INDUSTRIAS MEXICANAS DE BOMBAS S.R.L. de C. V. BOLETIN TECNICO DURCOMEX DBT-011

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Celia Olivares Lagos
hace 5 años
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duda igual o superior a las nuevas versiones de fundición. CARACTERÍSTICAS El contenido de Cromo en Hastelloy C hace que sea recomendado para muchos servicios.

1 HASTELLOY C INTRODUCCION El Hastelloy C es una aleación Cr-Mo-Ni que se desarrolló y continúa en desde los años 50 s. Aunque hay muchas y nuevas aleaciones similares, disponibles, ésta aleación, ha sido sometida a perfeccionamiento constante a través de los años, de modo que en la mayoría de los servicios es sin duda igual o superior a las nuevas versiones de fundición. CARACTERÍSTICAS El contenido de Cromo en Hastelloy C hace que sea recomendado para muchos servicios. El Hastelloy C es una aleación que consiste esencialmente de cromo, molibdeno y níquel, (Cr-Mo-Ni). La combinación resultante de estos elementos, es una aleación que tiene buena resistencia a ambientes reductores, con la habilidad adicional de resistir ambientes corrosivos oxidantes, tales como: hipoclorito (en condiciones de concentración y temperatura específicas), dióxido de cloro y cloro hidratado. Debido a la habilidad del Hastelloy C para manejar condiciones reductoras y oxidantes, el rango de aplicaciones de esta aleación es mayor que otras. Como resultado, se han desarrollado muchas aleaciones similares a través de los años, por lo cual, elegir una aleación Cr-Mo-Ni es una tarea difícil. Dentro de la norma ASTM A494, hay cuatro de estas aleaciones que se pueden elegir (ver tabla I): La aleación original Hastelloy C (CW-12MW), Hastelloy C-4 (CW-2M), Hastelloy C-22 (CXinferior 2MW) y nuestro Hastelloy C (CW-6M). Sin embargo, la aleación CW12MW, puede ser descartada, debido a la inferior resistencia a la corrosión que muestra, maleabilidad escasa y poca capacidad para soldar. Por lo tanto, la elección se limita a las tres aleaciones restantes. La composición y propiedades mecánicas de las aleaciones Cr-Mo-Ni pueden ser vistas en la tabla I. TABLA I COMPOSICIÓN CW-12MW CW-6M CW-2M CX-2MW Cr Mo Ni Balance Balance Balance Balance Mn Si Fe S P W V C Page 1 of 6

2 TABLA II PROPIEDADES MECANICAS CW-12MW CW-6M CW-2M CX-2MW Resistencia a la tracción psi 72,000 72,000 72,000 72,000 MPa Limite de elasticidad psi 40,000 40,000 40,000 40,000 MPa Elongación % en 2 plg. (50mm) TRATAMIENTO TERMICO Debido a que las aleaciones CW-2M y CX-2MW, muestran cantidades tan bajas en algunos elementos, tales como el carbono, estos pueden ser percibidos como mejores aleaciones que el Hastelloy C (CW-6M) con sus límites más altos. Sin embargo el hecho de que una aleación tenga los límites permisibles altos, no necesariamente significa que este siendo fabricado a estos limites. Durcomex ha estado fabricando el Hastelloy C a límites más estrictos de los permitidos por las especificaciones ASTM, para mejorar su resistencia a la corrosión y asegurar el cumplimiento de las propiedades mecánicas. Como resultado, el Hastelloy C (CW6M), tiene una resistencia comparable a la corrosión con nuevas aleaciones grado Hastelloy en muchos servicios. Todas las fundiciones Hastelloy C grado CW6M, son suministradas con tratamiento térmico, bajo proceso de solución de recocido 1 y un enfriamiento rápido en agua a condiciones con las cuales, optimiza la resistencia a la corrosión y sus propiedades mecánicas. ESPECIFICACIONES El Hastelloy C, es fabricado bajo las especificaciones ASTM A494 Grado CW-6M Clase 1, las cuales indican, que las piezas de fundición sean tratadas térmicamente después de la soldadura. 1 Recocido, es un tratamiento térmico en el que un material es alterado, provocando cambios en sus propiedades, tales como resistencia y dureza. Se trata de un proceso en el que se producen las condiciones de calentamiento, por encima de la temperatura de recristalización, manteniendo una temperatura adecuada y enfriamiento. El proceso de recocido, se utiliza para inducir la maleabilidad, ablandando el material, para aliviar las tensiones internas, mejora la estructura por lo que es homogéneo y mejora las propiedades de trabajo en frío. Page 2 of 6

