SA387 Grado 22 Clase 1Es una placa de acero de aleación de cromo-molibdeno cubierta por la norma ASME SA387/SA387M. Se utiliza ampliamente para componentes de calderas y recipientes a presión que funcionan a temperaturas y presiones elevadas en industrias como las de procesamiento petroquímico, refinación, generación de energía y fabricación de productos químicos. El acero obtiene sus propiedades de una composición cuidadosamente equilibrada de cromo y molibdeno, que juntos proporcionan buena resistencia a altas temperaturas, resistencia a la fluencia y resistencia al ataque de hidrógeno y a la corrosión por sulfuro. Por lo general, se suministra en condiciones normalizadas y templadas para lograr una microestructura de grano fino que ofrece una combinación práctica de tenacidad y dureza. El material también demuestra buena soldabilidad cuando se aplican prácticas adecuadas de precalentamiento y tratamiento térmico posterior a la soldadura.
Equivalentes para placas de acero de aleación ASME SA387 grado 22
| licenciatura | ES | ASTM/ASME | ESTRUENDO |
| 622-515B | 10CRMO910 | SA387-22-1 | 10CRMO910 |
Especificaciones para placas de acero de aleación ASME SA387 grado 22
| Designación | Cromo nominal Contenido (%) |
Molibdeno nominal Contenido (%) |
| SA387 Grado 22 | 2.25% | 1.00% |
Requisitos de tracción para placas de acero de aleación ASME SA387 grado 22 Placas de clase 1
| Designación: | Requisito: | Grado 22 |
| SA387 Grado 22 | Resistencia a la tracción, ksi [MPA] | 75 a 100 [515 a 690] |
| Límite elástico, mín., ksi [MPa]/(0,2% de compensación) | 45 [310] | |
| Alargamiento en 8 pulg. [200 mm], % mínimo | ... | |
| Alargamiento en 2 pulg. [50 mm], mín., % | 18 | |
| Reducción de área, % mínimo | 45 (medido en muestra redonda) 40 (medido en una muestra plana) |
Requisitos químicos para placas de acero de aleación ASME SA387 grado 22
| Elemento | Composición química (%) | |
| SA387 Grado 22 | ||
| Carbón: | Análisis de calor: | 0.05 - 0.15 |
| Análisis del producto: | 0.04 - 0.15 | |
| Manganeso: | Análisis de calor: | 0.30 - 0.60 |
| Análisis del producto: | 0.25 - 0.66 | |
| 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 máximo |
| Análisis del producto: | 0,50 máximo | |
| Cromo: | Análisis de calor: | 2.00 - 2.50 |
| Análisis del producto: | 1.88 - 2.62 | |
| Molibdeno: | Análisis de calor: | 0.90 - 1.10 |
| Análisis del producto: | 0.85 - 1.15 |
tratamiento
1. Preparación y formación del material
Corte: Se utiliza corte por llama con oxígeno-acetileno o corte por plasma. Debido a la templabilidad del material, se recomienda precalentarlo (aproximadamente . 100-150 grados) para placas gruesas para evitar que se agrieten los bordes.
Forming: Plates can be cold-formed or hot-formed. If cold forming results in significant strain (usually >3% or >5%), puede ser necesario un tratamiento térmico posterior para restaurar las propiedades.
2. Procedimiento de Soldadura (Fase Crítica)
La soldadura es la etapa más crítica debido al riesgo de agrietamiento inducido por hidrógeno-y agrietamiento por recalentamiento.
Precalentamiento: Se requiere precalentamiento obligatorio, generalmente entre 150 grados y 250 grados, según el espesor y el proceso de soldadura.
Metales de aportación: utilice electrodos/cables que coincidan con la composición de 2,25Cr-1Mo, como E9018-B3 (SMAW) o ER90S-B3 (GMAW/GTAW). Los consumibles bajos en hidrógeno son esenciales.
Temperatura entre pases: debe controlarse estrictamente (normalmente se mantiene entre 200 y 300 grados).
Tratamiento térmico de deshidrogenación (DHT): Inmediatamente después de soldar, la unión a menudo se mantiene a 300-350 grados durante 2-4 horas para permitir que el hidrógeno escape antes de que el material se enfríe.
3. Tratamiento térmico
SA 387 Grado 22 Clase 1 debe suministrarse en condiciones de tratamiento térmico-para lograr las propiedades mecánicas requeridas (resistencia a la tracción: 60-85 ksi / 415-585 MPa):
Normalizado y templado (N+T): el estado de entrega estándar. La temperatura mínima de templado debe ser de 675 grados (1250 grados F).
Post-Tratamiento térmico de soldadura (PWHT): después de la fabricación, todo el componente se somete a PWHT. Para el Grado 22, la temperatura de remojo típica es 690 grados ± 10 grados. Esto reduce la tensión residual y garantiza que la dureza de la zona afectada por el calor (HAZ) esté dentro de los límites (generalmente<225 HBW).
4. Inspección y pruebas
Ensayos Mecánicos: Verificación de propiedades de tracción, fluencia y alargamiento.
Examen no-destructivo (NDE):
Pruebas Ultrasónicas (UT) para la calidad interna de la placa.
Partículas Magnéticas (MT) o Pruebas Radiográficas (RT) para la integridad de la soldadura.
Requisitos especiales: para el servicio de hidrógeno a alta-presión (API 934), es posible que se requieran pruebas de enfriamiento por pasos para evaluar la susceptibilidad del material a la fragilidad por temple.
