SA387 Grado 11 Clase 1es una placa de acero de aleación de cromo-molibdeno especificada según la norma ASME SA387, utilizada principalmente para recipientes a presión soldados y componentes de calderas que funcionan a temperaturas elevadas. Contiene una composición nominal de alrededor de 1,00 a 1,50 % de cromo y de 0,45 a 0,65 % de molibdeno, lo que proporciona una buena resistencia a las altas temperaturas-, a la fluencia y a la oxidación. La clase 1 indica el nivel estándar de contenido de carbono y propiedades mecánicas, con una resistencia a la tracción mínima típicamente en el rango de 60 a 80 ksi y un límite elástico mínimo de 30 ksi. Este grado se aplica comúnmente en equipos de refinería, reactores petroquímicos, intercambiadores de calor y calderas de plantas de energía donde se requiere un rendimiento confiable bajo alta presión y temperatura.
Equivalentes
| Licenciatura | ES | ASTM/ASME | ESTRUENDO |
| 621 B | ––– | SA387-11-1 | ––– |
Especificaciones para placas de acero de aleación ASME SA387 grado 11
| Designación | Cromo nominal Contenido (%) |
Molibdeno nominal Contenido (%) |
| SA387 Grado 11 | 1.25% | 0.50% |
Requisitos de tracción para placas de acero de aleación ASME SA387 grado 11 Placas de clase 1
| Designación: | Requisito: | Grado 11 |
| SA387 Grado 11 | Resistencia a la tracción, ksi [MPa] | 75 a 100 [515 a 690] |
| Límite elástico, mín., ksi [MPa]/(0,2% de compensación) | 43 [310] | |
| Alargamiento en 8 pulg. [200 mm], % mínimo | 18 | |
| Alargamiento en 2 pulg. [50 mm], mín., % | 22 | |
| Reducción de área, % mínimo | ––– |
Requisitos químicos para placas de acero de aleación ASME SA387 grado 11
| Elemento | Composición química (%) | |
| SA387 Grado 11 | ||
| Carbón: | Análisis de calor: | 0.05 - 0.17 |
| Análisis del producto: | 0.04 - 0.17 | |
| Manganeso: | Análisis de calor: | 0.40 - 0.65 |
| Análisis del producto: | 0.35 - 0.73 | |
| Fósforo: | Análisis de calor: | 0.035 |
| Análisis del producto: | 0.035 | |
| Azufre (máx.): | Análisis de calor: | 0.035 |
| Análisis del producto: | 0.035 | |
| Silicio: | Análisis de calor: | 0.50 - 0.80 |
| Análisis del producto: | 0.44 - 0.86 | |
| Cromo: | Análisis de calor: | 1.00 - 1.50 |
| Análisis del producto: | 0.94 - 1.56 | |
| Molibdeno: | Análisis de calor: | 0.45 - 0.65 |
| Análisis del producto: | 0.45 - 0.70 |
Aspectos clave del procesamiento
Tratamiento térmico:
El material se suministra en condiciones específicas, a menudo Normalizado y Revenido (N&T) o Templado y Revenido (Q&T).
Precalentamiento:
Requerido para soldar para evitar grietas, generalmente a temperaturas alrededor de 1100 grados F (593 grados) para Grado 11.
Post-Tratamiento térmico de soldadura (PWHT):
Obligatorio para muchas aplicaciones, que implican mantener temperaturas específicas (p. ej., 1150 grados F min para Grado 11) durante un tiempo determinado según el espesor, seguido de un enfriamiento controlado.
Enfriamiento controlado:
Imprescindible tras el tratamiento térmico, con dosis específicas para conseguir las microestructuras y propiedades deseadas.
Aplicaciones clave
Petróleo y gas:
Recipientes a presión, tanques de almacenamiento, reactores y tuberías para procesar y almacenar líquidos y gases a alta-temperatura.
Industria petroquímica:
Equipos en refinerías y plantas químicas que operan en condiciones térmicas extremas.
Generación de energía:
Componentes en centrales térmicas, calderas y sistemas de tuberías de vapor.
Intercambiadores de calor:
Se utiliza donde hay altas temperaturas y medios corrosivos.
