Guía de grados de material para bridas
Esta guía reúne los grados de forja más comunes utilizados para bridas de acero al carbono, acero inoxidable, dúplex y aleado. Está escrita para ingenieros de mantenimiento, equipos de proyectos y compradores que necesitan una forma rápida de comparar las propiedades mecánicas mínimas, los rangos de composición química y las condiciones de servicio típicas antes de seleccionar un material de brida.
Resumen de familias de materiales para bridas
La mayoría de las especificaciones de proyecto comienzan definiendo una familia de materiales. A partir de ahí, usted elige el grado exacto ASTM / ASME basándose en los requisitos de presión-temperatura, riesgo de corrosión, entorno operativo y objetivos de tenacidad. Las tarjetas a continuación resumen cómo las principales familias de forja se utilizan normalmente en la producción de bridas.
Acero al carbono
ASTM A105 es el grado de forja estándar para bridas de acero al carbono de uso general en tuberías de presión a temperatura ambiente, servicios de servicios públicos y muchas aplicaciones industriales convencionales.
Acero al carbono para bajas temperaturas
ASTM A350 LF2 se selecciona cuando la tenacidad a baja temperatura es importante. Se especifica comúnmente para condiciones de operación más frías y proyectos que requieren bridas forjadas con prueba de impacto.
Acero inoxidable austenítico
ASTM A182 F304 / F304L y F316 / F316L son los grados forjados estándar para servicio resistente a la corrosión en plantas de proceso, sistemas de agua, manipulación de alimentos y servicio industrial general.
Acero inoxidable dúplex y superdúplex
Los grados dúplex combinan alta resistencia con mejor resistencia al cloruro. El A182 F51 se usa ampliamente para servicios relacionados con el mar y agua de mar, mientras que el F53 / F55 cubren condiciones más agresivas.
Acero Aleado Cr-Mo
Los grados de forja de cromo-molibdeno como el A182 F11 y F22 se utilizan para servicio a alta temperatura y mayor presión en generación de energía, refinación y servicio con hidrocarburos calientes.
Aleaciones de níquel y grados especiales
Para ácidos fuertes, servicio corrosivo, alta temperatura o especificaciones de proyecto exigentes, las aleaciones de níquel y materiales forjados especiales pueden suministrarse con requisitos de prueba y documentación específicos del proyecto.
Principales grados de forja de bridas – Referencia mecánica
Los valores en la tabla son requisitos mecánicos mínimos típicos a temperatura ambiente tomados de las especificaciones de producto ASTM / ASME y hojas de datos de fabricante comúnmente publicadas. Las especificaciones del proyecto pueden requerir pruebas adicionales, requisitos suplementarios o límites más estrictos.
| Grado | Familia de materiales | Número UNS. | Especificación típica de forja | Resistencia a la tracción mín. | Límite elástico mín. | Servicio típico |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ASTM A105 | Acero al carbono | K03504 | ASTM A105 / ASME SA105 | ≥ 485 MPa (70 ksi) | ≥ 250 MPa (36 ksi) | Bridas forjadas de uso general para tuberías de presión a temperatura ambiente. |
| ASTM A350 LF2 | Acero al carbono para bajas temperaturas | K03011 | ASTM A350 / ASME SA350 | ≈ 485 MPa (70 ksi) mín. | ≈ 250 MPa (36 ksi) mín. | Líneas y recipientes de baja temperatura con ensayos de impacto hasta aproximadamente −46 °C. |
| ASTM A182 F304 | Acero inoxidable austenítico | S30400 | ASTM A182 / ASME SA182 | ≥ 515 MPa (75 ksi) | ≥ 205 MPa (30 ksi) | Bridas estándar de acero inoxidable para agua, Grado Alimentario y servicio químico leve. |
| ASTM A182 F304L | Acero inoxidable austenítico (bajo en C) | S30403 | ASTM A182 / ASME SA182 | ≥ 485 MPa (~70 ksi) | ≥ 170 MPa (~25 ksi) | Mejor soldabilidad cuando se especifica un contenido de carbono más bajo. |
| ASTM A182 F316 | Acero inoxidable austenítico (con Mo) | S31600 | ASTM A182 / ASME SA182 | ≥ 515 MPa (75 ksi) | ≥ 205 MPa (30 ksi) | Mejor resistencia a la corrosión por picadura en medios con cloruros que el 304. |
| ASTM A182 F316L | Acero inoxidable austenítico (Mo, bajo C) | S31603 | ASTM A182 / ASME SA182 | ≈ 485 MPa (~70 ksi) mín. | ≈ 170 MPa (~25 ksi) mín. | Soldaduras críticas, tanques y tuberías con requisitos de corrosión más estrictos. |
| ASTM A182 F51 (Duplex 2205) |
Acero inoxidable dúplex | S31803 / S32205 | ASTM A182 / ASME SA182 F51 | ≥ 620 MPa (90 ksi) | ≥ 450 MPa (65 ksi) | Bridas de alta resistencia para agua de mar, servicios offshore y ricos en cloruros. |
| ASTM A182 F53 (Super Duplex 2507) |
Acero inoxidable super dúplex | S32750 | ASTM A182 / ASME SA182 F53 | ≈ 800 MPa (≈ 116 ksi) mín. | ≈ 550 MPa (≈ 80 ksi) mín. | PREN muy alto para sistemas de producción offshore y agua de mar agresiva. |
| ASTM A182 F11 | Acero aleado Cr-Mo | K11597 | ASTM A182 / ASME SA182 F11 | ≥ 415 MPa (60 ksi) | ≥ 205 MPa (30 ksi) | Servicio de vapor a alta temperatura e hidrocarburos calientes. |
| ASTM A182 F22 | Acero aleado Cr-Mo | K21590 | ASTM A182 / ASME SA182 F22 | ≥ 415 MPa (60 ksi) | ≥ 205 MPa (30 ksi) | Mayor contenido de cromo-molibdeno para secciones más gruesas y servicio severo. |
| Aleaciones específicas del proyecto | Aleaciones de níquel / especiales | Bajo petición | ASTM B564, otros | Por grado | Por grado | Inconel, Hastelloy, superausteníticos y otros especiales pueden producirse según especificación de proyecto con alcance de prueba acordado. |
Principales grados de material para bridas y propiedades
La tabla a continuación compara los rangos típicos de composición química y los requisitos mecánicos mínimos para los grados de brida forjada más comunes. Es una referencia práctica para entender por qué un material se comporta de manera diferente a otro en servicio.
