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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN FECHA

DIC. 09

ELABORÓ Iniciales

OBJETO

Revisión General

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AA

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REVISÓ Iniciales

APROBÓ Iniciales/Cargo

ABA/GP

MS/VPO

MJP/GP

SN/VPO

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Índice Página 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 10.1. 10.1.1. 10.1.2. 10.1.3. 10.1.4. 10.1.5. 10.1.6. 10.1.7. 10.1.8. 10.2. 10.2.1. 10.2.2. 10.2.3. 10.2.4. 10.2.5. 10.2.6. 10.2.7. 10.2.8. 10.3. 10.4. 10.4.1. 10.4.2. 10.4.3. 10.4.4. 10.4.5. 10.4.6. 10.4.7.

INTRODUCCIÓN................................................................................................ 5 OBJETIVOS ....................................................................................................... 5 USO DE LOS CRITERIOS Y LA NORMATIVA .................................................. 6 EXCEPCIONES.................................................................................................. 6 INEDON RELACIONADOS ................................................................................ 7 ACRÓNIMOS Y SIGLAS .................................................................................... 9 SÍMBOLOS QUÍMICOS .................................................................................... 12 LECCIONES APRENDIDAS ............................................................................ 14 DEFINICIONES GENERALES ......................................................................... 14 MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN............................................................... 32 Metales Ferrosos y sus Aleaciones .................................................................. 33 Acero al Carbono.............................................................................................. 33 Aceros de Baja Aleación .................................................................................. 34 Acero Inoxidable ............................................................................................... 34 Hierro Fundido .................................................................................................. 40 Hierro Fundido Gris .......................................................................................... 40 Hierro Fundido Blanco ...................................................................................... 41 Aleaciones del Hierro Fundido ......................................................................... 41 Composición de los Metales Ferrosos.............................................................. 42 Metales No Ferrosos y sus Aleaciones ............................................................ 42 Níquel y sus Aleaciones ................................................................................... 42 Aleaciones Medias en Níquel ........................................................................... 42 Aleaciones Altas en Níquel ............................................................................... 43 Aluminio y sus Aleaciones ................................................................................ 44 Cobre y sus Aleaciones .................................................................................... 44 Titanio............................................................................................................... 45 Tantalio ............................................................................................................. 45 Resistencia de los Metales a los Productos Químicos ..................................... 45 Compuestos Inorgánicos No Metálicos ............................................................ 46 Compuestos Orgánicos No Metálicos .............................................................. 46 Polivinilo de Cloruro (PVC) ............................................................................... 47 Polivinilo de Cloruro Clorado (CPVC) ............................................................... 48 Polipropileno (PP)............................................................................................. 48 Polietileno (PE) ................................................................................................. 48 Polifluoruro de Vinilideno (PVDF) ..................................................................... 48 Politetrafluoruro de Etileno (PTFE) ................................................................... 48 Fluoroetilenopropileno (FEP) ............................................................................ 48

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN 10.4.8. 10.4.9. 10.4.10. 10.5. 11. 11.1. 11.2. 11.3. 11.4. 11.5. 11.6. 11.6.1. 11.6.2. 11.6.3. 11.6.4. 11.6.5. 11.6.6. 11.6.7. 11.6.8. 11.6.9. 11.6.10. 11.6.11. 11.6.12. 11.6.13. 11.6.14. 11.6.15. 11.6.16. 11.6.17. 11.6.18. 11.7. 11.8. 11.8.1. 11.8.2. 11.9. 11.9.1. 11.9.2. 11.9.3. 11.9.4. 11.10. 11.10.1. 11.10.2. 11.10.3. 11.10.4.

Plásticos Reforzados con Fibra de Vidrio (FRP) .............................................. 49 Termoplásticos Reforzados .............................................................................. 49 Resistencia de los Plásticos a Productos Químicos ......................................... 49 Designación de los Materiales .......................................................................... 49 CORROSIÓN ................................................................................................... 54 Errores Comunes Relaciones con la Corrosión ................................................ 55 Proceso de la Corrosión ................................................................................... 56 Materiales No Metálicos ................................................................................... 57 Corrosión Permitida .......................................................................................... 57 Tipos de Corrosión ........................................................................................... 59 Corrosión Localizada ........................................................................................ 59 Corrosión por Picadura..................................................................................... 60 Corrosión en Cavidades ................................................................................... 61 Corrosión por una Celda de Concentración de Oxígeno .................................. 61 Corrosión Galvánica ......................................................................................... 62 Corrosión Intergranular..................................................................................... 62 Agrietamiento Debido a la Corrosión por Tensión ............................................ 63 Corrosión Debida a la Presencia de Sulfuro de Hidrógeno .............................. 65 Corrosión Debida a la Presencia de Dióxido de Carbono ................................ 69 Corrosión en Servicio de Amina ....................................................................... 71 Corrosión en Servicio de Cáustico ................................................................... 73 Corrosión por Metales Líquidos ........................................................................ 74 Corrosión por Ataque de Hidrógeno ................................................................. 74 Corrosión en Servicio de Ácido Hidrofluorídrico ............................................... 75 Corrosión por Ácidos Nafténicos ...................................................................... 76 Corrosión por Choque (Erosión-Corrosión) ...................................................... 78 Corrosión por Cavitación .................................................................................. 80 Corrosión del Tope de la Línea ........................................................................ 80 Corrosión por Cenizas de Combustible ............................................................ 82 Corrosión Uniforme .......................................................................................... 82 Corrosión Estructural ........................................................................................ 82 Corrosión por Formación de Grafito ................................................................. 82 Corrosión Biológica .......................................................................................... 82 Factores que Afectan la Corrosión ................................................................... 83 Concentración de Iones de Hidrógeno, pH....................................................... 83 Agentes Oxidantes y Reductores ..................................................................... 85 Temperatura ..................................................................................................... 86 Velocidad del Fluido ......................................................................................... 87 Control de la Corrosión..................................................................................... 88 Selección del Material ...................................................................................... 88 Inhibidores de Corrosión .................................................................................. 89 Monitoreo de la Corrosión ................................................................................ 91 Información para la Selección de los Inhibidores de Corrosión ........................ 93

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN 11.11. 11.11.1. 11.11.2. 11.11.3. 11.11.4. 12. 12.1. 12.1.1. 12.1.2. 12.1.3. 12.1.4. 12.2. 12.3. 12.4. 12.5. 12.6. 12.7. 12.8. 13. 13.1. 13.2. 13.3. 14. 15.

Ejemplos de Corrosión en Plantas de Procesamiento de Gas ......................... 94 Compresión de Gas.......................................................................................... 94 Hornos .............................................................................................................. 95 Sistemas de Despojamiento con Vapor............................................................ 95 Regeneración de Lechos de Desecante Sólido ................................................ 96 CRITERIOS GENERALES PARA LA SELECCIÓN DE LOS MATERIALES .... 97 Fluido del Proceso ............................................................................................ 97 Composición ..................................................................................................... 97 Estado del Fluido ............................................................................................ 104 Velocidad y Régimen de Flujo ........................................................................ 104 Temperatura ................................................................................................... 104 Métodos de Protección ................................................................................... 112 Normativa ....................................................................................................... 115 Costo del Material........................................................................................... 120 Tiempo ........................................................................................................... 125 Experiencias Previas ...................................................................................... 126 Plantas Existentes y Equipos Tipo Paquete ................................................... 126 Diagramas de Bloques con Ejemplos ............................................................. 127 MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN EN LOS PRODUCTOS DE INGENIERÍA ................................................................................................... 133 Hojas de Datos de los Equipos e Instrumentos .............................................. 133 Planos Mecánicos de los Equipos .................................................................. 134 Diagramas de los Materiales de Construcción ............................................... 135 RECOMENDACIONES PARA LAS PROPUESTAS TÉCNICAS.................... 137 REFERENCIAS .............................................................................................. 137 ANEXO 1 – ELEMENTOS DE ALEACIÓN DE LOS ACEROS ....................... 144 ANEXO 2 – NÚMERO DE LAS SERIES PRIMARIAS DEL UNS ................... 148 ANEXO 3 – SELECCIÓN DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA ................................................................ 150 ANEXO 4 – EQUIVALENCIAS DE LAS NOMENCLATURAS DE LOS MATERIALES ................................................................................................. 156 ANEXO 5 – RESUMEN DE LAS ESPECIFICACIONES PARA ACEROS EN SERVICIO BAJA TEMPERATURA Y CRIOGÉNICOS PARA ALMACENAMIENTO DE GLP Y OTROS GASES ......................................... 177 ANEXO 6 – GUÍA DE RESISTENCIA DE LOS PLÁSTICOS A LOS PRODUCTOS QUÍMICOS ............................................................................. 179 ANEXO 7 – GUÍA DE RESISTENCIA DE LOS METALES A LOS PRODUCTOS QUÍMICOS ............................................................................. 187 ANEXO 8 –COMPOSICIONES DE LOS ACEROS AL CARBONO, ALEACIONES DE HIERRO FUNDIDO, ACEROS INOXIDABLES, ALEACIONES DE NÍQUEL Y DE ALUMINIO ................................................. 191

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN 1.

INTRODUCCIÓN La Disciplina de Procesos en un Proyecto participa en el grupo multidisciplinario de la Unidad de Ingeniería que selecciona o evalúa los materiales de construcción de las líneas y los equipos de una instalación de procesos, refinería, facilidad de producción de gas o crudo, planta petroquímica, planta de tratamiento de agua, centrales de generación de potencia eléctrica, etc. La correcta selección de los materiales tiene aspectos de seguridad y económicos en el diseño de las instalaciones. Por tal motivo, el personal de la Disciplina de Procesos tiene que estar familiarizado con los diferentes criterios usados en la industria. Los materiales de construcción son seleccionados para resistir a la corrosión del fluido, condiciones extremas de temperatura, la erosión del fluido o la combinación de estos factores.

2.

OBJETIVOS Los objetivos principales de este INEDON son el suministro de: •

Información sobre los materiales de construcción más comunes para las líneas y los equipos.

•

Información sobre la corrosión en los metales. La corrosión es considerada una de las principales fuentes de falla de los materiales en la industria. Los fluidos del proceso pueden ser promotores de corrosión. Debido a esto, el INEDON contiene una extensa sección sobre corrosión, incluyendo los tipos y factores que la afectan y también los medios para su control.

•

Criterios generales para la selección de los materiales de construcción, con un enfoque basado en la experiencia de la Unidad de Procesos y hacia los fluidos del proceso dentro de las líneas y los equipos. Consideraciones, para la selección debido a agentes externos, son mencionadas brevemente. En algunos casos también se indican requerimientos específicos de construcción.

•

Información breve sobre los materiales de construcción en los productos de ingeniería más usados por la Disciplina de Procesos en los Proyectos.}

•

Recomendaciones para las propuestas técnicas.

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN

3.

4.

USO DE LOS CRITERIOS Y LA NORMATIVA I.

Los criterios especificados por el Cliente tienen prioridad sobre los indicados en este INEDON. Si las especificaciones del Cliente carecen de algún criterio, el Líder de Procesos en el Proyecto solicita la aprobación del Cliente para usar los criterios mostrados aquí.

II.

El usuario de este INEDON tiene la obligación de utilizar la revisión más actualizada de la normativa (normas, códigos, estándares, especificaciones, leyes, etc.) nacional e internacional usada en el Proyecto. Así como, solicitar al Cliente o ente gubernamental correspondiente, la normativa local usada en el país donde se construye la instalación.

EXCEPCIONES El INEDON no abarca los siguientes aspectos de la selección o uso de los materiales de construcción: A)

Materiales para: a)

empacaduras;

b)

internos de bombasa, compresores y otros equipos rotativos;

c)

internos de instrumentos, válvulas manuales, de control, de alivio de presión, etc.

B)

Materiales o recubrimientos para fosas de agua de lluvia, de desecho, etc.

C)

Materiales de construcción como: plomo, metales nobles, madera, cerámica, grafito, cemento, concreto.

D)

Métodos de: a)

control de corrosión externa para las líneas y los equipos, como pintura, recubrimientos con termoplásticos, protección catódica, etc.;

b)

fabricación para evitar algunos tipos de corrosión localizada.

a

Véanse el INEDON “Guía para la Especificación de las Bombas”, N° 903-HM120-P09-GUD030, y el API STD 610 “Centrifugal Pumps for Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries” para más información sobre las bombas. 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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5.

E)

Selección de los materiales en función de su capacidad de conducción térmica y eléctrica, para aislamiento térmico, como refractario o para una posible exposición al fuego.

F)

Verificación de la composición de los materiales según procedimientos para aseguramiento de la calidad como la identificación positiva de materiales (PMI, por sus siglas en inglés).

INEDON RELACIONADOS Procedimientos e instrucciones de trabajo relacionados con este INEDON: Ingeniería (HM010) 903-P3000-A20-ADM-917

Procedimiento para la Identificación, Registro y Aplicación de Lecciones Aprendidas

903-HM010-A90-GUD-009

Instructivo para Elaboración de Propuestas de Ingeniería

903-HM010-A90-TEC-003

Equivalencia de Términos entre Centros de Ejecución

Gestión de la Calidad (HM060) 903-HM060-G09-ADM-901

Elaboración y Actualización de INEDONES

Procesos (HM120) 903-P3100-P09-ADM-901

Bases de Diseño

903-HM120-P09-GUD-013

Bases y Criterios de Diseño

903-HM120-P09-GUD-023

Guía para la Elaboración de los Diagramas Básicos de Procesos

903-HM120-P09-GUD-025

Guía para la Elaboración de los Diagramas de Tuberías e Instrumentación

903-HM120-P09-GUD-041

Guía para el Diseño de los Sistemas de Alivio de Presión

903-HM120-P09-GUD-048

Guía sobre Contaminantes en Gas Natural

903-HM120-P09-GUD-063

Lineamientos para la Evaluación de los Hidratos de Gas

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Rev.

GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN 903-HM120-P09-GUD-067

Dimensionamiento de Líneas de Transporte con Flujo Multifásico

903-HM120-P09-GUD-069

Guía para los Cálculos de Pérdida de Presión

903-HM120-P09-GUD-071

Guía para los Cálculos de Despresurización

903-HM120-P09-GUD-076

Guía para la Especificación de las Torres de Enfriamiento Evaporativas de Tiro Mecánico

903-HM120-P09-GUD-086

Guía para la Especificación de las Unidades de Deshidratación de Gas con Glicol

903-HM120-P09-GUD-087

Guía para la Especificación de las Unidades de Endulzamiento de Gas con Aminas

Diseño Mecánico (HM140) 903-P3060-T05-GUD-X01

Instructivo de Codificación de Materiales

903-P3060-T05-GUD-X02

Instructivo de Especificaciones de Materiales de Tuberías

903-P3060-T10-GUD-067

Criterios para el Diseño de Pipelines

903-P3060-T11-ESP-059

Especificación para Pruebas Neumáticas de Tuberías

Hidrostáticas

y

Ingeniería Eléctrica (HM150) 903-P3070-E39-GUD-010

Guía de Diseño de Protección Catódica

Automatización y Control (HM160) 903-K3200-I01-ESP-079

Especificación de Materiales Mecánicos para Instrumentación

Ingeniería Civil (HM170) 903-P3050-C71-ESP-088

Especificaciones Generales para Instalaciones Sanitarias

Los Procedimientos y las Instrucciones de Trabajo están relacionados de manera directa: el INEDON es citado en este documento, o indirecta: el INEDON contiene información adicional para el usuario; pero no es citado en este documento.

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6.

ACRÓNIMOS Y SIGLAS El cuadro siguiente muestra los acrónimos, siglas usadas en el texto y figuras de este INEDON. Muchos de los acrónimos y siglas usados corresponden al idioma inglés por conveniencia con la información técnica. Español AISI AN

Inglés American Iron and Steel Institute

Ácidos nafténicos

Naphthenic Acids

ANSI

American National Standards Institute

API

American Petroleum Institute

ASCC

Agrietamiento por Corrosión de Fatiga Alcalina

Alakine Stress Corrosion Cracking

ASME

American Society of Mechanical Engineers

ASTM

American Society for Testing Materials

AWWA

American Water Works Association

C/C

Con Costura, Con Soldadura

Welded (Wld, WLD)

Cl.

Clase

Class

CP

Corrosión Permitida

Corrosión Allowance (CA)

CPVC

Policloruro de Vinilo Clorado

Chlorinated Polyvinylchloride

CR

Velocidad de Corrosión

Corrosion Rate

CS

Acero al Carbono

Carbon Steel

DEA

Dietanolamina

Diethanolamine

DMC

Diagramas de los Materiales de Construcción

Material of Construction Diagrams (MOC Diagrams)

DTI

Diagrama de Tuberías (Cañerías) e Instrumentación

Piping and Instrumentation Diagram (P&ID)

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Español

Inglés

FKCS

Acero al Carbono Completamente Calmado

Fully Killed Carbon Steel

FRP o FGRP

Plástico Reforzado con Fibra de Vidrio

Fiberglass-Reinforced Plastic

GLP

Gases Licuados de Petróleo

Liquefied Petroleum Gases (LPG)

GNL

Gas Natural Licuado

Liquified Natural Gas (LNG)

Gr.

Grado

Grade

HAZ

Zona Afectada por el Calor

Heat Affected Zone

HdD

Hoja de Datos

Data Sheet

HIC

Agrietamiento Inducido por el Hidrógeno

Hydrogen-Induced Cracking

INEDON

inelectra Documento Normalizado

ISO

International Organization for Standardization

KCS

Acero al Carbono Calmado

Killed Carbon Steel

LTCS

Acero al Carbono para Baja Temperatura

Low Temperature Carbon Steel

MDEA

Monodietanolamina

Monodiethanolamine

MPOP

Máxima Presión de Operación Permisible

Maximum Allowable Working Pressure (MAWP)

NACE

National Association of Corrosion Engineers

NPSHr

Altura Neta Requerida de Presión de Succión

Net Pressure Suction Head Required

PE

Polietileno

Polyethylene

PH

Endurecimiento por Precipitación

Precipitation Hardening

PP

Polipropileno

Polypropylene

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Español

Inglés

ptb

Libras (de sal) por cada mil barriles

Pounds (of salt) per thousand barrels

PTFE

Politetrafluoruro de Etileno

Polytetrafluoroethylene

PVC

Policloruro de Vinilo

Polyvinyl Chloride

PVDF

Polifluoruro de Vinilideno

Polyvinylidene Fluoride

PWHT

Tratamiento Térmico PostSoldadura

Post Welded Heat Treatment

RP

Practica Recomendada

Recommended Practice

SAE

Society of Automotive Engineers

S/C

Sin Costura, Sin Soldadura

Seamless (Smls, SMLS)

SCC

Agrietamiento debido a la Corrosión por Tensión

Stress Corrosion Cracking

SCH

No. de Cédula

Schedule

SOHIC

Agrietamiento Inducido por Hidrógeno y Orientado por la Tensión

Stress-Oriented HydrogenInduced Cracking

SS

Acero Inoxidable

Stainless steel

SSC

Agrietamiento debido a la Corrosión por Tensión en Presencia de Sulfuro de Hidrógeno

Sulfide Stress Cracking

STD

Estándar

Standard

TLC

Corrosión del Tope de la Línea

Top of Line Corrosion

TMDM

Temperatura Mínima de Diseño del Metal

Minimum Design Metal Temperature (MDMT)

UNS UV

Unified Numbering System (Rayos) Ultravioleta

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Ultraviolet (Rays)

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7.

SÍMBOLOS QUÍMICOS El siguiente listado muestra los símbolos químicos y los nombres completos de los elementos y las sustancias químicas usados en este INEDON. Elementos Al

Aluminio

Aluminum

B

Boro

Boron

C

Carbono

Carbon

Ca

Calcio

Calcium

Cb

Colombio

Columbium

Co

Cobalto

Cobalt

Cr

Cromo

Chrome

Cu

Cobre

Copper

Fe

Hierro

Iron

Mn

Manganeso

Manganese

Mo

Molibdeno

Molybdenum

Ni

Níquel

Nickel

P

Fósforo

Phosphorus

Pb

Plomo

Lead

Pd

Paladio

Palladium

S

Azufre

Sulfur

Se

Selenio

Selenium

Si

Silicio

Silicon

Ta

Talio

Thallium

Ti

Titanio

Titanium

V

Vanadio

Vanadium

W

Wolframio, volframio, tungsteno

Tungsten

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Sustancias CO

Monóxido de carbono, óxido de carbono

Carbon monoxide

CO2

Dióxido de carbono, óxido de carbono (IV), anhídrido carbónico

Carbon dioxide

FeCO3

Carbonato de hierro

Iron carbonate

Fe2O3·H2O Óxido de hierro(III) hidratado

Iron(III) oxide hydrated

Fe(OH)2

Hidróxido de hierro (II)

Iron(II) oxide

FeSx

Sulfuros de hierro (por ejemplo, FeS2: disulfuro ferroso, pirita)

Iron sulfides

H2

Hidrógeno (gaseoso)

Hydrogen (gaseous)

H2CO3

Ácido carbónico

Carbonic acid

H2O

Agua

Water

H2S, SH2

Sulfuro de hidrógeno, ácido sulfhídrico (cuando está disuelto en agua)

Hydrogen sulfide

H2SO4

Ácido sulfúrico

Sulfuric acid

HCl

Cloruro de hidrógeno, ácido clorhídrico (cuando está disuelto en agua), ácido muriático (cuando es extraído de la sal marina)

Hydrogen chloride

HF

Ácido hidrofluorídrico

Hydrogen fluoride, hydrofluoric acid (aqueous solution)

HNO3

Ácido nítrico

Nitric acid

KOH

Hidróxido de potasio, potasa cáustica

Potassium hydroxide

N2

Nitrógeno (gaseoso)

Nitrogen (gaseous)

NaOH

Hidróxido de sodio, hidróxido sódico, sosa cáustica, soda cáustica

Sodium hydroxide, caustic soda, sodium hydrate

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Sustancias NH4HS

Hidrosulfuro de amonio

Ammonium hydrosulfide

O2

Oxígeno (gaseoso)

Oxygen (gaseous)

Zn(OH)2

Hidróxido de zinc

Zinc hydroxide

Grupos -COOH

Carboxilo

Carboxyl

-NH2

Amino

Amine

-PO3H2

Fosfanato

Phosphonate

Cloruro

Chloride

Cromato

Chromate

Hidrógeno

Hydrogen

Iones Cl− CrO4

2−

+

H

−

OH

8.

Hidróxido

Hydroxide

NO2

−

Nitrito

Nitrite

NO3

−

Nitrato

Nitrate

LECCIONES APRENDIDAS Las Lecciones Aprendidas están disponibles a través de la página de intranet de Ingeniería. El sistema de Lecciones Aprendidas puede contener información adicional para el tema de este INEDON. El INEDON “Procedimiento para la Identificación, Registro y Aplicación de Lecciones Aprendidas”, N° 903-P3000-A20-ADM-917, indica lo siguiente “cuando no se encuentre evidencia del uso del Sistema de Lecciones Aprendidas, se levantará una No Conformidad” durante una revisión técnica.

9.

DEFINICIONES GENERALES Acero al Carbono (Carbon Steel, CS) Aleación de hierro y carbono, este último en bajo, medio, alto y muy alto contenido. Véase la Sección 10.1.1.

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Acero al Carbono Calmado (Killed Carbon Steel, KCS) Acero que ha sido completamente desoxidado por añadidura de un agente como silicón o aluminio, antes de ser colado, lo que prácticamente evita la evolución de gas durante la solidificación. Los aceros calmados se caracterizan por un alto grado de homogeneidad química y también por estar libres de poros. Acero al Carbono Galvanizado (Galvanized Carbon Steel) Acero que ha sido sometido a un proceso químico para evitar su corrosión. El acero es cubierto con capas de zinc y este se oxida; pero evita la oxidación pase al acero. El acero es sumergido en zinc derretido y sometido a la galvanización que es una reacción química, la cual fija permanentemente el zinc al acero. El grado de galvanización es generalmente expresado en unidad de masa del zinc por unidad de área, y no por el espesor del zinc. Acero Inoxidable (Stainless Steel, SS) Aleación del hierro con un mínimo de 10,5 % de cromo. Otros elementos de aleación pueden ser añadidos para mejorar su dureza, fuerza y resistencia a bajas temperaturas. Los elementos más comunes son níquel, molibdeno, titanio y cobre. Véase la Sección 10.1.3. La designación “acero resistente a la corrosión” (corrosión resistant steel) es más apropiada porque 1° este tipo de acero contiene elementos de aleación (cromo, níquel) que se oxidan y originan una capa que protege al acero; y 2° no está protegido más que contra ciertos fluidos del proceso. El nombre en inglés “stainless steel” indica que no se mancha o corroe fácilmente (stain less). Ácido (Acid) Sustancia que en disolución aumenta la concentración de los iones de hidrógeno (H+) y se combina con las bases para formar sales. Un ácido es lo opuesto a una base. Ejemplo con el ácido clorhídrico, fórmula química HCl: HCl → H+ + Cl− (en disolución acuosa) o lo que es lo mismo: HCl + H2O → H3O+ + Cl−

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Un ácido fuerte es aquel que se disocia completamente en agua, es decir, aporta iones H+ pero no los recoge. Ejemplos: ácido clorhídrico (HCl), ácido sulfúrico (H2SO4), ácido nítrico (HNO3). Un ácido débil aporta iones H+ al medio, pero también es capaz de aceptarlos, formando un equilibrio ácido-base. La mayoría de los ácidos orgánicos son débiles. Agua Libre (Free Water, Water Film) Agua en estado líquido procedente del reservorio o formada por condensación en un proceso. Alcalino (Alkali) Metal situado en el grupo 1 de la tabla periódica: litio (Li), sodio (Na), potasio (K), rubidio (Rb), cesio (Cs), francio (Fr). Los metales alcalinos son muy reactivos y se encuentra siempre como óxidos, hidróxidos, etc. y no en estado puro. En este INEDON se usa el término “solución alcalina” para las disoluciones de los hidróxidos de los metales alcalinos en agua. Aleación (Alloy) Metal compuesto de la combinación de dos o más metales o la combinación de un metal y un no metal (Figura 1). Las aleaciones son creadas para generar mejoras que no tienen los metales puros. El acero al carbono es una aleación del hierro con el carbono y otros elementos. El Anexo 1 contiene información sobre los elementos usados para las aleaciones de acero. La literatura especializada tiene varias maneras de mostrar el contenido de los diferentes metales o no metales que forman una aleación. La nomenclatura más común es mostrada con un par de ejemplos: •

Acero al carbono ASTM A 106 Gr. B (UNS K03006): 0,30 C-1,06 Mn-0,1 Si Î 0,3 % de carbono (C), 1,06 % de manganeso (Mn), 0,1 % de silicio (Si), el resto de la aleación es hierro (Fe).

•

Acero inoxidable Tipo 304 (UNS S30400): 20 Cr-10,5 Ni-0,08 C-1,0 Si2,0 Mn Î 20 % de cromo (Cr), 10,5 % de níquel (Ni), 0,08 % de carbono (C), 1,0 % de silicio (Si) y 2,0 % de manganeso (Mn), el resto de la aleación es hierro (Fe).

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Acero al carbono ASTM A 106 Grado B: Fe + 98,54 %

+

Si 0,1 %

+

Ni + 10,5 %

Mn 2,0 %

+

Si 1,0 %

+

C 0,08 %

+

Fe Mn + + 1,08 % 1,25 %

Si 0,5 %

+

C + 0,15 %

Mn + 1,06 %

C 0,3 %

Acero inoxidable Tipo 304: Fe + 66,42 %

Cr 20 %

Monel® Alloy 400: Ni 63 %

+

Cu 34 %

S 0,02 %

Figura 1. Ejemplos de aleaciones, elementos y contenidos. Amalgama (Amalgam) Aleación del mercurio con otro metal. Austenítico (Austenitic) Término que se refiere a un tipo de estructura metalúrgica (no magnética) normalmente encontrada en la Serie 300 de los aceros inoxidables [9] con un alto contenido de cromo y níquel, esto los provee de una mayor resistencia a la corrosión que otros tipos de aceros inoxidables. Véase la Sección 10.1.3. Base (Base) Sustancia que en disolución aumenta la concentración de los iones de hidroxilo (OH−) y se combina con los ácidos para formar sales. Una base es lo opuesto a un ácido. Ejemplo con el hidróxido de potasio (o potásico), fórmula química KOH: KOH → OH− + K+ (en disolución acuosa)

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Una base fuerte es la que se disocia completamente en agua, es decir, aporta el máximo número de iones OH−. Ejemplos: hidróxido de potasio (KOH) e hidróxido de sodio (NaOH). Una base débil también aporta iones OH− al medio, pero está en equilibrio el número de moléculas disociadas con las que no están. Bases de Diseño (Basis of Design) Documento elaborado conjuntamente entre el Cliente e inelectra. El documento establece la información básica del lugar del Proyecto, premisas y criterios de diseño especiales o particulares, requerimientos de operación, constructibilidad y mantenimiento, normativa para el Proyecto, y toda la información adicional en la cual se fundamenta la ejecución del Proyecto. Dependiendo del alcance del Proyecto y del documento, los usuarios pueden ser solo Procesos, varias o todas las Disciplinas. Consúltense los INEDON “Bases de Diseño”, N° 903-P3100-P09-ADM-901, y “Bases y Criterios de Diseño”, N° 903-HM120-P09-GUD-013. Cáustico (Caustic) La definición básica es una sustancia química que quema los tejidos. Estas sustancias pueden ser tanto ácidos como bases, orgánicas o inorgánicas. Normalmente los metales alcalinos (por ejemplo, Na y K), los metales alcalinotérreos (por ejemplo, Mg y Ca) y los hidróxidos (por ejemplo, NaOH y KOH) suelen ser cáusticos. Clasificación de Presión-Temperatura (Pressure-Temperature Rating) Máxima presión manométrica permitida de operación para el material y la designación de la clase para un rango de temperaturas definidas [18]. Las clasificaciones más comunes b son 150, 300, 600, 900, 1500, 2500. En varios INEDON de inelectra, la clasificación de presión-temperatura es denominada como “libraje” o “rating”. Cumplimiento o Especificación NACE (NACE Compliance) Requerimiento que un material (de línea, equipo, instrumento, tuercas, tornillos, soldadura, etc.) sea certificado para cumplir con el NACE MR0175 [56], cuando b

El ASME B16.5 [18] también muestra la Clase 400; pero es poco usada en la industria.

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN es necesaria la resistencia a la corrosión debida a la presencia de H2S (SCC) dentro de los límites definidos de un servicio. El cumplimiento NACE es establecido por el Cliente, o las Disciplinas de Ingeniería del Proyecto. Este requerimiento está basado en aspectos de seguridad e impacto económico. En algunas especificaciones de Clientes y los INEDON de inelectra, se indica sencillamente que el material, línea, instrumento o equipo es “NACE”. Designaciones para el Espesor de Pared y No. de Cédula (Schedule, SCH) de las Líneas A)

Acero al carbono, ASME B36.10M [22]: Las designaciones para el espesor de pared STD (estándar), XS (extra fuerte) y XXS (doble extra fuerte) han sido comercializadas por años [22]; los números de cédula fueron añadidos luego. El No. de cédula 40 y la designación STD son idénticos hasta un NPS 10, inclusive. El No. de cédula y la designación XS son iguales hasta un NPS de 8, inclusive.

B)

Acero inoxidable, ASME B36.19M [23]: Las designaciones son 5S, 10S, 40S y 80S.

Consúltese también el INEDON “Guía para los Cálculos de Pérdida de Presión”, N° 903-HM120-P09-GUD-069. Diagrama de Flujo de Procesos (Process Flow Diagram) Representación esquemática de la secuencia, las etapas, los equipos y las corrientes principales del proceso. También tiene información básica sobre la filosofía de operación y control (principales lazos de control) y las principales características de diseño, especificaciones de los equipos requeridos en el proceso y sus condiciones de operación. Consúltese el INEDON “Guía para la Elaboración de los Diagramas Básicos de Procesos”, No 903-HM120-P09GUD-023.

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Diagrama de los Materiales de Construcción Diagram)

(Material of Construction

Representación esquemática de los diferentes materiales de construcción usados para las líneas principales del proceso o de servicios y de los equipos. Este diagrama usa como base el DFP o DFS. Consúltese el INEDON “Guía para la Elaboración de los Diagramas Básicos de Procesos”, No 903-HM120P09-GUD-023. Diagrama de Tuberías (Cañerías) e Instrumentación, Diagramas Mecánicos de Flujo (Piping and Instrumentation Diagram, Mechanical Flow Diagram) Diagrama que describe la secuencia del proceso, su automatización y control, indicando todos los equipos, las líneas, la instrumentación, las lógicas de control y accesorios que los conforman. Consúltese el INEDON “Guía para la Elaboración de los Diagramas de Tuberías e Instrumentación”, No 903-HM120P09-GUD-025. Diámetro Nominal (DN) y Tamaño Nominal de la Línea (NPS) (Nominal Diameter y Nominal Pipe Size) El sistema de medición métrico usa la abreviatura DN, en vez de Nominal Pipe Size (NPS); el Cuadro 1 muestra las equivalencias. El ASME B36.10M [22] contiene valores de NPS hasta 80 (DN 2000) y también los valores en el sistema métrico. Cuadro 1. Equivalencias entre DN y NPS [22]. DN

NPS

DN

NPS

DN

NPS

DN

NPS

6

1/8

50

2

250

10

650

26

8

1/4

65

2½

300

12

700

28

10

3/8

80

3

350

14

750

30

15

1/2

90

3½

400

16

800

32

20

3/4

100

4

450

18

850

34

25

1

125

5

500

20

900

36

32

1¼

150

6

550

22

950

38

40

1½

200

8

600

24

1000

40

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Ductilidad (Ductility) Propiedad de los metales y las aleaciones cuando, bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sin romperse. Dúplex (Duplex) Tipo de acero inoxidable que contiene acero ferrítico y austenítico. Véase la Sección 10.1.3. Dureza Brinell (Brinell Hardness) Número para la indicación de la dureza del metal basado en la prueba de Brinell. La prueba consiste en la aplicación de una carga específica sobre la superficie plana del espécimen a ser probado, por medio de una bola dura con diámetro definido (10 mm). El diámetro promedio de la hendidura es usada como base para calcular el número de dureza Brinell [25]. Enchapado (Cladding) (1)

Metal o aleación para enchapado: componente o componentes usados para crear un revestimiento de metal sobre el metal base. El metal o la aleación para enchapado es una pequeña fracción del total del espesor de la pared del equipo o la línea.

(2)

Operación de enchapado: proceso de fijar el metal para enchapado con el metal base por medio de una fijación (o unión) por los siguientes métodos [43]: a)

Enrollamiento (roll cladding): las placas (la chapa y el metal base) son enrolladas en un molino especial. La unión es parcialmente mecánica y parcialmente metalúrgica. Se producen placas de tamaño completo que el fabricante forma en el producto final.

b)

Explosión (explosion cladding): la detonación de una explosión prensa en conjunto las placas, con una fuerza que excede el límite mínimo de elasticidad de los metales y la superficie sin derretir del metal es unida por medio del rápido cierre del espacio entre las placas, esto resulta en una unión metalúrgica. Se producen placas de tamaño completo que el fabricante forma en el producto final.

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN c)

Capa de soldadura (weld overlay): es usada para partes pequeñas o de geometría compleja (por ejemplo, la cara de una brida).

Equipo Final de Alivio y Venteo Equipo ubicado al final del sistema de alivio de presión para la disposición segura de los fluidos de alivio. Para efectos de este INEDON, dicho equipo puede ser un Mechurrio (Venezuela), una Tea (Colombia), una Antorcha (Argentina), un Quemador de Desfogue (México) o un Venteo. Consúltese el INEDON “Guía para el Diseño de los Equipos Finales de Alivio y Venteo”, N° 903-HM120-P09-GUD-046. Especificación de Materiales de la Línea (Piping Material Specification) Código de cuatro dígitos que indica la clasificación de presión-temperatura, el grupo del fluido, el tipo de material y sobre espesor por corrosión o la variable de civil. Ejemplo: 1 AC D [Corrosión permitida, D: 1,27 mm] [Clase, AC: hidrocarburos no corrosivos (entre otros fluidos) y acero al carbono como material] [Clasificación de presión-temperatura, 1: 150]

Consúltese el INEDON “Instructivo de Especificaciones de Materiales de Tuberías”, N° 903-P3060-T05-GUD-X02, para más información. Falla Mecánica (Mechanical Failure) Cualquier cambio en el tamaño, forma o propiedad del material de un equipo, línea, instrumento, etc. o una de sus partes que origina una incapacidad para realizar su función. Ferrítico (Ferritic) Término que se refiere a un tipo de estructura metalúrgica (magnética) normalmente encontrada en el acero al carbono, los aceros de baja aleación y muchos de los aceros inoxidables de la Serie 400 [9]. Véase la Sección 10.1.3 para más información sobre los aceros inoxidables ferríticos.

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Fluido de Servicio Categoría D (Category D Fluid Service) Definido como un fluido de servicio que cumple con todo los siguiente: 1) el fluido no es inflamable ni tóxico; 2) la presión de diseño manométrica no excede 10,34 barg (150 psig); 3) la temperatura de diseño está entre −29 °C (−20 °F) y 182 °C (360 °F) [72]. Fluido Retenido (Retained Fluid) Fluido producido por un pozo o inyectado en un pozo [5]. Fragilización (Embrittlement) Reducción o pérdida de la ductilidad de un metal o un plástico debido a un cambio físico o tratamiento térmico. Forja (Forge) Pieza de metal moldeada por deformación plástica. Los accesorios para unión de las líneas y conexión de equipos son elementos forjados, por ejemplo, los cambios de dirección (codos y “T”), los cambios de diámetro (reducciones y expansiones), los cuellos de las bridas, algunos tipos de bridas y algunas piezas de las válvulas manuales y de control. Gas Húmedo (Wet Gas) (1) Un gas que contiene agua o no ha sido deshidratado. (2) Término que equivale a un gas rico, es decir con cierta cantidad de hidrocarburos pesados y recuperables. Herramienta de Limpieza e Inspección, Cochino (Venezuela), Marrano (Colombia), Chancho (Argentina), Diablo (México) (Cleaning and Inspection Tool, Pig, Scrapper) Equipo usado para: •

Limpiar la línea y remover arena, agua libre, parafinas, etc.

•

Realizar una inspección (herramienta inteligente o instrumentada, Figura 2) y determinar el espesor de pared y por ende el efecto de la corrosión-

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN erosión o determinar la ruta de la línea por medio de sistemas de posicionamiento global. •

Separar dos tipos de líquidos transportados en la misma línea (Figura 3).

•

Envío de inhibidor de corrosión para lograr que toda la superficie interna de la línea sea cubierta por una película del inhibidor (Figura 4).

