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DI-TANK 420 HIC: Acero Premium Resistente al Agrietamiento por Hidrógeno para Almacenamiento de Hidrocarburos

DI-TANK 420 es la designación de Dillinger para aceros de grano fino laminados termomecánicamente (M o TMCP) utilizados para la fabricación de tanques de almacenamiento de hidrocarburos en la industria del petróleo y gas, cumpliendo con los códigos de construcción relevantes.

DI-TANK 420 HIC se produce para proporcionar una resistencia mejorada al agrietamiento inducido por hidrógeno (HIC). Las propiedades especiales de servicio agrio de la variante HIC son una adición a las propiedades según la norma especificada. DI-TANK ofrece propiedades de tenacidad mejoradas y un equivalente de carbono muy bajo comparado con las normas de producto mencionadas.

DI-TANK ofrece tres opciones, según diferentes normas:

Ejemplos de pedido:

La resistencia HIC de DI-TANK 420 HIC, P420ML2 se verifica en el ensayo HIC según NACE TM 0284. Los ensayos se realizan con solución de ensayo A (ver "Ensayo HIC").

Propiedades

Generales

Propiedad Valor Comentario
Equivalente de carbono (CEV) 0.39 [-] Valor máximo para espesor de chapa 10 a 40 mm
Nota sobre equivalente de carbono CEV = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Cu+Ni)/15

Mecánicas

Propiedad Temperatura Valor Comentario
Energía de impacto Charpy, entalla en V -50 °C 80 J Promedio de 3 ensayos | probetas longitudinales/transversales | ningún valor individual debe ser inferior al 70% del mínimo especificado
Alargamiento 20 % Mín. para espesor de chapa 10 a 40 mm, A5
28 % Mín. para espesor de chapa 10 a 40 mm, A2
Resistencia a la tracción 500 - 660 MPa Para espesor de chapa 10 a 40 mm
Límite elástico 420 MPa Mín. ReH para espesor de chapa 10 a 40 mm

Químicas

Propiedad Valor Comentario
Aluminio 0.02 - 0.06 %
Carbono 0.06 % Máx.
Cromo 0.25 % Máx.
Cobre 0.3 % Máx.
Hierro Balance
Manganeso 1 - 1.6 %
Molibdeno 0.08 % Máx.
Níquel 0.3 % Máx.
Niobio 0.05 % Máx.
Nitrógeno 0.01 % Máx.
Fósforo 0.015 % Máx.
Silicio 0.15 - 0.5 %
Azufre 0.0013 % Máx.
Titanio 0.02 % Máx.
Vanadio 0.08 % Máx.

Tecnológicas

Propiedad
Conformado en frío

DI-TANK 420 puede conformarse bien en frío gracias a su alta tenacidad, es decir, formado a temperaturas por debajo de 580 °C. El conformado en frío siempre conlleva un endurecimiento del acero y una disminución de la tenacidad. Este cambio en las propiedades mecánicas y HIC puede, por regla general, recuperarse parcialmente mediante un tratamiento térmico de alivio de tensiones posterior a una temperatura por debajo de 580 °C. Cuando DI-TANK 420 HIC se conforma en frío más de un 5%, es necesario un tratamiento térmico de alivio de tensiones posterior. Las irregularidades en los bordes cortados por llama o cizallados en la zona de doblado deben rectificarse antes del conformado en frío. Para mayores cantidades de conformado en frío, recomendamos consultarnos antes de realizar el pedido.

Condición de suministro

DI-TANK 420: Laminación termomecánica según EN 10028-5 (M) o proceso de control termomecánico según A/SA841, A/SA841M (TMCP).

Corte por llama y soldadura

DI-TANK 420 puede cortarse por llama en todos los rangos de espesor sin precalentamiento debido a su baja endurecibilidad.

El corte por plasma y láser también puede realizarse sin precalentamiento para espesores típicos. La familia DI-TANK tiene una excelente soldabilidad si se observan las normas técnicas generales (la EN 1011 debe aplicarse análogamente). El riesgo de agrietamiento en frío es bajo, por lo que un precalentamiento puede no ser necesario para la mayoría de las soldaduras. Al soldar chapas más gruesas, el precalentamiento puede evitarse si se aplican materiales de aporte y condiciones de soldadura que conduzcan a una transferencia de hidrógeno muy baja (hasta 5 ml/100 g DM según ISO 3690).

Los bajos contenidos de carbono y otros elementos de aleación conducen a propiedades de tenacidad favorables en la zona afectada por el calor, incluso con aportes de calor relativamente altos. Dependiendo del proceso de soldadura elegido, material de aporte y requisitos de tenacidad en la zona afectada por el calor, también permite tiempos de enfriamiento t8/5 superiores a 25 s según EN 1011-2. El límite superior del aporte de calor depende sin embargo de los requisitos de tenacidad, en particular la temperatura de ensayo de impacto.

Nota general

Un tratamiento térmico de alivio de tensiones puede requerirse por encima de 580 °C según API 650, API 620 y también EN 14620. Las normas autorizan una reducción de la temperatura PWHT (por debajo de 580 °C) proporcionando un tiempo de mantenimiento más largo, con acuerdo del comprador. Entonces, los parámetros del PWHT deben especificarse y acordarse en el momento de la consulta. No obstante, DI-TANK 420 se ofrece con un valor HP (Pcrit) de 17.6.