Por qué se usa
Servicio de alta-temperatura:Diseñado específicamente para aplicaciones de temperatura elevada.
Resistencia a la corrosión:El contenido de cromo proporciona una excelente resistencia a la oxidación y a los ambientes con gases ácidos.
Resistencia a la fluencia:El molibdeno mejora su capacidad para resistir la deformación bajo tensión sostenida a altas temperaturas.
Ventajas clave:
Rendimiento de alta-temperatura:
Excelente resistencia mecánica y estabilidad a temperaturas elevadas y bajo alta presión.
Resistencia a la corrosión:
El contenido de cromo proporciona una resistencia superior a la oxidación y al ataque de hidrógeno, crucial para entornos de servicio amargo (H₂S).
Fuerza y dureza:
Ofrece buena resistencia a la tracción y tenacidad para un rendimiento confiable en condiciones inducidas por estrés-.
Soldabilidad y fabricabilidad:
Se puede cortar, formar y soldar fácilmente mediante procedimientos adecuados, lo que permite diseños complejos.
Seguridad y durabilidad mejoradas:
Sus propiedades reducen el riesgo de fallas y extienden la vida útil en condiciones difíciles, lo que lleva a un menor mantenimiento.
Costo-Efectivo:
Proporciona excelente valor y rendimiento-a largo plazo para aplicaciones exigentes en comparación con materiales menos especializados.
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¿Cuál es la resistencia al impacto de SA387 Grado 11 Clase 1?
Su energía de impacto Charpy V-notch es mayor o igual a 27 J a temperatura ambiente, lo que garantiza una buena tenacidad para resistir cargas de impacto repentinas en servicio.
¿Se utiliza este grado de acero en las centrales nucleares?
En raras ocasiones, ya que la energía nuclear requiere normas materiales más estrictas. En su lugar, se utiliza principalmente en los campos petroquímicos y de energía térmica convencional.
¿Es magnético SA387 Grado 11 Clase 1?
Sí, es magnético. Debido a su estructura ferrítica provocada por el contenido de cromo, presenta propiedades magnéticas, a diferencia de los aceros inoxidables austeníticos.
¿Qué norma cumple SA387 Grado 11 Clase 1?
Cumple con la norma ASTM A387, que especifica los requisitos para placas de acero de baja-aleación para recipientes a presión en servicio de alta-temperatura.
¿Cuál es la diferencia entre la Clase 1 y la Clase 2 de SA387 Grado 11?
La Clase 1 tiene un contenido de carbono más bajo y un control de impurezas más estricto que la Clase 2, lo que ofrece mejor soldabilidad y tenacidad, adecuado para componentes más gruesos.
¿Cuál es el proceso de tratamiento térmico antes de la entrega?
El tratamiento térmico de entrega típico es el de normalización + templado. La normalización refina los granos, mientras que el templado reduce la fragilidad y ajusta las propiedades mecánicas.
¿Cuál es la microestructura de SA387 Grado 11 Clase 1 después del tratamiento térmico?
Después de normalizarlo y revenirlo, su microestructura es bainita o ferrita-perlita templada, que proporciona buena resistencia y tenacidad.
¿Se puede mecanizar fácilmente SA387 Grado 11 Clase 1?
Tiene una maquinabilidad moderada. El uso de herramientas de carburo o acero de alta-velocidad con parámetros de corte adecuados garantiza un mecanizado suave sin desgaste excesivo de la herramienta.
¿Cómo afecta la temperatura a la resistencia de este acero?
La fuerza disminuye al aumentar la temperatura. Por debajo de 593 grados, mantiene una fuerza estable; más allá de eso, la disminución se acelera, afectando la seguridad del servicio.
¿Cuál es el contenido máximo de carbono permitido en este grado de acero?
El contenido máximo de carbono es del 0,20%. Superarlo reducirá la soldabilidad y la tenacidad, aumentando el riesgo de grietas durante el procesamiento.
¿Cuáles son las alternativas a SA387 Grado 11 Clase 1?
Las alternativas incluyen SA387 Grado 12 Clase 1 (menor contenido de Cr) y SA387 Grado 22 Clase 1 (mayor contenido de Cr-Mo), elegidas según las condiciones del servicio.