3 COMPARACION ENTRE LAS ALEACIONES Cr-Mo-Ni Un forma de evaluación común de esta aleación es probarla en una solución al 10% de ácido clorhídrico hirviendo y en una solución al 50% de ácido sulfúrico/sulfato férrico hirviendo (ASTM G28 práctica A). Los resultados de estas pruebas pueden ser vistas en la tabla III. Para las pruebas oxidantes G-28, el Hastelloy C, es algo mejor que el Hastelloy C- 4, pero ambos son inferiores a Hastelloy C-22, el cual fue específicamente desarrollado para servicios más oxidantes. Sin embargo para servicios reductores, tales como ácido clorhídrico al 10%, el Hastelloy C y Hastelloy C-4 son comparables y ambos son superiores al Hastelloy C-22. Como ninguna de las pruebas anteriores son los servicios en los que las aleaciones podrían usarse, se realizaron pruebas más aplicables a los servicios comunes para estas aleaciones y tener una comparación más amplia. La prueba involucra elegir puntos en una gráfica de isocorrosión de ácido sulfúrico y ácido clorhídrico, figura 1 y figura 2, donde el Hastelloy C, debería mostrar un grado máximo de corrosión de 20 MPY, estos datos pueden ser vistos en la tabla III. En estas pruebas, es aparente que ni el Hastelloy C-4, ni el Hastelloy C-22 pueden ofrecer alguna ventaja sobre el Hastelloy C. Otra ventaja de las aleaciones con base Cr-Mo-Ni es su resistencia a la corrosión por fractura. Esta, es determinada por una muestra de aleación probada entre arandelas de teflón en 6% de cloruro férrico, se va incrementando la temperatura hasta obtener 1 milésima de profundidad de fractura en la muestra. La temperatura a la cual esto ocurre es llamada temperatura crítica de fractura (CCT). Estos resultados pueden ser vistos en la tabla IV. El Hastelloy C-4, con un contenido bajo de cromo y molibdeno tiene un bajo CCT. El Hastelloy C-22 forjado, el cual fue designado por un óptimo CCT, tiene la más alta calificación. Sin embargo, cuando se trata de una aleación de fundición, este CCT es comparable con el Hastelloy C. Lo que se muestra con estas pruebas, es que las nuevas aleaciones no necesariamente proveen un rendimiento mejorado en todas las situaciones. Cuando se seleccionan aleaciones de una familia tal como el Cr-Mo, Base Níquel, un usuario puede esperar un comportamiento similar de varios de los grados en servicio. Por lo tanto, por considerar más que un grado específico para un servicio, el usuario se podría beneficiar de una mayor disponibilidad y menor costo de aleaciones de fundición de Page 3 of 6

4 bombas y válvulas. Para asistir en esta difícil tarea en la selección de aleaciones por favor contactar a su ingeniero de aplicaciones. TABLA III PRUEBAS COMUNES DE EBULLICIÓN (MPY) Hastelloy C Hastelloy C-4 Hastelloy C-22 ASTM G-28A % HCl TABLA III PRUEBA EN HCl (MPY) Hastelloy C Hastelloy C-4 Hastelloy C-22 5% HCl a 175 F % HCl a 148 F PRUEBA EN H 2 SO 4 (MPY) Hastelloy C Hastelloy C-4 Hastelloy C-22 20% a 225 F % a 202 F Conc. A 230 F TABLA IV. MTI TEMPERATURA CRÍTICA DE FRACTURA, EN LA CUAL LA CORROSIÓN POR FRACTURA ES OBSERVADA EN FECL 3 AL 6% A 24 HORAS DE EXPOSICIÓN. Alloy CCT ( C) Hastelloy C 62 Hastelloy C Hastelloy C -4 (W) 36 Hastelloy C -4 (C) 30 Hastelloy C-22 (W) 83 Hastelloy C-22 ( C ) 67 (W)-Wrought 2 (C) Cast 2 Wrought, forma maleable de una aleación que contiene 0,2% de carbono. por lo que puede ser forjado y soldado Page 4 of 6

5 ACIDO CLORHÍDRICO ACIDO SULFÚRICO El Hastelloy C tiene gran uso en la manipulación de acido clorhídrico, es adecuado normalmente para ácido hidroclorhídrico, conteniendo contaminantes oxidantes. Se debe de tener cuidado en verificar concentración y temperatura a la hora de seleccionar el material de las bombas. El Hastelloy C tiene excelente resistencia a todas las concentraciones de acido sulfúrico, dentro de las limitaciones de temperatura mostradas en la figura 2. Aleaciones menos costosas como el CD4MCu y el Alloy 20, son suficientemente resistentes a muchas condiciones de ácido sulfúrico y estas aleaciones se deberán seleccionar primordialmente, siempre y cuando las condiciones de operación lo permitan. Se deberá considerar seleccionar Hastelloy C cuanto las soluciones de ácido sulfúrico estén contaminadas con fluoruros, cloruros u otras especies reductoras, cuidando siempre los límites de concentración y temperatura. Page 5 of 6

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Tubing de Instrumentación de Instrumentación Indice Página Contenido 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Cálculo de presiones de trabajo A-213 / A-269 Tp 316 A-213 / A-269 Tp 316L A-213/ A-269 6Mo B-165 Alloy 400