Tubería austenítica estabilizada ASTM A312 TP321

Tubería austenítica estabilizada ASTM A312 TP321existe para resolver un problema específico: la corrosión intergranular en acero inoxidable austenítico soldado y calentado. Mientras que 304 y 316L corren el riesgo de perder su resistencia a la corrosión en la soldadura después de la exposición en la banda de 400 a 850 grados, 321 fija el carbono con titanio y mantiene el cromo donde pertenece: en el metal.

Especificaciones de tuberías de acero inoxidable ASTM A312 TP321

Especificaciones de tubería	ASTM A312/ASME SA 312 ASTM A213/ASME SA 213 ASTM A269/ASME SA 269
Estándar de tubería	DIN, JIS, ASTM, EN, GB, AISI, ASME
Espesor de la tubería	0,3 mm - 50 mm
Tamaño de tubería soldada	5,0 milímetros - 1219.2 milímetros
Diámetro exterior del tubo sin costura	6,00 mm DE hasta 250 mm DE, tamaños hasta 12" NB
Horario de tuberías	SCH 5, SCH10, SCH 40, SCH 80, SCH 80S, SCH 160, SCH XXS, SCH XS
Longitud	6m, 12m, Longitud de corte
Forma	Tubos redondos, tubos cuadrados, tubos rectangulares, tubos hidráulicos, tubos personalizados,
Tipo de tubería y tubo	Sin costura / ERW / EFW / Soldada / Tubería fabricada
Extremo de tubería y tubo	Extremo liso, extremo biselado, tubo con banda de rodadura

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La falla 321 fue construida para prevenir

Cuando un acero inoxidable austenítico ordinario se calienta en el rango de 400 a 850 grados (durante la soldadura, el enfriamiento lento o el servicio), el carbono sale de la solución y precipita como carburo de cromo en los límites de los granos. La formación de carburo extrae cromo del metal adyacente, dejando una zona delgada sin cromo que ya no puede pasivarse.

 

En un medio corrosivo, esa banda agotada se corroe preferentemente y el metal se desintegra a lo largo de los límites de los granos: corrosión intergranular. La zona afectada por el calor de la soldadura de un grado no estabilizado es exactamente donde esto sucede, razón por la cual las tuberías 304 soldadas en ciertos servicios de proceso desarrollan las fallas características de "línea de cuchilla" en la unión.

 

Cómo el titanio neutraliza el carbono

321 agrega titanio a la química clásica 18-8. El titanio es un formador de carburos más fuerte que el cromo, por lo que se combina primero con el carbono, formando carburos de titanio estables en lugar de carburos de cromo. El cromo permanece en solución sólida, los límites de los granos permanecen ricos y la aleación mantiene su resistencia a la corrosión durante la soldadura y el servicio en el rango de temperatura de sensibilización.

 

La especificación controla esto con la relación titanio-carbono: el titanio debe tener al menos cinco veces el contenido de carbono, lo que garantiza suficiente titanio para bloquear el carbono.

 

La misma lógica es la razón por la que el 321 se suministra en condiciones estabilizadas después del recocido en solución: el recocido pone el carbono en solución y el contenido de titanio garantiza que reprecipita como carburo de titanio inofensivo en lugar de carburo de cromo con límites de grano en el calentamiento posterior.

 

Composición química según ASTM A312

Elemento	Límite de composición, %
C	0.08 max
cr	17.0 - 19.0
Ni	9.0 - 12.0
Ti	5 x C mín., 0,70 máx.
Minnesota	2.0 max
Si	0.75 max
P	0.045 max
S	0.03 max
N	0.10 max
fe	Balance

 

Propiedades mecánicas según ASTM A312

Propiedad	Valor mínimo
Resistencia a la tracción	515 MPa (75 ksi)
Fuerza de rendimiento, 0,2% compensada	205 MPa (30 ksi)
Alargamiento	35%

 

321 ofrece propiedades a temperatura ambiente en el mismo rango que 304 y 316L, y su resistencia a la fluencia y a la rotura a 550-750 grados es mayor que la de esos grados, lo que es parte de su valor en el servicio de procesos a temperatura elevada. En estado recocido, la aleación es completamente austenítica, dúctil y fácil de fabricar con la práctica estándar del taller.

 

321 versus 321H: adónde pertenece la H

Propiedad	TP321	TP321H
Carbón	0.08 max	0.04 - 0.10
Titanio	5 x C mín.	4 x C mín.
Conductor de fuerza	Resistencia a la corrosión	Resistencia a la fluencia a temperaturas elevadas
Uso típico	Tuberías soldadas y críticas para la corrosión	Servicio presurizado por encima de 550 grados

 

El 321H tiene un rango de carbono superior controlado que proporciona refuerzo de carburo, lo que le otorga una mejor resistencia a la fluencia y a la rotura para servicios presurizados por encima de aproximadamente 550 grados. La regla: 321 para tuberías soldadas críticas para la corrosión, 321H para líneas presurizadas en caliente donde la fluencia gobierna la pared.

 

Donde 321 es la tubería correcta

• Tuberías soldadas en servicios donde 304 sensibilizaría: plantas de alimentos, químicas y de procesos con entrada repetida de calor.
• Componentes de escape, colectores y motores de aeronaves y aeroespaciales
• Tuberías de procesos químicos a temperatura elevada, incluidos medios ácidos y oxidantes.
• Aplicaciones de sobrecalentadores y tubos de intercambiadores de calor donde se requiere una estructura estabilizada
• Bucles de expansión térmica y equipos que requieren buenas propiedades a temperaturas elevadas.

 

321 es también la respuesta estándar cuando el diseño no puede garantizar que la soldadura no vaya seguida de un aporte de calor sensibilizante: su estructura estabilizada hace que la zona afectada por el calor sea resistente sin tratamiento térmico posterior a la soldadura.

 

Donde 321 no es la respuesta

• El servicio marino y de agua de mar con alto contenido de cloruro - 321 no es resistente al cloruro-SCC; use grados 6Mo ​​o dúplex
• Ácidos reductores agresivos donde se requieren grados que contengan molibdeno
• Servicio general no soldado sensible al costo donde 304 o 316L es adecuado

 

Lista de verificación de pedidos

• Grado y estándar: "Tubo sin costura TP321, UNS S32100, según ASTM A312"
• Tamaño: OD x pared en milímetros, o NPS + horario
• Forma: sin costura o soldada (y nivel de examen si está soldada)
• Temperatura de servicio según consulta: selecciona 321 o 321H
• Certificado: EN 10204 3.1 con química térmica, análisis de titanio y resultados de tracción.

 

El 321 es el miembro estabilizado de la familia 18-8: cuesta un poco más que el 304 y proporciona seguridad en el punto en que la soldadura y el calor se encuentran con la corrosión. Para los diseñadores que no pueden permitirse una zona sensibilizada y afectada por el calor, la fila de titanio en el certificado es la diferencia entre una tubería que dura y una tubería que falla a lo largo de los límites de las vetas.

 

 

 

 

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