Primero, Características Básicas deTubería de acero ASME SA-106Gr.B
1. Normas y aplicaciones de la tubería de acero ASME SA-106Gr.B
La tubería de acero sin costura ASME SA-106Gr.B se produce de acuerdo con la norma SA-106/SA-106M de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME) y es de Grado B. Se utiliza principalmente en sistemas de tuberías que operan en entornos de alta temperatura y alta presión, como en las industrias de petróleo, gas, química y energía.
2. Composición química de la tubería de acero ASME SA-106Gr.B
Carbono: ≤0,30% (controlado a 0,18%-0,25% en algunas aplicaciones), lo que garantiza un equilibrio entre soldabilidad y tenacidad.
Manganeso: 0,29 %-1,06 % (normalmente 0,60 %-0,90 %), lo que refuerza la matriz de ferrita y mejora la resistencia y la resistencia al impacto. Fósforo/Azufre: ≤0,035 %, estrictamente limitado para evitar la formación de inclusiones y garantizar la pureza del material.
Silicio: 0,10%-0,50%, desoxida y mejora la resistencia del acero.
Elementos de aleación: Se pueden agregar trazas de cromo, molibdeno y otros elementos para mejorar la resistencia a la corrosión y la resistencia a altas temperaturas.
3. Propiedades mecánicas de la tubería de acero ASME SA-106Gr.B
Resistencia a la tracción: ≥415 MPa (≥485 MPa requerido en algunas aplicaciones), capaz de soportar las fuerzas de tracción de fluidos de alta presión.
Límite elástico: ≥240 MPa, lo que garantiza solo una deformación plástica moderada bajo presión.
Elongación: ≥22% (≥30% en algunas aplicaciones), lo que le otorga una excelente tenacidad al material y amortigua la energía del impacto.
Dureza a bajas temperaturas: verificada mediante pruebas de impacto, adecuada para uso en entornos extremos que van desde -29 °C a 565 °C.
En segundo lugar, los requisitos de la norma NACE MR0175
1. Antecedentes de la norma: NACE MR0175 es una norma desarrollada por la Asociación Nacional de Ingenieros de Corrosión (NACE). Su título completo es «Materiales metálicos resistentes al agrietamiento por tensión de sulfuro para equipos petrolíferos». En 2003, la norma se revisó y se renombró NACE MR0175/ISO 15156, «Industrias del petróleo y el gas natural: Materiales para su uso en entornos que contienen H₂S en la producción de petróleo y gas».
2. Límites de composición química:
- Contenido de azufre: En productos sin costura, el contenido de azufre no debe superar el 0,01 %; en productos laminados (placas de acero), no debe superar el 0,003 %; en productos forjados, debe ser inferior al 0,025 %. Reducir el contenido de azufre en el acero puede aumentar la resistencia a la corrosión bajo tensión por sulfuro.
- Contenido de fósforo: Generalmente, el fósforo debe ser ≤ 0,020 %. Un contenido excesivo de fósforo puede reducir la tenacidad y la resistencia a la corrosión del acero. – Contenido de carbono: Generalmente, se requiere que el contenido de carbono sea ≤ 0,10 %. Un contenido de carbono excesivamente alto aumenta la dureza del acero y reduce su tenacidad, lo que lo hace menos resistente a la corrosión bajo tensión por sulfuro.
Contenido de níquel: El contenido de níquel en el acero al carbono y el acero de baja aleación es inferior al 1 %. Un contenido de níquel excesivamente alto puede aumentar la susceptibilidad del acero a la corrosión bajo tensión por sulfuro.
3. Propiedades mecánicas y dureza.
Dureza: La dureza del acero al carbono y del acero de baja aleación no debe superar los 22 HRC (dureza Rockwell). Las piezas forjadas fabricadas según la norma ASTM A105 no deben superar los 187 HBW (dureza Brinell); para las piezas WPB y WPC según la norma ASTM A234, la dureza no debe superar los 197 HBW (dureza Brinell). La dureza máxima de la zona de soldadura no debe superar los 250 HV (dureza Vickers) ni los 22 HRC (dureza Rockwell).
- Resistencia: La resistencia a la tracción y el límite elástico deben ser consistentes con los de las tuberías de acero generales de acuerdo con las normas pertinentes y deben cumplir con los requisitos de propiedades mecánicas en condiciones de servicio reales.
4. Tratamiento térmico y proceso de fabricación.
El material base debe ser acero no fácilmente mecanizable y estar sometido a uno de los siguientes tratamientos térmicos: laminado en caliente (solo acero al carbono), recocido, normalizado, normalizado y revenido, austenitizado, temple y revenido. El acero al carbono y el acero de baja aleación deben someterse a un tratamiento térmico de alivio de tensiones (no menos de 595 °C) tras el laminado, el forjado en frío u otros procesos de fabricación que produzcan una deformación permanente de la fibra exterior superior al 5 %. Sin embargo, los accesorios de línea trabajados en frío de las normas ASTM A53 B, ASTM A106 B, API 5L X42 o grados equivalentes no requieren tratamiento térmico si la deformación en frío no supera el 15 % y la dureza no supera los 197 HBW.
En tercer lugar, la integración de la tubería de acero ASME SA-106Gr.B con la norma NACE MR0175.
1. Ajuste de la composición química: Para cumplir con la norma NACE MR0175, la tubería de acero ASME SA-106Gr.B debe reducir aún más el contenido de azufre y fósforo y controlar el contenido de elementos como carbono y níquel para mejorar la resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión por sulfuro.
2. Verificación de propiedades mecánicas: Las propiedades mecánicas de la tubería de acero, como resistencia a la tracción, límite elástico, alargamiento y tenacidad a baja temperatura, se verifican mediante pruebas de tracción e impacto para garantizar la estabilidad en entornos que contienen H₂S.
3. Control de dureza: La dureza de la tubería de acero está estrictamente controlada para garantizar que no exceda los 22 HRC (dureza Rockwell) para reducir el riesgo de agrietamiento por corrosión bajo tensión por sulfuro.
4. Optimización del tratamiento térmico y del proceso de fabricación: De acuerdo con los requisitos de la norma NACE MR0175, la tubería de acero se somete a un tratamiento térmico adecuado (como recocido, normalizado y revenido) para eliminar la tensión interna, ajustar la dureza y mejorar la microestructura. Al mismo tiempo, se optimiza el proceso de fabricación para evitar la deformación excesiva durante el procesamiento y reducir la concentración de tensiones.
Hora de publicación: 23 de septiembre de 2025