El INEDON “Especificación Técnica para Trampa de Cochino”, N° 903-P3060M59-ESP-033, contiene información sobre los dispositivos (trampas) de envío y recepción de las herramientas.

Figura 2. Tipos de herramientas de limpieza e inspección. Abajo, los del tipo inteligente para mediciones. Sin fluido de sacrificio Fluido 1

Con fluido de sacrificio

Fluido 2 Herramienta

Fluido de sacrificio

Figura 3. Separación de diferentes líquidos por medio de una herramienta.

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Herramienta

Inhibidor de corrosión

Figura 4. Bache de inhibidor de corrosión separado por dos herramientas. Hierro Fundido o Colado (Cast Iron) Tipo de acero que se solidifica a su forma final desde un estado fundido. Contiene como mínimo 2 % de carbono, al igual que porcentajes de silicio y azufre. Véase la Sección 10.1.4 y subsiguientes. Ión (Ion) Átomo o molécula cargada eléctricamente, debido a que ha ganado o perdido electrones. Línea (Line, Pipe) Con el objeto de generalizar este término, el INEDON usa el concepto de “línea” para los tubos, las tuberías, cañerías, los caños y ductos: conducto de forma cilíndrica por donde se transportan los fluidos del proceso (hidrocarburos, productos petroquímicos, etc.) o de servicios (agua, aire, gas combustible, gas inerte, etc.). Línea Con Costura (C/C), Con Soldadura (Welded Pipe) Línea que tiene costuras o soldaduras longitudinales o helicoidales: A)

Con costura longitudinal (Figura 5): la línea es fabricada a partir de una lámina de chapa, la cual se dobla y suelda para formar un cilindro. La soldadura es recta y sigue toda la longitud de la línea y es la parte más débil.

B)

Con costura helicoidal (en espiral, Figura 5): la fabricación es similar a la anterior; pero la soldadura no es recta sino que recorre la línea de manera espiral, como si fuese roscada.

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Línea Sin Costura (S/C), Sin Soldadura (Seamless Pipe) Línea fabricada de un lingote cilíndrico, el cual es calentado en un horno antes de la extrusión. Este tipo de línea es la mejor para la contención de la presión debido a su homogeneidad en todas las direcciones y es la manera más común de fabricación y por ende más comercial (Figura 5). Con costura

Sin costura

Longitudinal

Helicoidal

Figura 5. Líneas sin costura y con costura. Línea, Tubería API 5L (API 5L Pipe) Línea construida según la API SPEC 5L [4]. Línea de Transporte (Transport Line) Línea de mucho longitud usada para el transporte de los hidrocarburos (gas, líquido o mezcla de ambos) y/o agua desde áreas de producción hasta las de tratamiento o desde las instalaciones hasta las áreas de almacenamiento. Maleabilidad (Malleability) Propiedad de los materiales cuando permiten la obtención de delgadas láminas sin romperse. Maquinabilidad (Machinability) Propiedad de los materiales que permite comparar la facilidad con que pueden ser mecanizados por arranque de viruta. Los materiales con mejor maquinabilidad requieren potencias y fuerzas de corte reducidas. Martensítico (Martensitic) Término que se refiere a un tipo de estructura metalúrgica normalmente encontrada en los aceros inoxidables de la Serie 400 [9], véase la Sección 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN 10.1.3 para más información. El tratamiento térmico y/o el proceso de soladura seguida de un enfriamiento rápido pueden producir esta estructura en el acero al carbono y de baja aleación. Material, Metal Base (Base Material, Metal) (1)

El metal presente en la mayor proporción en una aleación, por ejemplo, una aleación en base de hierro.

(2)

Un metal activo que se oxida fácilmente o que se disuelve para formar iones.

(3)

El metal para ser soldado (Figura 7), cortado, unido, etc.

(4)

Después de la soldadura, la parte del metal que no se ha derretido.

Máxima Presión de Operación Permisible, MPOP (Maximum Allowable Working Pressure, MAWP) (1)

Recipientes a presión [3]: es la máxima presión permisible en el tope del recipiente en su posición normal de operación a la temperatura de diseño coincidente especificada para esa presión. Es el menor de los valores determinados de máxima presión de operación permisible para todas las partes esenciales del recipiente.

(2)

Líneas dentro de las instalaciones [19]: es equivalente a la presión de diseño, y no es menor que la presión a la condición más severa de presión interna o externa y coincidente con temperatura (mínima o máxima) durante el servicio.

(3)

Líneas para los sistemas de transporte de gas [21]: es la máxima presión a la cual puede operar el sistema de gas según lo establecido en el código.

(4)

Líneas para los sistemas de transporte de hidrocarburo líquido equivalente a las presiones internas y externas de diseño.

[20]

: es

Evite confundir la Máxima Presión de Operación Permisible (usada en el diseño mecánico del equipo o de la línea) con la máxima presión de operación establecida en el proceso, por ejemplo en un Balance de Materia y Energía.

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Modos de Falla Mecánica (Mechanical Failure Modes) Proceso o procesos que individualmente o combinando sus efectos producen una falla mecánica [53], los más frecuentes son: A)

Arrastramiento, fluencia lenta (creep), deformación debida a un esfuerzo constante.

B)

Corrosión, véase la Sección 11.

C)

Desgaste (wear), la erosión del fluido del proceso es una posible causa.

D)

Fatiga (fatigue).

E)

Fractura, el material se rompe antes de tener deformaciones significativas. Una temperatura baja es una de las posibles causas.

F)

Impacto (impact), se origina cuando el material es sujeto a cargas no elásticas.

G)

Pandeo, desplazamiento (buckling).

H)

Plasticidad, fluencia (yielding), es un tipo de deformación en los materiales dúctiles.

Partes por Millón (Parts per Million) Notación científica y de ingeniería que indica una parte entre 1 000 000 de partes, una parte entre 106 o un valor de 1·10−6:

1ppm =

1 1000 000

Al igual que con el símbolo de porcentaje (%), el Sistema International de Unidades [80] solicita que no se usen frases como “porcentaje másico”, “porcentaje volumétrico” o “porcentaje por una cantidad de sustancia”. La información adicional de la cantidad debe ser convenida en el nombre y símbolo de la cantidad. Sin embargo, este INEDON aún emplea las unidades ppm m/m (unidad de masa sobre unidad de masa) hasta que el uso del SI esté más generalizado.

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Prueba de Impacto (Charpy V-Notch Impact Test) La prueba de impacto Charpy es una prueba dinámica en la cual una muestra del metal, provista de una muesca, es golpeada y quebrada por un único golpe de un péndulo en caída libre (ASTM A 370 [25], c), Figura 6. La temperatura de prueba del metal es la especificada por el comprador. El resultado de la prueba, exitoso o no, depende de la especificación de prueba para cada metal.

Escala

Posición de inicio

Final del balanceo

Martillo

Yunque

Prueba

Figura 6. Máquina para la prueba de impacto. Salmuera (Brine) Agua con una alta concentración de sal disuelta o cerca de la saturación. Secuestrador de Oxígeno (Oxygen Scavenger) Producto químico que reacciona con el oxígeno disuelto para reducir la corrosión. En las instalaciones de hidrocarburos y centrales de generación de potencia tienen su principal uso en el tratamiento de agua.

c

El ASTM tiene varias normativas relacionadas con la prueba de impacto, el estándar A 370 contiene información general. 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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Sistema de Alivio (Relevo) de Presión (Pressure Relieving System) Instalación de un dispositivo de alivio de presión, líneas y medios para transporte y disposición de los fluidos de alivio en fase gaseosa, líquida o ambas. Un sistema de alivio de presión puede consistir en una sola válvula de alivio o disco de ruptura, con la línea de salida, en un recipiente o línea. Un sistema más complejo puede contar con varios dispositivos de alivio conectados a un sistema de recolección y los equipos finales de disposición: KO Drum, mechurrio o venteo. Consúltese el INEDON “Guía de Diseño para los Sistemas de Alivio de Presión”, N° 903-HM120-P09-GUD-041. Soldadura (Welding) Proceso de fabricación en donde se realiza la unión de dos materiales, generalmente metales o termoplásticos, usualmente logrado por medio de la coalescencia (o fusión), en la cual las piezas son soldadas derritiendo ambas y agregando un material de relleno derretido (Figura 7). Este relleno tiene un punto de fusión menor que la pieza a soldar para conseguir un charco de material fundido que, al enfriarse, se convierte en un empalme fuerte. Temperatura Mínima de Diseño del Metal, TMDM (Minimum Design Metal Temperature, MDMT) Mínima temperatura esperada en servicio para el metal [3], excepto cuando se permiten temperaturas más bajas según la ASME Sec VIII Div 1 [3]. La TMDM marcada en la placa de identificación corresponde a una presión coincidente con la MPOP. Basado en lo anterior, la MDMT es la temperatura límite que el material de un recipiente o línea puede soportar a la presión de diseño sin requerir una prueba de impacto. Tratamiento Térmico Post-Soldadura (Post-Welded Heat Treatment, PWHT) Proceso de recalentamiento de una soldadura por debajo de la temperatura más baja de transformación con un flujo de calor controlado, durante un tiempo definido y una velocidad de enfriamiento controlada. Durante la soldadura, las dos piezas de metal son expuestas a temperaturas extremas y esto puede causar que la estructura cristalina del metal pase por varias fases metálicas. Como resultado, el endurecimiento (y la fractura) del metal puede ocurrir. El PWHT reduce la dureza de la zona afectada por el calor (HAZ) e incrementa la ductilidad en esas secciones.

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Unidades de Medición de Presión El SI establece que las unidades de presión no llevan la letra “a” para valores absolutos ni “g” para valores manométricos. Actualmente, los estándares estadounidenses también están comenzando a usar el SI, especialmente cuando son estándares idénticos para la ISO. El SI indica que la palabra “presión” es calificada apropiadamente. Ejemplo: presión absoluta de 10 kPa. Sin embargo, este INEDON aún emplea las unidades barg, bara, psia, psig, etc. hasta que el uso del SI esté más generalizado. Velocidad de Corrosión (Corrosion Rate) Medida para conocer la resistencia de los materiales a la corrosión o la eficiencia de un inhibidor de corrosión. El Cuadro 2 muestra una manera simple de convertir datos entre las unidades más comunes de medición de la corrosión, por ejemplo en corriente de corrosión (mA·cm−2), pérdida de masa (g·m−2·día−1) y velocidad de penetración (mm·año−1 o mpy) [54]. Cuadro 2. Unidades de medición de corrosión. mA·cm−2

mm·año−1

mpy

g·m−2·día−1

1

3,28·M/nd

129·M/nd

8,95·M/n

0,306·nd/M

1

mpy

0,00777·nd/M

0,0254

1

0,0694·d

g·m−2·día−1

0,112·n/M

0,365/d

14,4/d

1

mA·cm−2 mm·año

−1

39,4

2,74·d

Donde: mpy

es una unidad de medición inglesa y equivale a “milli-inch per year” (mils per year);

n

es el número de electrones liberados por la reacción de corrosión;

M

es la masa atómica en gramos;

d

es la densidad en g/cm3.

Ejemplo: si el metal es acero o hierro, n = 2, M = 55,85 g y d = 7,88 g/cm3, y el cuadro con las conversiones es: 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN mA·cm−2 mA·cm−2 mm·year

1 −1

mpy −2

mm·year−1

−1

g·m ·day

11,6

mpy 456 39,4

g·m−2·day−1 249

0,0863

1

21,6

0,00219

0,0254

1

0,547

0,00401

0,0463

1,83

1

Cuando la velocidad de corrosión es determinada por la pérdida de masa de un material, se suele usar la ecuación siguiente [30]: Velocidad de corrosión [mpy] =

534 ⋅ pérdida de masa [mg] área [in ] ⋅ tiempo [h] ⋅ densidad del metal [g/cm3 ] 2

Velocidad de corrosión [mm/año] = 0,0254 · velocidad de corrosión [mpy] Zona Afectada por el Calor (Heat Affected Zone, HAZ) Porción del metal base que no es derretido durante el proceso de soldadura (Figura 7); pero cuyas microestructuras y propiedades mecánicas son alteradas por el calor y pueden ser afectadas por la corrosión.

Soldadura Zona afectada por el calor Material base

Figura 7. Esquema de una soldadura. 10.

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN La variedad de los materiales de construcción en la industria de los hidrocarburos y centrales de generación de potencia eléctrica se extiende desde metales ferrosos, metales no ferrosos, aleaciones hasta plásticos. La siguiente sección es un resumen de diferentes materiales de construcción con sus características más importantes. La Figura 8 muestra los materiales de construcción descritos en este INEDON.

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MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

Compuestos Inorgánicos No Metálicos

Compuestos Orgánicos No Metálicos

Metales Ferrosos y sus Aleaciones

Metales No Ferrosos y sus Aleaciones

Acero al Carbono

Níquel y sus Aleaciones

Polivinilo de Cloruro (PVC)

Hierros Fundidos

Cobre y sus Aleaciones

Polivinilo de Cloruro Clorado (CPVC)

Aceros de Baja Aleación

Aluminio y sus Aleaciones

Polipropileno (PP)

Aceros Inoxidables

Titanio Tantalio

Polietileno (PE) Polivinilideno de Fluoruro (PVDF) Politetrafluoruro-Etileno (PTFE) Fluoroetilenopropileno (FEP) Plásticos Reforzados con Fibra de Vidrio (FRP)

Figura 8. Materiales de construcción descritos en este INEDON. 10.1.

Metales Ferrosos y sus Aleaciones

10.1.1. Acero al Carbono El acero al carbono (carbon steel) es el más común, económico y versátil metal usado en la industria a pesar de su limitada resistencia a la corrosión. El uso del acero al carbono puede abarcar velocidades de corrosión de 0,13 mm/año a 0,5 mm/año (5 mils/año a 20 mils/año) [73], con la adición de espesor para aumentar la corrosión permitida (Sección 11.4) y extender la vida útil de la línea o equipo. El Cuadro 3 muestra las designaciones de los aceros al carbono en función de los valores típicos del contenido de carbono. El Anexo 1 contiene los diferentes elementos usados para la formación de aleaciones de acero.

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Cuadro 3. Designaciones de los aceros en función del contenido de carbono. Designación

Contenido de carbono [%]

Bajo

0,10 a 0,25

Medio

0,25 a 0,45

Alto

0,45 a 0,95

Muy alto

0,95 a 2,1

10.1.2. Aceros de Baja Aleación Los aceros de baja aleación (low-alloy steel) contienen uno o más elementos de aleación para mejorar las propiedades metálicas o la resistencia a la corrosión que el acero al carbono. Un ejemplo típico de un acero de baja aleación contiene 0,4 % de carbono, 0,7 % de manganeso, 1,85 % de níquel, 0,8 % de cromo, y 0,25 % de molibdeno. El níquel aumenta la fuerza, mejora las propiedades a baja temperatura y la resistencia a la corrosión. El cromo mejora la dureza, la resistencia a la abrasión, la corrosión y la oxidación. El molibdeno provee fortaleza a altas temperaturas. Los elementos de aleación producen una capa adherente de óxido ajustada y densa, pero la resistencia a la corrosión es similar al acero al carbono para soluciones ácidas y alcalinas. Sin embargo, la mayor dureza permite paredes más delgadas en los equipos de procesos fabricados con acero de baja aleación. Varios de los aceros de baja aleación son usados para servicios de alta temperatura (por ejemplo, vapor de alta presión), los más comunes para las líneas forman parte del ASTM A 335: P11 (1,25 Cr-0,5 Mo), P21 (3 Cr-1 Mo), P22 (2,25 Cr-1 Mo) y P91 (9 Cr-1 Mo-V). 10.1.3. Acero Inoxidable En resumen, el acero común mejora su resistencia a la corrosión añadiendo cromo, esta aleación origina el acero inoxidable (stainless steel). Existen más de 70 variantes de aceros inoxidables, y muchas aleaciones especiales. La mayoría tiene una base de hierro, con 12 % a 30 % de cromo, 0 % a 22 % de níquel y contenidos menores de carbono, cobre, molibdeno y otros metales. 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Los aceros inoxidables son resistentes a la corrosión, altas y bajas temperaturas, y no contaminan los fluidos del proceso. La Figura 9 muestra la clasificación de los aceros inoxidables más comunes.

ACEROS INOXIDABLES

Tipos con Cromo-Níquel

Tipos con Cromo

Martensíticos

Ferríticos

403, 410, 414, 416, 416Se, 420, 431, 440A, 440B, 440C

405, 430, 430F, 430Se, 442, 446

Austeníticos

Semiausteníticos

Martensíticos

201, 202, 301, 302, 302B, 303, 303Se, 304, 304L, 305, 308, 309, 309S, 310, 310S, 314, 316, 316L, 317, 321, 321H, 347, 347H, 348

PH 15-7 Mo, 17-7 PH, AM 355

17-4 PH, 15-5 PH, Stainless W

Figura 9. Clasificación de los aceros inoxidables por el contenido de aleación y su microestructura. Los aceros inoxidables comunes están divididos en cuatro grandes grupos: A)

Aceros inoxidables austeníticos (austenitic stainless steels): Son los más resistentes a la corrosión. Contienen de 16 % a 26 % de cromo y de 6 % a 22 % de níquel; el carbono es mantenido a un máximo de 0,08 % para minimizar la precipitación de carburos. También son resistentes y dúctiles. Los Tipos 304 (UNS S30400), 316 (UNS S31600) y 317 (UNS S31700) son los más convencionales de este grupo de aceros inoxidables con sus variantes de bajo contenido de carbono (letra “L”: low).

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN También existen las variantes con alto contenido de carbono (letra “H”: high) y los que tienen nitrógeno añadido (de 0,1 % a 0,3 %) para aumentar su resistencia a la extensión (letra “N”). El Tipo 304 (18 Cr-8 Ni-0,08 C) es usado en condiciones de oxidación donde la corrosión intergranular no es un problema, pero sí la resistencia a la corrosión o pureza de los productos. La adición de molibdeno produce los Tipos 316 (18 Cr-12 Ni-3 Mo) y 317 (18 Cr-13 Ni-4 Mo), los cuales tienen una resistencia mejorada a medios con cloro, así como químicos específicos (ácidos orgánicos, aminas, etc.). En la actualidad existen aceros inoxidables superaustenítico como el UNS S31254 (ASTM A 249, de 6 % a 6,5 % de Mo), el cual es una alternativa económica con respecto al titanio para los tubos de los condensadores de las centrales de generación de potencia [76] y es usado desde comienzo de los años 80 [31]. B)

Aceros inoxidables ferríticos (ferritic stainless steels): Contienen entre 15 % y 30 % de cromo, con un bajo contenido de carbono (0,1 %). Un ejemplo típico es el Tipo 430 (UNS S43000). El alto contenido de cromo mejora la resistencia a la corrosión, pero no tienen buena resistencia contra ácidos reductores como el HCl. Soluciones medianamente corrosivas y medios oxidantes pueden ser usados con esta clase de aceros inoxidables. Los aceros inoxidables de la Serie 400 (ejemplo, 405, 409, 410, 410S, 430 y 446) son susceptibles a la fragilización por temperaturas cercanas a 475 °C (885 °F) [9]. Su uso debe ser evitado en platos de destilación e intercambiadores de calor que operen a la mencionada temperatura de fragilización. Los aceros inoxidables superferríticos como los UNS S44735 y UNS S44660 (ambos ASTM A 268) son usados como alternativas económicas con respecto al titanio para los tubos de los condensadores de las centrales de generación de potencia [76] y actualmente tienen mayor uso que los aceros inoxidables superausteníticos [50].

C)

Aceros inoxidables martensíticos (martensitic stainless steels): Contienen de 12 % a 20 % de cromo con cantidades controladas de carbono y otros aditivos. El Tipo 410 (UNS S41000) pertenece a este

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN grupo. Son usados en medios poco corrosivos (condiciones atmosféricas, agua fresca). La resistencia a la corrosión es menor que para los aceros austeníticos. D)

Otro sub-grupo de los aceros inoxidables es el denominado dúplex, con una distribución de aproximadamente 50:50 de ferrítico y austenítico, diseñado para mejorar la fuerza y la resistencia a los efectos del cloro. Los Tipos más comunes son la aleación 2205 (UNS S310803, 22 Cr-6 Ni3 Mo) y la 255 (UNS S32550, 26 Cr-6 Ni-3 Mo-2 Cu). Adicionalmente existen marcas comerciales como el Durcomet 100. Los aceros inoxidables dúplex como las aleaciones 2205, 2304 y 2507 son susceptibles a la fragilización por temperaturas cercanas a 475 °C (885 °F) [9]. Su uso debe ser evitado en platos de destilación e intercambiadores de calor que operen a la mencionada temperatura de fragilización. Cuadro 4. Resumen de la definición de los aceros inoxidables según el AISI/SAE. Serie

Tipo (a)

100

101 102

Usados para muebles.

200

201 202 205

Aceros austeníticos de aleaciones de cromo, níquel y manganeso.

Información

Aceros austeníticos de aleaciones de cromo y níquel.

300

301

Muy dúctil, para productos maquinados.

302

Resistencia a la corrosión igual que el Tipo 304; pero con un poco más de fuerza debido al mayor contenido de carbono.

303

Versión libre de maquinado del 304 por medio de la adición de azufre.

304

El más común, también llamado acero inoxidable 18/8.

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Cuadro 4. Resumen de la definición de los aceros inoxidables según el AISI/SAE. Serie

Tipo (a)

Información

304L

Versión con 0,03 % de carbono (vs 0,08 % del 304) para minimizar la precipitación de carburos durante la soldadura. La “L” indica que es un Grado con bajo contenido de carbono.

316

Contiene molibdeno para prevenir tipos específicos de corrosión. Además del uso en plantas de procesos petroquímicos, también es usado en las industrias de la alimentación y en la medicina.

316L

Similar a lo indicado para el 304L. Aleaciones ferríticas y martensíticas.

400 408

Resistente al calor, mala resistencia a la corrosión, 11 % de cromo y 8 % de níquel.

409

Ferrítico, Tipo más económico.

410

Martensítico, alta dureza.

420

Martensítico, usado para cubiertos y equipos médicos.

430

Ferrítico. Además del uso en plantas de procesos petroquímicos, también es usado para decoración.

440

Grado alto de acero para cubiertos.

446

Para servicios de alta temperatura Aleaciones martensíticas endurecidas por precipitación.

600 630

Tipo más común, conocido como PH 17-4 (17 Cr-4 Ni).

Nota: (a) El número del Tipo según el AISI/SAE es usado también en la normativa del ASME y ASTM.

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Cuadro 5. Ejemplos del uso del acero inoxidable dúplex en la industria de la refinación del petróleo [16]. Resistencia a la corrosión o mecanismos de falla

Aplicación Unidades de hidroprocesamiento Efluente de los enfriadores por aire de los reactores

Corrosión por NH4HS

Condensadores del tope (cima) de la columna de despojamiento


Efluente de los intercambiadores de alimentación a la columna de fraccionamiento o reactor

Corrosión por H2/H2S, SCC por cloro

Despojadores de agua agria Rehervidores

Corrosión por sales, SCC por cloro

Intercambiadores de la alimentación o producto de fondo


Condensadores de tope o bombas de recirculación entre platos (pumparound)


Unidades de crudo Condensadores de tope (cima) de las torres atmosféricas o intercambiadores de tope/crudo

Corrosión por sales o por HCl, SCC por cloro, H2S húmedo

Condensadores tipo jet por vacío

Corrosión por sales, SCC por cloro, H2S húmedo

Enfriador de la salmuera del desalador


Intercambiador de la alimentación del desalador/salmuera


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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Cuadro 5. Ejemplos del uso del acero inoxidable dúplex en la industria de la refinación del petróleo [16]. Resistencia a la corrosión o mecanismos de falla

Aplicación

Unidades de aminas para remoción de H2S Condensador de la torre absorbedora (regeneradora)


Enfriador de amina pobre

Corrosión por amina caliente

Rehervidor y recuperador de amina (reclaimer)

Corrosión por amina caliente, gas ácido y cloruros

FCC y recuperación de ligeros Condensador de tope (cima) de la fraccionadora


Enfriador interetapa del compresor


Rehervidor de la desetanizadora

Corrosión por H2S húmedo

Coquificación Condensador de tope (cima) de la fraccionadora


Enfriadores interetapas del compresor de tope (cima) de la fraccionadora


10.1.4. Hierro Fundido Los denominados hierros fundidos o colados (cast irons) no son, generalmente, fuertes como material estructural, pero debido a su bajo costo son ampliamente usados en la industria. 10.1.5. Hierro Fundido Gris Los hierros fundido grises (gray cast irons) son económicos y fáciles de moldear, contienen carbono, silicón, manganeso y hierro. Varias durezas de hierro colado gris se pueden obtener variando el tamaño, cantidad y distribución del grafito.

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN El hierro fundido gris tiene excelentes propiedades de amortiguación, es decir la habilidad para absorber vibración, así como resistencia al desgaste. Sin embargo, el hierro fundido gris es quebradizo y con pobre resistencia al impacto y el choque. En importantes excepciones, el hierro fundido gris tiene resistencia a la corrosión similar al acero al carbono. Resisten corrosión atmosférica como ataques de aguas naturales y neutrales, y suelos neutrales. El hierro fundido gris es resistente a los ácidos concentrados (nítrico, sulfúrico, fosfórico) así como a las soluciones alcalinas y cáusticas. Válvulas, bombas y líneas de hierro fundido gris son comunes en plantas de ácido sulfúrico [73]. Ácidos disueltos y soluciones de sales-ácidos atacan este material. 10.1.6. Hierro Fundido Blanco El hierro fundido blanco (white cast iron) es quebradizo y difícil de maquinar. Es muy resistente a la abrasión y el desgaste. Este material es usado como revestimiento y para bolas de pulverización, e impulsores de bombas. 10.1.7. Aleaciones del Hierro Fundido La resistencia a la corrosión del hierro fundido puede ser mejorada por medio de aleaciones. Los hierros fundidos con alto contenido de silicón (high-silicon cast irons) tienen una excelente resistencia a la corrosión. El material conocido como Durion contiene de 13 % a 16 % de silicón. Mientras que el Durichlor contiene adicionalmente 4 % de cromo. Estas aleaciones no son fáciles de maquinar ni soldar y tiene que ser protegidas contra choques térmicos o mecánicos. Los hierros con silicón son muy usados en servicio de ácido sulfúrico, dado que no se ven afectados por el ácido sulfúrico independientemente de su concentración. Otro tipo de aleación de hierro fundido, es la de hierro fundido con níquel o niquelado (Ni-resist). El contenido de níquel puede variar desde 14 % hasta 38 %. Generalmente, esta aleación tiene una resistencia superior y mayor resistencia al impacto que el hierro fundido gris. Los hierros niquelados pueden ser soldados y maquinados. La resistencia a la corrosión de las aleaciones de níquel es mayor que en los hierros fundidos, pero menor que el níquel. El denominado Ni-resist tiene excelente resistencia al calor, dependiendo del Grado, la temperatura puede llegar hasta 800 °C (≈ 1470 °F).

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10.1.8. Composición de los Metales Ferrosos El Anexo 8 contiene cuadros con las composiciones de aceros al carbono, aleaciones de hierro fundido, aceros inoxidables, aleaciones de níquel y de aluminio. 10.2.

Metales No Ferrosos y sus Aleaciones

10.2.1. Níquel y sus Aleaciones Las aleaciones con base de níquel son numerosas comercialmente. Una de las más conocidas es el Monel® 400 (UNS N04400, aprox. 67Ni-30Cu), el cual es resistente a los ácidos y alcalinos en la ausencia de agentes oxidantes. La resistencia a la corrosión es generalmente superior a la de sus componentes, siendo más resistente que el níquel en medios de reducción y más resistente que el cobre en medios de oxidación. El Monel® puede ser usado para ácido sulfúrico diluido (concentración en peso menor de 80 %), aunque la aeración puede incrementar la corrosión. También puede soportar ácido hidrofluorídrico (HF) hasta 92 % en peso y 115 °C (239 °F). Soluciones alcalinas tienen poco efecto sobre el Monel®. 10.2.2. Aleaciones Medias en Níquel Las aleaciones medias en níquel (medium Ni-alloys) son un grupo, en su mayoría, de aleaciones propietarias con una mejor resistencia a la corrosión que los aceros inoxidables. El miembro más popular de este grupo es el Alloy 20 (UNS N08020, aprox. 20 Cr-33 Fe-36 Ni-4 Cu-3 Mo-0,07 C), el cual fue originalmente desarrollado para una resistencia mayor al ácido sulfúrico que el acero inoxidable. Variantes propietarias del Alloy 20 son el Durimet y el Worthite. Otros miembros del grupo de las aleaciones medias son el Incoloy® 825 (40 Ni21 Cr-3 Mo-2,25 Cu), el Hastelloy® G-3® (44 Ni-22 Cr-6,5 Mo-0,05 C) y Hastelloy® G-30®. Estas aleaciones tienen un uso extendido en sistemas de ácido sulfúrico. El alto contenido de níquel y molibdeno aumenta la tolerancia a la contaminación por iones de cloro que en los aceros inoxidables comunes. El contenido de níquel disminuye el riesgo de agrietamiento debido a la corrosión por tensión. El molibdeno mejora la resistencia a la corrosión de hendidura y picadura.

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10.2.3. Aleaciones Altas en Níquel Las aleaciones altas en níquel (high Ni-alloy) tienen los Tipos Hastelloy® B-3®, Chlorimet 2, Chlorimet 3, Hastelloy® C-276, Hastelloy® C-4, Inconel® Alloy 600 y Monel® 400, entre otros. A continuación, algunos ejemplos de los usos y propiedades para una selección de las aleaciones de altas en níquel: A)

Hastelloy® B-2 (UNS N10665, 61 Ni-28 Mo): tiene alta resistencia para todas las concentraciones de ácido clorhídrico a altas temperaturas en la ausencia de agentes oxidantes. El efecto del ácido sulfúrico es bajo para todas las concentraciones hasta una temperatura de 65 °C (150 °F). Los ácidos oxidantes y las sales corroen rápidamente esta aleación. Mientras que las soluciones alcalinas le causan poco daño. Esta aleación tiene una excelente resistencia a la corrosión por tensión y a los ataques en líneas de corte y zonas afectadas por calor.

B)

Hastelloy® C-276® (UNS N10276, 15,5 Cr-15,5 Mo-3 W): es resistente a las soluciones altamente oxidantes de cloruro, como cloro húmedo y soluciones de hipoclorito. Es una de las pocas aleaciones resistentes totalmente al agua de mar. Sus aplicaciones se encuentran en los campos del control de la polución, procesos químicos, tratamiento de efluvios y producción de pasta de papel.

C)

Inconel® Alloy 600 (UNS N06600, 16 Cr-8 Fe-0,15 C): tiene una excelente resistencia a la corrosión de soluciones alcalinas calientes. También resiste halógenos y sus ácidos a altas temperaturas. Sus aplicaciones incluyen elementos para hornos, sectores químico, alimentos y nuclear.

D)

Monel® Alloy 400 (66,5 Ni-31,5 Cu): tiene alta resistencia mecánica y excelente resistencia a la corrosión en una variedad de medios ácidos y alcalinos, especialmente adecuado en presencia de agentes reductores. Buena ductilidad y buena conductividad térmica. Sus aplicaciones incluyen la construcción naval, equipos para procesos químicos y de hidrocarburos, intercambiadores de calor, válvulas y bombas.

Las desventajas principales de las aleaciones anteriores son su alto costo y disponibilidad en varios países.

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10.2.4. Aluminio y sus Aleaciones El aluminio y sus aleaciones son resistentes a los ácidos oxidantes y otros químicos, dentro de parámetros específicos de uso. Son resistentes a los químicos orgánicos y algunos solventes clorados, y alcoholes anhídridos. Pueden resistir aminas concentradas, pero son atacados por soluciones acuosas como fuertes soluciones alcalinas (por ejemplo, las soluciones de soda cáustica). La resistencia a la corrosión del aluminio y sus aleaciones es sensible a trazas de contaminación. Pequeñas cantidades de mercurio, iones de metales pesados, o iones de cloruro pueden causar una rápida falla. La facilidad con que se puede maquinar el aluminio y sus aleaciones, permite un amplio uso en la industria. La conductividad térmica del aluminio es 60 % del cobre puro, por lo cual es usado en muchas aplicaciones para transferencia de calor. El uso principal del aluminio en las instalaciones de procesos (y desde el objetivo de este INEDON) es para las aletas (fins) de los intercambiadores de calor de superficie extendida y en los intercambiadores criogénicos (cajas frías). 10.2.5. Cobre y sus Aleaciones El cobre y sus aleaciones son muy usados en procesos químicos debido a su conductividad térmica y eléctrica. La conductividad térmica es el casi el doble del aluminio y el 90 % de la plata. El cobre tiene generalmente alta resistencia a ambientes marinos, alcalinos y solventes. Ácidos oxidantes corroen rápidamente el cobre. Sin embargo, las aleaciones tienen propiedades diferentes a las del cobre puro. Entre las aleaciones de cobre se encuentra el bronce, la cual contiene ente 15 % y 40 % de zinc. Otra aleación es el cobre-níquel (10 % a 30 % de Ni), la cual tiene una alta resistencia a la corrosión y es usada en tubos de intercambiadores de calor. La resistencia al agua salada es también excelente. El cobre tiene quizá como único uso en las instalaciones de procesos (y desde el objetivo de este INEDON) en las líneas de trazado (acompañamiento) con calor; pero aun este uso es limitado a una solicitud del Cliente. En cambio, la aleación de bronce es usada para válvulas y accesorios y principalmente en servicio de agua tratada. 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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10.2.6. Titanio El titanio está disponible en un rango de aleaciones diferentes, los grados más resistentes a la corrosión son Titanio Gr. 2 (UNS R50400), Gr. 7 (UNS R52400, Gr. 11 (UNS R52250, con 0,15 % de Pd) y Titano Gr. 12 (UNS R53400, con 0,3 % de Mo y 0,8 % de Ni) [81]. El titanio y sus aleaciones tienen buena resistencia a la corrosión por su fuerte capa de óxido, la cual es más protectora que la formada por los aceros inoxidables, y tiene buen desempeño en fluidos como agua de mar (para una temperatura menor de 110 °C [230 °F]), ambientes altamente oxidantes como cloro húmedo y ácido nítrico fuerte (con ciertos límites). El Titanio Gr. 2 es un material común para los tubos de los condensadores de vapor en las centrales de generación de potencia que usan agua de mar, salmuera o efluentes del tratamiento de agua de desecho municipal como medio de enfriamiento. Algunas de las desventajas del titanio son que no es fácil de maquinar y la soldadura es realizada en una atmósfera inerte porque se vuele frágil por la absorción de gases como oxígeno, nitrógeno e hidrógeno. Adicionalmente, el titanio no es recomendado para altas temperaturas debido a la fragilización por encima de 250 °C (480 °F) en servicio de hidrógeno y de 450 °C (850 °F) en servicio de aire, oxígeno o nitrógeno. 10.2.7. Tantalio El tantalio (Ta) es un metal pesado relativamente muy costoso (incluso para enchapado interno) y tiene una densidad mayor al doble del acero. El tantalio es fácil de fabricar, es suave, dúctil y maleabe; pero la soldadura debe ser realizada en una atmósfera inerte. En la actualidad, es el metal con mayor resistencia a la corrosión debido a una capa de óxido muy resistente, sin embargo, no es adecuado para uso con vapores de ácido sulfúrico, soluciones alcalinas calientes y HF [81]. El uso más común en la industria de los hidrocarburos es para equipos de intercambio de calor que operan a condicione extremas. 10.2.8. Resistencia de los Metales a los Productos Químicos El Anexo 7 contiene un cuadro [41] que puede ser usado como guía para conocer la resistencia de algunos metales a varios productos químicos.

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10.3.

Compuestos Inorgánicos No Metálicos Entre los compuestos inorgánicos no metálicos se encuentran el vidrio, la cerámica y el cemento. El vidrio y la cerámica no son usados generalmente en el manejo de fluidos de los procesos. En cuanto al cemento, este puede ser utilizado como recubrimiento interno para las líneas que manejan agua salada, consúltese el INEDON “Instructivo de Especificaciones de Materiales de Tuberías”, N° 903P3060-T05-GUD-X02.

10.4.

Compuestos Orgánicos No Metálicos Los compuestos orgánicos no metálicos (plásticos) tienen un uso limitado a temperaturas y presiones moderadas. El Cuadro 6 muestra el resumen de las temperaturas máximas de servicio recomendadas para los plásticos descritos más adelante en este INEDON. La mínima temperatura de servicio recomendada es generalmente de −29 °C (−20 °F) para todos los plásticos Adicionalmente, los plásticos son poco resistentes al abuso mecánico, tienen baja resistencia a los solventes (con algunas excepciones). Sin embargo, tienen poco peso, buen aislamiento térmico, son fáciles de fabricar y tienen bajos factores de fricción. Los plásticos tienen, generalmente, excelente resistencia a ácidos minerales débiles; pero son afectados por soluciones de sales inorgánicas. Debido a que los plásticos no se corroen electroquímicamente, tienen una gran ventaja sobre los metales. Sin embargo, existen limitaciones para el uso de plásticos en la industria petrolera y petroquímica; a continuación, algunos ejemplos según la Ref. [19] (Part 7: Materials, sección A323.4.2: Specific Requirements.): A)

No pueden ser usados en servicios de fluidos inflamables, salvo que se cumplan todas las condiciones siguientes: a)

El tamaño de la línea no excede DN 25 (1 NPS).

b)

Se obtenga la aprobación del Cliente.

c)

Se cumple con los salvaguardas del Apéndice G del ASME B31.3.

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Cuadro 6. Temperaturas máximas de servicio recomendadas para los plásticos. Compuesto

Temperatura máxima [°C (°F)]

PVC

60 °C (140 °F)

CPVC

99 °C (210 °F)

PP

82 °C (180 °F)

PE

49 °C (120 °F)

PVDF

138 °C (280 °F)

PTFE

260 °C (500 °F)

FEP

200 °C (390 °F)

FRP (con resinas epóxicas)

149 °C (300 °F)

FRP (con resinas de poliéster y éster de vinilo)

93 °C (200 °F)

RTP

93 °C (200 °F)

Nota general: Los límites de temperatura son válidos para los materiales mostrados arriba y no son una evidencia de su uso efectivo con servicios específicos a estas temperaturas. El personal de las Disciplinas de Ingeniería es exhortado a consultar al fabricante para aplicaciones específicas, especialmente cuando la temperatura del fluido del proceso está cercada a los límites mostrados.

d)

Se consideren las precauciones del Apéndice F del ASME B31.3, párrafos F323.1 (a) al (c).

B)

Tienen que ser protegidos cuando son usados en un servicio distinto al Fluido de Servicio Categoría D.

C)

PVC y CPVC no pueden ser usados para servicios de aire u otro gas comprimido.

