPa) |
| Temperatura máxima de servicio | 1100 grados F (593 grados) | Por encima de 1100 grados F (593 grados) |
| Aplicación primaria | Resistencia a la corrosión, submarina, marina. | Resistencia a la fluencia/ruptura, horno, nuclear |
| Predeterminado si no se especifica | Sí (barcos de grado 1) | - (Debe especificarse) |
| Tamaño de grano | Más fino (ASTM 5–8) | Más grueso (ASTM 2–5) |
Cuándo utilizar aleaciones de grado 1
Aleaciones de grado 1Son ideales cuando las temperaturas de funcionamiento son inferiores a 1100 grados F (593 grados) y los requisitos principales son resistencia a la corrosión y alta resistencia mecánica. La temperatura de recocido más baja (mínimo 1600 grados F/871 grados) da como resultado la precipitación de carburos finos en la matriz, fortaleciendo la aleación. Esto haceAleaciones de grado 120% más fuerte en resistencia a la tracción y 50% más fuerte en límite elástico queAleaciones de grado 2.
Aplicaciones comunes paraAleaciones de grado 1incluyen oleoductos submarinos, sistemas de enfriamiento de agua de mar, tuberías de producción de gas ácido, fuelles de escape marinos y tuberías de procesos químicos expuestas a ambientes ácidos corrosivos a temperaturas inferiores a 600 grados F (315 grados).
Cuándo utilizar aleaciones de grado 2
Aleaciones de grado 2son necesarios cuando las temperaturas de funcionamiento superan los 1100 grados F (593 grados) y la resistencia a la fluencia o la estabilidad térmica a largo plazo-es fundamental. El recocido en solución a una temperatura mínima de 2000 grados F (1093 grados) disuelve todos los precipitados de carburos y compuestos intermetálicos, formando una matriz de solución sólida pura. Esta estructura de grano grueso-exhibe una velocidad de fluencia más lenta a altas temperaturas en comparación con los materiales de clase 1 de grano fino-.
Un tratamiento de estabilización opcional a una temperatura mínima de 1800 grados F (982 grados) es adecuado para energía nuclear y aplicaciones químicas críticas que requieren materiales para resistir la corrosión intergranular (sensibilización) después de una exposición térmica prolongada. Las aplicaciones comunes de los materiales de Clase 2 incluyen tubos de escape de turbinas de gas, equipos de reprocesamiento de combustible nuclear, reformadores y componentes de hornos.
Requisitos de tratamiento térmico ASTM B444
El tratamiento térmico es crucial para distinguir entre materiales de Grado 1 y Grado 2. Determina el equilibrio entre el tamaño del grano, la distribución del precipitado y la resistencia a temperatura ambiente y las propiedades de fluencia a alta-temperatura. La selección adecuada del proceso de tratamiento térmico durante la fase de adquisición puede evitar costosos reemplazos de materiales.
Grado 1: Recocido
La temperatura mínima de recocido para materiales de Grado 1 es 1600 grados F (871 grados). Esta temperatura es suficiente para recristalizar la estructura trabajada en frío-, pero lo suficientemente baja como para retener finos precipitados de carburo de niobio (NbC) y carbonitruro dentro de los granos. Estos precipitados actúan como agentes fijadores de los límites del grano, manteniendo el tamaño del grano pequeño (típicamente ASTM 5-8). La microestructura resultante exhibe una alta resistencia a temperatura ambiente (resistencia a la tracción 120 ksi, límite elástico 60 ksi) y buenas propiedades de fatiga.
Grado 2: Recocido en solución
Los materiales de grado 2 se recocen en solución a una temperatura mínima de 2000 grados F (1093 grados). A esta temperatura, todos los carburos, carbonitruros y cualquier fase Laves de tipo Ni₂(Cr, Mo) se disuelven en la matriz de níquel. El tamaño del grano aumenta al grado ASTM 2-5. Esta estructura limpia y de grano grueso exhibe una fluencia más lenta a temperaturas superiores a 1100 grados F (593 grados) porque hay menos límites de grano y más largos que constituyen la ruta principal de falla por fluencia.
Después del recocido en solución, es opcional un recocido de estabilización a una temperatura mínima de 1800 grados F (982 grados). Este proceso de envejecimiento controlado re-precipita el carburo de niobio en los límites de los granos, formando una red semi-continua que resiste la corrosión intergranular después de una exposición térmica prolongada. Este estado estabilizado tiene requisitos específicos en el reprocesamiento de combustible nuclear y aplicaciones químicas críticas.