| Grado | Número UNS. | Composición Química Clave (%) | Resistencia Mínima a la Tracción | Límite Mínimo de Fluencia | Servicio típico |
|---|---|---|---|---|---|
| ASTM A105 | K03504 | C: ≤0,35 Mn: 0,60–1,05 Si: 0,10–0,35 | 70 ksi (485 MPa) | 36 ksi (250 MPa) | Acero al carbono estándar para tuberías a presión ambiente. |
| ASTM A350 LF2 Clase 1 |
K03011 | C: ≤0,30 Mn: 0,60–1,35 P/S: ≤0,035 / 0,040 | 70 ksi (485 MPa) | 36 ksi (250 MPa) | Servicio a baja temperatura (probado de impacto alrededor de −46 °C). |
| ASTM A182 F304 | S30400 | Cr: 18,0–20,0 Ni: 8,0–11,0 C: ≤0,08 | 75 ksi (515 MPa) | 30 ksi (205 MPa) | Acero inoxidable básico para agua, aire y servicio químico moderado. |
| ASTM A182 F304L | S30403 | Cr: 18,0–20,0 Ni: 8.0–13.0 C: ≤0,030 | 70 ksi (485 MPa) | 25 ksi (170 MPa) | Mejor soldabilidad en comparación con F304; reduce la corrosión afectada por soldadura. |
| ASTM A182 F316 | S31600 | Cr: 16.0–18.0 Ni: 10.0–14.0 Mo: 2.0–3.0 | 75 ksi (515 MPa) | 30 ksi (205 MPa) | Mayor resistencia a cloruros / picaduras gracias al Mo. |
| ASTM A182 F316L | S31603 | Cr: 16.0–18.0 Ni: 10.0–14.0 Mo: 2.0–3.0 C: ≤0,030 | 70 ksi (485 MPa) | 25 ksi (170 MPa) | Preferido para sistemas corrosivos donde la soldadura es inevitable. |
| A182 F51 / F60 (Duplex 2205) |
S32205 | Cr: 22.0–23.0 Ni: 4.5–6.5 Mo: 3.0–3.5 N: 0.14–0.20 | 95 ksi (655 MPa) | 65 ksi (450 MPa) | Alta resistencia con excelente resistencia a la corrosión por tensión de cloruros. |
| A182 F53 (Super Duplex 2507) |
S32750 | Cr: 24.0–26.0 Ni: 6.0–8.0 Mo: 3.0–5.0 | 116 ksi (800 MPa) | 80 ksi (550 MPa) | Sistemas de producción marina y de agua de mar muy agresivos. |
| ASTM A182 F11 Clase 2 |
K11597 | Cr: 1.0–1.5 Mo: 0.44–0.65 C: 0.10–0.20 | 70 ksi (485 MPa) | 40 ksi (275 MPa) | Servicio a alta temperatura como calderas y líneas de vapor. |
Notas prácticas para seleccionar un material de brida
- Comience desde el código de diseño y la clase de línea. Confirme la clase de presión, la temperatura de diseño, la tolerancia a la corrosión y cualquier requisito suplementario específico del cliente antes de seleccionar un grado.
- Verifique los requisitos de tenacidad temprano. Cuando se especifican pruebas de impacto a baja temperatura, normalmente se utilizan grados como A350 LF2 en lugar de forjas estándar A105.
- Ajuste la resistencia a la corrosión al medio real. Para sistemas que contienen cloruros, 316L puede ser el punto de partida, mientras que los grados dúplex o super dúplex se seleccionan cuando la picadura o el agrietamiento por corrosión bajo tensión son una preocupación.
- Coordine bridas, tuberías y accesorios. La selección de material debe alinearse con el sistema de tuberías conectado, especialmente en servicio de Cr-Mo y dúplex, donde materiales no coincidentes pueden complicar la fabricación y la revisión de control de calidad.
- Utilice documentación certificada para la aprobación final. Antes del envío, los certificados EN 10204 3.1 o 3.2, números de colada, química, pruebas mecánicas y registros acordados de END deben ser revisados por el equipo de control de calidad.
Preguntas Frecuentes
Estas respuestas rápidas ayudan a compradores e ingenieros a reducir el grado de forja de brida adecuado antes de emitir una consulta o finalizar una clase de línea.