10.4.1. Polivinilo de Cloruro (PVC) El PVC es el más fuerte y rígido de los termoplásticos. La temperatura máxima de servicio es de 60 °C (140 °F) para el denominado Tipo 1 (no plastificado). El PVC tiene excelente resistencia a los químicos para un amplio rango de fluidos corrosivos; pero puede ser dañado por cetonas, hidrocarburos aromáticos e hidrocarburos clorados. 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN 10.4.2. Polivinilo de Cloruro Clorado (CPVC) El CPVC es muy usado para manejar fluidos corrosivos hasta 99 °C (210 °F). En cuanto a la resistencia química es comparable con el PVC. El CPVC, a diferencia del PVC, es resistente a los rayos ultravioleta sin necesidad de protección externa (por ejemplo, la pintura). 10.4.3. Polipropileno (PP) El PP es el más ligero de los termoplásticos usados como material de las líneas. Tiene excelente resistencia química y puede ser usado a temperaturas de hasta 82 °C (180 °F). El PP es muy usado en la industria para servicios que requieren resistencia a compuestos azufrados, líneas de disposición de agua salada y agua desmineralizada. 10.4.4. Polietileno (PE) El PE tiene una resistencia mecánica relativamente baja, pero tiene buena resistencia a los químicos a temperaturas por debajo de 49 °C (120 °F). Los Tipos I y II (baja y alta densidad, respectivamente) son usados frecuentemente en recipientes y líneas. El PE es considerado excelente para el manejo de lodos (slurry) abrasivos. 10.4.5. Polifluoruro de Vinilideno (PVDF) El PVDF es un plástico con fluoruro, fuerte y resistente a la abrasión. Resiste distorsión y es capaz de mantener la dureza hasta 138 °C (280 °F). El PVDF es capaz de manejar halógenos (por ejemplo, el cloro y bromo) secos y húmedos; también resiste la mayoría de los ácidos, bases y solventes orgánicos. PVDF no es recomendado para soluciones cáusticas fuertes. Uno de los usos más frecuentes, es para agua desionizada. 10.4.6. Politetrafluoruro de Etileno (PTFE) El PTFE es mejor conocido por la marca comercial de Teflón® (DuPont). Los productos fabricados de la resina de PTFE pueden manejar líquidos y gases hasta 260 °C (500 °F). Este termoplástico no es afectado por ningún álcali o ácido, con excepción del fluór y el gas de cloro a altas temperaturas. 10.4.7. Fluoroetilenopropileno (FEP) La resina de FEP es un derivado del teflón a partir de la copolimerización de tetrafluoroetileno y hexafluoropropileno. Tiene propiedades similares al PTFE, 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN con la excepción que no se recomienda para exposiciones continuas a temperaturas por encima de 200 °C (390 °F). 10.4.8. Plásticos Reforzados con Fibra de Vidrio (FRP) Los FRP incluyen resinas epóxicas (por ejemplo, diglicidil-éster de bisfenol A), resinas de poliéster, éster de vinilo, etc. Las ventajas para la industria petrolera, química y petroquímica son el bajo costo inicial, bajo mantenimiento, amplio rango de resistencia a los productos químicos, alta dureza, bajo peso, fácil fabricación, flexibilidad del diseño, etc. La máxima temperatura recomendada [72] para uso de las resinas epóxicas es 149 °C (300 °F), para resinas de poliéster y de éster de vinilo se recomienda 93 °C (200 °F). La mínima temperatura recomendada para FRP es −29 °C (−20 °F). 10.4.9. Termoplásticos Reforzados Materiales como PE, poliamida-11 o PVDF son reforzados con poliamida aromática (llamada también aramida) o con fibra de poliéster para fabricar líneas (RTP, reinforced thermoplastic pipe) para el transporte de hidrocarburos según lo establecido en el API RP 15S [7]. Sin embargo existen algunas limitaciones, por ejemplo: •

Líneas de flujo hasta DN 150 (NPS 6).

•

Presión hasta 345 barg (5000 psig).

•

Temperatura máxima de 93 °C (200 °F).

10.4.10.Resistencia de los Plásticos a Productos Químicos El Anexo 6 muestra una guía de resistencia a productos químicos [49] para PVC, CPVC, PP, PVDF, PE, PTFE y resina epóxica. 10.5.

Designación de los Materiales La designación o nomenclatura empleada en los materiales depende de la organización que generó el estándar y la forma del producto (líneas, bridas, planchas, etc.). Las designaciones más comunes usan las especificaciones de los entes siguientes:

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN A)

ANSI. Elabora códigos para líneas en plantas de procesos químicos, petroquímicos y petroleros, entre otros.

B)

API. Dentro la diversidad de normativa para la industria del petróleo y del gas, el API tiene la “Specification for Line Pipe” 5L [4] y otras, las cuales contienen los requerimientos para la fabricación de líneas de acero y otras aleaciones.

C)

ASME. Genera los códigos de calderas y recipientes a presión. Las designaciones están basadas en los números de las especificaciones y comienzan generalmente con SA-XXX o SB-XXX. En la literatura y los documentos de fabricantes se encuentran las designaciones con espacio en blanco (SA XXX) o sin este (SAXXX). El uso del guión está acorde con la Ref. [2].

D)

ASTM. Elabora las especificaciones de la mayoría de los materiales usados en los códigos de líneas del ANSI y de calderas y recipientes a presión del ASME. Las designaciones de los materiales usan los números de las especificaciones y comienzan con A XXX o B XXX. Las designaciones del ASME y del ASTM varían en que el ASME antepone la letra “S”, pero los números son iguales. En la literatura y los documentos de fabricantes se encuentran las designaciones con guión (A-XXX) o sin este (AXXX). El espacio en blanco es el usado en las especificaciones del ASTM.

E)

SAE. Elaboró las primeras designaciones para los aceros, las más comunes son mostradas en el Cuadro 4. El ASME y el ASTM usan las designaciones del AISI/SAE como Tipos o Grados.

Adicionalmente, existen las designaciones de la Unión Europea (EN), del Reino Unido (BS, British Standards), de Alemania (DIN, Deutsches Institut für Normung), de Francia (NF, Norme Française), de Italia (UNI, Ente Nazionale Italiano di Unificazione) y de Japón (JIS, Japanese Industrial Standards), por citar las más comunes en la industria. 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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Figura 10. Ejemplo del ASME SEC II – Parte D [2]. Información sobre las designaciones del ASME y ASTM: •

Las designaciones del ASME y del ASTM varían la numeración según la forma del producto. Ejemplos para el acero inoxidable 304 (UNS S30400): SA-312 (A 312) para las líneas, SA-249 (A 249) para los tubos y SA-182 (A 182) para las forjas.

•

Una designación del ASME y del ASTM puede incluir varios materiales y/o aleaciones. Ejemplo: SA-240 (A 240) contiene varios Tipos de aceros inoxidables para las planchas (304, 304L, 316, 321, 347, etc.). Por este motivo, es importante conocer el Tipo o Grado de la especificación ASME y ASTM: SA-240 304, SA-240 304L, SA-240 316, SA-240 312, SA240 347, etc.

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•

La Figura 10 es un ejemplo extraído del ASME SEC II – Parte D (Table 1A) [2] donde se muestra la composición nominal, la forma del producto, el número de la especificación, el Tipo o Grado y la designación UNS.

•

La normativa ASME y ASTM con la letra “M” después del número, por ejemplo A 182M, indica que usa unidades métricas; la normativa con y sin la “M” (A 182/A 182M), indica el uso de unidades inglesas y métricas.

En la actualidad, la normativa internacional incluye las designaciones del UNS. El Anexo 2 muestra el cuadro con los números de las series primarias del UNS [28]. El Anexo 4 contiene las equivalencias en las nomenclaturas de los materiales según el uso. Cuadro 7. Lista de materiales (resumida) [42]. Ejemplo con código del UNS

Material Aleaciones de aluminio Aluminio puro comercial

A91100

Aleación con manganeso

A93003

Aleación con manganeso y silicón

A96063

Hierro y acero Acero al carbono o acero de baja aleación Hierro fundido gris

G1030, G4340 F10001

Hierro fundido con alto contenido de níquel Hierro fundido con 15 % de Ni

F41000

Hierro fundido con 20 % de Ni

F41002

Hierro fundido con 30 % de Ni

F41004

Hierro fundido dúctil con níquel

F43000

Aleaciones de acero 1,5 Cr- 0,5 Mo

K22094

2,5 Cr- 1,0 Mo

K21390

5 Cr

S50100

7 Cr

S50300

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Cuadro 7. Lista de materiales (resumida) [42]. Ejemplo con código del UNS

Material 9 Cr

S50400

3,5 Ni

K32025

Acero inoxidable Martensítico

S41000

Ferrítico

S43000

Austenítico (18-8)

S30403

Austenítico (18-12-3)

S31603

Acero inoxidable de alto desempeño Ferrítico (1 Mo)

S44625

Ferrítico (4 Mo)

S44700

Austenítico sin Mo

S31003

Austenítico con Mo

S31254

Dúplex

S31803

Aleaciones con alto contenido de silicón

(Propietarias)

Aleaciones de alto desempeño ricas en níquel Sin Mo

N08800

3 % de Mo

N08825, N08020

6 % de Mo

N08028, N08026, N06007

Aleaciones en base de níquel sin cromo Níquel

N02200

Ni-Cu

N04400

Ni-Mo

N10665

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Cuadro 7. Lista de materiales (resumida) [42]. Ejemplo con código del UNS

Material Aleaciones en base de níquel con cromo Sin Mo

N06600 N06625, N10276, N06022

Alto contenido de Mo Aleaciones en base de cobre Cobre

C11000

Bronce-aluminio

C61400

90-10 Cu-Ni

C70600

70-30 Cu-Ni

C71500

Metales reactivos, refractarios Titanio Gr. 1

R50250

Titanio Gr. 2

R50400

Titanio Gr. 3

R50550

Titanio Gr. 7 Pd

R52400

Titanio Gr. 11 Pd

R52250

Titanio Gr. 12

R53400

Termoplásticos

11.

Polietileno (PE)

---

Polipropileno (PP)

---

Polivinilo de cloruro (PVC)

---

Polivinilo de cloruro clorado (CPVC)

---

Politetrafluoro de etileno (PTFE)

---

CORROSIÓN La corrosión es uno de los criterios principales para la selección de los materiales de construcción. Este fenómeno es un problema industrial importante, pues puede causar accidentes (ruptura de una pieza) y, además, representa un costo importante, ya que se calcula que cada pocos segundos se

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN disuelven 5 toneladas de acero en el mundo. En este INEDON se desarrolla el tema de la corrosión originada por el fluido del proceso dentro de la línea o el equipo, mas no de la corrosión externa. La corrosión se define como la alteración que causa el medio en un objeto manufacturado, excluyendo los efectos puramente mecánicos (como el desgaste por frotación y la ruptura por impactos). Los ejemplos más conocidos son las alteraciones químicas de los metales a causa del aire, como la herrumbre del hierro y el acero o la formación de patina verde en el cobre y sus aleaciones (bronce, latón). Sin embargo, la corrosión es un fenómeno mucho más amplio que afecta a todos los materiales (metales, cerámicas, polímeros, etc.) y todos los ambientes (medios acuosos, atmósfera, alta temperatura, etc.). La terminología estándar (en idioma inglés) sobre corrosión puede ser obtenida de la Ref. [29]. 11.1.

Errores Comunes Relaciones con la Corrosión Los errores que hay que evitar con respecto a la corrosión son [36]: A)

La falta de comprensión del fluido o servicio con corrosión, por ejemplo, establecer sólo el ácido predominante sin otros detalles como el pH, potenciales de oxidación y reducción, temperatura, sales en solución, condiciones del flujo del fluido, nuevos aspectos o cambios en el proceso químico.

B)

La atención en la corrosión general; pero ignorando la corrosión localizada.

C)

La omisión del servicio alcalino. Sólo porque las soluciones alcalinas fuertes no causan corrosión general severa en el acero al carbono o el inoxidable, no se debe olvidar la corrosión con esfuerzo, el agrietamiento (ASCC) o los efectos sobre otros materiales.

D)

La omisión del agua o de soluciones acuosas diluidas.

E)

Existe cierta confusión sobre el grado “L” de los aceros inoxidables, su finalidad es manejar el SCC por cloruro en concentraciones de porcentaje o múltiplos de partes por millón.

F)

La omisión del potencial de oxidación o de reducción de las soluciones ácidas. Para las aleaciones que no contienen cromo, que son capaces de

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN soportar ácidos reductores, una pequeña cantidad (en partes por millón) de un producto químico oxidante puede tener efectos devastadores. G)

11.2.

La omisión de rastros de productos químicos. Los límites de las concentraciones de cloruro para los aceros inoxidables y de amoníaco para las aleaciones a base de cobre son en el orden de las partes por millón.

Proceso de la Corrosión La corrosión produce un material no deseado, diferente al metal original y puede tener como consecuencia la pérdida de propiedades de ese metal. El producto más común de la corrosión es la herrumbre (u óxido) que aparece en la superficie del acero: Acero → Herrumbre Para que esto ocurra, el principal componente del acero, el hierro (Fe), en la superficie sigue los pasos siguientes: A)

B)

El átomo de hierro puede perder algunos electrones y adquiere una carga positiva. Esto favorece la unión de otros grupos de átomos cargados negativamente: Fe → Fen+ + n electrones La otra parte de la reacción se realiza en la presencia de agua y oxígeno: O2 + 2H2O + 4e− → 4OH−

C)

Los iones cargados negativamente se combinan con el hierro, ignorando los electrones se obtiene: 2Fe + O2 + 2H2O → 2Fe(OH)2 Hierro + Agua con oxígeno disuelto → Hidróxido de hierro

D)

El oxígeno se disuelve rápidamente en el agua y debido a que está en exceso, reacciona con el hidróxido de hierro: 4Fe(OH)2 + O2 → 2H2O → 2Fe2O3·H2O Hidróxido de hierro + Oxígeno → Agua + Óxido de hierro hidratado

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Los pasos anteriores permiten resumir lo siguiente del proceso de corrosión: A)

Iones están involucrados y necesitan un medio para moverse, usualmente el agua.

B)

El oxígeno está involucrado y es suministrado.

C)

El metal está dispuesto a ceder electrones para comenzar el proceso.

D)

Se forma un nuevo material, el cual puede reaccionar de manera desfavorable o puede proteger al metal original.

Algo muy importante es que una interferencia en alguno de los pasos, permite detener la corrosión o disminuir su efecto. 11.3.

Materiales No Metálicos El fenómeno de la corrosión aplica a los metales y es un efecto electroquímico. En el caso de los plásticos y otros materiales no metálicos, estos están propensos a la ruptura, el ablandamiento, etc., lo que es esencialmente de naturaleza fisicoquímica. Los materiales no metálicos se pueden deteriorar rápidamente cuando son expuestos a medios en particular o por otro lado, no ser afectados en lo absoluto. Electrolito (fluido del proceso) Fe(OH)2

OH− OH− OH− OH−

Fe2+ O2 + H2O e−

H 2O

Metal (Fe)

Figura 11. Esquema de la oxidación del hierro. 11.4.

Corrosión Permitida La corrosión permitida (corrosion allowance), también denominada sobreespesor o tolerancia a la corrosión, es la cantidad lineal del espesor del

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN material que es “sacrificada conscientemente” debido a los efectos de la corrosión, la erosión y la abrasión. El Cuadro 8 muestra los valores típicos de las corrosiones permitidas para las líneas y planchas de los equipos aplicables para un año de operación. Cuadro 8. Valores típicos de corrosiones permitidas. Corrosión permitida [mm] (a)

[mm] (a)

[in]

[in]

0,00

0,00

1,5 (1,59)

0,063 (1/16)

0,25

0,01

2,5 (2,54)

0,100 (1/10)

0,8 (0,76)

0,03

3

(3,17)

0,125 (1/8)

1,3 (1,27)

0,050 (1/20)

6

(6,35)

0,250 (1/4)

Nota: (a) Los valores fuera de los paréntesis son las aproximaciones comúnmente usadas en la industria.

En el caso de las líneas de transporte (pipelines) se usan los valores de corrosión permitidas recomendadas en el INEDON “Criterios para el Diseño de Pipelines”, N° 903-P3060-T10-GUD-067 (Cuadro 9). Cuadro 9. Valores recomendados de corrosión permitida para las líneas de transporte en función del nivel de corrosión. Nivel de corrosión

Espesor de corrosión [mm]

No corrosivo Corrosión baja Corrosión media Corrosión alta

Velocidad de corrosión

[in]

[mm/año]

1,5

0,063 (1/16)

0,0 a 0,1

3

0,125 (1/8)

0,11 a 0,3

4,5

0,188 (3/16)

0,31 a 0,4

6

0,250 (1/4)

0,41 a 0,6

El tipo de material también determina el valor para la corrosión permitida. Mientras más resistente es el material a la corrosión, menor puede ser la corrosión permitida. El Cuadro 10 muestra un ejemplo basado en los valores mínimos de corrosión permitida para los tubos de los hornos de fuego directo [6]. Un espesor de corrosión no es requerido cuando se utilizan

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN aleaciones resistentes a la corrosión como los aceros inoxidables austeníticos y dúplex y acero al carbono galvanizado. Cuadro 10. Corrosión permitida mínima para los tubos en los hornos de fuego directo [6]. Corrosión permitida mínima

Material

[mm (in)]

11.5.

Acero al carbono hasta C-1/2 Mo

3 (0,125)

Aceros de baja aleación hasta 9 Cr-1 Mo

2 (0,080)

Por encima de 9 Cr-1 Mo hasta aceros inoxidables austeníticos

1 (0,040)

Tipos de Corrosión La Figura 12 muestra un resumen de los tipos de corrosión descritos en este INEDON. La corrosión se divide en tres grandes grupos dependiendo de los efectos y los medios que la producen:

11.6.

A)

Corrosión localizada.

B)

Corrosión uniforme.

C)

Corrosión estructural.

Corrosión Localizada La corrosión localizada provoca un 70 % de las fallas a los materiales; sus consecuencias pueden ser más severas que la corrosión uniforme, debido a que la falla ocurre sin advertencia y después de un corto tiempo de uso o exposición. Algunos tipos de corrosión localizada pueden ser considerados de corrosión uniforme cuando el proceso de corrosión sucede en varios puntos a lo largo de las líneas.

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TIPOS DE CORROSIÓN

Localizada

Uniforme

Estructural

Por Picadura

En Servicio de Amina

Por Formación de Grafito

En Cavidades

En Servicio de Cáustico

Biológica

Celda de Concentración de O2

En Presencia de Metales Líquidos

Galvánica

Ataque de Hidrógeno

Intergranular

En Servicio deHF

Agrietamiento debido a la Tensión

Por Ácidos Nafténicos

En Presencia de H2S

Por Choque (Corrosión-Erosión)

Por Cenizas de Combustible

Por Cavitación

En Presencia de CO2

Del Tope de la Línea Por Cenizas de Combustible

Figura 12. Tipos de corrosión descritos en este INEDON. 11.6.1. Corrosión por Picadura La corrosión por picadura (pitting corrosion) se desarrolla en áreas altamente localizadas de la superficie del metal, teniendo como resultado huecos o cavidades (Figura 13). Otro punto de corrosión por picadura son las fallas en las chapas internas, generando un punto débil en la superficie del metal. Un ejemplo son el aluminio y las aleaciones de acero inoxidable en soluciones acuosas de cloruros. Las picaduras pueden iniciar fracturas en materiales fatigados. 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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Figura 13. Ejemplo de una picadura. 11.6.2. Corrosión en Cavidades La corrosión en cavidades (crevice corrosion) sucede en, o cerca de, las aberturas o espacios entre dos superficies de metales o entre metales y no metales. En la cavidad se forma una celda de concentración de oxígeno. Ejemplos de cavidades son las bridas, arandelas, uniones roscadas, empacaduras (incluyendo “O-rings”), puntos de soldadura, etc. (Figura 14). Las cavidades también pueden ser externas, ejemplo las generadas por el aislamiento de los equipos y las líneas. En este caso se puede generar la corrosión debajo del aislamiento térmico o acústico debido a la entrada de agua. En los equipos de alta temperatura, el agua que penetra el aislamiento llega hasta unas zonas donde se seca debido a la temperatura. Las zonas del aislamiento son luego llenadas con una solución saturada en sales, las cuales pueden llegar hasta la pared del equipo o la línea durante una parada o enfriamiento. Finalmente, cuando se reinstaura la alta temperatura, la pared del metal está en contacto con la solución saturada en sales y puede comenzar el fenómeno de SCC. El buen diseño y montaje del aislamiento evita la penetración de agua a través del aislamiento, bien sea directa o por efecto capilar. 11.6.3. Corrosión por una Celda de Concentración de Oxígeno La celda es del tipo electrolítica, en la cual la fuerza motriz es una diferencia entre la cantidad de oxígeno en el fluido del proceso en un punto comparado con otro. La corrosión es acelerada donde la concentración de oxígeno es menor, por ejemplo entre las empacaduras y la cara de la brida. 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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Soldadura

Cavidad

Cavidad Cavidad Soldadura

Unión de dos metales

Tubo de un intercambiador introducido en la placa de tubos

Figura 14. Ejemplo de cavidades.

11.6.4. Corrosión Galvánica Esto puede ocurrir cuando dos metales diferentes son puestos en contacto, y es causada por la corriente de electrones de un metal menos activo (cátodo) a otro más activo (ánodo); ejemplo: acero al carbono y acero inoxidable. El método principal de prevención es el aislamiento de los dos metales usando aislantes de plástico. El área de efecto en la corrosión galvánica es muy importante. Una relación de área desfavorable es un cátodo largo y un ánodo pequeño. La corrosión del ánodo puede ser 100 a 1000 veces mayor que si ambas áreas fuesen iguales. Esta es la razón por la cual el acero inoxidable es propenso a picaduras en algunos ambientes. Remaches de acero en planchas de cobre se corroen más severamente que una plancha de acero con remaches de cobre. 11.6.5. Corrosión Intergranular La microestructura de los metales y las aleaciones está compuesta de granos, separados por sus fronteras. La corrosión intergranular ataca en esas fronteras, o muy cerca de ellas (Figura 15), pero sin un ataque apreciable de los granos o cristales en sí mismos. Es causada por las diferencias físicas y químicas entre en centro y los extremos de los granos. Puede ser evitada por medio del tratamiento térmico.

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Figura 15. Ejemplo de corrosión intergranular en aluminio.

Figura 16. Ejemplo de SCC en acero inoxidable Tipo 316. 11.6.6. Agrietamiento Debido a la Corrosión por Tensión Interacción entre la corrosión y la tensión mecánica que produce una falla por fractura. Este fenómeno es abreviado SCC. La tensión puede ser residual e interna del metal, o aplicada externamente. La tensión residual es producida por deformaciones durante la fabricación, enfriamiento desigual desde una alta temperatura, y por cambios estructurales durante un cambio de volumen. La tensión externa es generada por remaches, pernos, etc. El Cuadro 11 muestra las combinaciones de metales y fluidos del proceso que son comúnmente asociados con SCC.

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Cuadro 11. Sistemas comunes de SCC [61]. Material Acero al carbono

Fluido del proceso

Temperatura

Hidróxidos

alta

Nitratos

moderada

Carbonatos/bicarbonatos

moderada

Amoníaco líquido

baja

CO/CO2 + H2O

baja

H2S + H2O

baja

Agua aireada

muy alta

Acero de baja aleación

Agua

moderada

Acero inoxidable austenítico

Cloruro

alta

Hidróxidos

muy alta

Cloruro

muy alta

Cloruro + H2S

alta

Acero inoxidable martensítico

Cloruro (usualmente + H2S)

baja

Aleaciones de aluminio

Cloruro

baja

Acero inoxidable dúplex

Nota: Los límites de temperatura no están claramente definidos en los sistemas de SCC, los valores dados a continuación son únicamente indicativos: Baja ambiente. Moderada menor de 100 °C (212 °F). Alta cerca del punto de ebullición. Muy alta por encima del punto de ebullición.

El agrietamiento debido a la corrosión por tensión en la presencia de cloruros es uno de los tipos de SCC [47]. El fenómeno es debido a que el hidrógeno, generado de la corrosión, se difunde en la base del metal al nivel atómico y fragiliza la estructura del metal. Fallas severas de SCC con cloruros se han detectado cuando el agua de pruebas hidrostáticas, con alto contenido de cloruros, no es removida suficientemente rápido de sistemas con acero inoxidable austenítico [73], por tal motivo el agua para este caso contiene menos de 50 ppm de cloruros según el INEDON “Especificación para Pruebas Hidrostáticas y Neumáticas de Tuberías”, N° 903-P3060-T11-ESP-059. 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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11.6.7. Corrosión Debida a la Presencia de Sulfuro de Hidrógeno Un caso especial de la SCC es producido por el H2S, el cual contenido en el fluido del proceso no afecta las instalaciones desde el punto de vista de corrosión, pero se convierte en un elemento muy corrosivo en presencia de agua libre. La severidad de la corrosión puede aumentar si el gas contiene oxígeno o dióxido de carbono. En general, gases con una relación de contenido de H2S/CO2 alta (bajo contenido de CO2), son menos corrosivos que gases con una relación del contenido de H2S/CO2 baja (alto contenido de CO2). El mecanismo general de la corrosión por H2S se puede simplificar de la siguiente manera: H2S + Fe + H2O → FeSx + 2H2 De la misma manera que el hierro es usado en este ejemplo, reaccionan otros metales y producen sulfuros metálicos. El sulfuro de hierro producido durante la reacción, generalmente, se adhiere a las paredes internas de las líneas y de los equipos como un polvo negro o escama. Las escamas tienden a causar los siguientes fenómenos: •

Una aceleración local de la corrosión debido a que el sulfuro de hierro es catódico con el acero.

•

Las escamas se adhieren a la pared de la línea, brindando cierta protección a más corrosión; pero, eventualmente, es desplazado por efectos erosivos, exponiendo el metal “fresco” a más corrosión.

Adicionalmente, el hidrógeno formado en la reacción anterior, penetra en el acero donde es absorbido produciendo una fragilización del acero lo cual puede producir fracturas del mismo. Si el fluido del proceso es un gas o contiene gas, el NACE MR0175 [56] muestra los límites para determinar si un gas contiene suficiente H2S para ocasionar una SSC, en base a la presión parcial de H2S (PH2S). PH2S = Presión total [unidad de presión absoluta] × Fracción molar de H2S Ejemplo: Un reservorio con una presión de 689 bara (10 000 psia) y un gas con un contenido molar de H2S de 10 %, tiene una presión parcial de H2S = 689 bara (10 000 psia) × 0,1 = 68,95 bara (1000 psia). El valor de PH2S, en combinación con el pH in situ, puede ser usado en la Figura 1 del NACE MR0175 [56] para la 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN determinación de la severidad del SSC de acero al carbono y aceros de baja aleación, la Figura 17 de este INEDON es solo informativa. Es importante resaltar que el NACE MR0175 [56] tiene dos maneras para calcular la presión parcial del H2S; una cuando existe una fase gaseosa y otra cuando solo existe la fase de líquido, esta última considera la presión de punto de burbuja para obtener el contenido de H2S que coexistiría en una fase gaseosa en equilibrio con el líquido. Consúltese el NACE MR0175 [56] para más detalles. 0,3 kPa (0,05 psi)

6,5

1 5,5 pH in situ

0 2

4,5

3 3,5

2,5

0,1

1

10

100

1000

Presión parcial de H2S [kPa]

Figura 17. Regiones de severidad de la SSC por H2S [56]*. La región 0, normalmente, no requiere precauciones en la selección del material. El Cuadro 12 muestra una guía para los límites de H2S en clases genéricas de aleaciones resistentes a la corrosión. Estos límites de H2S para aleaciones resistentes a la corrosión son, generalmente, difíciles de determinar. Los límites específicos son determinados por medio de pruebas del material.

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Cuadro 12. Guía para los límites de H2S en las clases genéricas de aleaciones resistentes a la corrosión (a, b) [62].

Material

Concentración máxima de cloruro

Temperatura máx.(c)

Presión máx. parcial de H2S

[°C (°F)]

[barg (psig)]

3,5

90 (195)

0,1 (1,45)

1

3,5

120 (248)

0,1 (1,45)

5

3,5

120 (248)

0,01 (0,15)

5

5

120 (248)

0,1 (1,45)

5

3,5

150 (302)

1,0 (14,5)

5

5

150 (302)

2,0 (29)

3

3,5

150 (302)

0,02 (0,29)

1

3,5

150 (302)

0,1 (1,45)

5

3,5

150 (302)

0,1 (1,45)

5

4,5

150 (302)

0,4 (5,80)

[%]

pH in situ mín. permitido

Aceros inoxidables martensíticos 13 Cr

5

Aceros inoxidables austeníticos Tipo 316

6Mo

Aceros inoxidables dúplex 22 Cr 25 Cr

Aleaciones de níquel 625

---

3,5

---

5 (72,5)

C 276

---

---

---

>> 5 (72,5)

Titanio

---

3,5

---

>> 5 (72,5)

Notas: (a)

Los límites aplican para medios completamente libres de oxígeno.

(b)

Si alguno de los parámetros supera el límite indicado en el cuadro, se realiza una prueba del material.

(c)

El límite de temperatura puede ser incrementado basado en una evaluación con datos específicos de campo y experiencias previas. Una prueba puede ser requerida.

El H2S es bien conocido por su toxicidad y es fácilmente detectado en muy bajas concentraciones (0,02 ppm V/V) por su olor a huevos podridos. Mientras más tiempo se inhale el gas con H2S, menos detectable es para el olfato 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN humano, lo cual puede dar la impresión de que el H2S ha desaparecido; de esta manera aumenta el peligro con altas concentraciones. El gas es dañino, e incluso tóxico, cuando la concentración de H2S excede 20 ppm V/V. El Cuadro 13 muestra los efectos del H2S en función de su concentración y tiempo de inhalación, los efectos varían de persona a persona. La Disciplina de Procesos considera en el diseño tanto el efecto ambiental como el efecto corrosivo del sulfuro de hidrógeno. Cuadro 13. Efectos del H2S en función de la concentración. Concentración de H2S [ppm V/V]

Tiempo de inhalación

10

Efectos Límite para inhalación prolongada

50 a 100

1 hora

Ligera irritación de los ojos y las vías respiratorias

200 a 300

1 hora

Fuerte irritación de los ojos y las vías respiratorias Máxima concentración que puede ser inhalada durante 1 hora

500 a 700

1/2 a 1 hora

Pérdida del conocimiento. Muerte

> 1000

pocos minutos

Pérdida del conocimiento. Muerte

Los aceros al carbono y de baja aleación en contacto con H2S son completamente calmados (fully killed), y si el contacto de H2S es mayor a 50 ppm m/m, el nivel de dureza es mantenido por debajo de 200 Brinell [68]. Esto es particularmente importante en la HAZ y soldaduras que son las más susceptibles al ataque del H2S causando corrosión bajo tensión, debido a las tensiones residuales, zonas de dureza localizadas, y/o tensiones causadas por

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN fuerzas externas. Cuando hay presencia de H2S (> 50 ppm m/m) y agua líquida se requiere PWHT. Metales como el cobre y zinc no son utilizados en el ensamblaje de recipientes o componentes del mismo, por ejemplo, empacaduras o galvanizado, ya que éstos no sólo tienen baja resistencia a la corrosión por H2S húmedo, sino que al asociarse con el acero al carbono o el de baja aleación aceleran la corrosión debido a la formación de pares galvánicos. 11.6.8. Corrosión Debida a la Presencia de Dióxido de Carbono El agua libre combinada con CO2 presente en el fluido del proceso, forma ácido carbónico (H2CO3): CO2 + H2O → H2CO3 El ácido carbónico causa la reducción del pH (corrosión dulce) del agua la cual es muy corrosiva para el acero de las líneas y de los equipos. Adicionalmente, el ácido carbónico ataca el hierro formando bicarbonato de hierro, el cual es soluble en agua. Bajo ciertas circunstancias, el ácido carbónico puede conllevar a la formación de agujeros en las líneas en poco tiempo, meses o incluso semanas. La presión parcial de CO2 (PCO2) se determina de la siguiente manera: PCO2 = Presión total [unidad de presión absoluta] × Fracción molar de CO2 Ejemplo: Un reservorio con una presión de 241 bara (3500 psia) y un gas con un contenido molar de CO2 de 2 %, tiene una presión parcial de CO2 = 241 bara (3500 psia) × 0,02 = 4,82 bara (70 psia). La presión parcial de CO2 es usada como referencia para predecir la corrosión, véase el Cuadro 14, el cual es solo una guía [5]. La presión parcial mínima de CO2 requerida para iniciar la corrosión y el efecto relativo de aumentar la presión parcial en la velocidad de corrosión es influenciada por otros factores como la temperatura, el contenido de H2S, pH, concentración de cloruros, presencia de arena, presencia de agua y su composición, tipos y cantidades de hidrocarburos. El agua salada usualmente producida en los pozos contiene minerales disueltos y los límites del Cuadro 14 no aplican siempre. Sin embargo, la 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN corrosión está casi siempre presente cuando hay altos contenidos de CO2. Por tal motivo la aproximación a través de la presión parcial es una buena referencia. Cuadro 14. Corrosión relativa de fluidos retenidos según la presión parcial de CO2 [5]. Corrosión relativa

Presión parcial de CO2 [MPa]

[bara]

[psia]

No corrosivo

< 0,05

< 0,5

<7

Ligueramente corrosivo

0,05 a 0,21

0,5 a 2,1

7 a 30

> 0,21

> 2,1

> 30

Moderada a altamente corrosivo

El NACE ha realizado publicaciones en donde se indica cómo estimar la velocidad de corrosión debido a la presencia de CO2 para gases saturados con agua por medio de la ecuación De Waard-Millams [38]. Es de resaltar que en algunos foros de ingeniera se ha informado que la ecuación tiende a sobre estimar la velocidad de corrosión de 30 % a 50 %; por tal motivo, dicha ecuación es usada con buen criterio de diseño.

log(Vcorr ) = 5,8 −

1710 + 0,67 ⋅ log( PCO2 ) 273 + T

Donde: log(Vcorr) es el logaritmo en base 10 de la velocidad de corrosión [mm/año]; T

es la temperatura del gas [°C];

PCO2

es la presión parcial absoluta de CO2 [bara].

El valor calculado de Vcorr puede permitir estimar la vida útil de una línea cuando se compara con el valor de corrosión permitida, este último valor equivale usualmente a un año de operación. Otro modelo para calcular la corrosión por CO2 está descrito en el NORSOK STD M-506 [63], el cual es ampliamente usado en la industria. La Unidad de

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Procesos tiene disponible la información bibliográfica sobre los modelos de Waard 93 [38] y NORSOK M-506 [63]. La Figura 19 muestra tres modelos de predicción para la corrosión por CO2 evaluado en conjunto con OLGA® [64] (programa de simulación de flujo multifásico de Scandpower Petroleum Technology AS). El uso de los modelos de corrosión en conjunto con simulaciones de modelos con flujo multifásico considera variaciones de presión, temperatura, patrones de flujo, velocidad del líquido, contenido de agua, etc. Los modelos permiten predecir los lugares de mayor riesgo. Consúltese el INEDON “Dimensionamiento de Líneas de Transporte con Flujo Multifásico”, N° 903-HM120-P09-GUD-067, para más información sobre el programa de simulación OLGA®. 11.6.9. Corrosión en Servicio de Amina Las alcanolaminas, más comúnmente monoetanolamina (MEA), dietanolamina (DEA) y metildietanolamina (MDEA) se utilizan para remover H2S, CO2, o mezcla de ambos, en corrientes de gas ácido. Los recipientes de acero al carbono pueden sufrir grietas a causa de la tensión por corrosión en soluciones de amina, en las unidades para remoción de CO2 y H2S, cuando existen altas tensiones residuales. Se han reportado casos de falla a temperaturas menores de 38 °C (100 °F) [70], lo que aumenta la posibilidad que se produzcan grietas en este tipo de servicio a cualquier temperatura típica de operación. El alivio térmico de las tensiones parece ser el método más efectivo para prevenir las grietas por tensión de corrosión de aminas, de esta manera los recipientes de acero al carbono diseñados para trabajar con alcanolaminas son PWHT, independientemente del espesor del metal y temperatura de diseño. El Cuadro 15 muestra un resumen de API RP 945 [13] sobre las recomendaciones de PWHT en servicio de amina. Las unidades de aminas pueden presentar los siguientes mecanismos de agrietamiento en las secciones de acero al carbono [13]: A)

Agrietamiento debido a la corrosión por tensión en presencia de sulfuros (SSC).

B)

Agrietamiento inducido por hidrógeno (HIC).

C)

Agrietamiento inducido por hidrógeno y orientado por tensión (SOHIC).

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Cuadro 15. Recomendaciones de PWHT en servicio de amina y acero al carbono como material de construcción. Tipo de amina

Recomendación

MEA

PWHT para todos los equipos y líneas indiferentemente de la temperatura de operación

DEA

PWHT para todos los equipos y líneas expuesto a la amina con una temperatura de operación igual o mayor de 60 °C (140 °F)

El posible uso de vapor para limpieza tiene que ser considerado porque este puede aumentar la temperatura por encima del límite recomendado

MDEA

PWHT para todos los equipos y líneas expuesto a la amina con una temperatura de operación igual o mayor de 82 °C (180 °F)

El posible uso de vapor para limpieza tiene que ser considerado porque este puede aumentar la temperatura por encima del límite recomendado

Soluciones formuladas

El licenciatario debe informar sobre el requerimiento de PHWT, especialmente para una temperatura de operación mayor de 88 °C (190 °F)

D)

Comentario

Agrietamiento debido a la corrosión por tensión en presencia de sustancias alcalinas (ASCC). Es común en componentes de acero al carbono, los cuales han sido expuestos a la amina pobre.

Los principales materiales usados en las unidades de endulzamiento de gas con amina para las líneas y los equipos son acero al carbono, el cual es propenso a las grietas a causa de la tensión por corrosión, y los aceros inoxidables de la serie 300 que son altamente resistentes. El FKCS es una opción al acero inoxidable cuando el costo de adquisición de este último es muy alto. El uso de FKCS requiere que las líneas tengan una corrosión permitida de 3 mm (1/8 in) y los equipos 6 mm (1/4 in), en ambos usos también se requiere resistencia al HIC, entre otras especificaciones.

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN 11.6.10.Corrosión en Servicio de Cáustico Las tensiones residuales derivadas del trabajo en frío, fuerzas externas o soldadura pueden producir grietas por tensión de corrosión del acero al carbono en medios cáusticos. La velocidad de corrosión depende principalmente de la concentración cáustica y la temperatura. Cuando éstas se hacen críticas, basándose en las curvas de la Figura 18, se hace necesario PWHT por razones del proceso, independientemente de cuál sea el espesor del metal. En condiciones de operación que se hallen en el área “C” de estas curvas, se recomienda el uso de aleaciones de níquel. Las curvas son esencialmente para medios de hidróxido de sodio; sin embargo en ausencia de información autentificada y mejor que la referida, éstas pueden ser utilizadas para hidróxido de amonio o de potasio.