Condiciones y Acabados Disponibles
ASTM B444 especifica la condición estándar y el acabado superficial de los tubos Inconel 625. El acabado de la superficie depende de si el producto está trabajado-en frío y el diámetro exterior está rectificado (brillante) o estirado-en frío sin esmerilar (decapado/mate).
| Condición | Proceso | Acabado / Superficie |
| Estirado en frío-, recocido/Sol Ann, OD rectificado | Estirado en frío-, tratado térmicamente, rectificado OD | OD brillante; La identificación depende de la atmósfera (brillante si está recocida en una atmósfera protectora) |
| Estirado-en frío, recocido/Sol Ann, decapado | Estirado-en frío, tratado térmicamente y decapado con ácido | Superficies OD e ID opacas y mate (decapadas) |
| Rango de tamaño (OD molido) | - | 1/2 a 4 pulg. (12,7–102 mm) de diámetro exterior, pared normal y pesada, todo NPS |
| Rango de tamaños (encurtidos) | - | 1/2 a 6-5/8 pulg. (12,7–168 mm) de diámetro externo, pared normal y pesada, todo NPS |
Requisitos de pruebas hidrostáticas
Cualquier tubería o tubería con un diámetro exterior de 1/8 de pulgada (3 mm) o más y un espesor de pared de 0,015 pulgadas (0,38 mm) o más debe pasar una prueba hidrostática. La presión de prueba se calcula utilizando la siguiente fórmula:
P=2St/D
Donde P=presión de prueba hidrostática (psi), S=tensión de fibra permitida (psi), t=espesor mínimo de pared (pulg.) y D=diámetro exterior (pulg.).
La presión máxima de prueba es 1000 psi (6,9 MPa). Cualquier tubería o accesorio que tenga fugas durante la prueba es inaceptable. Los valores de tensión de fibra permitidos son los siguientes:
| Calificación | Estrés de la fibra, psi | Estrés de la fibra, MPa |
| Grado 1 (recocido) | 30,000 | 207 |
| Grado 2 (recocido en solución) | 25,000 | 172 |
El fabricante y el comprador pueden acordar realizar la prueba a 1,5 veces la presión calculada. Las tuberías y tubos de calidad-conformados en caliente están exentos de requisitos hidrostáticos y de tracción. Se suministra únicamente para inspección química y de superficies.
Requisitos de prueba e inspección
ASTM B444 requiere análisis de composición química, pruebas de tracción y pruebas hidrostáticas para cada lote de productos. Los requisitos generales para muestreo, definición de lotes, preparación de muestras, métodos de prueba y marcado de productos están especificados en la norma ASTM B829.
Análisis de composición química
Se realiza una prueba por lote (por horno). El método de prueba sigue la norma ASTM B829. Si el comprador solicita un análisis del producto, los resultados del análisis deben cumplir con los límites de composición y las tolerancias de inspección especificadas en B829.
Pruebas de tracción
Se realiza una prueba de tracción por lote de productos. El método de prueba sigue la norma ASTM E 8. Se toman muestras del producto terminado. Todos los materiales tubulares deben probarse en forma tubular intacta siempre que sea posible. Si no es posible realizar pruebas tubulares intactas, se utilizan tiras longitudinales o muestras circulares.
Marcado del producto
Cada producto debe estar marcado con la siguiente información: nombre de la aleación o número UNS (N06625), estándar ASTM (B444), grado (1 o 2), condición (recocido o recocido en solución), número de horno y dimensiones. Cada paquete o contenedor de envío también debe estar etiquetado con su número de especificación, grado de aleación, condición, dimensiones, peso bruto/tara/peso neto y detalles del remitente/destinatario.
Acerca de Gnee Steel
Gnee Steel es un fabricante profesional de aleaciones a base de níquel-, incluidas Nickel 201, Nickel 202, Hastelloy C-276, Hastelloy C-22, Hastelloy B, Hastelloy C-4, Inconel 600, Inconel 625, Inconel 718, Inconel X-750, Incoloy 800, Incoloy. 800H/HT, Incoloy 825, Monel 400, Monel K500 y otros materiales de aleación de alta temperatura. Nos especializamos en la producción y venta de materiales de aleación. Los productos de Gnee Steel se utilizan ampliamente en los campos aeroespacial, químico, de generación de energía, automotriz, de energía nuclear y otros, y podemos proporcionar soluciones de materiales de aleación personalizadas de acuerdo con las necesidades del cliente. Si tiene consultas sobre precios de materiales de aleación o soluciones personalizadas de materiales de aleación, no dude en contactarnos por correo electrónico ass@gneemetal.compara una cotización.
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Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es la diferencia entre ASTM B444 Grado 1 y Grado 2?