Aplicaciones clave
Refinación de petróleo y gas:
Se utiliza ampliamente en hidrocraqueadores, reactores y separadores que operan bajo hidrógeno a alta-presión y temperaturas elevadas.
Industria petroquímica:
Se encuentra en recipientes de almacenamiento, sistemas de tuberías e intercambiadores de calor que deben resistir gases ácidos (que contienen H2S) y medios químicos corrosivos.
Generación de energía:
Crucial para la construcción de calderas industriales, sobrecalentadores y cabezales de vapor en centrales térmicas y nucleares, donde los componentes están sujetos a ciclos térmicos continuos.
Procesamiento químico:
Se utiliza en tuberías de alta-temperatura, columnas de destilación y convertidores que requieren una estabilidad estructural excepcional.
Principales ventajas
La inclusión de 2,25 % de cromo y 1 % de molibdeno proporciona varios beneficios de rendimiento con respecto a los aceros al carbono estándar:
Excepcional resistencia a altas temperaturas-: el contenido de molibdeno garantiza una alta resistencia a la tracción y a la fluencia a temperaturas de hasta 600 grados (1112 grados F), lo que evita la deformación bajo estrés térmico-a largo plazo.
Resistencia superior a la corrosión y la oxidación: los niveles más altos de cromo protegen contra la degradación ambiental, la incrustación y peligros específicos como la sulfuración y el agrietamiento inducido por hidrógeno-en servicios amargos.
Alta ductilidad y formabilidad (Clase 1 específica): La Clase 1 se caracteriza específicamente por su ductilidad mejorada y menor resistencia en comparación con la Clase 2, lo que facilita el conformado, la soldadura y el mecanizado para diseños estructurales complejos.
Estabilidad térmica: Mantiene la integridad mecánica y la estabilidad dimensional incluso durante cargas de temperatura fluctuantes, lo cual es esencial para prevenir la degradación de la superficie.
Costo-Efectividad: si bien inicialmente es más costoso que el acero al carbono, su vida útil prolongada y menores requisitos de mantenimiento brindan importantes ahorros-a largo plazo en aplicaciones industriales críticas.
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¿Se puede mecanizar fácilmente SA387 Grado 22 Clase 1?
Tiene buena maquinabilidad con herramientas y parámetros adecuados. Utilice herramientas de acero o carburo de alta velocidad-y mantenga un fluido de corte adecuado para reducir el calor y el desgaste de las herramientas.
¿Cuál es el módulo de elasticidad de SA387 Grado 22 Clase 1?
Su módulo de elasticidad es de aproximadamente 200 GPa (29 × 10⁶ psi) a temperatura ambiente, un parámetro clave para el análisis estructural y el diseño de capacidad de carga-.
¿Cuál es el índice de Poisson de SA387 Grado 22 Clase 1?
La relación de Poisson es de aproximadamente 0,3 a temperatura ambiente. Este valor describe la respuesta de la deformación lateral al esfuerzo axial, esencial para el análisis de elementos finitos y el modelado estructural.
¿Se puede utilizar SA387 Grado 22 Clase 1 en servicio de hidrógeno?
Sí, con PWHT adecuado, resiste la fragilización por hidrógeno. Es adecuado para entornos que contienen hidrógeno-en refinerías, siempre que la temperatura y la presión de funcionamiento estén controladas.
¿Cuál es la diferencia entre SA387 Grado 22 y Grado 11?
El grado 22 tiene un mayor contenido de molibdeno (0,87-1,13% frente a 0,45-0,65% para el grado 11), lo que ofrece mejor resistencia a altas temperaturas y resistencia a la fluencia para condiciones de servicio más exigentes.
¿SA387 Grado 22 Clase 1 es adecuado para tubos de calderas?
Se utiliza principalmente para placas de calderas y recipientes a presión. Para los tubos, se prefieren los grados correspondientes como SA213 T22 (equivalente al Grado 22), ya que están diseñados para aplicaciones tubulares.
¿Cuál es el requisito de energía de impacto Charpy para SA387 Grado 22 Clase 1?
Para la Clase 1, la energía mínima de impacto en la muesca Charpy V-es 27 J (20 pies-lb) a 0 grados. Esto garantiza suficiente dureza para soportar cargas dinámicas durante el funcionamiento.
¿Se puede recubrir SA387 Grado 22 Clase 1 con capas anticorrosión?
Sí, se pueden aplicar recubrimientos como epoxi, zinc o cromo para mejorar la resistencia a la corrosión en entornos hostiles. La preparación adecuada de la superficie antes del recubrimiento garantiza la adhesión y la durabilidad.
¿Cuál es la resistencia a la fluencia de SA387 Grado 22 Clase 1 a 500 grados?
A 500 grados, su resistencia a la fluencia durante 100.000-horas es de aproximadamente 60 MPa. Esto indica su capacidad para resistir la deformación permanente bajo cargas de alta temperatura-a largo plazo.
¿Cuál es la condición de entrega de las placas SA387 Grado 22 Clase 1?
Generalmente se entrega en condiciones normalizadas y templadas (N&T). Este tratamiento térmico garantiza propiedades mecánicas y microestructura consistentes para aplicaciones de recipientes a presión.
¿Cuáles son los requisitos de almacenamiento para las placas SA387 Grado 22 Clase 1?
Guárdelo en un área seca y bien-ventilada para evitar la oxidación. Mantener las placas elevadas del suelo, cubiertas con materiales impermeables y evitar el contacto con sustancias corrosivas.