110

Área “C” En esta área se deben considerar las aleaciones de níquel

Los asientos de las válvulas 220 deben ser de aleación de níquel en las áreas “B” y “C”

100

200

90

Área “B” Acero al carbono, alivio de las tensiones en soldaduras y piezas dobladas

80 Temperatura [°C]

240

180

70

160

60

140

50

120

40

100

30

Área “A” Acero al carbono, no se requiere alivio de tensiones

80

20 10

Temperatura [°F]

120

60 10

20 30 40 Concentración en peso de NaOH [%]

50

Figura 18. Gráfico de servicio para soda cáustica [69]*. 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN 11.6.11.Corrosión por Metales Líquidos Los metales líquidos también pueden causar fallas por corrosión. Los mayores daños se producen cuando un metal pesado penetra otro metal hasta el límite de los granos y causa una falla catastrófica. Por ejemplo, el mercurio ataca las aleaciones de aluminio, por tal motivo se desmercurizan los fluidos del proceso antes de entrar a un intercambiador de calor criogénico (conocido como caja fría) hechos de aluminio.

Velocidad de corrosión [mm/año]

12 de Waard 93 8

de Waard 95

4

0

NORSOK M-506 Distancia

Figura 19. Modelos de corrosión por CO2 aplicados en OLGA® [64]. 11.6.12.Corrosión por Ataque de Hidrógeno A temperaturas y presiones elevadas, el hidrógeno atómico tiene la capacidad de penetrar el acero al carbono o el aleado y reaccionar con carburo de hierro, con lo cual aparece una fase frágil y la tendencia a formación de grietas internas (Figura 20). Este proceso de descarburización se conoce como ataque de hidrógeno, origina un significante deterioro de las propiedades mecánicas, tales como resistencia a la tensión, dureza y ductilidad. La selección de los materiales para los recipientes que operan con hidrógeno, consideran la resistencia al ataque de hidrógeno para la temperatura de operación y presión parcial de hidrógeno. La guía utilizada para seleccionar el acero para servicio de hidrógeno es la API RP 941 [12] basado en las “Curvas de Nelson” [67]. 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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Figura 20. Ejemplo de corrosión por ataque de hidrógeno. La Disciplina de Procesos indica la presión parcial del hidrógeno y la temperatura máxima de operación en la HdD del recipiente. Basado en estos dos valores el diseñador del recipiente revisa las curvas, selecciona el material apropiado y especifica la designación normalizada del acero en sus planos, así como los requerimientos de tratamiento térmico post–soldadura (PWHT). En recipientes revestidos internamente, bien sea por chapas de metal (cladding), recubrimiento por soldadura (weld–overlay) o epóxicos, el metal base también cumple con los criterios de las curvas para servicios de hidrógeno a altas temperaturas y presiones parciales. El uso de acero templado y revenido en recipientes de hidrógeno calientes implica ciertas restricciones especiales que requieren consulta con un especialista en metalurgia. Además, cuando la presión parcial de hidrógeno excede 6,89 bara (100 psia), no se usan materiales aleados con níquel si este es mayor de 55 %. Aceros al carbono con 0,5 % de molibdeno no son utilizados. 11.6.13.Corrosión en Servicio de Ácido Hidrofluorídrico El ácido hidrofluorídrico (HF) es junto con el ácido sulfúrico, el catalizador más usado en los procesos de alquilación del isobutano en olefinas. La corrosión por HF puede originar altas velocidades de corrosión general y localizada, acompañada de agrietamiento producido por el hidrógeno (HIC y/o SOHIC). La concentración del HF, temperatura, composición de la aleación y la presencia de contaminantes como el oxígeno y compuestos de azufre. 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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El acero al carbono forma una capa protectora de fluoruro en un ácido concentrado (seco); pero la pérdida de dicha capa por velocidades altas o turbulencia del fluido puede acelerar enormemente la velocidad de corrosión. La presencia de agua puede desestabilizar la capa de fluoruro y convertirla un incrustramiento voluminoso y carente de protección. Aun cuando una corriente en el proceso de alquilación tenga un contenido mayoritario de hidrocarburo, el ácido (o su solución acuosa) es considerado como una fase separada. El acero al carbono usado a temperaturas mayores de 66 °C (150 °F) debe ser cuidadosamente monitoreado por pérdida de espesor y si es requerido, se puede usar Monel® Alloy 400 [9] para evitar problemas de HIC/SOHIC, junto con un tratamiento térmico para alivio de tensiones y minimizar la posibilidad del SCC. Cuando el Monel® Alloy 400 es insuficiente, se puede usar el Hastelloy® C 276. Consúltense el NACE 5A171 [55] y API RP 751 [11] para más información sobre los materiales de construcción en servicio de soluciones acuosas de HF y la seguridad en las instalaciones. 11.6.14.Corrosión por Ácidos Nafténicos Los ácidos nafténicos (AN) pueden estar presentes en el crudo y sus derivados, y son agentes promotores de la corrosión, principalmente por picadura. Los AN son compuestos orgánicos de carbono de estructura cíclica saturada, pueden existir cerca de 1500 tipos diferentes en un único crudo [39]. Los factores que influencian la corrosión por AN están relacionados con: A)

El índice de acidez: Medido en mg KOH/g, miligramos de hidróxido de potasio necesarios para neutralizar la acidez de un gramo de petróleo o derivados. Los métodos comúnmente empleados para determinar el TAN están descritos en los estándares ASTM D 664 [26] (titulación potenciométrica) y D 974 [27] (titulación de indicación de color).

B)

La velocidad y turbulencia del fluido, especialmente en los codos; para quien no conoce el fenómeno, puede pensar que es erosión-corrosión.

C)

La presencia de H2S mitiga el efecto de los AN debido a la capa de sulfato de hierro que se puede formar en las paredes de las líneas y equipos: El sulfato de hierro es un producto insoluble en hierro; los AN convierten al hierro en naftenato de hierro soluble en petróleo. Sin embargo, en un

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN sistema con H2S y AN, puede haber una competición entre la formación de sulfato de hierro y su disolución, aumentando la concentración de AN, permitiendo con esto la ocurrencia de daños al sulfato de hierro formado y su completa disolución en altas concentraciones de ácidos. D)

La presencia de cloruros acelera la corrosión por AN.

E)

La temperatura: Los AN son más activos en su punto de ebullición y cuando condensan; pero se descomponen a más de 400 °C (752 °F), eliminando los efectos corrosivos. La corrosión nafténica ocurre solamente en la presencia de la fase líquida; la corrosión del metal en la presencia de la fase vapor es insignificante si no ocurre condensación.

F)

El estado físico del crudo o de los derivados.

Si bien la literatura indica que no existe una correlación directa entre el TAN y la velocidad de corrosión (debido a los otros factores para consideración) se puede usar el Cuadro 16 como heurística para un indicativo de la corrosión por AN. La experiencia previa es la mejor indicación de lo corrosivo que puede ser un crudo. Los efectos de la corrosión por AN en una refinería aparecen principalmente en las torres de destilación a vacío, y en menor medida en las torres de destilación atmosféricas; las corrientes de gasóleo pesado provenientes de torres de vacío tienen una alta concentración de AN. El Cuadro 17 muestra las zonas de ataque en torres de destilación atmosférica y de vacío. El Cuadro 18 muestra posibles soluciones para la mitigación de los efectos por corrosión de AN. Cuadro 16. Nivel de corrosión por AN en función del TAN [37]. TAN [mg KOH/g]

Nivel de corrosión

< 0,5

Relativamente inofensiva

0,5 a 1,5

Baja a moderada

> 1,5

Severa

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Cuadro 17. Zonas de ataque de corrosión por AN en torres de refinación [37]. Torre Atmosférica

Torre de Vacío

Horno y líneas.

Horno.

Salidas laterales y torres despojadoras.

Zona de transferencia. Zona de evaporación (flash).

Fondo y bombeo de residuo largo. Torres despojadoras laterales. Fondo y bombeo de residuo corto. Cuadro 18. Mitigación de la corrosión por AN [37]. Problema

Solución

TAN > 0,5 mg KOH/g, ataque a los aceros inoxidables estabilizados Tipos 321 y 327.

Usar aceros austeníticos con al menos 2,5 % de Mo. Ejemplos: 316L o 317L.

Zonas de alta velocidad y turbulencia.

Limitar la velocidad en hornos y líneas de transferencia a menos de 62 m/s. Usar codos de radio de largo.

TAN > 2 a 4 mg KOH/g.

Dilución o mezcla para bajar el contenido de AN. Uso de inhibidores. Su efectividad es consultada y garantizada por el fabricante.

11.6.15.Corrosión por Choque (Erosión-Corrosión) Este fenómeno también es llamado erosión-corrosión o corrosión acelerada por la velocidad del fluido. Ocurre cuando el producto de una corrosión (óxidos) es removido mecánicamente por un fluido del proceso exponiendo el metal fresco a más corrosión. Ejemplos de causas de este tipo de corrosión son: •

Partículas de líquido arrastradas en una corriente de gas. Las partículas chocan contra la línea en los cambios de dirección (codos o cambios de dirección tipo “T”) o en los internos de los equipos (Figura 21 y Figura 22).

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN •

Arena de los yacimientos de gas o crudo.

•

Agitación de líquidos (Figura 23).

•

Puntos de corrosión por cavitación, Sección 11.6.16.

La erosión-corrosión es generalmente localizada; pero algunas veces también puede ser uniforme y por tal motivo, difícil de detectar [10]. Punto de choque de gotas de líquido o arena Punto de choque de gotas de líquido o arena

Figura 21. Efecto del cambio de la geometría en la corrosión [60].

Figura 22. Ejemplos de corrosión por choque (erosión-corrosión).

Turbulencia del fluido

Pared del metal Capa de óxido

Desgaste el metal

Figura 23. Corrosión por choque (erosión-corrosión) originada por el fluido del proceso. 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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11.6.16.Corrosión por Cavitación La cavitación ocurre cuando la presión de un líquido desciende por debajo de su presión de vapor generando burbujas de gas, las cuales colapsan al aumentar de nuevo la presión. El colapso de las burbujas cerca de la superficie de un metal tiene un efecto severo debido a que puede causar daños mecánicos (Figura 24, Figura 25), los cuales aceleran la corrosión al remover capas protectoras de la superficie del metal exponiendo metal fresco. Los puntos típicos de corrosión por cavitación son: •

Las succiones de las bombas cuando operan cerca de la altura neta requerida de presión de succión (NPSHr).

•

Válvulas de control.

•

Cambios de diámetro en las líneas (expansiones) y cambios de dirección como codos y las “T”.

•

Cualquier punto del proceso donde se produzca una expansión súbita del fluido y se vuelva a ganar presión.

Burbuja inicial

Comienzo del colapso de la burbuja

Formación de un micro-chorro de Impacto sobre el líquido metal

Figura 24. Cavitación y su efecto sobre las paredes del metal. 11.6.17.Corrosión del Tope de la Línea La corrosión del tope de una línea (TLC) ocurre cuando el vapor de agua de un gas condensa en la sección fría de la línea, ubicada en la parte superior (Figura 26). El agua que condensa promueve la corrosión en la presencia de compuestos ácidos del gas.

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Figura 25. Ejemplo de corrosión por cavitación. La TLC aparece principalmente en gasoductos de gas húmedo y puede generar una corrosión uniforme y también de picadura de la línea. Los factores que promueven la TLC son: A)

Temperatura del gas a la entrada del gasoducto. La TLC puede presentarse en al comienzo del gasoducto, si el gas tiene una temperatura más fría que el suelo. Una temperatura del gas mayor a la del suelo, genera condensación en sitios alejados de la entrada.

B)

Velocidad de formación de agua condensada a lo largo del gasoducto.

C)

Régimen de flujo. La TLC ocurre generalmente en regímenes de flujo estratificado, en los cuales existe una bien demarcada separación entre las fases de gas y líquido. Agua condensando, sin inhibidor de corrosión

Corrosión por picadura

Gas ácido saturado con agua

Corrosión uniforme

Condensado de hidrocarburo Líquido estratificado + inhibidor de corrosión

Pared de la línea de acero al carbono Agua

Figura 26. Corrosión del tope de la línea, TLC. 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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11.6.18.Corrosión por Cenizas de Combustible La corrosión por cenizas del combustible en los materiales de los hornos de proceso, calderas de servicio general y otro equipo en donde se queman combustible con alto contenido de metales se debe a los efectos del vanadio y del sodio contenidos en el combustible. Los crudos de Venezuela, algunos países del Caribe, del oeste de los EUA y del Canadá tienen elevadas concentraciones de vanadio y otros metales [36]. Estos metales se encuentran en complejos organometálicos, llamados porfirinas, las cuales se concentran durante el ciclo de refinación en los combustibles residuales pesados. Una cantidad mayor de 100 ppm de sodio más vanadio pueden generar cenizas corrosivas. Las aleaciones con alto contenido de cromo ofrecen la mejor resistencia a la corrosión por cenizas de combustible. El acero inoxidable Tipo 446 (UNS S44600, Cr de 23,0 % a 27,0 %) y las aleaciones 50 Cr/50 Ni (UNS R20500) y 60 Cr/40 Ni (UNS R20600) presentan una mejor resistencia a la corrosión; el acero inoxidable Tipo 310 tiene poca resistencia; pero no más que el Tipo 304. 11.7.

Corrosión Uniforme La corrosión uniforme causa el 30 % de las fallas de los materiales. Este tipo de corrosión ocurre sobre la mayoría de la superficie del material a una velocidad constante, generalmente disminuyendo el espesor del material hasta la falla. Sin embargo, este tipo de corrosión se puede medir y predecir fácilmente, evitando el extremo de llegar a un falla del material.

11.8.

Corrosión Estructural

11.8.1. Corrosión por Formación de Grafito Los aceros al carbono pueden ser expuestos a la corrosión por formación de grafito cuando son calentados por largos períodos de tiempo. El uso de aceros al carbono calmado (killed) es preferido para servicios con elevadas temperaturas. 11.8.2. Corrosión Biológica La actividad metabólica de microorganismos puede directa o indirectamente causar deterioro de un metal por corrosión (Figura 27). Tal actividad puede: •

Producir un medio corrosivo.

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•

Crear una celda de concentración electrolítica en la superficie del metal.

•

Alterar la resistencia de las capas superficiales.

•

Tener una influencia en la relación de la reacción anódica y catódica.

•

Alterar la composición del medio. Los microorganismos pueden producir ácidos, azufre, hidrógeno, sulfuro o amoníaco.

El AWWA Manual M7 [32] contiene información sobre organismos que generan problemas de corrosión en el agua.

Figura 27. Bacterias productoras de sulfuro en agua de enfriamiento. La corrosión biológica es común en los sistemas de agua de enfriamiento y es acelerada por el ensuciamiento y la sedimentación. Los medios de control más usados son el uso de biocidas y una velocidad mínima del fluido, generalmente limitada a 1 m (3 ft/s) [9]. Véase el INEDON “Guía para la Especificación de las Torres de Enfriamiento Evaporativas de Tiro Mecánico”, N° 903-HM120-P09GUD-076, para más información sobre el control biológico en el agua de enfriamiento. 11.9.

Factores que Afectan la Corrosión

11.9.1. Concentración de Iones de Hidrógeno, pH El pH es una medida para la concentración de iones de hidrógeno y se calcula de la siguiente manera:

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pH = log10(aH+) aH+

actividad de los iones de hidrógeno relacionada con la concentración.

La velocidad de corrosión de la mayoría de los metales es afectada por el pH del fluido del proceso. En el caso de los materiales con el hierro, el tipo de corrosión puede ser dividida en función del grado de acidez. El Cuadro 19 muestra un ejemplo para medios corrosivos con CO2. Cuadro 19. Ejemplo del tipo de corrosión en función del grado de acidez en presencia de CO2. Tipo de corrosión

< 5,27

Corrosión ácida

5,27 a 8,2

Corrosión depende de la estabilidad del FeCO3

> 8,2

Pasivación por FeCO3


pH

Zinc

Aluminio

Aluminio

Zinc Acero

Acero 2

4

6

8

10

12

pH

Figura 28. Variación de la velocidad de corrosión con el pH [78]. En medios con CO2 y H2S, el NACE MR0715 para determinar el pH in situ.

[56]

contiene recomendaciones

El Cuadro 20 es una heurística para la selección de materiales de construcción en el manejo de líquidos cuando se conoce el pH. Los valores del cuadro, son usados como guía para soluciones acuosas débiles. Para soluciones muy corrosivas, la temperatura y composición química del fluido es evaluada cuidadosamente. 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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Cuadro 20. Materiales de construcción para líquidos con pH conocido. pH

Tipo de corrosión

10 a 14

Aleaciones resistentes a la corrosión

5a9

Aceros al carbono y aceros inoxidables

0a4

Aleaciones resistentes a la corrosión

11.9.2. Agentes Oxidantes y Reductores Los agentes o elementos corrosivos que atacan a los metales se pueden dividir en oxidantes, reductores y la mezcla de ambos. Aunque un medio puede ser oxidante para un metal o aleación, o reductor para otro. A)

Agentes Oxidantes: El agente oxidante más común en soluciones acuosas es el oxígeno disuelto, pero también hay ácidos y bases. Contaminantes oxidantes o inhibidores (sustancias añadidas para reducir la corrosión) son:

B)

•

Azufre disuelto.

•

Oxígeno disuelto.

•

Nitritos (NO2−).

•

Nitratos (NO3−).

•

Peróxidos (R2O2)

•

Cromatos (CrO42−).

•

Vanadatos (VO34+).

•

Cationes metálicos con alta valencia de carga (por ejemplo, Fe+++, Cu++).

Agentes Reductores: En la práctica común, el hidrógeno molecular es el agente reductor primario.

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C)

•

Hidrógeno.

•

Sulfuro de hidrógeno.

•

Dióxido de azufre.

•

Hidracina.

•

Cationes metálicos con baja valencia de carga (por ejemplo, Fe++, Sn++, Cu+).

Mezclas: Las soluciones de mezclas pueden ser catalogadas por medio del potencial de reducción, el cual es el resultado neto de todas las reacciones oxidantes y/o reductoras.

11.9.3. Temperatura Un incremento en la temperatura del fluido aumenta la velocidad de corrosión debido a que la temperatura incrementa la velocidad de casi todas las reacciones químicas. Los casos más comunes del comportamiento de la velocidad de corrosión en relación con la temperatura son: A)

La velocidad de corrosión aumenta drásticamente de manera exponencial con el incremento en la temperatura del fluido (Figura 29).

B)

No se observa un efecto apreciable en la velocidad de corrosión a bajas temperaturas, sin embargo, al sobrepasar cierto límite se observa un aumento significativo.

Por esta razón se considera el abatimiento de la temperatura como método de prevención de la corrosión en determinados sistemas; sin embargo, en algunas circunstancias un aumento de la temperatura puede disminuir el ataque corrosivo. Este fenómeno ocurre cuando se aumenta la temperatura del agua fresca o agua salada hasta la temperatura de ebullición, lo que produce una disminución de la solubilidad del oxígeno en el agua y por lo tanto, una disminución en la velocidad de corrosión. Otra excepción se muestra cuando se alcanza la temperatura de precipitación de compuestos del metal que forman una capa pasiva que protege al metal, por ejemplo la precipitación de FeCO3 en metales ferrosos. Por otra parte, la disminución de la temperatura en un

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN fluido del proceso puede producir un cambio de fase, por ejemplo la condensación de agua, siendo ésta un medio promotor de la corrosión [44].


SS Tipo 304 en H2SO4

SS tipo 304 en HNO3

Temperatura

Figura 29. Variación de la velocidad de corrosión en función de la temperatura para diferentes ácidos [44]. 11.9.4. Velocidad del Fluido La corrosión es generalmente acelerada por aumento de la velocidad del fluido sobre la superficie del material. Mientras más alta es la velocidad del fluido, menor es la capa de productos de la corrosión que pueden proteger al material. Esto ocurre frecuentemente en líneas de pequeño diámetro, en los codos, cambios de dirección tipo “T” y en los impulsores de bombas centrífugas. La Figura 30 muestra el aumento relativo de la velocidad de corrosión con respecto a la velocidad del fluido. El Cuadro 21 muestra velocidades máximas del agua en diferentes materiales de construcción, donde se puede observar que al acero inoxidable Tipo 316, más resistente a la corrosión que los otros materiales, permite una mayor velocidad. El INEDON “Bases y Criterios de Diseño”, N° 903-HM120-P09-GUD-013, contiene los criterios de velocidad erosional para limitar la velocidad del fluido y por ende dimensionar las líneas.

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Velocidad de corrosión relativa

Corrosión uniforme

Corrosión localizada

Erosióncorrosión Cavitacióncorrosión Normal

Flujo laminar

Flujo turbulento Cavitación

Velocidad del fluido

Figura 30. Efecto de la velocidad del fluido sobre la velocidad de corrosión relativa [59]. Cuadro 21. Velocidad máxima recomendada para el agua en varios materiales de construcción [48]. Material

Velocidad máxima [m/s (ft/s)]

Acero al carbono

3,7 (12)

Acero al carbono con recubrimiento interno de cemento

3,1 (10)

Fibra de vidrio

2,5 (8)

90 Cu-10 Ni

3,1 (10)

70 Cu-30 Ni

3,7 (12)

Acero inoxidable Tipo 316

9,2 (30)

11.10. Control de la Corrosión 11.10.1.Selección del Material La correcta selección del material es considerada el primer paso para evitar la corrosión. Sin embargo, existen casos en los cuales la pérdida de material por corrosión es inevitable y esperada. 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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11.10.2.Inhibidores de Corrosión El inhibidor de corrosión es un aditivo químico, que siendo añadido a un medio corrosivo acuoso, reduce la velocidad de pérdida del metal. Los inhibidores funcionan básicamente de las maneras siguientes [58], bien sea una de ellas o la combinación de varias: •

Por adsorción como una delgada película sobre la superficie del material sujeto a corrosión.

•

Por inducción para la formación de una gruesa capa del producto de corrosión.

•

Por cambios en las características del medio, bien sea produciendo precipitados protectores o removiendo o inactivando un componente corrosivo, para evitar la corrosión del material.

Los inhibidores de corrosión se clasifican en: A)

Inhibidores Anódicos. Interfieren con el proceso anódico: Fe → Fe2+ + 2 e− La cantidad del inhibidor anódico tiene que ser en la suficiente concentración para bloquear todos los sitios anódicos, de lo contrario se producen sitios con corrosión localizada (por picadura) debido a la naturaleza oxidante del inhibidor, la cual aumenta el potencial del metal y promueve la reacción anódica. Los ejemplos de inhibidores anódicos con soluciones de ortofosfato, nitrato, cianuro de hierro y silicatos.

B)

Inhibidores Catódicos. La más importante reacción en sistemas de enfriamiento es la reducción de oxígeno: O2 + 2H2O + 4e− → 4OH− Existen otras reacciones catódicas y aditivos para suprimirlas, dichos aditivos son llamados inhibidores catódicos. Estos funcionan reduciendo el área disponible para la reacción catódica; lo cual se logra precipitando

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN especies insolubles en sitios catódicos. Los iones de zinc son usados como inhibidores catódicos porque precipitan en la forma de Zn(OH)2 en los sitios catódicos como una consecuencia de un localizado y alto pH. Amina es una sustancia muy usada como inhibidor de corrosión, la cual aumenta el pH haciendo que la reducción de protones sea menos favorable. Una amina correctamente seleccionada puede formar una película protectora sobre la superficie del metal y actuar también como un inhibidor anódico. C)

Inhibidores por Adsorción. Muchos inhibidores orgánicos actúan por adsorción formando una película protectora. La película bloquea físicamente a superficie del metal contra el medio corrosivo, o retardando el procesos electroquímico. Los principales grupos funcionales, con la habilidad para formar lazos químicos con las superficies de los metales, son el amino (-NH2), carboxilo (-COOH), y el fosfanato (-PO3H2). Existen otros grupos funcionales o átomos que pueden formar lazos con la superficie del metal.

D)

Inhibidores Mixtos. Debido al riesgo de la corrosión por picadura de los inhibidores anódicos, hay una práctica general de mezclarlos con inhibidores catódicos.

Los tipos básicos de inhibidores de corrosión disponibles en la industria son: •

Solubles en petróleo.

•

Solubles en petróleo y dispersos en salmuera.

•

Solubles en agua.

•

Volátiles o inhibidores de la fase de vapor.

•

Secuestradores de oxígeno.

•

Surfactantes.

La eficiencia de un inhibidor de corrosión es medida por la capacidad de disminuir la velocidad de corrosión (CR): Eficiencia del inhibidor [%] = 100·(CRsin inhibidor – CRcon inhibidor) / CRsin inhibidor 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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En general, la eficiencia del inhibidor aumenta con la concentración. Típicamente, un buen inhibidor tiene una eficiencia de 95 % a una concentración de 80 ppm, y de 90 % con 40 ppm.

Velocidad de corrosión [mm/year]

La Figura 31 fue obtenida con el NORSOK Standard M-506 [63] y es un ejemplo de la velocidad de corrosión por la presencia de CO2 con y sin inhibidor de corrosión. 16 14

Con Inhibidor de corrosión (90 % de eficiencia)

12

Sin inhibidor de corrosión

10 8 6 4 2 0 10

30

50

70

90

110

130

150

Temperature [°C] Figura 31. Ejemplo de la velocidad de corrosión por CO2 con y sin inhibidor de corrosión. Generalmente, la inyección de inhibidor de corrosión es realizada por medio de un dispositivo especial para garantizar una distribución adecuada del inhibidor en el fluido del proceso. El vendedor del inhibidor es consultado sobre algún requerimiento especial, para añadir una nota en el DTI y si es requerido la elaboración de la especificación de un ítem especial para la Disciplina de Diseño Mecánico. 11.10.3.Monitoreo de la Corrosión El monitoreo de la corrosión es ampliamente recomendada para sistemas de acero al carbono con velocidades de corrosión variantes o inciertas [62]. Cuando se usan inhibidores de corrosión, es importante el monitoreo de la corrosión, especialmente en las líneas de transporte. 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN El Cuadro 22 muestra métodos para monitoreo de la corrosión. Otros métodos para evaluar la corrosión son los análisis de agua y del fluido del proceso, mediciones de espesor de pared y métodos de inspección. Cuadro 22. Monitoreo interno de corrosión [62]. Método (a)

Aplicabilidad

Comentarios

Cupones para pérdida de peso (o de masa) (b)

Todos los sistemas

El cupón es de un material igual o similar a la línea o pared del equipo.

Resistencia lineal de polarización

Sistemas con una fase acuosa o de conductividad eléctrica

Requiere normalmente (aprox.) 30 % de fase acuosa con un mínimo de 0,1 % de salinidad.

Probetas galvánicas

Acuoso

Sistemas de inyección de agua.

Resistencia eléctrica

Todos los sistemas

Aguas abajo de los puntos de inyección de inhibidor de corrosión cuando se monitorea una línea de transporte.

Probetas para monitoreo de erosión/arena

Sistemas de líneas de flujo y producción submarina

---

Probetas de hidrógeno

Sistemas de hidrógeno

Para condiciones de servicios ácidos

Notas: (a) Se recomienda el uso de al menos dos métodos. Un método es siempre el de cupones para pérdida de peso (o de masa). Para evitar interferencia de flujo, la distancia entre las probetas es como mínimo de 0,5 m (1,64 ft). (b) Tiempo máximo recomendado entre inspecciones/reemplazos: 3 meses.

Las probetas para monitoreo de corrosión tienen que estar ubicadas donde exista una alta probabilidad de corrosión, por ejemplo, el fondo de las líneas con flujo estratificado, tope de las líneas en sistemas de condensación, y cualquier sitio en el cual la probeta esté en contacto con la fase corrosiva. La ubicación y el tipo de probeta consideran el uso de herramientas de limpieza o inspección. 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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Para las probetas instaladas en la parte inferior de las líneas, se verifica el espacio requerido para ser extraídas bajo presión, si es requerido se coloca una nota en el DTI, por ejemplo, “Espacio libre de 1,5 m es dejado libre cerca de la probeta de corrosión para extracción con la línea presurizada”. 11.10.4.Información para la Selección de los Inhibidores de Corrosión La mayoría de los inhibidores de corrosión son productos propietarios de los diferentes fabricantes, por tal motivo la selección es realizada por el fabricante en base la información de la Disciplina de Procesos: •

Tipo de corrosión a ser controlada.

•

Composición del gas, líquido o ambos.

•

Cantidad de agua producida.

•

Análisis químico del agua, incluyendo pH, acidez total, contenido de sales.

•

Velocidad del fluido del proceso en la línea.

•

Condiciones de operación: temperatura y presión.

•

Inyección continua o por lotes, por ejemplo, durante operaciones con herramientas de limpieza.

•

Punto de inyección.

En el caso de las líneas de transporte, se considera lo siguiente (si es requerido): A)

Los datos de Procesos son indicados en rangos de entrada y salida.

B)

Se evalúan los tramos donde existan la formación de cantidades de agua por encima del promedio. Para esto se requiere la evaluación por tramos del régimen de flujo. Ejemplo: en tramos inclinados con flujo multifásico ascendente, se puede generar una mayor retención (hold up) de líquido que los horizontales o inclinados con flujo descendente. Consúltese el INEDON “Dimensionamiento de Líneas de Transporte con Flujo Multifásico”, N° 903-HM120-P09-GUD-067.

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Algunos de los fabricantes de inhibidores de corrosión que pueden ser consultados son, Baker Hughes, Champion Technologies y Nalco Company. 11.11. Ejemplos de Corrosión en Plantas de Procesamiento de Gas La siguiente sección muestra figuras con ejemplos de corrosión encontradas en plantas de procesamiento de gas. Las figuras son adaptaciones del GPA – Corrosion Detection Report [45]. 11.11.1.Compresión de Gas La Figura 32 muestra puntos y causas de corrosión en unidades de compresión de gas. En puntos de no flujo (por ejemplo, los punto terminales en múltiples de recolección) se puede acumular agua por condensación.

Gas ácido con baja presión parcial

Condensación en puntos de no flujo

Gas ácido con alta presión parcial

Corrosión por choque

ETAPAS DE BAJA PRESIÓN

Aumento de acidez en el agua

ETAPAS DE ALTA PRESIÓN

Figura 32. Causas de corrosión en compresión de gas. Los extractores de neblina están expuestos a corrosión por choque, razón por la cual son usualmente fabricados de acero inoxidable o algún tipo de polímero compuesto como Dralon®.

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Especial cuidado se tiene con la condensación de agua en las etapas de alta presión, donde aumenta la presión parcial de los agentes corrosivos (por ejemplo, CO2 y H2S); de ser necesario se usa acero inoxidable. Las corrientes de salida de líquido de los depuradores pueden tener un grado de acidez lo suficientemente alto para tener que usar acero inoxidable. 11.11.2.Hornos En los hornos de fuego directo, las altas temperaturas cerca del fuego pueden producir la pérdida de espesor en los tubos (Figura 33). Si el contenido de H2S (o compuestos azufrados) es lo suficientemente alto, se puede producir sulfuro de hierro, el cual penetra a nivel de los granos del metal, produciendo corrosión intergranular. El ANSI/API STD 560 [6] contiene información sobre los materiales típicos de los hornos de refinería.

Fuego en la pared externa de los tubos

Efectos sobre la metalurgia

Corrosión intergranular

Alta temperatura + corrosión por H2S

Figura 33. Causas de corrosión en hornos. 11.11.3.Sistemas de Despojamiento con Vapor Los sistemas de despojamiento de vapor de agua son propensos a corrosión en las líneas y equipos que manejan los gases de despojo y el agua agria con muy bajo pH. Ej: línea de salida de tope (cima), condensadores, acumuladores (Figura 34).

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Gas ácido con agua

Agua agria

Alimentación precalentada

H2S a baja temperatura (penetración de hidrógeno)

Vapor para despojamiento

Figura 34. Causas en sistemas de despojamiento con vapor. 11.11.4.Regeneración de Lechos de Desecante Sólido Un lecho de desecante sólido puede adsorber de manera selectiva gases ácidos en la etapa de secado. Durante la regeneración se origina la desorpción que puede dar como resultado un gas muy ácido. Adicionalmente, altas temperaturas de regeneración promueven la corrosión (Figura 35). Corrosión por choque (erosión-corrosión) se puede producir debido a las partículas del descante que son arrastradas por el gas de regeneración. Liberación de compuestos ácidos

Gas caliente para regeneración

Calor excesivo, condensación, erosión por partículas del desecante.

Figura 35. Causas durante la regeneración de lechos sólidos.

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN 12.

CRITERIOS GENERALES PARA LA SELECCIÓN DE LOS MATERIALES La siguiente sección describe los criterios generales para consideración en la selección de los materiales de construcción de las líneas y los equipos del proceso. La Figura 36 muestra un resumen. El cuadro II del INEDON “Instructivo de Especificaciones de Materiales de Tuberías”, N° 903-P3060-T05-GUD-X02, es usado para la selección de los materiales de las líneas. Criterios adicionales y casos específicos para líneas o equipos son los indicados en este INEDON.

Figura 36. Criterios generales para la selección de los materiales de construcción. 12.1.

Fluido del Proceso

12.1.1. Composición La composición del fluido del proceso es, junto con la temperatura, uno de los principales factores para la selección de los materiales de construcción. A continuación, algunos ejemplos:

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Cuadro 23. Resumen del cuadro II del INEDON “Instructivo de Especificaciones de Materiales de Tuberías”, N° 903-P3060-T05-GUD-X02.

Rango

Servicio

Presión manométrica Material básico de la línea [barg (psig)]

Sin compuestos de azufre

0 a +400 (32 a +752)

330 máx. (626 máx.)

8 a 223 Acero al carbono (116 a 3234)

Agua contra incendio

No salobre

0 a +50 (32 a +122)

50 (122)

18 (261)

Acero al carbono

Agua de desperdicio

No corrosiva

30 a +300 (86 a +572)

300 máx. (572 máx.)

6 a 19 (87 a 276)

Acero al carbono

0 a +50 (32 a +122)

50 máx. (122)

16 (232)

Acero al carbono cementado

0 a +200 (32 a +392)

150 (302)

7 a 19 (102 a 276)

Acero inoxidable 316

0 a +190 (32 a +374)

20 (68)

11 a 19 (160 a 276)

Acero al carbono galvanizado

0 a +72 (32 a +162)

50 máx. (122 máx.)

11 a 12 (160 a 174)

Acero al carbono galvanizado

0 a +340/400 (32 a +644/752)

340 (644)

Temperatura [°C (°F)]

Servicio Fluido

Condiciones

Aceite caliente

Agua de mar para sistema contra incendio Agua desmineralizada

Agua para calderas

Agua potable Aire

Herramientas e instrumentos

Butano

Gas

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Observaciones


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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Cuadro 23. Resumen del cuadro II del INEDON “Instructivo de Especificaciones de Materiales de Tuberías”, N° 903-P3060-T05-GUD-X02. Temperatura [°C (°F)]

Servicio Fluido

Condiciones


Observaciones

Rango

Servicio −50 (−58)

19 a 50 (276 a 725)

Acero al carbono Servicio de baja con prueba de temperatura impacto Acero al carbono Servicio de baja con prueba de temperatura impacto

Butano

Líquido

−50 a 0 (−58 a 32)

Etano

Líquido

−50 a 0 (−58 a 32)

−50 (−58)

19 a 50 (276 a 725)

Etano

Gas

0 a +340/400 (32 a +644/752)

340 (644)


Etileno

Líquido

−50 a 0 (−58 a 32)

−50 (−58)

19 a 50 (276 a 725)

Etileno

Gas

0 a +340 (32 a +644)

135 (275)


−50 a 0 (−58 a 32)

−50 (−58)

19 a 50 (276 a 725)

Acero al carbono Servicio de baja con prueba de temperatura impacto

0 a +200 (32 a 392)

150 (302)

7 a 50 (102 a 725)

Acero al carbono

+250 a +540 (+482 a +1004)

540 (1004)

33 a 51 (479 a 740)

1,25 % Cr-0,5 % Mo

Gases licuados de petróleo Glicol + Agua

Neutral

Hidrocarburos + H2

Corrosivo con H2S

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Cuadro 23. Resumen del cuadro II del INEDON “Instructivo de Especificaciones de Materiales de Tuberías”, N° 903-P3060-T05-GUD-X02.

Fluido

Rango

Servicio


0 a +340/400 (32 a +644/752)

400 (752)


Temperatura [°C (°F)]

Servicio Condiciones

Observaciones

Hidrocarburos no corrosivos

Otros hidrocarburos

Hidrógeno

seco

−50 a 0 (−58 a 32)

−50 (−58)

19 a 50 (276 a 725)


Hidrógeno

seco

−200 a 0 (−328 a 32)

−200/0 (−328/32)

19 a 49 (276 a 711)

Acero inoxidable Servicio de baja 304L temperatura

Metano

−200 a 0 (−328 a 32)

−200/0 (−328/32)

19 a 49 (276 a 711)


Metano

−50 a 0 (−58 a 32)

−50 (−58)

19 a 50 (276 a 725)


Metanol

0 a +200 (32 a +392)

110 (230)

7 a 50 (102 a 725)

Acero al carbono

0 a +340/400 (32 a +644/752)

340 (644)


−200 a 0 (−328 a 32)

−200/0 (−328/32)

Nitrógeno Nitrógeno

Líquido

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Cuadro 23. Resumen del cuadro II del INEDON “Instructivo de Especificaciones de Materiales de Tuberías”, N° 903-P3060-T05-GUD-X02. Temperatura [°C (°F)]

Servicio Fluido

Condiciones


Rango

Servicio

−50 a 0 (−58 a 32)

−50 (−58)

19 a 50 (276 a 725)

Observaciones


Propano

Líquido

Propano

Gas

0 a +340/400 (32 a +644/752)

340 (644)


Propileno

Gas

0 a +340/400 (32 a +644/752)

340 (644)


−50 a 0 (−58 a 32)

−50 (−58)

19 a 50 (276 a 725)


Propileno

−200 a 0 (−328 a 32)

−200/0 (−328/32)

19 a 49 (276 a 711)


Vapor

0 a +450 (32 a +842)

450 máx. (842 máx.)

33 a 188 1,25 % Cr, (479 a 2727) 5 % Mo

0 a +400 (32 a +752)

400 máx. (752 máx.)


Propileno

Vapor de agua

Líquido

Saturado

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A)

Las sustancias que promuevan la corrosión como sulfuro de hidrógeno (H2S), dióxido de carbono (CO2), oxígeno (O2), agentes oxidantes, ácidos orgánicos, etc. deben ser examinadas cuidadosamente.