A:El acero de grado 1 se recoce a un mínimo de 1600 grados F (871 grados) para lograr una mayor resistencia a temperatura ambiente (resistencia a la tracción de 120 ksi). El acero de grado 2 está recocido en solución a un mínimo de 2000 grados F (1093 grados) para lograr una resistencia superior a la fluencia y a la fractura por encima de 1100 grados F (593 grados). Si no se especifica ningún grado, el acero Grado 1 se envía de forma predeterminada. Ambos tienen la misma composición química, diferenciándose únicamente en los procesos de tratamiento térmico y la microestructura final.
P: ¿Cuál es la diferencia entre ASTM B444 y ASTM B622?
A:B444 es una especificación de aleación única que cubre únicamente Inconel 625 (UNS N06625); B622 es una especificación de aleaciones múltiples, que cubre más de 30 aleaciones basadas en níquel-y níquel-cobalto (por ejemplo, Hastelloy C-276, B-2, G-30, etc.). Inconel 625 no es un estándar B622. Si necesita tubería de acero sin costura Inconel 625, elija siempre el estándar B444. Si necesita otras aleaciones de la serie C, elija el estándar B622.
P: ¿Puede Inconel 625 resistir el ácido clorhídrico?
A:Sí, Inconel 625 puede soportar concentraciones de ácido clorhídrico de hasta aproximadamente el 20 % a temperatura ambiente y ácido clorhídrico diluido a altas temperaturas. Sin embargo, no es la opción óptima para el ácido clorhídrico concentrado a alta-temperatura. Para el ácido clorhídrico de diversas concentraciones, se recomiendan aleaciones de níquel-molibdeno (norma ASTM B622) porque contienen 28 % de molibdeno y prácticamente nada de cromo.
P: ¿Cuál es la temperatura máxima de funcionamiento del Inconel 625?
A:Inconel 625 Clase 1 tiene una temperatura nominal de funcionamiento continuo de hasta 1100 grados F (593 grados). Inconel 625 Clase 2 tiene una temperatura de funcionamiento nominal de hasta aproximadamente 1800 grados F (982 grados), donde la resistencia a la fluencia y a la oxidación son consideraciones principales. Por encima de 1200 grados F (649 grados), la resistencia del Inconel 625 disminuye, pero su capa de óxido de cromo previene la oxidación. Para aplicaciones de carga-por encima de 1500 grados F (815 grados), se recomienda ASTM B167, ya que ofrece una resistencia superior a la oxidación cíclica debido a su contenido de aluminio.
P: ¿Son iguales ASTM B444 y ASME SB-444?
A:ASME SB-444 es la misma especificación utilizada en la Parte B (Metales no ferrosos) del Código ASME para calderas y recipientes a presión. Los materiales fabricados según ASTM B444 pueden llevar la designación SB-444 si cumplen con todos los requisitos de ASME. Esto es obligatorio para recipientes a presión, intercambiadores de calor y tuberías con sellos estándar en las industrias de procesos y generación de energía.
P: ¿Cómo se compara Inconel 625 con Hastelloy C-276 en aplicaciones químicas?
A:Debido a que Hastelloy C-276 contiene un 16 % de molibdeno, mientras que Inconel 625 contiene un 9 %, exhibe una resistencia superior a los ácidos reductores (H₂SO₄, HCl). Inconel 625 también cuenta con una mayor resistencia mecánica (resistencia a la tracción de 120 ksi en comparación con 100 ksi del C-276) y, debido a su contenido de niobio, una mejor resistencia a las picaduras de cloruro a altas temperaturas. C-276 es adecuado para ambientes ácidos altamente corrosivos, particularmente para aplicaciones que solo requieren resistencia a la corrosión. Inconel 625 es adecuado para aplicaciones que exigen resistencia a la corrosión y alta resistencia, especialmente en ambientes de gases ácidos, submarinos y químicos de alta presión.
P: ¿Se puede utilizar ASTM B444 para tuberías de agua de mar?
A:Sí, Inconel 625 es uno de los mejores materiales para tuberías de agua de mar. Su equivalente de resistencia a las picaduras (PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N) excede 50, mientras que el acero inoxidable 316L es aproximadamente 25 y el acero súper dúplex es aproximadamente 42. Inconel 625 resiste la corrosión en grietas, la corrosión causada por bioincrustaciones y la corrosión por erosión en agua de mar que fluye con velocidades superiores a 100 pies por segundo (30 metros por segundo). Está especificado para su uso en tuberías de elevación de agua de mar,-sistemas de agua contra incendios y colectores de escape marinos en plataformas marinas y embarcaciones navales.