B)

Agua. La presencia y cantidad de agua es fundamental para la existencia de la mayoría de los medios corrosivos. a)

Agua de mar. El alto contenido de cloruros (Cl−), promedio en masa de 1,94 % (19 400 ppm m/m, salinidad de 3,5 %) y de sales minerales, la hace altamente corrosiva para los aceros inoxidables martensíticos y austeníticos. Los sistemas de enfriamiento de agua de mar, los cuales pueden requerir de líneas de mucho diámetro, pueden usar líneas de FRP si las Bases de Diseño del Proyecto lo permiten, esto es una alternativa económica con respecto al titanio.

b)

Agua de producción (o de formación) desde los reservorios (yacimientos) de los hidrocarburos. El nivel de corrosión depende del contenido y tipo de sales minerales. Este tipo de agua puede tener una cantidad de cloruro mayor que el agua de mar y dicha cantidad depende de la ubicación (formación) del reservorio. Ejemplo, en el Golfo de México algunos reservorios pueden tener agua de producción con contenido de cloruro de aproximadamente 140 000 mg/L. Los Proyectos en el área de producción de hidrocarburos requieren un análisis del agua de producción con el contenido de sales. Como referencia se puede consultar el API RP 45 [8].

c)

Agua desmineralizada. Este tipo de agua no es corrosiva si no está contaminada; pero puede ser muy corrosiva si absorbe un gas ácido como el dióxido de carbono (CO2), el cual puede reducir rápidamente el pH del agua. La corrosión puede ser severa en los sistemas de vapor si el condensado absorbe CO2. La fuente del CO2 es usualmente las sales carbonatadas en el agua de alimentación de caldera, las cuales se descomponen en el sistema de vapor y pasan al sistema de condensado. Esto puede ser evitado con el tratamiento adecuado del agua de alimentación de caldera.

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C)

Sustancias corrosivas sin la presencia de agua. Ejemplos: gases de cloro, flúor, bromo, cloruro de hidrógeno, sulfuro de hidrógeno.

D)

Composiciones de fluidos que generen bajas temperaturas al disminuir bruscamente de presión. Véase la Sección 12.1.4.

E)

Sustancias, las cuales en contacto con otras originen reacciones exotérmicas liberando gran cantidad de calor.

F)

Fluidos que no pueden ser contaminados por el material de la línea o del equipo. Ejemplos: •

Las líneas para transporte de agua desmineralizada pueden ser de acero inoxidable, o recubiertas internamente con algún tipo de termoplástico. Un tanque de agua desmineralizada puede ser de acero al carbono con recubrimiento interno de pintura (resina) epóxica.

•

El aire de instrumentos es secado y por tal motivo no contiene agua que pueda condensar y producir corrosión, sin embargo, se usa acero al carbono galvanizado (ASTM A 53) en las líneas de mayor tamaño para la distribución (alcance de la Disciplina de Procesos). Se evita el uso de acero al carbono porque este puede contaminar el aire con óxido proveniente del almacenamiento y originado por la humedad del aire. Las líneas con diámetros menores (tubings) son de acero inoxidable por facilidad de construcción.

G)

Algunos ácidos son más corrosivos si están diluidos que concentrados. El acero inoxidable Tipo 304 puede ser usado para almacenamiento de ácido sulfúrico (H2SO4) a temperatura ambiente y concentraciones mayores de 80 % [79]; el Tipo 306 puede ser usado para concentraciones de hasta 85 % y temperaturas menores de 100 °C (212 °F). Una alternativa para ácido sulfúrico diluido con agua es el Alloy 20, el cual contiene un contenido de cobre de 3 % a 4 %; pero es un material costoso.

H)

La evaluación de procesos que cambien la composición para permitir el uso de materiales con menor costo a gran escala. Ejemplos: deshidratación, endulzamiento, desaereación, neutralización

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12.1.2. Estado del Fluido A)

El estado del fluido (gas, líquido, sólido), tiene un efecto en la corrosión de los materiales y determina la existencia de agua libre, por ejemplo, un cambio de fase que origine la condensación de agua.

B)

La arena es un compuesto abrasivo que promueve la erosión-corrosión, véase la Sección 11.6.15.

12.1.3. Velocidad y Régimen de Flujo A)

Véase la Sección 11.9.4 para información detallada sobre la velocidad del fluido y consúltese el INEDON “Dimensionamiento de Líneas de Transporte con Flujo Multifásico”, N° 903-HM1200-P09-GUD-067.

B)

Si bien un recipiente es construido de acero al carbono, la mayoría de los internos (deflectores, platos de destilación, extractores de niebla, etc.) son fabricados de algún tipo de acero inoxidable para ofrecer mayor resistencia al impacto de las gotas de líquido y también debido a que tienen un espesor bajo.

C)

El acero al carbono puede ser usado para el almacenamiento de ácido sulfúrico porque está estático e incluso a velocidades menores de 0,9 m/s (3 ft/s) [57]; pero a una temperatura menor de 50 °C (120 °F), concentraciones en masa entre 90 % y 99,5 %, y corrosión permitida de 6 mm (0,25 in).

12.1.4. Temperatura La temperatura de un fluido puede ser de operación normal, contingencias de emergencia (apertura de válvulas de alivio), etc. A)

Como regla general, la temperatura que determina la selección de un material es la temperatura de diseño indicada en la lista de líneas o en la HdD del equipo.

B)

En corrientes de gas con presencia de sustancias corrosivas y agua, se evalúan las condiciones de operación que generen la condensación de agua. En el caso de gases o vapores, se evalúa la posibilidad de sobrecalentar el gas para evitar la condensación de agua. Como regla general se considera que un gas está seco cuando su punto de rocío de

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN agua tiene un margen (ΔT) de 10 °C (6 °F) por debajo de la mínima temperatura de operación a la presión de operación. El Anexo 3 contiene un cuadro para la selección de los materiales en función de la temperatura [33]. El cuadro incluye los códigos ASTM de materiales para planchas, líneas, accesorios, pernos, etc. El Cuadro 24 muestra un resumen con los rangos de temperatura y los materiales recomendados. Cuadro 24. Rangos de temperatura y materiales recomendados. Tipo de servicio

Temperatura de Servicio [°C (°F)]

Material

Criogénico

−254 a −102 (−425 a −151)

Acero inoxidable

Baja temperatura

Temperatura intermedia Temperatura Elevada

−101 a −46 (−150 a −51)

Aleaciones con níquel

−45 a 0 (−50 a 32)

Acero al carbono

1 a 413 (33 a 775)

Acero al carbono

414 a 816 (776 a 1500)

Aleaciones con cromo y molibdeno

> 816 (1500)

Acero inoxidable, Incoloy®

Baja Temperatura Los materiales de construcción para servicio en baja temperatura requieren resistencia a la fractura por quiebre y es una consideración netamente desde el punto de vista de diseño mecánico. A)

Las tres fuentes principales para la selección de la TMDM son [48]: a)

La que establezca la Disciplina de Procesos según la mínima temperatura de operación esperada, la mínima temperatura del medio ambiente o condiciones operaciones transitorias, en este último caso un ejemplo es la auto refrigeración del fluido durante una despresurización (descrita más adelante), especialmente si el procedimiento de rearranque no permite el calentamiento antes de la represurización.

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b)

La TMDM puede ser establecida por la mínima temperatura de exención permitida en la normativa de fabricación del material; por debajo de esa temperatura se requiere prueba de impacto. Ejemplo: el ASME B31.3 [19] permite que la mayoría de los aceros al carbono usados para las líneas con un espesor de pared igual o menor de 12,7 mm (0,5 in) no sean sometidos a una prueba de impacto si no serán usados a una temperatura menor de −29 °C (−20 °F).

c)

Si el material de construcción será sometido a una prueba de impacto, la TMDM es establecida por dicha prueba. El Cuadro 25 es un ejemplo de los requerimientos para una prueba de impacto para las placas de construcción de los tanques de almacenamiento según el API STD 620 [15]. Cuando el valor de la energía del impacto es mayor al requerido para una temperatura de prueba solicitada, se considera que la prueba ha sido exitosa y el material cumple con el requerimiento.

B)

La selección de los materiales para baja temperatura es crítica en muchos de los escenarios de despresurización debido a la baja temperatura que puede alcanzar el fluido. La temperatura reportada en los programas de simulación es la del gas, el metal de las líneas o de un recipiente puede tener una temperatura mayor, la cual depende de la temperatura del fluido, la velocidad del fluido, el tiempo de despresurización, el material, etc. a)

La especificación de la temperatura mínima de diseño igual a la temperatura del fluido, durante una despresurización, puede ser muy conservadora. La severidad de la exposición del metal a un fluido con baja temperatura depende de los siguientes factores [52]:

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Cuadro 25. Ejemplos de requerimientos de pruebas de impacto para tanques de almacenamiento.

Grupo I (semi calmado)

II (completamente calmado)

III (completamente calmado y alta dureza)

Número de especificación ASTM

Grado

A 36

---

A 283

CyD

A 573

Rango del espesor

Valor del impacto [kgf·m (ft·lbf)]

[mm (in)]

Promedio

Individual

5 a 25 (3/16 a 1) 5 a 20 (3/16 a 3/4)

1,8 (13) 1,8 (13)

1,2 (9) 1,2 (9)

58

5 a 40 (3/16 a 1 1/2)

1,8 (13)

1,2 (9)

A 516

55 y 60

5 a 50 (3/16 a 2)

2,1 (15)

1,4 (10)

A 573

65 y 70

5 a 50 (3/16 a 2)

2,1 (15)

1,4 (10)

A 537

2

5 a 50 (3/16 a 2)

2,8 (20)

2,1 (15)

•

El estado del fluido dentro del recipiente y en las líneas: líquido o gas. La transferencia de calor (entre el fluido frío y el metal) es más rápida para un líquido que para un gas.

•

La presión del fluido: mientras más alta la presión, mayor es la posibilidad de una fractura del metal.

•

La temperatura del fluido: mientras más fría la temperatura, mayor es el riesgo de una fractura del metal.

•

La metalurgia y el espesor del metal: mientras mayor es el espesor del metal, mayor es el riesgo de una fractura. La diferencia de temperatura interna y externa origina un gradiente de temperatura a través de la pared del metal. Este gradiente causa una expansión diferencial del material a través del espesor de pared, el diferencial puede generar una fractura [52].

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b)

Servicios con líquido frío: Los fluidos en estado líquido tienen mayor coeficiente de transferencia de calor, en estos casos es razonable igualar la temperatura del metal con la temperatura del líquido. Sin embargo, se puede otorgar crédito a la TMDM a bajas presiones.

c)

Servicios con gas frío: A diferencia del líquido, el coeficiente de transferencia de calor de película de un gas es muy bajo. Debido a esto, es ilógico igualar la TMDM con la temperatura del gas frío; a excepción cuando el recipiente está aislado y el servicio de frío es de larga duración o continúo.

d)

Transferencia de calor entre el fluido y el metal: La transferencia de calor entre el fluido y el metal determina la temperatura real que tendrá este último durante una despresurización y la selección del material. Esta revisión del INEDON no suministra detalles ni ecuaciones sobre el tema, el usuario es exhortado a revisar la bibliografía especializada y las siguientes publicaciones que resumen el tema: •

Kumar, S. Material Selection for Low-Temperature Applications. Hydrocarbon Processing, July 2004.

•

Montgomery, G. How to Predict Temperatures during Gas Depressuring. Hydrocarbon Processing, April 1995.

A continuación, un resumen del ejemplo mostrado en la Ref. [52]: la temperatura mínima del gas es −130 °C (−200 °F). El cálculo de transferencia de calor entre el fluido y el metal da como resultado que la mínima temperatura que puede alcanzar el metal es −57 °C (−70 °F) a un presión cercana la atmosférica. Si la temperatura de −130 °C (−200 °F) fuese usada para seleccionar el material, este sería un tipo de acero inoxidable; pero la temperatura calculada permite el uso de un acero al carbono (por ejemplo, SA-106). e)

Servicios a baja presión: La interpretación del ASME VIII-1-89-268 indica lo siguiente:

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Pregunta: ¿Es permitido diseñar un recipiente para operaciones menores que la Temperatura Mínima de Diseño del Metal (TMDM) colocada en la placa de identificación, si la reducción de la TMDM para el coincidente esfuerzo de tensión de diseño resulta en una temperatura que no es más fría que la permitida en la Fig. UCS-66.1 (de la Ref. [3])? Respuesta: Sí. La interpretación indica que un recipiente puede ser operado de manera segura [75], por debajo de su TMDM, si la relación primaria de esfuerzo extensible y la coincidente temperatura permanecen entre los límites de la Fig. 21.20 (en la Ref. [3]). Un ejemplo práctico se obtuvo de los Proyectos para la planta separadora de propano y propileno: PROFALCA4. Uno de los recipientes contiene una mezcla licuada a presión de propano y propileno. Durante el cálculo de despresurización, el fluido alcanzó una temperatura menor de −29 °C (−20 °F), este es el límite común para acero al carbono. El uso de un material especial para baja temperatura fue descartado, con la premisa que el recipiente fue diseñado para una presión de 50,33 barg (730 psig) a −7 °C (19 °F). El material puede soportar baja temperatura cuando la presión es disminuida durante una despresurización. Sin embargo, el recipiente puede ser presurizado solamente cuando el metal aumenta su temperatura a un valor igual o mayor de −7 °C (19 °F). La selección de un material, tomando crédito de la baja presión durante una despresurización, es revisada entre las disciplinas involucradas: Ingeniería Mecánica y/o Diseño Mecánico con Procesos. f)

En los países con condiciones invernales, el agua usada para las pruebas hidrostáticas puede tener una temperatura baja, la cual junto con la alta presión de la prueba, puede originar una fractura de la línea o del equipo (cuando este último es probado en sitio). En el caso de las calderas de generación de vapor, el ASME SEC I [1], indica lo siguiente “Después que una caldera ha sido completada […], tiene que ser sometida a una prueba de presión con agua, a no

4

Propileno de Falcón, C. A.: empresa mixta conformada por Petróleos de Venezuela, S.A., Koch Petroleum Corporation, Inversiones Polar S.A. y Energy America AB.

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN menos de la temperatura ambiente; pero en ningún caso menor de 70 °F (20 °C)”. La conveniencia de usar agua fría para las pruebas hidrostáticas debe ser revisada durante la fase de ingeniería del Proyecto. C)

Se evalúan las temperaturas generadas durante el alivio, despresurización o expansión de gases licuados de petróleo (GLP). La temperatura fría, aguas abajo de los instrumentos que generan la pérdida de presión, puede promover el cambio de un acero al carbono normal (por ejemplo, A 106 Gr. B) a un LTCS (acero al carbono de baja temperatura, por ejemplo, A 333 Gr. 6) con prueba de impacto (Charpy V-notch impact test) según el ASTM A 370 [25]. El Anexo 5 muestra un resumen de las especificaciones de aceros para servicio de baja temperatura y criogénicos para almacenamiento de GLP y otros gases según la Ref. [46].

D)

La operación de recipientes a presión con baja temperatura (menor de 0 °C [32 °F]), como los que se encuentran en instalaciones para GLP, requieren especial atención, debido a que la susceptibilidad de los aceros ferríticos a la fractura por fragilidad aumenta considerablemente, al reducirse la temperatura de operación. La fractura es abrupta y catastrófica iniciándose usualmente sin previa deformación. Esta falla puede ocurrir a niveles de tensión aplicados relativamente bajos, los cuales son a menudo, más bajos que los permitidos por el código. La posibilidad de fractura aumenta con la presencia de discontinuidades tales como: muescas, esquinas puntiagudas, defectos de la superficie, socavación de soldaduras, etc, así como cambios bruscos de presión. La fragilidad depende también de las propiedades mecánicas, composición química y microestructuras del acero, su espesor, proceso de fundición del acero y procedimiento de soldadura utilizado en la fabricación. Los aceros al carbono y de baja aleación, al ser utilizados para este servicio son completamente calmados (fully killed) y producidos por el método de grano fino. Los recipientes son sometidos a PWHT, cuando sea requerido por el ASME SEC VIII [3].

E)

Aún cuando el código (siendo este mandatario) define la temperatura de diseño a la cual se realiza la prueba de impacto de los materiales y ésta sea inferior a la temperatura ambiente, dependiendo de los espesores y los niveles de tensión, es posible encontrar fracturas por fragilidad en aceros ferríticos a temperatura ambiente [66].

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Alta Temperatura Los servicios de alta temperatura consideran, además del diseño mecánico, también el efecto de la corrosión, véase la Sección 11.9.3. A continuación, algunas consideraciones para los servicios de alta temperatura: A)

El vapor de muy alta presión, por ejemplo para la generación de potencia eléctrica, esta combinado con una temperatura alta, esto puede requerir el uso de aceros al carbono de baja aleación, véase la Sección 10.1.2. Mientras que un sistema de vapor de alta presión puede usar acero al carbono ASTM A 105 (para las bridas) con una temperatura máxima recomendada de 425 °C (≈ 800 °F) para uso prolongado, las líneas de vapor en una central de generación de potencia pueden requerir un material ASTM A 182 Gr. F22 Cl. 3 (también conocido como P22) con 2,25 Cr-1 Mo, el cual permite alcanzar una temperatura de 650 °C (≈ 1200 °F) en servicios de alta presión.

B)

Las puntas de los equipos finales de alivio y venteo son, generalmente, de algún tipo de acero inoxidable (por ejemplo, el Tipo 310 [51]) debido a las altas temperaturas que genera la llama. Aleaciones con alto contenido de níquel no son recomendadas para puntas de equipos finales de alivio cuando se quema una corriente de gas de desecho con contenido de azufre, porque se pueden formar sulfuros de níquel y destruir la capa protectora de óxido y generar ataques de sulfuros.

C)

La combinación de alta temperatura y alto contenido de componentes que promueven la corrosión es considerado en la selección de los materiales. La Figura 37 es una representación de tres ejes para el acero inoxidable Tipo 316, con escalas de temperatura, concentración de sal (NaCl) y presión parcial de CO2, fácilmente se puede ver que con altas temperaturas, la concentración permitida de los componentes es reducida.

D)

Los hornos de fuego directo en las refinerías para servicio general usan los materiales indicados en el ANSI/API STD 560 [6].

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Temperatura [°C]

200

150

100

50 0

0 50 1000

100 150 200

NaCl [g/L]

2500

2000

500

1500

CO2 [psia]

Figura 37. Diagrama de temperatura, concentración de NaCl y presión parcial de CO2 para acero inoxidable Tipo 316, para una velocidad de corrosión menor de 0,05 mm/año (2 mpy) sin SSC ni SCC [40]. 12.2.

Métodos de Protección Existen varios métodos de protección, especialmente contra la corrosión, que pueden influenciar la selección de los materiales. A)

Mantenimiento preventivo. a)

El drenaje periódico de equipos que almacenan agua durante paradas de planta o en operación por tandas, puede marcar la diferencia entre el uso o no de pinturas (resinas) epóxicas en el interior del equipo. Ejemplos: •

El drenado de los tanques de almacenamiento donde se separa agua, por tal motivo estos equipos son diseñados con facilidades de drenaje.

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN • b)

B)

La base de un equipo final de alivio y venteo puede ser drenada periódicamente para evitar la acumulación de agua.

El uso de herramientas de limpieza para la remoción de arena o agua durante las paradas de líneas de transporte de gas, petróleo, etc.

El uso de los inhibidores de corrosión, secuestradores de oxígeno (por ejemplo, sulfito de sodio, hidracina) o estabilizadores de pH (por ejemplo, MDEA, NaOH y KOH) puede marcar la diferencia entre acero al carbono y acero inoxidable. Los inhibidores de corrosión son usados en la producción de gas ácido y húmedo para permitir el uso acero al carbono en las líneas de transporte de varios kilómetros de longitud y evitar el uso de aceros resistentes a la corrosión, los cuales tienen un costo mayor que el acero al carbono. Los secuestradores oxígeno son usados para el tratamiento de agua para las calderas de generación de vapor y ayudar a la desaireación mecánica. Véase la Sección 11.10.2 para más información sobre los inhibidores de corrosión.

C)

En los Proyectos, en los cuales la vida útil de un material sea corta y esté permitido el deterioro del mismo con el fin de minimizar el costo, se evalúa que tal opción no afecte la seguridad del personal y del medio ambiente.

D)

En la refinerías, el crudo no es corrosivo per se al acero al carbono. Los problemas de corrosión son originados por las impurezas como: sales inorgánicas, compuestos de azufre, ácidos orgánicos (principalmente ácidos nafténicos) y cloruros orgánicos. Las impurezas son eliminadas o disminuidas por medio de los siguientes procesos de tratamiento: a)

Desalación: La cual es realizada antes que el crudo entre a las unidades de destilación. Los valores de desalación están entre 1 ptb y 2 ptb. Este tratamiento también reduce el contenido de sólidos como arena, sal, óxido y ceras parafínicas. También se reducen los problemas de corrosión en las secciones superiores de las torres de destilación y fraccionamiento; así como el taponamiento y el ensuciamiento de los intercambiadores de calor.

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b)

Adición de cáustico: Tratamiento usado para reducir la hidrolización por HCl en los precalentadores. Debido a que se forma NaCl, existen los riesgos de taponamiento y agrietamiento del metal en los equipos aguas abajo. La recomendación general es mantener la concentración de cáustico en el crudo menor de 3 ptb o 10 ppm m/m.

c)

Control de pH en las secciones superiores (overheads): El objetivo principal es generar un ambiente no corrosivo por medio de la neutralización de los componentes ácidos en los líquidos producidos en las secciones superiores de las torres. Esto se logra añadiendo una amina neutralizadora e incluso amoníaco. El valor de pH depende de las concentraciones de los componentes en el ambiente corrosivo, generalmente oscila entre 5 y 6.

d)

Inhibidores de corrosión: El control de corrosión en las secciones superiores es complementado con la inyección un inhibidor de corrosión orgánico, el cual forma una película de recubrimiento interior.

e)

Lavado con agua: Este tratamiento es recomendado si puede existir el ensuciamiento por los productos de una neutralización. La inyección de agua puede discontinua o continua para disolver los depósitos de sales.

E)

Los recubrimientos (o pinturas) a base de resinas, aplicados en el interior de los equipos, permiten el uso de acero al carbono en medios corrosivos e inmersos. Sin embargo, como el recubrimiento contiene polímeros, su uso está limitado por la temperatura del fluido; los recubrimientos para servicio de alta temperatura tienen un límite de 120 °C (248 °F) [34].

F)

La purga (blowdown) del agua y su reposición con agua fresca, en equipos como las torres de enfriamiento evaporativas y los tambores de vapor, permiten reducir la concentración de sales que promoverían la corrosión.

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12.3.

Normativa La normativa y/o las especificaciones del Cliente proveen al personal de Ingeniería con los conocimientos necesarios para la selección de los materiales y protección de los mismos, el Cuadro 26 contiene algunos ejemplos. Cuadro 26. Ejemplos de la normativa internacional. Título

Ref. en este INEDON

API VT-2

Corrosion of Oil- and Gas-Well Equipment

[17]

API SPEC 12P

Specification for Fiberglass Reinforced Plastic Tanks

[14]

API SPEC 15HR

Specification for High Pressure Fiberglass Line Pipe and Fittings

N/A

API SPEC 15LR

Specification for Low Pressure Fiberglass Line Pipe and Fittings

N/A

Norma American Petroleum Institute

ANSI/API STD 560 Fired Heaters for General Refinery Service

[6]

API RP 15S

Qualification of Spoolable Reinforced Plastic Line Pipe

[7]

API RP 571 (a)

Damage Mechanisms Affecting Fixed Equipment in the Refining Industry

[9]

API RP 572

Inspection of Pressure Vessels (Towers, Drums, Reactors, Heat Exchangers, and Condensers

[10]

API 579-1/ ASME FFS-1

Fitness-For-Service

N/A

API STD 620

Design and Construction of Large, Welded, Low-Pressure Storage Tanks

[15]

API TR 938-C

Use of Duplex Stainless Steel in the Oil Refining Industry

[16]

API RP 941

Steels for Hydrogen Service at Elevated Temperature and Pressures in Petroleum Refineries and Petrochemical Plants

[12]

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Cuadro 26. Ejemplos de la normativa internacional. Norma

Título

Ref. en este INEDON

American Petroleum Institute (continuación) API RP 945

Avoiding Environmental Cracking in Amine Units

[13]

American Society of Mechanical Engineers Boiler and Pressure Vessel Code

Section I. Rules for Construction of Power Boilers

[1]

Section II. Materials

N/A

Part A – Ferrous Material Specifications

N/A

Part B – Nonferrous Material Specifications

N/A

Part C – Specifications for Welding Rods, Electrodes, and Filler Metals

N/A

Part D – Properties (Customary)

[2]

Part D – Properties (Metric)

N/A

Section VIII. Rules for Construction of Pressure Vessels

[3]

Section X. Fiber-Reinforced Plastic Pressure Vessels

N/A

B16.5

Pipe Flanges and Flanged Fittings

[18]

B31.1

Power Piping

B31.2

Fuel Gas Piping

N/A

B31.3

Process Piping

[19]

B31.4

Pipeline Transportation Systems for Liquid Hydrocarbons and Other Liquids

[20]

B31.8

Gas Transmission and Distribution Piping Systems

[21]

B31.9

Building Services Piping

N/A

B31.11

Slurry Transportation Piping Systems

N/A

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Título

Ref. en este INEDON

American Society for Testing Materials (b) A 36/A 36M

Standard Specification for Carbon Structural Steel

N/A

A 283/A 283M

Standard Specification for Low and Intermediate Tensile Strength Carbon Steel Plates

N/A

Standard Specification for Steel Castings, Iron- Chromium and Iron-ChromiumNickel, Heat Resistant, for General Application

N/A

Standard Specification for Gray Iron Castings for Elevated Temperatures for Non-Pressure Containing Parts

N/A

Standard Specification for Steel Castings, Chromium-Nickel-Iron Alloy (25-12 Class), for High-Temperature Service

N/A

Standard Specification for General Requirements for Carbon, Ferritic Alloy, and Austenitic Alloy Steel Tubes

N/A

Standard Specification for General Requirements for Specialized Carbon and Alloy Steel Pipe

N/A

Standard Specification for Poly(Vinyl Chloride) (PVC) Plastic Pipe, Schedules 40, 80, and 120

N/A

Standard Specification for Chlorinated Poly(Vinyl Chloride) (CPVC) Plastic Pipe, Schedules 40 and 80

N/A

Standard Specification for Poly(Vinyl Chloride) (PVC) Pressure-Rated Pipe (SDR Series.)

N/A

Standard Specification for Thermoplastic Gas Pressure Pipe, Tubing, and Fittings

N/A

A 297/A 297M

A 319

A 447/A 447M

A 450

A 530/A 530M

D 1785

F 441

D 2241

D 2513

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Título

Ref. en este INEDON

American Water Works Association M7

Problem Organisms in Water: Identification and Treatment

[32]

M11

Steel Pipe – A Guide for Design and Installation

N/A

National Association of Corrosion Engineers 5A171

Materials for Storing and Handling Commercial Grades of Aqueous Hydrofluoric Acid and Anhydrous Hydrogen Fluoride

[55]

Materials Resistant to Sulfide Stress Cracking in Corrosive Petroleum Refining Environments

N/A

MR0175/ ISO 15156

Petroleum and Natural Gas Industries – Materials for Use in H2S-Containing Environments in Oil and Gas Production

[56]

RP0170

Protection of Austenitic Stainless Steels and Other Austenitic Alloys from Polythionic Acid Stress Corrosion Cracking During Shutdown of Refinery Equipment

N/A

Guidelines for Detection, Repair, and Mitigation of Cracking of Existing Petroleum Refinery Pressure Vessel in Wet H2S Environments

N/A

Material for the Handling and Storage of Commercial Concentrated (90 % to 100 %) Sulfuric Acid at Ambient Temperatures (c)

[57]

Considerations in the Selection and Evaluation of Rust Preventives and Vapor Corrosion Inhibitors for Interim (Temporary) Corrosion Protection

N/A

MR0103

RP0296

RP0391

RP0487

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Título

Ref. en este INEDON

National Association of Corrosion Engineers (continuación) RP0590

TM0284

Recommended Practice for Prevention, Detection, and Correction of Deaerator Cracking

N/A

Evaluation of Pipeline and Pressure Vessels Steels for Resistance to Hydrogen-Induced Cracking

N/A

Nota: (a)

El API RP 571 es una lectura recomendada para el personal de la Unidad de Procesos.

(b)

El Anexo 4 contiene un listado con las especificaciones estándar para metales usados como planchas, forjas, líneas, etc. Véase la Ref. [24] para un listado completo de las especificaciones estándar para los requerimientos generales de placas de acero de los recipientes a presión.

(c)

Temperaturas hasta 50 °C (120 °F), la cual es una temperatura aproximada que alcanzan las líneas y recipientes por calentamiento (radiación) solar en clima tropical.

El Cuadro 26 muestra normativa estadounidense porque es la disponible en el sistema de normas internacionales de inelectra. Para las instalaciones de refinación de crudo, se recomienda consultar la API RP 571 [9], que contiene información sobre los mecanismos que generan daños en esas instalaciones, enfocado a los diferentes tipos de corrosión, los materiales afectados, factores críticos, equipos afectados; medios de prevención, mitigación, inspección y monitoreo. También incluye diagramas de flujo de las principales unidades de procesos con los mecanismos que dañan los equipos. Algunas compañías son responsables de inventar, desarrollar y fabricar aleaciones especiales, las cuales tienen características avanzadas que permiten su uso con temperaturas elevadas o muy bajas y servicios altamente corrosivos [77]. Estas compañías tienes su propia normativa, por ejemplo

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Haynes International, Inc., la cual fabrica las aleaciones medias en níquel como Hastelloy® y para alta temperatura como Haynes®. 12.4.

Costo del Material El costo de los materiales puede determinar la selección de un equipo o un proceso de producción, tratamiento, etc. El Cuadro 27 muestra una comparación relativa de precios de diferentes metales usados en planchas de fabricación de equipos. El Cuadro 28 y Cuadro 29 tiene comparaciones para sistemas de líneas. Los cuadros con relaciones de costo son únicamente como referencia y no son usados para estimación de costos. Adicionalmente, los costos de los materiales varían con el tiempo y por ende la relación entre sus costos. Es importante evaluar varias alternativas de materiales de construcción para un mismo fluido del proceso. Ejemplos: A)

El uso de chapas (cladding) de metal en los equipos puede reducir los costos del mismo. Si se compara un recipiente hecho en su totalidad de planchas de acero inoxidable (20 mm [3/4 in] de espesor) vs. otro de acero al carbono (20 mm [3/4 in] de espesor) protegido con una chapa interna de acero inoxidable (3 mm [1/8 in] de espesor), la última opción es menos costosa. Sin embargo, se considera lo siguiente: a)

En algunas aplicaciones de recipientes con baja presión de diseño, el uso de acero inoxidable puede resultar más económico que el acero al carbono más las chapa interna [35].

b)

Para diámetros pequeños (por ejemplo, menores de 0,6 m [2 ft]), la utilización de un tubo de acero inoxidable, es más económico que fabricar el recipiente de planchas de acero al carbono con una chapa interna de acero inoxidable.

c)

El uso de chapas de acero inoxidables para las placas de tubos de los intercambiadores de carcasa y tubo es una opción en vez de placas de acero inoxidables; pero si el uso de la chapa es realmente más económico considerando disponibilidad de los materiales y facilidad de fabricación.

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Cuadro 27. Comparación del costo para placas de metales [74].

Relación =

Material

Costo por libra del metal Costo por libra del acero

Acero con calidad para bridas

1

Acero inox. 304 para revestimiento

5

Acero inoxidable 316 para revestimiento

6

Aluminio (> 99 %)

6


7

Cobre (> 99,9 %)

7

Acero con revestimiento de níquel

8

Acero con revestimiento de Monel®

8

Acero con revestimiento de Inconel®

9


10

Monel®

10

Níquel

12

Inconel

13

Hastelloy® C

15

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Cuadro 28. Comparación de la relación de costo de una línea de 30,5 m (100 ft) y DN 160 (NPS 6) [65]. Relación de costo en base al acero al carbono

Material

PVC SCH 80

0,50

CPVC SCH 80

0,83

Acero al carbono SCH 40

1,00

Acero inoxidable 304L SCH 40

2,01

Aleación de aluminio 303 SCH 40

2,11

Acero inoxidable 316L SCH 40

2,17

Cobre

2,21

PVDF SCH 80

2,81

Titanio SCH 40

6,11

Alloy 200 SCH 40

6,59

Zirconio SCH 40

6,99

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Cuadro 29. Comparación de la relación de costo de un sistema complejo para una línea de DN 50 (NPS 2) y un largo de 152 m (500 ft) (a). Relación de costo (b)

Material

Acero al carbono, SCH 40

1

Poliéster reforzado con fibra de vidrio

1 (aprox.)

Acero inoxidable 304 , SCH 5

1,4

Acero inoxidable 316, SCH 5

1,6

Acero inoxidable 304 , SCH 40

1,6

Acero inoxidable 316, SCH 40

2

Alloy 20, SCH 5

2

Acero recubierto internamente con PTFE

2,6

Monel® 400, SCH 5

2,6

Alloy 20, SCH 40

3

Inconel® 600, SCH 5

3,3

Níquel 200, SCH 40

3,7

Hastelloy® B, SCH 40

6,6

Notas: (a) Adaptación de la Figura 10-181 de la Referencia [72]. (b) Relación de costo = costo del material/costo de un sistema de línea de acero al carbono con un No. de cédula 40.

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B)

Resinas o pinturas epóxicas pueden ser usadas como recubriendo interno de recipientes o tanques de acero al carbono. Un ejemplo es un recipiente de alivio en servicio de gas corrosivo a baja presión. El equipo está conectado al equipo final de alivio y venteo, por lo cual tiene una baja presión parcial de agentes corrosivos (por ejemplo, H2S, CO2), y además está expuesto a un servicio intermitente, esto permite el uso de un recubrimiento interno con pintura epóxica en vez de usar una chapa de acero inoxidable.

C)

La fabricación de tanques con FRP para almacenamiento de químicos es otra práctica para disminución de costos, especialmente en tanques de poco volumen y presión atmosférica como los usados en la inyección de químicos. Los tanques de FRP tienen que ser provistos de protección contra los rayos ultravioletas (UV), los cuales degradan el plástico; se pueden usar absorbedores de rayos UV en la resina o pintura protectora [14] . Los químicos comúnmente almacenados en tanques de FRP son: •

Ácido fosfórico.

•

Aminas para inhibición de corrosión.

•

Desmulsificantes, floculantes o coagulantes para tratamiento de aguas industriales de desecho.

•

Anti-incrustantes, secuestradores de oxígeno y otros productos para el tratamiento de agua para calderas de generación de vapor.

D)

Se recomienda evaluar en conjunto con las Disciplinas de Diseño Mecánico y/o Ingeniería Mecánica la disponibilidad de los materiales en los países donde se realiza la fabricación o construcción de las líneas o de los equipos. Por ejemplo, una especificación puede indicar el requerimiento de una línea de LTCS A 333 Gr. 6, pero las líneas de A 333 Gr. 1 pueden estar disponibles en el país de fabricación, lo cual evitaría el costo de importación.

E)

En algunos servicios específicos, por ejemplo el endulzamiento de gas con amina, el FKCS con valores de corrosión permitida adecuada es una alternativa al acero inoxidable para algunos equipos y líneas, si el costo de adquisición de este último es elevado.

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12.5.

Tiempo Los criterios de este INEDON y de la literatura especializada están basados en que el material está expuesto al fluido del proceso continuamente o durante la mayor parte de su vida útil. A continuación, algunas recomendaciones para la selección de los materiales de construcción con exposiciones cortas a los fluidos que puedan generar su falla: A)

Los fluidos que alcanzan o tienen temperaturas muy bajas pueden generar una falla del material aun cuando su exposición sea por corto tiempo. Véase la Sección 12.1.4.

B)

El sistema de seguridad de la instalación puede ser diseñado para minimizar la posibilidad de exposiciones largas a un fluido corrosivo. Ejemplos: •

El cierre de las válvulas del sistema de parada de emergencia a la entrada de una línea de acero al carbono, si aguas arriba falla la unidad de deshidratación de glicol, la cual elimina el agua que promovería la corrosión.

•

La pérdida de flujo de un inhibidor de corrosión puede generar el cierre de las válvulas de los pozos y la subsecuente parada de la producción para disminuir el riesgo de corrosión aguas abajo del punto de inyección.

Los ejemplos anteriores son el resultado de análisis cuantitativos de riesgos. La vida útil para el diseño de una instalación está indicada en las Bases de Diseño del Proyecto. Sin embargo, se tiene cuidado cuando existe una información genérica, por ejemplo, vida útil de 30 años, pero no se indica a que equipos o a cuales de sus partes; el valor de ejemplo es generalmente muy alto para los tubos de los intercambiadores de calor. El Cuadro 30 muestra los valores sugeridos para la vida útil considerada en el diseño de varios equipos y sus partes, los valores son el tiempo mínimo de servicio antes de realizar algún cambio.

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Cuadro 30. Valores sugeridos para la vida útil de diseño de los equipos y sus partes. [AA1] Tipo de equipo

Vida útil [años]

Líneas menores de DN 450 (NPS 18)

10

Líneas mayores e iguales a DN 450 (NPS 18)

20

Tubos de los hornos

10

Recipientes: Carcasa y boquillas

20

Internos no removibles

20

Internos removibles

10

Platos de las torres

10

Intercambiadores de calor de carcasa y tubo: Carcasa y boquillas

20

Tubos de CS

5

Tubos de algún tipo de aleación

12.6.

10

Intercambiadores enfriados por aire (cabezales y tubos)

10

Carcasa de las bombas

20

Experiencias Previas La experiencia exitosa en el uso previo de materiales de construcción en algunos procesos o para fluidos específicos y con condiciones operacionales similares es otro factor clave para seleccionar los materiales. El ejemplo más sencillo es para los materiales usados en los servicios industriales, los cuales tienen amplia aceptación en la industria debido a los años de uso en muchas instalaciones (por ejemplo, el Cuadro 23). En el caso se usos más específicos, el personal de la Disciplina de Procesos es exhortado a consular al personal de mayor experiencia y/o usar como referencia la documentación disponible de los Proyectos anteriores.

12.7.

Plantas Existentes y Equipos Tipo Paquete La revisión de los materiales usados en las líneas y equipos de una planta existente o los sugeridos por un licenciante de un equipo tipo paquete, sigue los criterios mencionados en este INEDON. Adicionalmente se revisa si los

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN materiales cumplen con los criterios de seguridad y vida útil. En caso de existir una discrepancia entre el material propuesto por un fabricante y el indicado en alguna especificación del Cliente, norma internacional, Instrucción de Trabajo de inelectra, etc., se solicita una aclaratoria o justificación antes de aceptar la propuesta del fabricante. Las HdD, especificaciones, requisiciones u otro producto de las Disciplinas de Ingeniería del Proyecto deben incluir información sobre fluidos poco comunes para que el fabricante del equipo tipo paquete pueda hacer una selección adecuada de los materiales de construcción, no solo para los equipos y las líneas, sino también para los internos de las válvulas, de los equipos, empacaduras, etc. que estén dentro del alcance del fabricante. En los Proyectos de Ingeniería Básica, de Detalle y de Ingeniería Procura y Construcción, se recomienda incluir la Hoja de Datos de Seguridad del Material (MSDS, por sus siglas en inglés) con la información los productos químicos comerciales poco comunes, por ejemplo, emulsificantes y surfactantes. La responsabilidad de la selección de los materiales de construcción de un equipo tipo paquete no recae solamente en el licenciante, a menos que expresamente dé garantía de la integridad del equipo. Si bien es éste quien tiene más experiencia y conocimientos sobre el proceso, inelectra vela porque los materiales seleccionados sean los adecuados para la aplicación. 12.8.

Diagramas de Bloques con Ejemplos Los siguientes diagramas de bloques muestran ejemplos de procesos con los materiales sugeridos de construcción. La Referencia [42] contiene más ejemplos en el área de los procesos de producción de químicos y síntesis orgánicas. Facilidades de Producción con Gas Ácido (1)

Los pozos producen gas húmedo con alto contenido de CO2 (concentración molar para diseño 20 %) o H2S (diseño con 30 ppm V/V).

(2)

El enfriador por aire es requerido para bajar la temperatura del gas y permitir el uso de un recubrimiento externo de plástico para el gasoducto enterrado.

(3)

Las líneas de flujo y el múltiple de producción son de acero inoxidable dúplex debido a la cantidad de cloruros en el agua de producción.

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN (4)

Los tubos del enfriador son de SS Tipo 316L.

(5)

La línea es de dúplex aguas abajo del enfriador hasta 5 m (16 ft) aguas debajo de la inyección de inhibidor de corrosión.

(6)

La inyección de un inhibidor de corrosión permite el cambio de material a CS para el gasoducto. CP = 6 mm (1/4 in) es preferible debido a la presencia de un gas ácido más agua condensada. Adicionalmente el material debe cumplir con la norma NACE MR0175 [56].

Inyección de inhibidor de corrosión

3 2

4

1

Pozos de producción

Enfriador por aire

5

Cambio de material

6

Gasoducto (enterrado)

Dúplex SS Tipo 316L CS + CP: 1/4” + NACE

Figura 38. Ejemplos de materiales de construcción para producción de gas ácido altamente corrosivo. Unidad de Deshidratación de Gas Ácido con Glicol (1)

El gas ácido con agua libre entra a la contactora por medio de una línea de acero inoxidable dúplex. El gas tiene un contenido molar de CO2 mayor de 20 %, H2S con 30 ppm V/V y agua libre.

(2)

La combinación de alta presión (93 barg [1350 psig]), alta temperatura, contenido de CO2 y agua crea un fluido altamente corrosivo. La sección inferior de la contactora es de CS con una chapa interna de SS Tipo 304. Una alternativa en el uso de una pintura epóxica.

(3)

La sección superior de la contactora, donde se mezclan el gas y el glicol pobre, es de CS con 3 mm (1/8 in) de corrosión permitida y cumplimiento NACE, esto último debido a la presencia de H2S.

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La línea de salida de agua libre del fondo de la contactora contiene CO2 o H2S disuelto. El uso de dúplex hasta cierto punto es recomendable, por ejemplo, hasta una válvula de control cuya presión aguas abajo origina una presión parcial del CO2 y H2S que permita el uso de acero al carbono.

(5)

Las líneas de glicol pobre son de CS con CP = 1,3 mm (1/20 in).

(6)

La sección superior de la regeneradora de glicol es de SS 304 debido al vapor de agua con CO2 o H2S.

(7)

El resto de los equipos y las líneas es de CS + NACE + CP = 3 mm (1/8 in).

Véase también el INEDON “Guía para la Especificación de las Unidades de Deshidratación de Gas con Glicol”, N° 903-HM120-P09-GUD-086, para los materiales recomendados en este proceso de tratamiento de gas.

Enfriador

5 6

3 1 2

7 4

Contactora Gas/Glicol

Regeneradora de glicol

Intercambiador glicol rico/pobre 8

Tambor de expansión Dúplex

Glicol rico

CS + CP: 1/8” + NACE

Glicol pobre

SS Tipo 304 CS + chapa de SS Tipo 304 CS + CP: 1/20”

Figura 39. Ejemplos de materiales de construcción para deshidratación con glicol de gas ácido altamente corrosivo. 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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Unidad de Endulzamiento de Gas Ácido con Amina (1)

El gas ácido con un contenido molar para diseño de CO2 de 20 % y de H2S de 30 ppm mol/mol y agua libre entra a la absorbedora (contactora) por medio de una línea de dúplex debido al contenido de cloruros en el agua libre. Algunos vendedores de unidades de endulzamiento tienen como alternativa que la línea de gas ácido sea de CS con una corrosión permitida de 3 mm (1/8 in) y si se cumplen condiciones como: líneas sin bolsillos, sin puntos bajos y trazado (acompañamiento) con calor para evitar la condensación de líquidos, es decir un gas ácido sin agua libre y sobre calentado.

(2)

La sección inferior de la absorbedora es de CS con una chapa interna de SS 304. Una alternativa en el uso de una pintura epóxica.

(3)

La sección superior de la absorbedora, donde se mezclan el gas y la amina pobre, es de CS con 3 mm (1/8 in) de corrosión permitida y NACE.

(4)

La línea de salida de agua libre del fondo de la absorbedora contiene CO2 o H2S disuelto. El uso de dúplex hasta cierto punto es recomendable, por ejemplo, hasta una válvula de control cuya presión aguas abajo origina una presión parcial del CO2 y H2S que permita el uso de acero al carbono.

(5)

Las líneas de amina rica son de SS Tipo 316.

(6)

La despojadora (regeneradora) de amina es de SS 316 debido al vapor de agua con alto contenido de CO2 o H2S.

(7)

Las líneas de amina pobre son de CS con una corrosión permitida de 1,3 mm (1/20 in) y el enfriador de amina pobre es también de CS.

Véase también el INEDON “Guía para la Especificación de las Unidades de Endulzamiento de Gas con Aminas”, N° 903-HM120-P09-GUD-087, para información adicional sobre los materiales recomendados en este proceso de tratamiento de gas y otras opciones.

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Enfriador 3 1

6 2

7 4

Despojadora (Regeneradora) de amina

5 Absorbedora (Contactora) Gas/Amina

Intercambiador de calor amina rica/pobre

Dúplex

Amina rica

SS Tipo 316

Amina pobre

CS + NACE CS + chapa de SS 316

Figura 40. Ejemplos de materiales de construcción para endulzamiento con aminas. Torre de Despojamiento con Vapor (1)

La alimentación de crudo caliente (salida del horno) tiene un contenido volumétrico máximo de 1 % de agua y 340 ppm m/m de H2S. Todas las líneas asociadas a la torre de despojamiento y sus subsiguientes equipos son de KCS con 3 mm (1/8 in) de corrosión permitida.

(2)

La sección inferior de la torre de despojamiento es de KCS con 3 mm (1/8 in) de corrosión permitida.

(3)

La sección superior de la torre de despojamiento es de KCS más una chapa interna de 2,7 mm (7/64 in) de SS Tipo 316L, debido al aumento del contenido del H2S (3340 ppm mol/mol y una presión parcial 0,0044 bara [0,0634 psia]) y el vapor de despojamiento en esa sección.

(4)

El intercambiador de calor con aire es de KCS con 3 mm (1/8 in) de corrosión permitida.

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El subenfriador es de SS Tipo 304 (carcasa y tubos) debido al H2S contenido en el agua condensada. La geometría interna del intercambiador dificulta el uso de una chapa de SS o pintura epóxica.

(6)

El tambor de reflujo es de KCS con un recubrimiento interno de pintura epóxica, esto reduce el costo en comparación con usar SS Tipo 304.

4 Enfriador 1

3

5

Subenfriador 6

2

Tambor de reflujo

Torre de despojamiento KCS + CP: 1/8” KCS + chapa de 7/64” de SS Tipo 316L SS Tipo 304 KCS + pintura epóxica

Figura 41. Ejemplos de materiales de construcción para despojamiento con vapor de agua y la presencia de H2S en la alimentación. Alivio Frío (Gas Licuado de Petróleo) (1)

Aguas arriba de la válvula de alivio se usa acero al carbono ASTM A 106 Gr. B o API 5L.

(2)

Si el fluido de alivio genera una temperatura menor de −29 °C (−20 °F) se cambia el material a LTCS con prueba de impacto, el cual tiene un límite inferior de −45 °C (−50 °F), para la válvula de alivio, la línea de descarga, y de ser requerido, también el colector (cabezal) de alivio. La opción de construir el colector de acero al carbono ASTM A 106 Gr. B o API 5L es solo posible si se realiza un cálculo hidráulico con transferencia de calor rigurosa al ambiente (usando la mínima temperatura ambiental, espesor de pared, velocidad del viento, etc.), y si se obtiene un resultado de temperatura de la línea que evite el uso de LTCS.

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1

CS (A 333 Gr. 6) con prueba de impacto CS (A 106 Gr. B)

Figura 42. Ejemplos de materiales de construcción para alivio de gas frío. Cálculo de transferencia de calor: • Se recomienda para el alivio o despresurización de fluidos en estado gaseoso debido que domina el calor sensible. • Se puede originar una temperatura externa de pared menor que el punto de congelación del agua, lo cual genera una capa de hielo en la parte externa de la línea, originando un flujo isotérmico. Este fenómeno tiene que ser considerado cuando se realiza una evaluación de transferencia de temperatura para evitar el uso de LTCS. 13.

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN EN LOS PRODUCTOS DE INGENIERÍA

13.1.

Hojas de Datos de los Equipos e Instrumentos Las HdD de los equipos e instrumentos pueden incluir la solicitud de materiales especiales, procesos de fabricación o de tratamiento de los materiales. El Elaborador de la HdD usa las secciones para tal propósito (Cuadro 31) o agrega notas y comentarios para proveer información adicional al fabricante del equipo. La cantidad de información depende del tipo de equipo. Las HdD de los equipos e instrumentos en servicio corrosivos deben indicar los componentes y su concentración, así como la presencia de agua. Si el fluido del proceso es un producto comercial, se debe adjuntar la Hoja de Datos de Seguridad del Material (MSDS, por sus siglas en inglés) para el vendedor del equipo o del instrumento pueda seleccionar los materiales de construcción

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN apropiadamente. Cualquiera de los componentes siguientes debe ser indicado en las hojas de datos con su contenido o concentración en solución acuosa:

13.2.

•

Ácidos: ácido carbónico (H2CO3), ácido sulfúrico (H2SO4), ácido clorhídrico (HCl), ácido hidrofluorídrico (HF), ácido nítrico (HNO3), ácidos nafténicos, etc.

•

Agua.

•

Aminas.

•

Amoníaco (NH3).

•

Cáusticos: hidróxido de potasio, potasa cáustica (KOH); hidróxido de sodio, hidróxido sódico, sosa cáustica, soda cáustica (NaOH); etc.

•

Cualquier componente diferente a un hidrocarburo y diferente a un gas inerte como el nitrógeno (N2) o el helio (He).

•

Dióxido de azufre (SO2).

•

Dióxido de carbono (CO2).

•

Hidrógeno (H2).

•

Monóxido de carbono, óxido de carbono (CO).

•

Óxidos de nitrógeno (NOX).

•

Oxígeno (O2).

•

Sales.

•

Sulfuro de hidrógeno (H2S o SH2).

Planos Mecánicos de los Equipos Los planos emitidos por la Disciplina de Ingeniería Mecánica o el fabricante del equipo, contienen la misma información solicitada en las HdD de los equipos para los materiales de construcción.

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Cuadro 31. Sección para la especificación de los materiales en una HdD. Material Specification Part

Material

Specification

Shell

CS

SA-516 70

Heads

CS

SA-516 70

Nozzle Flanges

CS

SA-105

Nozzle Necks

CS

SA-516 70

Mist Eliminator/Support

SS

304 / A 36 or eq.

Internals

CS

SA-516 70

Bolts (Int./Ext.)

CS

A 307 B

Nuts (Int./Ext.)

CS

A 307 B

Anchor Bolt & Nut

CS

A 36

La Figura 43 muestra un ejemplo de la variedad de los materiales y sus especificaciones en los equipos. 13.3.

Diagramas de los Materiales de Construcción Los DMC son elaborados en conjunto con las Disciplinas de Diseño Mecánico, Ingeniería Mecánica e Ingeniería Civil, esta última si es necesario. Dichos diagramas son incluidos en la Propuesta y emitidos en un Proyecto, solamente si es un requerimiento del Cliente. El INEDON “Guía para la Elaboración de los Diagramas Básicos de Procesos”, N° 903-HM120-P09-GUD-023, contiene más información sobre los DMC.

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Brida de la boquilla: SA-105 Cuello de la boquilla: SA-516 70 Oreja para izar: A 516 70

Eliminador de neblina/soporte: SS Tipo 304/A 36

Deflector de entrada: SA-516 70

Carcasa: SA-516 70 Escalera interna: A 36 Pernos/tuercas del pasa-hombres: SA-193 B7/SA-194 2H Tapa y brida del pasa-hombres: SA-105

Cuello del pasa-hombres: SA-516 70 Casquete: SA-516 70 Faldón superior/inferior: SA-516 70/A 283 C Pernos y tuercas de anclaje: A36

Plato base: A 283 C

Acero inoxidable Acero al carbono Aleación de Cr + Mo

Figura 43. Ejemplo de la especificación de materiales en un recipiente a presión. 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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14.

15.

RECOMENDACIONES PARA LAS PROPUESTAS TÉCNICAS A)

La correcta selección de los materiales de construcción es únicamente lograda si se dispone de información suficiente y precisa. Verifique los términos de referencia y el alcance del Proyecto, para saber si es responsabilidad de inelectra la selección o verificación de los materiales en el proceso.

B)

La solicitud de información al Cliente puede ser requerida incluso al comienzo de una Propuesta (por ejemplo, por medio de las aclaratorias técnicas). Ejemplo: si aguas arriba del alcance de inelectra existen procesos licenciados por terceros, quienes tienen que suministrar información para la selección de los materiales.

C)

En caso que el Cliente no pueda suministrar información suficiente, inelectra evalúa la opción de limitar su responsabilidad en la selección de los materiales o desplazar dicha responsabilidad en las (posibles) fases subsiguientes del Proyecto. Ejemplo: en los documentos de una Ingeniería Básica se puede indicar que la verificación del requerimiento de LTCS es realizado durante la Ingeniería de Detalle.

D)

Durante la elaboración de una Propuesta técnica es necesario verificar si inelectra tiene experiencia suficiente en la selección de los materiales para un proceso específico. Si este no fuese el caso, se recomienda considerar la incorporación de un especialista externo para la selección de los materiales, el cual tiene como función apoyar a las diferentes Disciplinas de Ingeniería durante la ejecución del Proyecto. Consúltese también el INEDON “Instructivo para Elaboración de Propuestas de Ingeniería”, N° 903-HM010-A90-GUD-009, sección “Lista de Trabajos a ser Subcontratados”.

REFERENCIAS Leyenda de la ubicación de las referencias:

Biblioteca Especializada de inelectra.

Servidor global de inelectra y el directorio siguiente: R:\Share\Departamental\Procesos\903 Trabajo

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Subscripción IHS para acceso a las Normas Internacionales o a las Normas de PDVSA a través de la página de intranet de la Biblioteca de Especializada. Intranet de Procesos.

[1]

2007 ASME Boiler & Pressure Vessel Code, Section I – Rules for Construction of Power Boilers.

[2]

2007 ASME Boiler & Pressure Vessel Code, Section II - Materials, Part D Properties (Customary).

[3]

2007 ASME Boiler & Pressure Vessel Code, Section VIII - Rules for Construction of Pressure Vessels. Division I.

[4]

ANSI/API Specification 5L (ISO 3183). Specification for Line Pipe. FortyFourth Edition, October 2007.

[5]

ANSI/API Specification 6A (ISO 10423). Specification for Wellhead and Christmas Tree Equipment. Nineteenth Edition, July 2004.

[6]

ANSI/API Standard 560 (ISO 13705:2006). Fired Heaters for General Refinery Service. Fourth Edition, August 2007.

[7]

API Recommended Practice 15S. Qualification of Spoolable Reinforced Plastic Line Pipe. First Edition, March 2006.

[8]

API Recommended Practice 45. Recommended Practice for Analysis of Oilfield Water. Third Edition, August 1998.

[9]

API Recommended Practice 571. Damage Mechanisms Affecting Fixed Equipment in the Refinery Industry. First Edition, December 2003.

[10] API Recommended Practice 572. Inspection of Pressure Vessels (Towers, Drums, Reactors, Heat Exchangers, and Condensers. Second Edition, February 2001. [11] API Recommended Practice 751. Safe Operation of Hydrofluoric Acid Alkylation Units. Third Edition, June 2007.

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[12] API Recommended Practice 941. Steels for Hydrogen Service at Elevated Temperatures and Pressures in Petroleum Refineries and Petrochemical Plants. Seventh Edition, August 2008. [13] API Recommended Practice 945. Avoiding Environmental Cracking in Amine Units. Third Edition, June 2003 (Revised 2008). [14] API Specification 12P. Specification for Fiberglass Reinforced Plastic Tanks. Third Edition, Octuber 2008. [15] API Standard 620. Design and Construction of Large, Welded, LowPressure Storage Tanks. Eleventh Edition, February 2008. Addendum 1, March 2009. [16] API TR 938-C. Use of Duplex Stainless Steel in the Oil Refining Industry. First Edition, May 2005. [17] API Vocational Training (VT-2). Corrosion of Oil- and Gas-Well Equipment. Second Edition, October 1990. [18] ASME B16.5-2009. Pipe Flanges and Flanges Fittings. [19] ASME B31.3-2008. Process Piping. [20] ASME B31.4-2006. Pipeline Transportation Hydrocarbons and Other Liquids.

Systems

for

Liquid

[21] ASME B31.8-2007. Gas Transmission and Distribution Piping Systems. [22] ASME B36.10M-2004. Welded and Seamless Wrought Steel Pipe. [23] ASME B36.19M-2004. Stainless Steel Pipe. [24] ASTM A20/A20M − 07. Standard Specification for General Requirements for Steel Plates for Pressure Vessels. [25] ASTM A 370 − 09. Standard Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products. [26] ASTM D 664 − 09. Standard Test Method for Acid Number of Petroleum Products by Potentionmetric Titration.

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN [27] ASTM D 974 − 08. Standard Test Method for Acid and Base Number by Color-Indicator Titration. [28] ASTM E 527 − 07. Standard Practice for Numbering Metals and Alloys (UNS). [29] ASTM G 15 − 08. Standard Terminology Relating to Corrosion and Corrosion Testing. [30] ASTM G 157 − 95 (Reapproved 2005). Standard Guide for Evaluating the Corrosion Properties of Wrought Iron- and Nickel-Based Corrosion Resistant Alloys for the Chemical Process Industries. [31] Avesta Sheffield Corrosion Management. Application of UNS S31254 (Avesta Sheffiled 254 SMO®) Austenitic Stainless Steel in Power Plants. Paper presented at the NACE 1991. [32] AWWA Manual M7. Problem Organisms in Water: Identification and Treatment. Third Edition, 2004. [33] Bednar, H. Pressure Vessel Design Handbook. Krieger Publishing Company. Second edition 1986, Reprint 1991. [34] Belzona® 1391 (Ceramic HT). Belzona, Inc. [35] Bradley, H. Petroleum Engineering Handbook. Society of Petroleum Engineers, 1987. [36] Branan, C. R. Soluciones Prácticas para el Ingeniero Químico. McGrawHill. Segunda Edición (Primera Edición en español), 2000. [37] Solari, B. Procesamiento de Crudos Pesados y Extra-Pesados. Taller presentado en inelectra del 01 al 03 de marzo de 2006. [38] C. de Waard. Prediction of CO2 Corrosion of Carbon Steel. Paper N° 69, presented at The NACE Annual Conference and Corrosion Show ’93. [39] Cortés, R.; Rodríguez, R.; Capra, A. Caracterización de Aceros Alonizados Resistentes a la Corrosión Utilizados en la Industria del Petróleo. Revista Facultad de Ingeniería, U. T. A. (Chile), Vol. 12 N° 1, 2004, pp. 40-45.

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN [40] Craig, B. Selection Guidelines for Corrosion Resistant Alloys in the Oil and Gas Industry. Sin fecha de publicación. [41] De Renzo, D. J. Corrosion Resistant Materials Handbook. Noyes Data Corporation. Fourth Edition, 1985. [42] Dillon, C. P. Materials Selection for the Chemical Process Industries. McGraw-Hill, 1992. [43] Schweitzer, P. Encyclopedia of Corrosion Technology. CRC Press. Second Edition, 2004. [44] Fontana, M.G.; Greene, N. D. Corrosion Engineering. McGraw-Hill, 1967. [45] GPA. Corrosion Detection Report. 1975. [46] GPSA. Section 6 – Storage. Twelfth Edition – FPS, 2004. [47] Greene, R. The Chemical Engineering Guide to Corrosion. McGraw-Hill. 1986. [48] Hansen, D. & Puyear, R. Materials Selection for Hydrocarbon and Chemical Plants. Marcel Dekker, Inc. 1996. [49] Harrington Industrial Plastic, Inc. Engineering Handbook for Industrial Plastic Piping Systems. 14th Edition (sin fecha de publicación). [50] Janikowski, D., Blessman, E. Super-ferritic Stainless Steels – The Cost Effective Answer for Heat Transfer Tubing. (Sin fecha de publicación). [51] John Zink Company. Corrosion of Flare Tips. Presented at NACE 97. [52] Kumar, S. Material Selection for Low-Temperature Applications – Analysis shows conventional metall. Hydrocarbon Processing, July 2004. [53] Myer Kutz (Editor). Mechanical Engineers’ Handbook. Third Edition, 2006. John Wiley & Sons, Inc. [54] NACE International Resource Center. URL: http://events.nace.org/library/corrosion/principles/conversion.asp

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN [55] NACE International Publication 5A171. Materials for Storing and Handling Commercial Grades of Aqueous Hydrofluoric Acid and Anhydrous Hydrogen Fluoride. 2007 Edition. [56] NACE International Standard MR0175/ISO 15156. Item N° 21306. Petroleum and Natural Gas Industries – Materials for Use in H2SContaining Environments in Oil and Gas Procution. First Edition, 2003. [57] NACE Standard RP0391 - 2001. Item N° 21050. Materials for the Handling and Storage of Commercial Concentrated (90 % to 100 %) Sulfuric Acid at Ambient Temperatures. First Edition, 2003. [58] Nathan, C. C (editor). Corrosion Inhibitors. National Association of Corrosion Engineers (sin fecha de publicación). [59] National Physical Laboratory. Corrosion Control Checklist (sin fecha de publicación). [60] National Physical Laboratory. Pumps and Valves. Guide to Good Practice in Corrosion Control. 2000, emisión actualizada de la primera edición de 1992. [61] National Physical Laboratory. Stress Corrosion Cracking (sin fecha de publicación). [62] NORSOK Standard M-001 (Noruega). Materials Selection. Rev. 4, August 2004. [63] NORSOK Standard M-506 (Noruega). CO2 Corrosion Rate Calculation Model. Rev. 2, June 2005. [64] Nybor, R., Anderson, P. y Nordsveen, M. Implementation of CO2 Corrosion Models in a Three-Phase Fluid Flow Model. NACE Paper N° 00048. Presentado en la conferencia internacional de NACE en 2000. [65] Plastic Pipe and Fittings Association. Selecting the Proper Plastic Piping Material. 2005. [66] PDVSA N° 0603.1.401. Recipientes a Baja Temperatura de Operación. Manual de Ingeniería de Diseño. Volumen 21. ENE 01. [67] PDVSA N° 0603.1.402. Recipientes en Servicio de Hidrógeno. Manual de Ingeniería de Diseño. Volumen 21. FEB 01. 903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN [68] PDVSA N° 0603.1.403. Recipientes en Servicio de Sulfuro de Hidrógeno. Manual de Ingeniería de Diseño. Volumen 21. ENE 01. [69] PDVSA N° 0603.1.404. Tanques y Recipientes en Servicio Cáustico. Manual de Ingeniería de Diseño. Volumen 21. MAR 00. [70] PDVSA N° 0603.1.405. Recipientes en Servicio de Amina. Manual de Ingeniería de Diseño. Volumen 21. MAR 00. [71] PDVSA N° B-201-PR. Calentadores de Fuego Directo. Manual de Ingeniería de Diseño. Volumen 6. FEB 95. [72] Perry’s Chemical Engineer’s Handbook. Section 10 – Transport and Storage of Fluids. McGraw-Hill. Eight Edition, 2007. [73] Perry’s Chemical Engineer’s Handbook. Section 25 – Materials of Construction. McGraw-Hill. Eight Edition, 2007. [74] Peters, M., Timmerhaus, K. Plant Design and Economics for Chemical Engineers. McGraw-Hill. Fourth Edition, 1991. [75] Rao, K. A. Companion Guide to ASME Boiler & Pressure Vessel Code. 2nd Edition. ASME Publications. [76] Richaud-Minier, H., Pascal. G. Acceptable Alternatives to Titanium Tubing. Power, Vol. 152, N° 11, November 2008. [77] Smith, P. Piping Materials Selection and Applications. Gulf Professional Publishing. 2005. [78] Snow, D. Plant Engineer’s Reference Book. Butterworth-Heinemann. Second Edition, 2002. [79] Specialty Steel Industry of North America (SSINA). Design Guidelines for the Selection and Use of Stainless Steel. URL: http://www.ssina.com/publications/design.html [80] The International Systems of Units. Eighth Edition, 2006. [81] Torzewski, K (editor). Facts at Your Fingertips: Specialty Metals. Chemical Engineering. June 2009.

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ANEXO 1 – ELEMENTOS

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DE

ALEACIÓN

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DE LOS

ACEROS

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Elemento

Propiedad o mejora que aporta a la aleación

Aluminio (Al)

Usado principalmente como desoxidante en la elaboración de acero. También reduce el crecimiento del grano al formar óxidos y nitruros.

Azufre (S)

Se considera como un elemento perjudicial en las aleaciones de acero; es decir, una impureza. Sin embargo, en ocasiones se agrega hasta 0,25 % de azufre para mejorar la maquinabilidad. Los aceros altos en azufre son difíciles de soldar porque pueden causar porosidad en las soldaduras.

Carbono (C)

Carbono es el elemento de aleación más efectivo, eficiente y de bajo costo. En aceros enfriados lentamente, el carbón forma carburo de hierro y cementita, la cual con la ferrita forma a su vez la perlita. Cuando el acero se enfría más rápidamente, el acero al carbón muestra endurecimiento superficial. El carbono es el elemento responsable de dar la dureza y alta resistencia del acero.

Boro (B)

Logra aumentar la capacidad de endurecimiento cuando el acero está totalmente desoxidado. Una pequeña cantidad de boro (0,001 %) tiene un efecto marcado en el endurecimiento del acero, ya que también se combina con el carbono para formar los carburos que dan al acero características de revestimiento duro.

Cobalto (Co)

Es un elemento poco habitual en los aceros, ya que disminuye la capacidad de endurecimiento.

Cromo (Cr)

Es un formador de ferrita, aumentando la profundidad del endurecimiento. Así mismo, aumenta la resistencia a altas temperaturas y evita la corrosión. El cromo es un elemento principal de aleación en aceros inoxidables, y debido a su capacidad de formar carburos se utiliza en revestimientos o recubrimientos duros de gran resistencia al desgaste, como émbolos, ejes, etc.

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Elemento Fósforo (P)

Propiedad o mejora que aporta a la aleación Se considera un elemento perjudicial en los aceros, casi una impureza, al igual que el azufre, ya que reduce la ductilidad y la resistencia al impacto. Sin embargo, en algunos Tipos de aceros se agrega deliberadamente para aumentar su resistencia a la tensión y mejorar la maquinabilidad.

Manganeso (Mn) Es uno de los elementos fundamentales e indispensables, está presente en casi todas las aleaciones de acero. El manganeso es un formador de austenita, y al combinarse con el azufre previene la formación de sulfuro de hierro en los bordes del grano, altamente perjudicial durante el proceso de laminación. El manganeso se usa para desoxidar y aumentar su capacidad de endurecimiento. Molibdeno (Mo)

Es un elemento habitual, ya que aumenta mucho la profundidad de endurecimiento del acero, así como su resistencia al impacto. El molibdeno es el elemento más efectivo para mejorar la resistencia del acero a las bajas temperaturas, reduciendo, además, la pérdida de resistencia por templado. Los aceros inoxidables austeníticos contienen molibdeno para mejorar la resistencia a la corrosión.

Nitrógeno (N)

Puede agregarse a algunos Tipos de acero, para promover la formación de austenita.

Níquel (Ni)

Es el principal formador de austenita, que aumenta la tenacidad y resistencia al impacto. El níquel se utiliza mucho en los aceros inoxidables, para aumentar la resistencia a la corrosión. El níquel ofrece propiedades únicas para soldar.

Plomo (Pb)

Es un ejemplo de elemento casi insoluble en hierro. Se añade plomo a muchos Tipos de acero para mejorar en gran manera su maquinabilidad.

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Elemento

Propiedad o mejora que aporta a la aleación

Titanio (Ti)

Básicamente, se utiliza para estabilizar y desoxidar acero, aunque debido a sus propiedades, pocas veces se usa en soldaduras.

Wolframio (W)

Se añade para impartir gran resistencia a alta temperatura.

Vanadio (V)

Facilita la formación de grano pequeño y reduce la pérdida de resistencia durante el templado, aumentando por lo tanto la capacidad de endurecimiento.

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ANEXO 2 – NÚMERO

DE LAS

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SERIES PRIMARIAS

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DEL

UNS

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Metales no ferrosos y sus aleaciones A00001

-

A99999

Aluminio y aleaciones de aluminio

C00001

-

C99999

Cobre y aleaciones de cobre, incluyendo bronce

E00001

-

E99999

Tierras raras y metales parecidos a tierras raras y sus aleaciones

L00001

-

L99999

Metales y aleaciones con bajas temperaturas de fundición

M00001

-

M99999

Misceláneos de metales no ferrosos y sus aleaciones

N00001

-

N99999

Níquel y aleaciones de níquel

P00001

-

P99999

Metales preciosos y sus aleaciones

R00001

-

R99999

Metales reactivos, refractarios y sus aleaciones. Molibdeno, niobio, tantalio, cobalto, titanio, zirconio.

Z00001

-

Z99999

Zinc y aleaciones de zinc

Metales ferrosos y sus aleaciones D00001

-

D99999

Aceros con propiedades mecánicas específicas

F00001

-

F99999

Hierros y aceros fundidos

G00001

-

G99999

Aceros al carbono y aleaciones según el AISI y SAE

H00001

-

H99999

Aceros AISI H

J00001

-

J99999

Aceros fundidos (excepto los aceros de herramientas)

K00001

-

K99999

Misceláneos de metales ferrosos y sus aleaciones

S00001

-

S99999

Aceros (inoxidables) resistentes a la corrosión y el calor

T00001

-

T99999

Aceros para herramientas

Metales y aleaciones especiales W00001

- W99999 Metales para relleno de soldadura, electrodos recubiertos y tubulares

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ANEXO 3 – SELECCIÓN

DE LOS

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN LA TEMPERATURA

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EN

FUNCIÓN

DE

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Aceros para construcción en servicio no corrosivo [33]. Temperatura de Servicio

Planchas

Tuberías

Criogénico

[°C (°F)] −254 a 196 (−425 a −321)

SA-240 Tipos 304, 304L, 347

SA-312 Tipos 304, 304L, 347

−195 a −102 (−320 a −151)

SA-240 Tipos 304, 304L, 316, 316L SA-353

SA-312 Tipos 304, 304L, 316, 316L SA-333 Gr. 8

−101 a −60 (−150 a −76)

SA-203 Gr. D o E

SA-203 Gr. A o B

−45 a −29 (−50 a −21)

SA-516 todos los Grados con prueba de impacto (b)

−28 a −16 (−20 a 4)

SA-516 todos los Grados sobre 1 in con prueba de impacto

F304L, F316 SA-522 Gr. I

SA-350 Gr. LF3 Pernos: SA-320 Gr. L7 Tuercas: SA-194 Gr. 4

SA-333 Gr. 1

SA-53 (sin costura) o SA-106

SA-350 Gr. LF1 o LF2

SA-516 todos los Grados sobre 2 in con prueba de impacto

1 a 16 (33 a 60)

SA-285 Gr. C, espesor máx. de ¾ in SA-515 Gr. 60, 65, máx. espesor de 1,5 in SA-516 todos los grados y todos los espesores

SA-53 (sin costura) SA-181 Gr. I o II o SA-105 Gr. I o II SA-106

17 a 413 (61 a 775)

SA-285 Gr. C, espesor máx. de ¾ in SA-515 Gr. 60, 65, máx. espesor de 1,5 in SA-516 todos los Grados y todos los espesores SA-204 Gr. B, todos los espesores

SA-181 Gr. I o II SA-53 (sin costura) SA-105 Gr. I o II SA-106 SA-335 P1

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Pernos para presión

SA-182 Gr. F304, F304L, F347 Pernos: SA-320 Gr. B8 (endurecidos) Tuercas: SA-194 Gr. 8 SA-182 Gr. F304,

−15 a 0 (5 a 32)

Intermedio

Baja temperatura

SA-333 Gr. 3 −59 a −46 (−75 a −51)

Forjas (ej. bridas)

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Pernos: SA-193 Gr. B7 Tuercas: SA-194 Gr. 2H


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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Temperatura de Servicio

Planchas

Tuberías

[°C (°F)]

Temperatura Elevada

414 a 468 (776 a 875)

Forjas (ej. bridas)

Pernos para presión

SA-204 Gr. B o C

SA-335 P1

SA-182 Gr. F1

SA-387 Gr. 11 Cl. 1

SA-335 P11

SA-182 Gr. F11

SA-387 Gr. 12 Cl. 1

SA-335 P12

SA-182 Gr. F12

538 a 593 (1000 a 1100)

SA-387 Gr. 22 Cl. 1 Gr. 21

SA-335 P22

SA-182 Gr. F22

594 a 816 (1100 a 1500)

SA-240 Tipos 304, 316, 321, 347 347 (preferiblemente)

SA-312 Tipos SA-182 Grados Pernos: SA-193 Gr. B8 304H, 316H, 312H, 304H, 316H, 321H, Tuercas: SA-194 Gr. 8 347H 347H

469 a 537 (876 a 1000)

Por encima de 816 (1500)


Pernos: SA-193 Gr. B5 Tuercas: SA-194 Gr. 3

Acero inoxidable Tipo 310 Incoloy®

Información: Los aceros inoxidables Tipo 304, 304L y 347 y los aceros con 36 por ciento de níquel requieren prueba de impacto para una temperatura de servicio menor de −254 °C (−425 °F). Las planchas para los recipientes a presión son compradas según los requerimientos del ASTM A 20/A 20M “Standard Specification for General Requirements for Steel Plates for Pressure Vessels”, el cual solicita la prueba para planchas individuales. Para servicio de baja temperatura, el acero al carbono es ordenado para cumplir con los requerimientos de impacto del suplemento S del ASTM A 20/A 20M. La especificación típica es “SA-516 Gr. 60, normalizado para cumplir con la prueba de impacto según el suplemento (S5) del SA20 a −45 °C (−50 °F)”. La temperatura límite de diseño es determinada por el comportamiento en un servicio particular y sus propiedades mecánicas correspondientes. Las limitaciones de alta temperatura son difíciles de definir exactamente. Por ejemplo, para prevenir problemas de grafitización o ataque por hidrógeno, algunos metalúrgicos recomiendan una temperatura máxima de diseño de 288 °C (550 °F) para las partes de acero al carbono en las plantas petroquímicas. La “temperatura de servicio” de la Ref. [33] corresponde con la “mínima temperatura” del apéndice A del ASME B31.3 [19], esta última es definida de la manera siguiente: la mínima temperatura mostrada es la mínima temperatura de diseño para la cual el material puede ser usado sin una prueba de impacto diferente a la requerida por la especificación del material (entiéndase el estándar ASTM correspondiente). Sin embargo, el uso de un material a una temperatura de diseño menor de −29 °C (−20 °F) es establecido por otras reglas en este código (entiéndase el ASME B31.3).

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN El cuadro siguiente contiene información sobre las especificaciones ASME y es un resumen de la Ref. [1]. Composición nominal

Forma del producto

No. de especificación

Tipo/Grado

UNS

Acero al carbono

Línea S/C

SA-53

SA-53

K03005

SA-105

I

K03504

II

K03504

A

K02501

B

K03006

C

K03501

I

K03502

II

K03502

C–½Mo

F1

K12822

1 ¼Cr – ½Mo–Si

F11

K11597

1Cr – ½Mo

F12

K11562

2¼Cr –1Mo

F22

K21590

18Cr-8Ni

F304

S30400

F304H

S30409

F304L

S30403

16Cr – 12Ni –2Mo

F316

S31600

16Cr – 12Ni –2Mo

F316H

S31609

18Cr – 10Ni –Ti

F321H

S32109

18Cr-10Ni-Cb

F347

S34700

18Cr – 10Ni –Cb

F347H

S34709

5Cr – 1/2Mo

B5

K50100

B7

G41400

B8

S30400

Acero al carbono Acero al carbono

Forja

Acero al carbono Acero al carbono

Línea S/C

SA-106

Acero al carbono Acero al carbono Acero al carbono

18Cr – 8Ni 18Cr-8Ni

1Cr – 1/5Mo

Forja

Forja

Perno

SA-181

SA-182

SA-193

18Cr – 8Ni

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Composición nominal

Forma del producto


Tipo/Grado

UNS

2H

--

4

--

18Cr-8Ni

8

--

2½Ni

A

K21703

B

K21703

D

K31718

E

K32018

B

K12020

C

K12320

18Cr-8Ni

304

S30400

18Cr-8Ni

304L

S30403

316

S31600

18Cr – 10Ni –Ti

321

S32100

18Cr-10Ni-Cb

347

S34700

C

K02801

18Cr-8Ni

TP304

S30400

18Cr-8Ni

TP304H

S30409

18Cr-8Ni

TP304L

S30403

TP316H

S31609

18Cr – 10Ni –Ti

TP321H

S32109

18Cr-10Ni-Cb

TP347

S34700

18Cr – 10Ni –Cb

TP347H

S34709

B8

S30400

LZ

G41400

1

K03008

3

K31918

8

K81340

Acero al carbono C–0,2Mo

2½Ni 3½Ni

Tuerca

Plancha

SA-194

SA-203

3½Ni C–½Mo C–½Mo

16Cr – 12Ni –2Mo

Acero al carbono

16Cr – 12Ni –2Mo

18Cr-8Ni 1Cr – 1/5Mo

Plancha

Plancha

Plancha

Línea S/C y C/C

Perno

SA-204

SA-240

SA-285

SA-312

SA-320

Acero al carbono 3½Ni

Línea S/C y C/C

SA-333

9Ni

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GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Composición nominal

Forma del producto


Tipo/Grado

UNS

P1

K11522

P11

K11597

P12

K11562

2¼Cr –1Mo

P22

K21590

Acero al carbono

LF1

K03009

LF2

K03011

LF3

K32025

C– ½Mo 1 ¼Cr – ½Mo–Si

Línea S/C

1Cr – ½Mo

Acero al carbono

Forja

SA-335

SA-350

3½Ni 9Ni

Plancha

SA-353

1 ¼Cr – ½Mo–Si 1Cr – ½Mo 3Cr –1Mo

Plancha

SA-387

2¼Cr –1Mo Acero al carbono Acero al carbono

Plancha

SA-515

Acero al carbono Acero al carbono Acero al carbono

Plancha

SA-516

Acero al carbono 9Ni

Forja

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

SA-522

155 de 202

K81340 11 Cl. 1

K11789

12 Cl. 1

K11757

21 Cl. 1

K31545

22 Cl. 1

K21590

60

K02401

65

K02800

55

K01800

60

K02100

65

K02403

70

K02700

I

K81340

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.


ANEXO 4 – EQUIVALENCIAS

DE LAS

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

NOMENCLATURAS

156 de 202

DE LOS

MATERIALES

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.


ASTM

Notas

Título

A 36

Carbon Structural Steel

A 47

Ferritic Malleable Iron Castings

A 48

Gray Iron Castings

A 53

(a)

A 105 A 106

Pipe, Steel, Black and Hot-Dipped, Zinc Coated, Welded and Seamless Carbon Steel Forgings, for Piping Application

(a)

Seamless Carbon Steel Pipe for High-Temperature Service

A 126

Gray Cast Iron Castings for Valves, Flanges, and Pipe Fittings

A 134

Pipe, Steel, Electric-Fusion (Arc)-Welded (Sizes NPS 16 and Over)

A 135

Electric-Resistance-Welded Steel Pipe

A 139

Electric-Fusion (Arc)-Welded Steel Pipe (NPS 4 and Over)

A 167

Stainless and Heat-Resisting Chromium-Nickel Steel Plate, Sheet and Strip

A 179

Seamless Cold-Drawn Low-Carbon Steel Heat-Exchanger and Condenser Tubes

A 181 A 182

Carbon Steel Forgings for General Purpose Piping (a)

Forged or Rolled Alloy and Stainless Steel Pipe Flanges, Forged Fittings, and Valves and Parts for High Temperature Service

A 193/A193M

Alloy-Steel and Stainless Steel Bolting Materials for High Temperature or High Pressure Service and Other Special Purpose Applications

A 194/A194M

Carbon and Alloy Steel Nuts for Bolts for High Pressure or High Temperature Service, or Both

A 197

Cupola Malleable Iron

A 202

Pressure Vessel Plates, Alloy Steel, Chromium-Manganese-Silicon

A 203

Pressure Vessel Plates, Alloy Steel, Nickel

A 204

Pressure Vessel Plates, Alloy Steel, Molybdenum

A 213

(a)

Standard Specification for Seamless Ferritic and Austenitic Alloy-

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

157 de 202

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN ASTM

Notas

Título Steel Boiler, Superheater, and Heat-Exchanger Tubes Steel Castings, Carbon, Suitable for Fusion Welding for HighTemperature Service

A 216 A 217 A 234 A 240 A 249 A 268 A 269 A 270 A 271 A 276

(a)

(a)

(a)

(a)

(a)

(a)

(a)

(b)

(a)

Steel Castings, Martensitic Stainless and Alloy, for PressureContaining Parts Suitable for High-Temperature Service Piping Fittings of Wrought Carbon Steel and Alloy Steel for Moderate and High Temperatures Chromium and Chromium-Nickel Stainless Steel Plate, Sheet, and Strip for Pressure Vessels Standard Specification for Welded Austenitic Steel Boiler, Superheater, Heat- Exchanger, and Condenser Tubes Seamless and Welded Ferritic and Martensitic Stainless Steel Tubing for General Service Seamless and Welded Austenitic Stainless Steel Tubing for General Service Standard Specification for Seamless and Welded Austenitic and Ferritic/Austenitic Stainless Steel Sanitary Tubing Standard Specification for Seamless Austenitic Chromium-Nickel Steel Still Tubes for Refinery Service (withdrawn) Standard Specification for Stainless Steel Bars and Shapes

A 278

Gray Iron Castings for Pressure-Containing Parts for Temperatures Up to 650 °F (350 °C)

A 283

Low and Intermediate Tensile Strength Carbon Steel Plates

A 285

Pressure Vessel Plates, Carbon Steel, Low-and IntermediateTensile Strength

A 299

Pressure Vessel Plates, Carbon Steel, Manganese-Silicon

A 302

Pressure Vessel Plates, Alloy Steel, Manganese-Molybdenum and Manganese-Molybdenum-Nickel

A 307

Carbon Steel Bolts and Studs, 60,000PSI Tensile Strength

A 312

(a)

Seamless, Welded, and Heavily Cold Worked Austenitic Stainless Steel Pipe

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

158 de 202

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.


Notas

Título

A 320

Alloy-Steel and Stainless Steel Bolting Materials for LowTemperature Service

A 325

Structural Bolts, Steel, Heat Treated, 120/105 ksi Minimum Tensile Strength

A 333

Seamless and Welded Steel Pipe for Low-Temperature Service

A 334

Seamless and Welded Carbon and Alloy-Steel Tubes for LowTemperature Service

A 335

(a)

Carbon and Low-Alloy Steel Forgings, Requiring Notch Toughness Testing for Piping Components

A 350 A 351

Seamless Ferritic Alloy Steel Pipe for High-Temperature Service

(a)

Castings, Austenitic, for Pressure-Containing Parts

A 352

Steel Castings, Ferritic and Martensitic, for Pressure-Containing Parts Suitable for Low-Temperature Service

A 353

Pressure Vessel Plates, Alloy Steel, 9 Percent Nickel, Double Normalized and Tempered

A 354

Quenched and Tempered Alloy Steel Bolts, Studs, and Other Externally Threaded Fasteners

A 358

(a)

Carbon and Ferritic Alloy Steel Forged and Bored Pipe for HighTemperature Service

A 369 A 376

(a)

(a)

A 409

Pressure Vessel Plates, Alloy Steel, Chromium-Molybdenum Ferritic Ductile Iron Pressure-Retaining Castings for Use at Elevated Temperatures

A 395

A 403

Seamless Austenitic Steel Pipe for High-Temperature CentralStation Service Metal-Arc-Welded Steel Pipe for Use with High-Pressure Transmission Systems

A 381 A 387

Electric-Fusion-Welded Austenitic Chromium-Nickel Alloy Stainless Steel Pipe for High-Temperature Service and General Applications

(a) (a)

Wrought Austenitic Stainless Steel Piping Fittings Welded Large Diameter Austenitic Steel Pipe for Corrosive or High-Temperature Service

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

159 de 202

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.


Notas

Título

A 420

Piping Fittings of Wrought Carbon Steel and Alloy Steel for LowTemperature Service

A 426

Centrifugally Cast Ferritic Alloy Steel Pipe for High-Temperature Service

A 437

Alloy-Steel Turbine-Type Bolting Material Specifically Heat Treated for High-Temperature Service

A 451

Centrifugally Cast Austenitic Steel Pipe for High-Temperature Service

A 453

High Temperature Bolting Materials, with Expansion Coefficients Comparable to Austenitic Stainless Steels

A 472 A 473 A 479

(a)

(a) (a)

A 487

(a)

A 494

(a)

Standard Test Method for Heat Stability of Steam Turbine Shafts and Rotor Forgings Standard Specification for Stainless Steel Forgings Stainless Steel Bars and Shapes for Use in Boilers and Other Pressure Vessels Steel Castings Suitable for Pressure Service Castings, Nickel and Nickel Alloy

A 511

Standard Specification for Seamless Stainless Steel Mechanical Tubing

A 515

Pressure Vessel Plates, Carbon Steel, for Intermediate- and Higher-Temperature Service

A 516

Pressure Vessel Plates, Carbon Steel, for Moderate- and LowerTemperature Service

A 524

Seamless Carbon Steel Pipe for Atmospheric and Lower Temperatures

A 537

Pressure Vessel Plates, Heat-Treated, Carbon-Manganese-Silicon Steel

A 553

Pressure Vessel Plates, Alloy Steel, Quenched and Tempered 8 and 9 Percent Nickel

A 554 A 563

(a)

Standard Specification for Welded Stainless Steel Mechanical Tubing Carbon and Alloy Steel Nuts

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

160 de 202

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN ASTM A 564

Notas (a)

Título Standard Specification for Hot-Rolled and Cold-Finished AgeHardening Stainless Steel Bars and Shapes

A 570

Steel Sheet and Strip, Carbon Hot-Rolled

A 571

Austenitic Ductile Iron Castings for Pressure-Containing Parts Suitable for Low-Temperature Service

A 587

Electric-Resistance-Welded Low-Carbon Steel Pipe for the Chemical Industry

A 632

(a)

Standard Specification for Seamless and Welded Austenitic Stainless Steel Tubing (Small-Diameter) for General Service

A 645

Pressure Vessel Plates, Five Percent Nickel Alloy Steel, Specially Heat Treated

A 671

Electric-Fusion-Welded Steel Pipe for Atmospheric and Lower Temperatures

A 672

Electric-Fusion-Welded Steel Pipe for High-Pressure Service at Moderate Temperatures

A 675

Steel Bars, Carbon, Hot-Wrought, Special Quality, Mechanical Properties

A 688

(a)

Carbon and Alloy Steel Pipe, Electric Fusion-Welded for HighPressure Service at High Temperatures

A 691

A 705 A 743 A 744 A 747

(a) (a)

(a)

(a)

(a)

A 774

Standard Specification for Welded Austenitic Stainless Steel Feedwater Heater Tubes

Standard Specification for Age-Hardening Stainless Steel Forgings Standard Specification for Castings, Iron-Chromium, IronChromium-Nickel, Corrosion Resistant, for General Application Standard Specification for Castings, Iron-Chromium-Nickel, Corrosion Resistant, for Severe Service Standard Specification for Steel Castings, Stainless, Precipitation Hardening Standard Specification for As-Welded Wrought Austenitic Stainless Steel Fittings for General Corrosive Service at Low and Moderate Temperatures

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

161 de 202

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN ASTM A 778 A 789 A 790

Notas (a)

(a)

(a)

(a)

A 803 A 813 A 814 A 815

(a)

(a)

(a)

(b)

A 851 (a)

A 890

A 928

(a)

Título Standard Specification for Welded, Unannealed Austenitic Stainless Steel Tubular Products Seamless and Welded Ferritic/Austenitic Stainless Steel Tubing for General Service Seamless and Welded Ferritic/Austenitic Stainless Steel Pipe Standard Specification for High-Strength Zinc–5 % AluminumMischmetal Alloy-Coated Steel Core Wire for Use in Overhead Electrical Conductors Standard Specification for Single- or Double-Welded Austenitic Stainless Steel Pipe Standard Specification for Cold-Worked Welded Austenitic Stainless Steel Pipe Wrought Ferritic, Ferritic/Austenitic, and Martensitic Stainless Steel Piping Fittings Standard Specification for High-Frequency Induction Welded, Unannealed, Austenitic Steel Condenser Tubes - (Discontinued 2002; No Replacement) Standard Specification for Castings, Iron-Chromium-NickelMolybdenum Corrosion-Resistant, Duplex (Austenitic/Ferritic) for General Application Standard Specification for Ferritic/Austenitic (Duplex) Stainless Steel Pipe Electric Fusion Welded with Addition of Filler Metal

B 21

Naval Brass Rod, Bar, and Shapes

B 26

Aluminum-Alloy Sand Castings

B 42

Seamless Copper Pipe, Standard Sizes

B 43

Seamless Red Brass Pipe, Standard Sizes

B 61

Steam or Valve Bronze Castings

B 62

Composition Bronze or Ounce Metal Castings

B 68

Seamless Copper Tube, Bright Annealed

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

162 de 202

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.


Notas

Título

B 75

Seamless Copper Tube

B 88

Seamless Copper Water Tube

B 96

Copper-Silicon Alloy Plate, Sheet, Strip, and Rolled Bar for General Purposes and Pressure Vessels

B 98

Copper-Silicon Alloy Rod, Bar and Shapes

B 127

(a)

Nickel-Copper Alloy (UNS N04400) Plate, Sheet, and Strip

B 133

Copper Rod, Bar and Shapes

B 148

Aluminum-Bronze Sand Castings

B 150

Aluminum-Bronze Rod, Bar and Shapes

B 152

Copper Sheet, Strip, Plate and Rolled Bar

B 160

Nickel Rod and Bar

B 161

Nickel Seamless Pipe and Tube

B 162

Nickel Plate, Sheet and Strip

B 163

(a)

B 164

(a)

B 165

(a) (a)

B 166 (a)

B 167 (a)

Standard Specification for Seamless Nickel and Nickel Alloy Condenser and Heat- Exchanger Tubes Nickel-Copper Alloy Rod, Bar and Wire Nickel-Copper Alloy (UNS N04400) Seamless Pipe and Tube Nickel-Chromium-Iron Alloys (UNS N06600, N06601, N06603, N06690, N06693, N06025, and N06045) and Nickel-ChromiumCobalt-Molybdenum Alloy (UNSN06617) Rod, Bar, and Wire Nickel-Chromium-Iron Alloys (UNS N06600, N06601, N06603, N06690, N06693, N06025, and N06045) and Nickel-ChromiumCobalt-Molybdenum Alloy (UNSN06617) Seamless Pipe and Tube

B 168

Nickel-Chromium-Iron Alloys (UNS N06600, N06601, N06603, N06690, N06693, N06025, and N06045) and Nickel-ChromiumCobalt-Molybdenum Alloy (UNSN06617) Plate, Sheet, and Strip

B 169

Aluminum-Bronze Sheet, Strip, and Rolled Bar

B 171

Copper-Alloy Plate and Sheet for Pressure Vessels, Condensers, and Heat Exchangers

B 187

Copper, Bus Bar, Rod, and Shapes and General Purpose Rod,

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

163 de 202

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.


Notas

Título Bar, and Shapes

B 209

Aluminum and Aluminum-Alloy Sheet and Plate

B 210

Aluminum and Aluminum-Alloy Drawn Seamless Tubes

B 211

Aluminum and Aluminum-Alloy Bars, Rods, and Wire

B 221

Aluminum and Aluminum-Alloy Extruded Bars, Rods, Wire, Profiles, and Tubes

B 241

Aluminum and Aluminum-Alloy Seamless Pipe and Seamless Extruded Tube

B 247

Aluminum and Aluminum Alloy Die Forgings, Hand Forgings, and Rolled Ring Forgings

B 265

(a)

Titanium and Titanium Alloy Strip, Sheet, and Plate

B 280

Seamless Copper Tube for Air Conditioning and Refrigeration Field Service

B 283

Copper and Copper-Alloy Die Forgings (Hot-Pressed)

B 333

Nickel-Molybdenum Alloy Plate, Sheet, and Strip

B 335

(a)

B 337

(a)

B 338

(a)

(a)

B 366

Seamless and Welded Titanium and Titanium Alloy Tubes for Condensers and Heat Exchangers

Standard Specification for Titanium and Titanium Alloy Bars and Billets Factory-Made Wrought Aluminum and Aluminum-Alloy Welding Fittings

B 361 B 363

Seamless and Welded Titanium and Titanium Alloy Pipe

Aluminum and Aluminum-Alloy Seamless Pipe and Seamless Extruded Tube for Gas and Oil Transmission and Distribution Piping Systems

B 345 B 348

Nickel-Molybdenum Alloy Rod

(a)

(a)

Seamless and Welded Unalloyed Titanium and Titanium Alloy Welding Fittings Factory-Made Wrought Nickel and Nickel Alloy Fittings

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

164 de 202

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.


Notas

B 367

(a)

B 381

(a)

B 407

(a)

B 408

(a)

B 409

(a)

B 423 B 424 B 425

(a)

(a)

(a)

(a)

B 443 (a)

B 444 (a)

B 446 (a)

B 462

B 464 B 466

Standard Specification for Titanium and Titanium Alloy Castings Titanium and Titanium Alloy Forgings Nickel-Iron-Chromium Alloy Seamless Pipe and Tube Standard Specification for Nickel-Iron-Chromium Alloy Rod and Bar Nickel-Iron-Chromium Alloy Plate, Sheet, and Strip Nickel-Iron-Chromium-Molybdenum-Copper Alloy (UNS N08825 and N08221) Seamless Pipe and Tube Nickel-Iron-Chromium-Molybdenum-Copper Alloy (UNS N08825 and N08221) Plate, Sheet and Strip Nickel-Iron-Chromium-Molybdenum-Copper Alloy (UNS N08825 and N08221) Rod and Bar UNS N06022, UNS N06230, and UNS R30556 Plate, Sheet, and Strip

B 435

B 463

Título

(a)

(a)

Nickel-Chromium-Molybdenum-Columbium Alloy (UNS N06625) and Nickel-Chromium-Molybdenum-Silicon Alloy (UNS N06219) Plate, Sheet, and Strip Nickel-Chromium-Molybdenum-Columbium Alloys (UNS N06625 and UNS N06852) and Nickel-Chromium-Molybdenum-Silicon Alloy (UNSN06219) Pipe and Tube Nickel-Chromium-Molybdenum-Columbium Alloy (UNS N06625), Nickel-Chromium-Molybdenum-Silicon Alloy (UNS N06219), and Nickel-Chromium-Molybdenum-Tungsten Alloy (UNS N06650) Rod and Bar Forged or Rolled UNS N06030, N06022, N06035, N06200, N06059, N06686, N08020, N08024, N08026, N08367, N10276, N10665, N10675, N10629, N08031, N06045, N06025, and R20033 Alloy Pipe Flanges, Forged Fittings, and Valves and Parts for Corrosive High-Temperature Service UNS N08020, UNS N08026, and UNS N08024 Alloy Plate, Sheet, and Strip Welded UNS N08020, N08024, and N08026 Alloy Pipe Seamless Copper-Nickel Pipe and Tube

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

165 de 202

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.


Notas

B 467 B 468 B 472 B 473 B 474

Título Welded Copper-Nickel Pipe

(a)

(a)

(a)

(a)

Standard Specification for Welded UNS N08020, N08024, and N08026 Alloy Tubes Standard Specification for Nickel Alloy Billets and Bars for Reforging Standard Specification for UNS N08020, UNS N08024, and UNS N08026 Nickel Alloy Bar and Wire Standard Specification for Electric Fusion Welded Nickel and Nickel Alloy Pipe

B 491

Aluminum and Aluminum Alloy Extruded Round Tubes for GeneralPurpose Applications

B 493

Zirconium and Zirconium Alloy Forgings

B 511 B 512 B 514 B 515

(a)

(a)

(a) (a)

(a)

B 516 B 517

(a)

B 523 B 535 B 536

Standard Specification for Nickel-Chromium-Silicon Alloy (UNS N08330) Billets and Bars Welded Nickel-Iron-Chromium Alloy Pipe Standard Specification for Welded UNS N08120, UNS N08800, UNS N08810, and UNS N08811 Alloy Tubes Standard Specification for Welded Nickel-Chromium-Iron Alloy (UNS N06600, UNS N06603, UNS N06025, and UNS N06045) Tubes Welded Nickel-Chromium-Iron Alloy (UNS N06600, UNS N06603, UNS N06025, and UNS N06045) Pipe Seamless and Welded Zirconium and Zirconium Alloy Tubes

(a)

(a)

(a)

B 546

Standard Specification for Nickel-Iron-Chromium-Silicon Alloy Bars and Shapes

Standard Specification for Nickel-Iron-Chromium-Silicon Alloys (UNS N08330 and N08332) Seamless Pipe and Tube Standard Specification for Nickel-Iron-Chromium-Silicon Alloys (UNS N08330 and N08332) Plate, Sheet, and Strip Standard Specification for Electric Fusion-Welded Ni-Cr-Co-Mo Alloy (UNS N06617), Ni-Fe-Cr-Si Alloys (UNS N08330 and UNS N08332), Ni-Cr- Fe-Al Alloy (UNS N06603), Ni-Cr-Fe Alloy (UNS

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

166 de 202

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.


Notas

Título N06025), and Ni-Cr-Fe-Si Alloy (UNS N06045) Pipe

B 547

Aluminum and Aluminum-Alloy Formed and Arc-Welded Round Tube

B 550

Zirconium and Zirconium Alloy Bar and Wire

B 551

Zirconium and Zirconium Alloy Strip, Sheet, and Plate

B 564

(a)

B 574

(a)

B 575 B 581 B 582

(a)

(a) (a)

Nickel Alloy Forgings Low-Carbon Nickel-Molybdenum-Chromium Alloy Rod Low-Carbon Nickel-Molybdenum-Chromium Alloy Plate, Sheet and Strip Nickel-Chromium-Iron-Molybdenum-Copper Alloy Rod Nickel-Chromium-Iron-Molybdenum-Copper Alloy Plate, Sheet and Strip

B 584

Copper Alloy Sand Castings for General Applications

B 619

Welded Nickel and Nickel-Cobalt Alloy Pipe

B 620

Nickel-Iron-Chromium-Molybdenum Alloy (UNS N08320) Plate, Sheet and Strip

B 621

Nickel-Iron-Chromium-Molybdenum Alloy (UNS N08320) Rod

B 622

(a)

B 625

(a)

B 626

(a)

Seamless Nickel and Nickel-Cobalt Alloy Pipe and Tube Nickel Alloy Plate and Sheet Welded Nickel and Nickel-Cobalt Alloy Tube

B 649

Ni-Fe-Cr-Mo-Cu Low Carbon Alloy (UNS N08904) and Ni-Fe-CrMo-Cu-N Low Carbon Alloy UNS N08925, UNS N08031, and UNS N08926) Bar and Wire

B 658

Zirconium and Zirconium Alloy Seamless and Welded Pipe

B 673 B 674

(a)

(a)

B 675

(a)

B 676

(a)

Standard Specification for UNS N08925, UNS N08354, and UNS N08926 Welded Pipe Standard Specification for UNS N08925, UNS N08354, and UNS N08926 Welded Tube UNS N08366 and UNS N08367 Welded Pipe Standard Specification for UNS N08367 Welded Tube

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

167 de 202

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN ASTM B 677 B 688 B 690 B 691

B 704 B 705 B 710 B 718 B 719

Notas (a)

(a)

(a)

(a)

(a)

(a) (a)

(a)

(a)

(a)

B 722 B 723 B 725 B 729 B 730 B 739 B 751

(a)

(a)

(a)

(a)

(a)

(a)

Título Standard Specification for UNS N08925, UNS N08354, and UNS N08926 Seamless Pipe and Tube Chromium-Nickel-Molybdenum-Iron (UNS N08366 and UNS N08367) Plate, Sheet, and Strip Iron-Nickel-Chromium-Molybdenum Alloys (UNS N08366 and UNS N08367) Seamless Pipe and Tube Standard Specification for Iron-Nickel-Chromium-Molybdenum Alloys (UNS N08366 and UNS N08367) Rod, Bar, and Wire Standard Specification for Welded UNS N06625, UNS N06219 and UNS N08825 Alloy Tubes Nickel-Alloy (UNS N06625 and N08825) Welded Pipe Standard Specification for Nickel-Iron-Chromium-Silicon Alloy Welded Pipe Standard Specification for Nickel-Chromium-Molybdenum-CobaltTungsten-Iron-Silicon Alloy (UNS N06333) Plate, Sheet, and Strip Standard Specification for Nickel-Chromium-Molybdenum-CobaltTungsten-Iron-Silicon Alloy (UNS N06333) Bar Standard Specification for Nickel-Chromium-Molybdenum-CobaltTungsten-Iron-Silicon Alloy (UNS N06333) Seamless Pipe and Tube Standard Specification for Nickel-Chromium-Molybdenum-CobaltTungsten-Iron-Silicon Alloy (UNS N06333) Welded Pipe Welded Nickel (UNS N02200/UNS N02201) and Nickel-Copper Alloy (UNS N04400) Pipe Seamless UNS N08020, UNSN08026,UNS N08024 Nickel-Alloy Pipe and Tube Standard Specification for Welded Nickel (UNS N02200/UNS N02201) and Nickel Copper Alloy (UNS N04400) Tube Standard Specification for Nickel-Iron-Chromium-Silicon Alloy Welded Tube Standard Specification for General Requirements for Nickel and Nickel Alloy Welded Tube

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

168 de 202

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN ASTM B 755 B 775

B 804 B 829 B 861 B 862

Notas (a)

(a)

(a)

(a)

(a)

(a)

(a)

B 865

API 5L

Título Standard Specification for Nickel-Chromium-MolybdenumTungsten Alloys (UNS N06110) Plate, Sheet, and Strip Standard Specification for General Requirements for Nickel and Nickel Alloy Welded Pipe UNS N08367 Welded Pipe E112 Methods for Determining Average Grain Size Standard Specification for General Requirements for Nickel and Nickel Alloys Seamless Pipe and Tube Standard Specification for Titanium and Titanium Alloy Seamless Pipe Standard Specification for Titanium and Titanium Alloy Welded Pipe Standard Specification for Precipitation Hardening Nickel-CopperAluminum Alloy (UNS N05500) Bar, Rod, Wire, Forgings, and Forging Stock

Notas (a)

Título Line Pipe

Notas: (a) La normativa es usada en los cuadros siguientes, el resto de la normativa sin indicación de nota, está como información adicional. (b) La normativa ha sido retirada.

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

169 de 202

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

2


Nombre

UNS

Líneas C/C

Líneas S/C

Tubos C/C

Tubos S/C

Forjas y accesorios

Fundiciones

Planchas, láminas y flejes

Barras

A 351 (CF8/CF3) A 743 A 744

A 240

A 276 A 479

A 240

A 479

A 240

A 276 A 479

A 240

A 479

A 276 A 479

ACEROS INOXIDABLES

S30400 S30403

A 312 A 358 A 409 A 813 A 814

A 312 A 376

A 249 A 269 A 270 A 688 A 554 A 632 A 778 A 851*

S30409

A 312 A 358 A 813 A 814

A 312 A 376

A 249

A 213 A 271*

A 403 A 182

316/316L

S31600 S31603

A 312 A 358 A 409 A 813 A 814

A 312 A 376

A 249 A 269 A 270 A 554 A 688 A 632 A 778

A 269 A 270 A 213 A 271* A 511 A 632

A 403 A 182 A 473 A 774

316H

S31609

A 312 A 358 A 813 A 814

A 312 A 376

A 249

A 213 A 271*

A 403

317

S31700

A 312 A 409 A 813 A 814

A 312

A 249 A 269 A 554 A 632

A 269 A 213 A 511 A 632

A 403 A 182 A 473

A 351 (CG8M) A 743 A 744

A 240

317L

S31703

A 312 A 813 A 814

A 312

A 249 A 778

A 213

A 403 A 182 A 774

A 743 (CG3M) A 744

A 240

S30908 S30909

A 312 A 358 A 409 A 813 A 814

A 312

A 249 A 554

A 213 A 511

A 182 A 473

A 351 (CH20) A 743 A 744

A 240

A 276 A 479

S31008 S31009

A 312 A 358 A 409 A 813 A 814

A 312

A 249

A 213 A 511

A 182 A 473

A 351 (CK20) A 743

A 240

A 276 A 479

S32100 S32109

A 312 A 358 A 409 A 813 A 814

A 312 A 376

A 249 A 269 A 554 A 632 A 778

A 269 A 213 A 271* A 511 A 632

A 403 A 182 A 473 A 774

A 240

A 276 A 479

304/304L

Austeníticos

304H

309S/309H

310S/310H

321/321H

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

A 213 A 269 A 270 A 271* A 511 A 632

A 403 A 182 A 473 A 774

170 de 202

A 351 (CF8M/CF3M) A 743 A 744

INEDON

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

2


Nombre

UNS

Líneas C/C

Líneas S/C

Tubos C/C

Tubos S/C

Forjas y accesorios

Fundiciones


Barras

ACEROS INOXIDABLES (continuación)

Ferríticos

Martensíticos

347/347H

S34700 S34709

A 312 A 358 A 409 A 813 A 814

A 312 A 376

A 249 A 269 A 554 A 632 A 778

A 269 A 213 A 271* A 511

A 403 A 182 A 473 A 774

A 351 (CF8C) A 743 A 744

A 240

A 276 A 479

A 268

A 268 A 511

A 815 A 182 A 472

A 217 (CA15) A 743 A 487

A 240

A 276 A 479

410

S410

410S

S41008

A 473

416

S41008

A 473

420

S42000

A 473

414

S41400

A 511

A 473

A 276 A 479

431

S43100

A 511

A 473

A 276 A 479

440

S44000

A 511

444

S44000

A 268 A 803

A 268

430

S43000

A 554 A 268

A 268 A 511

405

S40500

A 268

409

S40900

A 268 A 803

434

S43400

436

S43600

442

S44200

446

S44600

A 240

A 743 (CA40)

A 276

A 240

A 479

A 815 A 182 A 473

A 240

A 276 A 479

A 268 A 511

A 473

A 240

A 276 A 479

A 268

A 473

A 240

A 743 (CB30) A 268

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

A 268 A 511

171 de 202

A 815 A 473

A 743 (CC50)

A 276

INEDON

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

2


Nombre

UNS

Líneas C/C

Líneas S/C

Tubos C/C

Tubos S/C

Forjas y accesorios

Fundiciones


Barras

A 890 (CD-3MN)

A 240

A 276 A 479

A 240

A 479

A 240

A 479

A 240

A 276 A 479

A 240

A 479

A 240

A 276 A 479

ACEROS AL CARBONO A 53 Gr. A (Tipos S, E)

A 53

A 53

A 53 Gr. B (Tipos S, E)

A 53

A 53

A 106 Gr. A

A 106

A 106 Gr. C

A 106

API 5L Gr. B

API 5L

API 5L

API 5L Gr. X42

API 5L

API 5L

API 5L Gr. X60

API 5L

API 5L

API 5L Gr. X65

API 5L

API 5L

API 5L Gr. X70

API 5L

API 5L

Dúplex

ACEROS ESPECIALES

2205

S31803 S32205

A 790 A 928

A 790

A 789

A 789

A 815 A 182

SAF 2507

S32750

A 790 A 928

A 790

A 789

A 789

A 815 A 182

2304

S23204

A 790 A 928

A 790

A 789

A 789

Zerón 100

S32760 J93380

A 358 A 790 A 928

A 790

A 789

A 789

A 815 A 182 A 473

7Mo plus

S32950

A 790 A 928

A 790

A 789

A 789

A 815 A 182 A 473

Alloy 255

S32550

A 790 A 928

A 790

A 789

A 789

A 815 A 473

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

172 de 202

A 351 (CD3MWCuN) A 890

A 890 (CD-4MCu)

INEDON

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

2


Nombre

UNS

Líneas C/C

Líneas S/C

Tubos C/C

Tubos S/C

Forjas y accesorios

Fundiciones


Barras

ACEROS ESPECIALES (continuación)

N08367

A 312 A 358 A 409 A 813 B 804 B 675 B 755

254 SMO

S31254

A 312 A 358 A 409 A 813 A 814

A 312

A 249 A 269 A 270

654 SMO

S32654

A 312 A 358

A 312

A 249 A 269

6 Moly

AL6XN

Alta Temperatura

309

A 312 B 690 B 829

A 249 A 269 A 270 A 688 B 676 B 751

A 269 A 270 B 690 B 829

A 182 B 462 B 564

A 351 (CN3MN) A 743 A 744

A 240 B 688

B 691 B 472

A 269 A 270

A 403 A 182

A 351 (CK3MCuN) A 743 A 744

A 240

A 276 A 479

A 269

A 240 A 351 (CH20) A 743 A 744

S30900

A 276

A 351 (CK20) A 743

310

S31000

321

S32100

446

S44600

153MA

S30415

A 312 A 358

A 312

A 249

253MA

S30815

A 312 A 358 A 409 A 813 A 814

A 312

A 249

A 213

RA333

N06333

B 723 B 755

B 722 B 829

B 751

B 722 B 829

353MA

S35315

A 312

A 312

RA85H

S30615

A 312

A 312

A 276

A 240 A 268

A 268 A 511

A 473 A 815

A 743 (CC50)

A 276 A 479 A 276

A 240

A 182

A 240

A 276 A 479

B 718

B 719

A 240 A 249

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

A 213

173 de 202

A 240

INEDON

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

2


Nombre

UNS

Líneas C/C

Líneas S/C

Tubos C/C

Tubos S/C

Forjas y accesorios

Fundiciones


Barras

Endurecido

ACEROS ESPECIALES (continuación)

17-4PH

S17400

A 705

A 747 (CB7Cu-1)

A 564

Hastelloy®

ALEACIONES C-276

N10276

B 619

B 622

B 626

B 622

B 564 B 366

A 494 (CW-12MW)

B-2

N10665

B 619

B 622

B 626

B 622

B 366

A 494 (N-7M)

C-22

N06022

B 619

B 626

B 622

B 366

A 494 (CX-2MW)

C-2000®

N06200

B 619

B 622

B 626

B 622

G-30®

N06030

B 619

B 622

B 626

C-4

N06455

B 619

B 622

N08020

B 464 B 474 B 755

904L

B 574 B 335

B 575

B 574

B 564 B 366

B 575

B 574

B 622

B 366

B 582

B 581

B 626

B 622

B 366

A 494 (CW-2M)

B 575

B 574

B 729 B 829

B 468

B 729 B 829

B 462 B 366

A 351 (CN7M) A 743 A 744

A 240 B 463

B 473

N08904

A 312 B 673 B 755

A 312 B 677 B 829

A 249 A 269 B 674 B 751

A 269 B 677 B 829

B 366

A 240 B 625

B 649

Alloy 400

N04400

B 725 B 775

B 163 B 165 B 829

B 730 B 751

B 163 B 165

B 164 B 564 B 366

A 494 (M-35-1)

B 127

B 164 B 564

Alloy 625

N06625

B 705 B 755

B 444 B 829

B 704 B 751

B 444 B 829

B 564 B 366

A 494 (CW-6MC)

B 443

B 446

Alloy 825

N08825

B 705 B 755

B 423 B 829

B 704 B 751

B 423 B 829

B 564 B 366

B 424

B 425

Alloy K500

N05500

Alloy 20

Aleaciones de níquel

B 575

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

B 865

174 de 202

B 865

INEDON

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 2

Rev.


Nombre

UNS

Líneas C/C

Líneas S/C

Tubos C/C

Tubos S/C

Forjas y accesorios

Fundiciones


Barras

Alta Temperatura

ALEACIONES (continuación) RA330

N08330

B 546 B 710

B 535 B 829

B 739

B 535 B 829

B 536

B 512 B 511

RA333

N06333

B 723 B 755

B 722 B 829

B 751

B 722 B 829

B 718

B 719

Alloy 600

N06600

B 517 B 775

B 167 B 829

B 516 B 751

B 167 B 829

B 564 B 366

B 168

B 166

Alloy 601

N06601

B 167 B 829

B 366

B 168

B 166

800H/AT

N08810 N08811

B 514

B 407

B 515 B 751

B 407

B 564

A 240 B 409

B 408

P22

K21590

-

A 335

-

A 213

A 182 A 234

A 387

-

B 265

B 348

B 167 B 829

A 217

Resistente a la corrosión

Puro

TITANIO

CP Gr. 1

R50250

B 337 B 862

B 337 B 861

B 338

B 338

B 381 B 363

CP Gr. 2

R50400

B 337 B 862

B 337 B 861

B 338

B 338

B 381 B 363

B 367

B 265

B 348

CP Gr. 3

R50550

B 337 B 862

B 337 B 861

B 338

B 338

B 381 B 363

B 367

B 265

B 348

CP Gr. 4

R50700

B 381

B 265

B 348

Ti-Pd Gr. 7

R52400

Ti-Pd Gr. 16

R52402

Ti-3Al-2.5V Gr. 9

R56320

Ti-3Al-2.5V0.05Pd Gr. 18

R56322

B 337 B 862

B 337 B 862

B 337 B 861

B 337 B 861

B 338

B 338

B 381 B 363

B 265

B 348

B 338

B 338

B 381 B 363

B 265

B 348

B 338

B 338

B 381 B 363

B 265

B 348

B 338

B 338

B 381 B 363

B 265

B 348

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

175 de 202

INEDON

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

2


Nombre

UNS

Líneas C/C

Líneas S/C

Tubos C/C

Tubos S/C

Forjas y accesorios

Fundiciones


Barras

B 367

B 265

B 348

B 367

B 265

B 348

Resistencia mecánica

TITANIO (continuación) Ti-4Al-4V Gr. 5

R56400

B 862

B 861

Ti-5Al-2.5Sn Gr. 6

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

B 381

176 de 202

INEDON

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.


ANEXO 5 – RESUMEN DE LAS ESPECIFICACIONES PARA ACEROS EN SERVICIO BAJA TEMPERATURA Y CRIOGÉNICOS PARA ALMACENAMIENTO DE GLP Y OTROS GASES

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

177 de 202

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

2

GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Resumen de las especificaciones para aceros en servicio de baja temperatura y criogénicos Especificación o Grado según el ASTM/AISI Aceros al carbono A 333 Gr. 1 & 6 A 334 Gr. 1 & 6 A 442 Gr. 55 & 60 A 516 Gr. 55, 60, 65 & 70 (c) A 537 (d) Aleaciones de acero A 517 Gr. F A 203 Gr. A & B (2 1/4 Ni) A 333 Gr. 7 (2 1/4 Ni) A 334 Gr. 7 (2 1/4 Ni) Aleaciones de acero A 203 Gr. D & E (3 1/2 Ni) A 333 Gr. 3 (3 1/2 Ni) A 334 Gr. 3 (3 1/2 Ni) Aceros inoxidables AISI - Serie 300 (Tipo 301) Aleaciones de acero A 333 Gr. 8 (9 Ni) A 334 Gr. 8 (9 Ni) A 353 Gr. 8 (9 Ni) Aceros inoxidables AISI - Serie 300 (Tipo 302)

Mínima temperatura de servicio (e) [°C, (°F)]

[46] (a), (b)

.

Ejemplos de la aplicaciones Usos

Líquidos almacenados

−46 (−50)

Recipientes a presión y tanques soldados, cuando el peso y la resistencia no son críticos. Equipos de refrigeración y transporte.

Butano, isobutano, dióxido de azufre, refrigerante 12, amoníaco, refrigerante 22, propano, propileno.

−46 (−50)

Recipientes a muy altas presiones. Cisternas transporte de GLP.

GLP

Tanques, recipientes y líneas para propano líquido.

Propano

−59 (−75)

−101 (−150)

−101 (−150)

−196 (−320)

−196 (−320)

Almacenamiento en tierra Propano, dióxido de firme de propano líquido, carbono, acetileno, etano y dióxido de carbono, acetileno, etileno. etano y etileno.

Equipos de producción de oxígeno de alto tonelaje. Etileno, metano, oxígeno, Transporte y almacenamiento monóxido de carbono, de metano, oxígeno, nitrógeno, GNL, argón nitrógeno y argón.

Aceros inoxidables

AISI - Serie 300 (Tipo 304)

−269 (−452)

En áreas petroquímicas, nucleares y otras en las cuales la pureza del producto es esencial. Manejo de hidrógeno líquido.

Hidrógeno, helio

Notas: (a) La composición exacta seleccionada para una aplicación depende del tipo de producto del material (por ejemplo, placas y tubos) y/o el tamaño de la sección (por ejemplo, el espesor). Para más información, consultese el API STD 620 “Design and Construction of Large, Welded, Low-Pressure Storage Tanks” o al vendedor del tanque. (b) Values son los máximos a excepción que se especifíque un valor o se suministre un rango. (c) Especificaciones de acuerdo con el ASTM A 300. (d) Con modificaciones. (e) La prueba de impacto "Charpy V-notch" puede ser usada para calificar un Grado en particular de acero para una temperatura de diseño menor a la normalmente permitida.

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

178 de 202

INEDON

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.


ANEXO 6 – GUÍA

DE

RESISTENCIA

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

DE LOS PLÁSTICOS A LOS QUÍMICOS

179 de 202

PRODUCTOS

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.


Los siguientes cuadros fueron obtenidos de la Ref. [49] y resumidos para los plásticos debido a la poca información disponible para metales. Adicionalmente, se eliminaron (en mayor o menor medida) los productos alimenticios, las sales minerales, sales orgánicas, sustancias sin información para los plásticos, entre otros. A continuación, se muestra un extracto de la introducción sobre el uso de los cuadros: A)

Los datos de resistencia química provistos en las siguientes páginas han sido elaborados de una amplia variedad de fuentes de la industria. Esta información está basada en experiencia práctica de campo y pruebas existentes de laboratorio, realizadas por los fabricantes de varias resinas plásticas y productos terminados. Esta información es usada como una guía para recomendaciones.

B)

Los plásticos contienen la máxima temperatura recomendada para una sustancia específica.

C)

Leyenda: [150]

= máxima temperatura recomendada en °F.

X

= NO LO USE.

*

= uso limitado, requiere evaluación.

-

= sin información

de

operación

D)

Los agentes agresivos están clasificados alfabéticamente de acuerdo a la designación más común (en inglés). Otras descripciones incluyen nombres comunes o marcas registradas.

E)

Cuando se muestran diferentes concentraciones para una sustancia en particular, los datos físicos son generalmente para el producto puro a 100 % de concentración. Los cuadros solo representan una guía para saber si el material puede ser usado con una sustancia específica. La selección definitiva considera otros factores como la temperatura de operación, sustancias contaminantes y uso del material.

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

180 de 202

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

POLYPROPYLENE (PP)

POLYVINYLIDENE FLUORIDE (PVDF)

HD LINEAR POLYETHYLENE (PE)

-

X

X

140

X

-

350 140

40

-

X

X

180

X

-

350 140

Acetic Acid*

CH3COOH

5

-

140 180 180 210 100 350 140

Acetic Acid*

CH3COOH

10

-

140 180 180 210 100 350 140

Acetic Acid*

CH3COOH

20

-

140 140 140 140 100 350 140

Acetic Acid*

CH3COOH

30

-

140 140 140

Acetic Acid*

CH3COOH

50

-

100 100 140 210 100 350 140

Acetic Acid*

CH3COOH

60

-

70

70

140

100 350

70

Acetic Acid*

CH3COOH

80

-

X

X

100 100 100 350

70

Acetic Acid*, Glacial

CH3COOH

100 1.05

X

X

X

100

70

350

70

Acetone

CH3COCH3

-

-

X

X

100

X

-

350

70

Acetylene

(CH3CO)2O

-

-

70

-

140 180

70

350

-

C5H11OH

-

1.05 100 140 180 250

70

350

70

CH3(CH2)2CH2OH

-

C2H5OH

-

(CH3)2CHCH2OH

-

-

100

(CH3)2CHOH

-

-

140 140 140 280 100 350 140

CH3OH

-

0.8

140 140 140 250 100 350 180

-

-

-

AL2(SO4)3

-

-

140 180 180 250 100 350 250

Ammonia

NH3

25

-

100

X

-

210

-

250

70

Ammonia

NH3

99

-

70

X

-

210

-

250

70

-

-

-

70

X

X

210 100 350

X

NH3

-

-

100

X

100 100 100 250 140

NH4OH

20

-

100

X

180 140 100 350 210

Acetaldehyde, Aqueous

Alcohol, Amyl Alcohol, Butyl (Butanol) Alcohol, Ethyl Alcohol, Isobutyl Alcohol, Isopropyl Alcohol, Methyl Alkanes Aluminum Sulfate (Alum)

Ammonia, Anhydrous Ammonia, Gas Ammonium Hydroxide

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

181 de 202

-

-

-

EPOXY

CPVC

-

-

Acetaldehyde

FORMULAS

PTFE

PVC

CH 3CHO

CHEMICAL

% CONCENTRATION

APPROXIMATE SG @ 100 % CONCENTRATION


100 350 140

100 180 180 250 100 250 140

0.82 140 140 100 180 100 350 180

-

-

-

140 210 100 350 140

100 250

-

300

-

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

FORMULAS

% CONCENTRATION

PVC

CPVC

POLYPROPYLENE (PP)



PTFE

EPOXY



CH3COOC5H11

-

0.86

X

X

X

100

X

350

70

HCl + HNO3

20

-

X

X

X

100

X

350

X

Aromatic Hydrocarbons

-

-

-

X

X

X

140

X

350 180

Aviation Fuel

-

-

-

X

X

-

180

-

350

C6H6

-

-

X

X

X

100

-

350 180

-

-

-

Bromine Dry

Br2

-

-

Bromine Gas, Wet

Br2

-

H2C:CHHC:CH2

-

0.8

CHEMICAL

Amyl Acetate Aqua Regia

Benzene (Benzol) Brine

Butadiene Gas Butane

140 190 180 280 140

270

X

X

210

X

350

X

X

X

X

210

X

350

X

100 100

X

250

X

250 140

100 100

X

180

-

250

70

X

100

70

140

-

C4H10

-

-

-

-

Carbon Dioxide (wet or dry)

CO2

-

-

Carbon Disulfide

CS2

-

-

X

Carbon Monoxide

CO

-

-

X

Chlorine Gas Dry

Cl2

-

-

X

X

X

X

Chlorine Gas Wet

-

X

C4H9OC4H9

Butyl Ether

-

X

X

140 180 180 250 100 350 180 X

X

70

X

350

X

180 180 250 100 350

-

70

250

X X

Cl2

-

-

X

100

X

210

-

250

Cyclohexane

C6H12

-

-

X

X

X

210

X

350 210

Cyclohexanol

C6H11OH

-

0.94

X

X

70

70

70

350

-

CH3(CH2)8CH3

-

-

-

-

-

180

-

250

-

-

-

-

70

100

70

180

70

350 250

(HOC2H4)3N

-

1.1

X

X

-

-

70

350

-

(C2H5)2NH

-

-

X

X

70

70

-

350

X

180 140 100 350

Decane Diesel Fuel Diethanolamine (DEA) Diethylamine Diethylene Glycol

-

-

-

-

70

Diethylether (Ether)

(C2H5)2O

-

-

X

X

X

70

X

350

X

Dimethylamine

(CH3)2NH

-

-

X

X

100

X

X

350

X

-

-

1.25

-

140

70

250 100 180

-

Dipropylene Glycol

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

182 de 202

-

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

PVC

CPVC

POLYPROPYLENE (PP)



-

-

X

X

X

100

-

350 180

C2H6

-

-

X

70

X

210

X

350

-

HOC2H4NH2

-

1.02

X

X

-

X

70

350

-

-

-

-

X

X

X

100

X

350

-

F2

-

-

70

70

X

140

X

350

70

Formaldehyde

HCHO

-

-

140 150 150 140

X

250 150

Formaldehyde

HCHO

37

Formaldehyde

HCHO

50

-

C3H5(OH)3

-

1.3

140 140 180 250 100 350 100

Glycols

-

-

-

140 180 180 250 100 350 180

Heptane

CH3(CH2)5CH3

-

-

100

70

X

250

X

350 140

Hexane

CH3(CH2)4CH3

-

0.66

70

70

70

250

X

350 180

CH3(CH2)4CH2OH

-

-

140

70

70

180 100 250

Hydraulic Oil

-

-

-

70

X

X

-

X

350 210

Hydraulic Oil (synthetic)

-

-

-

-

-

X

-

-

300 250

Esters (General) Ethane Ethanolamine Ethers Fluorine Gas, wet

Glycerine (Glycerol, Glycyl Alcohol)

Hexyl Alcohol (Hexanol)

0.82 100 100

EPOXY


-

CHEMICAL

PTFE

FORMULAS

% CONCENTRATION


X

140 100

70

350 140

X

140 100

70

350

-

-

Hydrofluoric Acid

HF

5

-

100 140 140 210 100 350

70

Hydrofluoric Acid

HF

10

-

70

140 140 210 100 350

70

Hydrofluoric Acid

HF

20

-

70

140 140 210 100 350

70

Hydrofluoric Acid

HF

30

-

70

100 140 210 100 350

X

Hydrofluoric Acid

HF

40

-

70

100 140 210 100 350

X

Hydrofluoric Acid

HF

50

-

70

X

140 250 140 350

X

Hydrofluoric Acid

HF

75

0.99

X

X

100 200

250

X

Hydrogen

H2

-

-

140 180 180 180 100 350

70

Hydrogen Chloride Gas Dry

HCl

-

1.27

-

-

Hydrogen Sulfide

H2S

-

-

140

-

Hydrogen Sulfide (Aq Sol)

H2S

-

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

183 de 202

-

210

-

X

350 210

140 140 100 350 250

1.19 140 180 180 250 100 350 250

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

70

70

250

-

250

Kerosene

-

-

0.81 100 180

70

250

X

350 250

Ketones

-

-

-

70

210

-

350

-

Lubricating Oil

-

-

-

140 180

X

250

-

350

70

Machine Oil

-

-

-

140

100 210

X

350

-

CH4

-

-

140 140 100 250

-

350 210

CH3OH

-

-

140 140 140 250 100 350 180

-

-

-

140 180 100 250

HOCH2CH2NH2

-

-

X

X

70

X

70

-

-

-

140

X

70

250

-

Nitric Acid

HNO3

10

-

140 180 140 250 100 350

X

Nitric Acid

HNO3

20

-

140 180 100 250 100 350

X

Nitric Acid

HNO3

30

-

100 140 100 210 100 350

X

Nitric Acid

HNO3

40

-

100 140 100 140

350

X

Nitric Acid

HNO3

50

-

100 100

70

140

-

350

X

Nitric Acid

HNO3

70

-

X

X

X

100

X

350

X

Nitric Acid Concentrate

HNO3

85

1.5

X

X

X

70

X

350

X

Nitric Acid Fuming (Red)

HNO3

-

-

X

X

X

X

-

350

-

Octane

C8H18

-

-

X

X

70

250

-

350

-

Paraffin

-

-

-

140 140 140 250

X

350

-

Pentane

CH3(CH2)3CH3

-

-

70

250

X

350

70

Phenols

140 100 100

X

350

X

Methane Methyl Alcohol (Methanol) Mineral Oil Monoethanolamine Naphtha

EPOXY

0.7

PTFE

-


-

Isoctane


-

POLYPROPYLENE (PP)

-

Hydrogen Sulfide (dry)

CPVC


H2S

CHEMICAL

PVC

FORMULAS

% CONCENTRATION


140 180 180 250 100 350 250 70

X

X

X

-

-

-

70

70

350 210 350

-

350 140

C6H5OH

90

1.1

70

Phosphoric Acid

H3PO4

10

1.8

140 180 180 250 100 350 180

Phosphoric Acid

H3PO4

20

-

140 180 180 250 100 350 180

Phosphoric Acid

H3PO4

40

-

140 180 180 250 100 350 180

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

184 de 202

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

H3PO4

80

-

140 180 140 250 100 350 100

Phosphoric Acid

EPOXY

Phosphoric Acid

PTFE

140 180 140 250 100 350 180


-


50

POLYPROPYLENE (PP)

H3PO4

CPVC


Phosphoric Acid

CHEMICAL

PVC

FORMULAS

% CONCENTRATION


H3PO4

85

-

140 180 140 250 100 350 100

Propane

C3H8

-

-

70

Salt Brine

-

-

-

140 180 180 250 100 350 140

Sea Water

-

-

-

140 180 180 250 100 350 250

Sodium Hydroxide

NaOH

15

-

140 140 140 140 100 350 210

Sodium Hydroxide

NaOH

20

-

140 140 140 100 100 350 210

Sodium Hydroxide

NaOH

30

-

140 140 140 140 100 350 210

Sodium Hydroxide

NaOH

50

2.1

140 140 180

70

100 350 210

Sodium Hydroxide

NaOH

70

-

140 140 100

X

100 350

Sulfur Dioxide Wet

SO2

-

-

100 100 140 250

70

350 140

Sulfur Dioxide, Dry

SO2

-

-

140 180 140 250

-

350 210

Sulfuric Acid

H2SO4

10

-

140 180 180

Sulfuric Acid

H2SO4

30

-

140 180 180 250 100 350 210

Sulfuric Acid

H2SO4

50

-

140 180 140 250 100 350 210

Sulfuric Acid

H2SO4

60

-

140 180 140 250 100 350

70

Sulfuric Acid

H2SO4

70

-

140 180 100 210 100 350

X

Sulfuric Acid

H2SO4

80

-

70

180 100 210 100 350

X

Sulfuric Acid

H2SO4

90

-

70

70

70

210 100 350

X

Sulfuric Acid

H2SO4

95

-

X

X

X

210

X

350

X

Sulfuric Acid

H2SO4

98

1.84

X

X

X

180

X

350

X X

Sulfuric Acid Toluene Transformer Oil (Liquid Insulators) Mineral Oil Type

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

70

100 250

X

-

350 140

-

100 350 100

H2SO4

100

-

X

X

X

X

X

350

CH3C6H5

-

0.9

X

X

X

140

X

350 140

-

-

-

70

200

X

350

185 de 202

100 180

-

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

H20

-

-

140 180 180 250 100 350 250

Water Distilled

H20

-

-

140 180 180 250 100 350 250

Water Potable

H20

-

-

140 180 180 250 100 350 180

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

186 de 202

EPOXY

Water Demineralized

PTFE

140 180 180 250 100 350 180


-


-

POLYPROPYLENE (PP)

H20

CPVC


Water Deionized

CHEMICAL

PVC

FORMULAS

% CONCENTRATION


INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.


ANEXO 7 – GUÍA

DE

RESISTENCIA

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

DE LOS METALES QUÍMICOS

187 de 202

A

LOS

PRODUCTOS

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.


El siguiente cuadro fue obtenido de la Ref. [41] y ha sido resumido tanto para los metales indicados en la referencia como las sustancias corrosivas. La resistencia aplica para temperatura ambiente a excepción de que se indique lo contrario. Leyenda: A

= muy bueno

B

= moderado

C

= limitado

X

= NO ES SATISFACTORIO

-

= sin información El cuadro solo representa una guía para saber si el metal puede ser usado con una sustancia específica. La selección definitiva considera otros factores como la temperatura de operación, sustancias contaminantes y uso del material.

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

188 de 202

INEDON

2

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 2

Rev.

ACETIC ACID, DILUTED ACETONE ALUMS

(CONC)

ALUMS

(DILUTE) (GAS, MOIST.)

AMYL

ACETATE ALCOHOL

BENZALDEHYDE BENZENE BROMINE, WET

HASTELLOY® B

HASTELLOY® C

HASTELLOY® D

C

A

A

A

X

X

A

A

C

X

C

C

X

B

A

A

B

A

-

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

AL2(SO4)3-K2SO4

X

-

X

C

C

-

C

-

-

-

-

-

-

X

X

A

C

C

C

A

B

B

-

B

B

-

A

A

A

A

A

-

C

-

-

-

A

A

A

NH3

A

-

A

A

A

-

X

C

C

C

A

A

A

CH3COOC5H11

C

-

A

A

A

A

A

B

B

B

A

A

A

C5H11OH

A

-

A

A

-

-

A

-

-

-

-

-

-

C6H5CHO

X

-

A

A

-

A

X

C

-

-

-

-

-

C6H6

A

-

A

A

-

-

C

-

-

-

-

-

-

-

X

X

X

X

X

X

X

X

X

A

X

-

A

A

-

-

A

A

A

A

A

A

A

(DRY)

CO2

A

-

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

-

(WET)

CO2

-

C

A

A

A

C

C

C

A

A

A

A

A

CS2

A

B

B

B

A

A

C

B

B

B

-

-

-

Cl2

A

A

A

A

A

-

X

A

A

A

A

A

A

Cl2

X

X

X

X

X

X

X

X

C

X

X

X

X

(C2H5)2NH

A

-

-

A

-

-

-

-

-

-

-

-

-

A

-

A

A

A

-

A

B

B

B

A

A

A

(DRY)

ETHERS, VARIOUS ETHYL ALCOHOL ETHYLENE GLYCOL FLUORINE FORLMALDEHYDE

C2H5OH

B

B

A

A

A

A

C

B

B

B

A

A

B

CH2OHCH2OH

C

B

A

A

A

A

A

B

B

B

-

-

-

F2

-

-

X

X

-

-

X

X

A

A

B

A

-

HCHO

C

C

C

C

C

C

C

C

A

C

A

A

A

A

-

C

A

A

A

A

A

A

B

A

A

A

A

-

A

A

A

A

A

B

B

B

A

A

A

C3H5(OH)3

B

-

B

B

B

A

A

B

A

A

A

A

A C

FUEL OIL (REFINED)

GLYCEROL (GLYCERINE) HYDROBROMIC ACID

HYDROCARBONS

B

A

(WET)

HYDROCHLORIC ACID

C

X

DIETHYLAMINE

GASOLINE

A

Br2

CARBON DISULFIDE CHLORINE

X

C4H9OH

BUTANOL CARBON DIOXIDE

C

CH3COCH3

AMINES, VARIOUS AMMONIA

INCONEL®

A

NICKEL

B

MONEL®

X

ALUMINIUM (AND ALLOYS)

X

Ni-RESIST IRON

316 STAINLESS STEEL

CH3COOH

347 STAINLESS STEEL

304 STAINLESS STEEL

ACETIC ACID, 100 %

FORMULA

CAST IRON & DUCTILE IRON

CHEMICAL

CARBON STEEL


HCN

X

-

X

X

X

-

X

X

X

X

A

C

(CONC)

HCl

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

B

C

X

(DILUTE)

HCl

X

X

X

X

X

C

X

C

C

C

B

C

C

(DRY GAS)

HCl

A

-

C

A

-

-

X

C

C

C

A

A

-

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

(ALIPHATIC)

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

189 de 202

INEDON

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 2

Rev.

CARBON STEEL

CAST IRON & DUCTILE IRON

304 STAINLESS STEEL

316 STAINLESS STEEL

347 STAINLESS STEEL

Ni-RESIST IRON

ALUMINIUM (AND ALLOYS)

MONEL®

NICKEL

INCONEL®

HASTELLOY® B

HASTELLOY® C

HASTELLOY® D


A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

H2

A

-

-

-

-

-

A

A

A

-

-

-

-

(DRY)

H2S

A

-

C

A

-

C

X

C

A

B

C

A

C

(WET)

H2S

CHEMICAL

FORMULA

(AROMATIC) HYDROGEN GAS HYDROGEN SULFIDE

C

-

C

A

C

C

X

X

A

B

C

B

C

KEROSENE

A

-

A

A

A

-

A

A

A

A

A

A

A

KETONES

A

-

A

-

-

-

C

-

-

-

-

-

-

METHANOL NAPHTHA NITRIC ACID

(CONC)

CH3OH

B

B

B

B

B

A

C

B

B

B

A

A

B

(DILUTE)

CH3OH

C

-

-

-

-

-

C

-

-

-

A

A

C

A

-

A

A

A

A

A

B

B

B

A

A

A

(PETROLEUM) (CONC)

HNO3

X

X

B

B

A

-

C

X

X

C

X

B

X

(DILUTE)

HNO3

X

X

A

A

A

X

X

X

X

X

X

A

X

C

A

C

A

C

B

B

A

B

B

B B

PHENOL

(CONC)

C6H5OH

B

B

(DILUTE)

C6H5OH

B

B

A

A

A

-

A

B

B

C

B

B

PHOSPHORIC ACID

(100 %)

H3PO4

X

X

C

C

A

-

X

C

X

C

B

A

A

(> 45 %, HOT)

H3PO4

X

X

X

X

A

X

X

X

X

X

C

C

C

(> 45 %, COLD)

H3PO4

X

X

C

A

A

C

X

C

C

C

B

A

B

(< 45 %, COLD)

H3PO4

X

X

C

A

A

C

X

C

C

C

B

A

B

(CONC)

NaOH

C

C

C

C

A

A

X

A

A

A

A

B

A

(DILUTE)

NaOH

A

B

B

B

A

-

X

C

C

C

A

B

A

SODIUM HYDROXIDE SULFUR

(MOLTEN)

S

C

A

C

C

C

C

A

C

C

A

X

X

X

SULFUR DIOXIDE

(DRY)

SO2

A

A

A

A

C

A

A

X

X

X

X

A

X

(WET)

SO2

X

-

C

A

-

-

-

X

X

X

X

A

X

(FUMING TO 98 %)

H2SO4

C

C

X

X

-

C

C

X

X

X

A

X

A

(HOT CONC)

H2SO4

X

-

X

X

-

-

X

X

X

X

X

X

A

(COLD CONC)

H2SO4

B

B

A

A

C

-

C

B

-

-

A

A

A

(75 % – 95 %)

H2SO4

B

C

X

X

C

C

X

X

X

C

A

A

C

(10 % – 75 %)

H2SO4

X

X

X

X

C

C

X

C

X

C

A

A

A

(< 10 %)

H2SO4

X

X

X

C

C

C

C

C

C

C

A

A

A

CH3C6H5

A

-

A

-

-

-

A

A

-

-

-

-

-

SULFURIC ACID

TOLUENE

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

190 de 202

INEDON

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 2

Rev.


ANEXO 8 –COMPOSICIONES DE LOS ACEROS AL CARBONO, ALEACIONES DE HIERRO FUNDIDO, ACEROS INOXIDABLES, ALEACIONES DE NÍQUEL DE ALUMINIO

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

191 de 202

Y

INEDON

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 2

Rev.


Aceros al carbono y de baja aleación [73]: Tipo de Acero

ASTM

UNS

C-Mn

A 53B

C-Mn

Composición, % C

Mn

K03005

0,3

1,2

A 106B

K03006

0,3

0,29-1,06

C

A 285A

K01700

0,17

0,9

HSLA

A 517F

K11576

0,08–0,22

0,55–1,05

HSLA

A 242(1)

K11510

0,15

1.00

2d Cr, 1 Mo

A 387(22)

K21590

0,15

0,30–0,60

0,5

2,00–2,50

0,90–1,10

4–6 Cr, a Mo

A 335 (P5)

K41545

0,15

0,30–0,60

0,5

4,00–6,00

0,45–0,65

9 Cr, 1 Mo

A 335 (P9)

K81590

0,15

0,30–0,6

0,25–1,00

8,00–10,00

0,90–1,10

A 333(8), A 353(1)

K81340

0,13

0,9

0,13–0,32

AISI 4130

G41300

0,28–0,33

0,80–1,10

0,15–0,3

0,8–1,10

0,15–0,25

AISI 4340

G43400

0,38–0,43

0,60–0,80

0,15–0,3

0,70–0,90

1,65–2,00 0,20–0,30

9 Ni

Si

Cr

Ni

(a)

Mo

B

Cu

V

0,12–0,53

0,02–0,09

P

0,10 min

0,13–0,37

0,36–0,79

0,67–1,03 0,36–0,64 0,002–0,006

0,20 min

0,15

8,40–9,60

Nota: (a)

Los valores máximos son indicados como valores únicos, a excepción de que se indique lo contrario.

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

192 de 202

INEDON

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 2

Rev.


Aceros al carbono y de baja aleación [73]: Tipo de aleación

Composición, % (a)

ASTM

UNS

Hierro fundido gris

A 159 (G3000)

F10006

Hierro fundido maleable

A 602 (M3210)

F20000

A 395 (60-40-18)

F32800

Hierro fundido

A 436(1)

F41000

3.0

0,5–1,5

1,0–2,8

1,5–2,5

Hierro fundido

A 436(2)

F41002

3.0

0,5–1,5

1,0–2,8

1,5–2,5

13,5– 17,5 18–22

Hierro fundido

A 436(5)

F41006

2,4

0,5–1,5

1,0–2,0

0,1

34–36

Hierro fundido austenítico dúctil

A 439(D-2)

F43000

3.0

0,7–1,25

1,5–3,0

1,75–2,75

18–22

Hierro fundido austenítico dúctil

A 439 (D-5)

F43006

2,4

1,0

1,0–2,8

0,1

34–36

A 518

F47003

0,7–1,1

1,5

14,2– 14,75

0,5

Hierro fundido dúctil

Hierro fundido con silicón

C

Mn

Si

Cr

3,1–3,4

0,6–0,9

1,9–2,3

2,2–2,9

0,15–1,25

0,9–1,90

Ni

Mo

Cu

No especificado 5,5–7,5 0,5 0,5

0,5

0,5

Nota: (a)


903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

193 de 202

INEDON

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

2


Aceros inoxidables martensíticos forjados estándares [73]: Composición, % (a)

Tipo según el AISI

UNS

403

S40300

11,5–13,0

0,15

410

S41000

11,5–13,5

0,15

414

S41400

11,5–13,5

416

S41600

12–14

416Se

S41623

420

Cr

Ni

Mo

1,25–2,5

C

Otro

0,15 0,6

0,15

0,15S min

12–14

0,15

0,15Se min

S42000

12–14

0,15

420F

S42020

12–14

422

S42200

11–13

0,5–1,0

431

S43100

15–17

1,25–2,5

440A

S44002

16–17

0,75

0,6–0,75

440B

S44003

16–18,0

0,75

0,75–0,95

440C

S44004

16–18

0,75

0,95–1,20

501

S50100

4–6

0,40–0,65

0,10 min

502

S50200

4–6

0,40–0,65

0,1

0,6

0,15 min

0,155min

0,75–1,25

0,20–0,25

0,15-0,30 V; 0,75-1,25 W

0,2

Nota: (a)


903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

194 de 202

INEDON

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

2


Aceros inoxidables ferríticos forjados estándares [73]: Tipo según el AISI

UNS

405

S40500

409

S40900

429

Composición, % (a) Cr

C

Mn

Si

P

S

Otro

0,08

1,0

1,0

0,04

0,03

0,1–0,3 Al

0,08

1,0

1,0

0,045

0,045

(6 × C) Ti; 0,7 min

S42900

11,5–14,5 10,5– 11,75 14–16

0,12

1,0

1,0

0,04

0,03

430

S43000

16–18

0,12

1,0

1,0

0,04

0,03

430F

S43020

16–18

0,12

1,25

1,0

0,06

0,15 min

0,6 Mo

430FSe

S43023

16–18

0,12

1,25

1,0

0,06

0,06

0,15 Se

434

S43400

16–18

0,12

1,0

1,0

0,04

0,03

0,75–1,25 Mo

436

S43600

16–18

0,12

1,0

1,0

0,04

0,03

0,75–1,25 Mo (5 × C)(Cb + Ta); 0,70 min

442

S44200

18–23

0,20

1,0

1,0

0,04

0,03

446

S44600

23–27

0,20

1,5

1,0

0,04

0,03

0,25 N

Nota: (a)


903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

195 de 202

INEDON

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

2


Aceros inoxidables austeníticos forjados estándares [73]: Tipo según el AISI

UNS

201


Ni

S20100

16–18

202

S20200

301

C

Si

Mn

Otro

3,5–5,5

0,15

1,0

5,5–7,5

0,25 N

17–19

4–6

0,15

1,0

7,5–10,

0,25 N

S30100

16–18

6–8

0,15

1,0

2,0

302

S30200

17–19

8–10

0,15

1,0

2,0

302B

S30215

17–19

8–10

0,15

2,0–3,0

2,0

303

S30300

17–19

8–10

0,6

1,0

2,0

0,15 S; min 0,2 P

303Se

S30323

17–19

8–10

0,15

1,0

2,0

0,15 Se; min 0,2 P

304

S30400

18–20

8–10,5

0,08

1,0

2,0

304L

S30403

18–20

8–12

0,03

1,0

2,0

304N

S30451

18–20

8–10,5

0,08

1,0

2,0

308

S30800

19–21

10–12

0,08

1,0

2,0

309

S30900

22–24

12–15

0,20

1,0

2,0

309S

S30908

22–24

12–15

0,08

1,0

2,0

310

S31000

24–26

19–22

0,25

1,5

2,0

310S

S31008

24–26

19–22

0,08

1,5

2,0

314

S31400

23–26

19–22

0,25

1,5–3,0

2,0

316

S31600

16–18

10–14

2,0–3,0

0,08

1,0

2,0

316L

S31603

16–18

10–14

2,0–3,0

0,03

1,0

2,0

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

Mo

0,6

196 de 202

0,10–0,16 N

INEDON

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

2

GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Aceros inoxidables austeníticos forjados estándares [73]: Tipo según el AISI

UNS

316N


Ni

Mo

C

Si

Mn

Otro

S31651

16–18

10–14

2,0–3,0

0,08

1,0

2,0

0,10–0,16 N

317

S31700

18–20

11–15

3,0–4,0

0,08

1,0

2,0

317L

S31703

18–20

11–15

3,0–4,0

0,03

1,0

2,0

321

S32100

17–19

9–12

0,08

1,0

2,0

329

S32900

25–30

3–6

0,10

1,0

2,0

347

S34700

17–19

9–13

0,08

1,0

2,0

(10 × C)(Cb + Ta) min

348

S34800

17–19

9–13

0,08

1,0

2,0

(10 × C)(Cb + Ta) 0,20 Co (b)

1,0–2,0

(5 × C) Ti min

Nota: (a) (b)

Los valores máximos son indicados como valores únicos, a excepción de que se indique lo contrario. Valores mínimos, excepto para el Ta = 0,1 min.

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

197 de 202

INEDON

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 2

Rev.


Aceros inoxidables especiales [73]: Aleación

UNS

A-286


Ni

Mo

C

Mn

Si

Otro

K66286

13,5–16

24–27

1,0–1,5

0,08

2,0

1,0

1,90–2,35 Ti; 0,1–0,5 V; 0,001–0,01 B; 8xC–1,0 Cb

20Cb-3

N08020

19–21

32–38

2,0–3,0

0,07

2,0

1,0

3,0–4,0 Cu

20Mod

N08320

21–23

25–27

4,0–6,0

0,05

2,5

1,0

(4,0xC) Ti min

PH13-8Mo

S13800

12,25– 13,25

7,5–8,5

2,0–2,5

0,05

0,2

0,1

0,90–1,35 Al

PH14-8Mo

S14800

13,75–15,0

7,75–8,75

2,0–3,0

0,05

1,0

1,0

0,75–1,5 Al; 0,15–45 Cb

15-5PH

S15500

14,0–15,5

3,5–5,5

0,07

1,0

1,0

2,5–4,5 Cu

PH15-7Mo

S15700

14,0–16,0

6,5–7,75

0,09

1,0

1,0

0,75–1,5 Al; 0,15–0,45 Cb

17-4PH

S17400

15,5–17,5

3,0–5,0

0,07

1,0

1,0

3,0–5,0 Cu; 0,4 Al

W

S17600

16,0–17,5

6,0–7,5

0,08

1,0

1,0

0,4–1,20 Ti

17-7PH

S17700

16,0–18,0

6,5–7,75

0,09

1,0

1,0

0,75–1,5 Al

216

S21600

17,5–22,0

5,0–7,0

0,08

7,5–9,0

1,0

0,25–0,5 N

Nitronic 60

S21800

16,0–18,0

8,0–9,0

0,1

7,0–9,0

3,5–4,5

0,08–0,18 N

21-6-9

S21900

18,0–21,0

5,0–7,0

0,08

8,0–10,0

1,0

0,15–0,40 N

AM350

S35000

16,0–17,0

4,0–5,0

2,5–3,25

0,07–0,11

0,5–1,25

0,5

0,07–0,13 N

AM355

S35500

15,0–16,0

4,0–5,0

2,5–3,25

0,10–0,15

0,5–1,25

0,5

Almar 362

S36200

14,0–15,0

6,0–7,0

0,05

0,5

0,3

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

2,0–3,0

2,0–3,0

198 de 202

0,55–9,0 Ti

INEDON

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

2

GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Aceros inoxidables especiales [73]: Aleación

UNS

18-18-2


Ni

S38100

17,0–19,0

17,5–18,5

Stab 18-2

S44400

17,5–19,5

1,0

26-1

S44625

25,0–27,5

Stab. 26-1

S44626

28-4

Mo

C

Mn

Si

Otro

0,08

2,0

1,5–2,5

0,20 × (C + N)

1,75–2,5

0,025

1,0

1,0

min 0,8 Ti + Cb; 0,015 N

0,5

0,75–1,50

0,01

0,4

0,4

0,5 Ni + Cu

25,0–27,0

0,5

0,75–1,50

0,06

0,75

0,75

7 × (C + Ni)–1,0 Ti; 0,15 Cu

S44700

28,0–30,0

0,15

3,5–4,2

0,010

0,3

0,2

0,02 N; 0,15 Cu

28-4-2

S44800

28,0–30,0

2,0–2,5

3,5–4,2

0,010

0,3

0,2

0,02 N; 8 × C Cb min

Propietario 450

S45000

14,0–16,0

5,0–7,0

0,5–1,0

0,05

1,0

1,0

1,25–1,75 Cu

Propietario 455

S45500

11,0–12,5

7,5–9,5

0,5

0,05

0,5

0,5

1,5–2,5 Cu; 0,8–1,4 Ti

Nota: (a)


903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

199 de 202

INEDON

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

2


Aleaciones de níquel [73]: Composición, % (a)

Aleación

UNS

200

N02200

99,

0,4

0,15

201

N02201

99,

0,4

0,02

400

N04400

63–70

1,0–2,5

0,3

28–34 Cu

K-500

N05500

63–70

2,0

0,25

2,3–3,15 Al; 0,35–0,85 Ti; 30 Cu

600

N06600

72,

14–17

6–10

0,15

601

N06601

58–63

21–25

Bal.

0,10

1,0–1,7 Al

625

N06625

Bal.

20–23

5

0,10

3,15–4,15 (Cb + Ta)

706

N09706

39–44

14,5–17,5

Bal.

718

N07718

50–55

17–21

Bal.

X-750

N07750

70

14–17

5–9

Ni(+ Co)

Cr

Fe

Mo

8–10

C

Otro

0,06 2,8–3,3

0,08

4,75–5,5 (Cb + Ta)

0,08

0,65–1,15 Ti; 0,2–0,8 Al; 0,7–1,2 (Cb + Ta) 2,25–2,75 Ti; 0,4–1,0 Al

800

N08800

30–35

19–23

Bal.

0,10

0,15–0,6 Al; 0,15–0,6 Ti

800H

N08800

30–35

19–23

Bal.

0,05–0,10

0,15–0,6 Al; 0,15–0,6 Ti

801

N08801

30–34

19–22

Bal.

0,1

0,75–1,5 Ti

825

N08825

38–46

19,5–23,5

Bal.

2,5–3,5

0,05

1,5–3,0 Cu; 0,6–1,2 Ti

B-2

N10665

Bal.

1,0

2

26–30

0,02

C-276

N10276

Bal.

14,5–16,5

4–7

15–17

0,02

903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

200 de 202

3,0–4,5 W INEDON

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

2

GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Aleaciones de níquel [73]: Aleación

UNS

C-4

Composición, % (a) Ni(+ Co)

Cr

Fe

Mo

C

Otro

N06455

Bal.

14–18

3

14–17

0,015

0,7 Ti

G

N06007

Bal.

21–23

18–21

5,5–7,5

0,05

1,0–2,0 Mn; 1,5–2,5 Cu; 1,75–2,5 (Cb + Ta)

X

N06002

Bal.

20,5–23

17–20

8–10

0,05–0,15

0,2–1,0 W

Nota: (a)


903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

201 de 202

INEDON

INEDON PROCESOS

903-HM120-P09-GUD-054 Rev.

2

GUÍA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y LA CORROSIÓN Aleaciones de aluminio [73]: Designación de la AA

UNS


Cu

Mg

Mn

Si

Otro

Manufacturado 1060

A91060

99,6 Al min.

1100

A91100

2024

A92024

3003

A93003

5052

A95052

0,15–0,35

0,1

2,2–2,8

0,1

5083

A95083

0,05–0,25

0,1

4,0–4,9

0,4–1,0

0,4

5086

A95086

0,05–0,25

0,1

3,5–4,5

0,2–0,7

0,4

5154

A95154

0,05–0,35

0,1

3,1–3,9

0,1

0,25

6061

A96061

0,04–0,35

0,15–0,4

0,8–1,2

0,15

0,4–0,8

6063

A96063

0,1

0,1

0,45–0,9

0,1

0,2–0,6

7075

A97075

0,18–0,28

1,2–2,0

2,1–2,9

0,3

0,4

5,1–6,1 Zn

242

A02420

0,25

3,5–4,5

1,2–1,8

0,35

0,7

1,7–2,3 Ni

295

A02950

4,0–5,0

0,03

0,35

0,7–1,5

A332,0

A13320

0,5–1,5

0,7–1,3

0,35

11–13

B443,0

A24430

0,15

0,05

0,35

4,5–6,0

514

A05140

0,15

3,5–4,5

0,35

0,35

520

A05200

0,25

9,5–10,6

0,15

0,25

0,05–0,2 0,1

3,8–4,9

99,0 Al min. 1,2–1,8

0,05–0,2

0,3–0,9

0,5

1,0–1,5

0,6

Fundido

2,0–3,0 Ni

Nota: (a)


903-HM120-P09-GUD-054.DOCX/01/12/2009/AA/pa

202 de 202

INEDON

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