Si se deben cumplir requisitos especiales no listados en esta ficha técnica, debido al uso o procesamiento previsto del acero, estos requisitos deben acordarse antes de realizar el pedido. La información en esta ficha es una descripción del producto. Esta ficha se actualiza según sea necesario. La versión más reciente está disponible en la fábrica o para descarga en www.dillinger.de.

Conformado en caliente

El conformado en caliente, es decir, conformado a temperaturas superiores a 580 °C, conduce a cambios en la condición original del material. Es imposible restablecer las mismas propiedades del material que se lograron durante la fabricación original mediante un tratamiento térmico posterior. Por tanto, el conformado en caliente no está permitido. La misma limitación se aplica para tratamientos térmicos.

Agrietamiento inducido por hidrógeno

El ensayo HIC es realizado por el laboratorio de ensayos de Dillinger. Salvo acuerdo en contrario, se realiza un juego de ensayos por colada.

Procedimiento de ensayo según NACE TM 0284: El ensayo de inspección se realiza según NACE TM 0284: un juego de tres probetas con dimensiones definidas se sumergen durante 96 h en una solución saturada con sulfuro de hidrógeno. En general, el ensayo se realiza con solución de ensayo A.

La solución de ensayo A contiene 5% de cloruro sódico con 0.5% de ácido acético. Tiene un pH de 2.6 – 2.8 antes de la saturación con sulfuro de hidrógeno y un pH ≤ 4.0 al final del ensayo.

Evaluación de grietas según NACE TM 0284: Cuando termina la inmersión, las probetas se cortan para realizar evaluación metalográfica de grietas en 3 secciones de cada probeta. Las dimensiones de las grietas se ponen en proporción a las dimensiones de las secciones y se describen por valores CLR (relación de longitud de grieta), CTR (relación de espesor de grieta) y CSR (relación de sensibilidad a grietas). El resultado del ensayo y criterios de aceptación son valores medios (3 secciones) de CLR, CTR y CSR.

Criterios de aceptación CLR(a) [%] CTR(a) [%] CSR(a) [%]
≤10 ≤3 ≤1
(a) Los valores CLR, CTR y CSR son valores medios de tres secciones.
Otros

Además del marcado requerido por la especificación del producto, al menos la siguiente información será marcada con punzones de acero de baja tensión:

  • Designación del acero DI-TANK 420 HIC P420ML2
  • Número de colada
  • Número de chapa madre y chapa individual
  • Símbolo del fabricante
  • Firma del inspector
Historial de procesamiento

Proceso de convertidor BOF y tratamiento metalúrgico en cuchara.

El acero es totalmente desoxidado y de grano fino por adición de elementos fijadores de nitrógeno.

Para lograr la resistencia HIC definida de DI-TANK 420 HIC se aplica la siguiente ruta de proceso de producción específica:

  • Desulfuración de arrabio en caliente
  • Desgasificación al vacío en unidad de desgasificación de tanque
  • Desulfuración a contenidos de S muy bajos
  • Control de forma de inclusiones
  • Condiciones de colada optimizadas con minimización de segregación y medidas especiales para asegurar alta limpieza
  • Proceso de laminación altamente sofisticado

Solo la combinación de las medidas mencionadas y la garantía de calidad adaptada a acero resistente a HIC asegura que se obtiene la resistencia HIC especificada. Esto también se indica en el certificado de inspección.

Métodos de procesamiento

El cliente es responsable de la selección del material.

Las técnicas de procesamiento y aplicación son de importancia fundamental para la fiabilidad de los productos fabricados con acero. El usuario debe asegurar que su diseño, cálculo y métodos de procesamiento estén alineados con el material, correspondan al estado de la técnica que el fabricante debe cumplir y sean adecuados para el uso previsto. Deben observarse las recomendaciones dadas en EN 1011-2.

Condición superficial

Salvo acuerdo en contrario, se aplican las disposiciones según clase B2 de EN 10163-2 en caso de pedir la variante P420ML2, de lo contrario según ASTM-A20 en caso de pedir la variante A/SA841(M)-grado B clase 2.

Ensayos

Ensayo de tracción y de impacto se realizan según las normas relevantes. Salvo acuerdo en contrario, el ensayo de impacto se realizará a -50 °C en probetas transversales.

Tolerancias

Salvo acuerdo en contrario, las tolerancias para el espesor según clase B de EN 10029 en caso de pedir la variante P420ML2, de lo contrario según ASTM-A20 en caso de pedir la variante A/SA841(M)-grado B clase 2, son aplicables.

Metal

  1. DIN 17103 WStE 420: Acero Normalizado de Alta Temperatura para Construcciones Soldadas Robustas
  2. Acero DIN 17125 grado EStE 420 – Normalizado o conformado normalizado (+N)
  3. Tubos de Acero EStE 420 EN 10217-3 Normalizados (+N) – Especificaciones Técnicas para Recipientes a Presión
  4. EN 10217-3 Grado WStE 420: Tubos de Acero Normalizado o Conformado Normalizado (+N)
  5. Tubos de Acero DIN 17179 WStE 420 – Grado Normalizado/Normalizado Formado para Aplicaciones de Alto Rendimiento
  6. DIN 488-1 BSt 420 S Acero de Refuerzo Nervado Conformado en Frío – Grado B
  7. DI-TANK 460: Acero Laminado Termomecánicamente de Primera Calidad para Almacenamiento de Hidrocarburos
  8. DIN 17103 Grado StE 420: Especificaciones de Acero Bajo en Carbono Trabajado en Frío, Soldado y Normalizado
  9. DIN 17103 TStE 420: Acero Bajo en Carbono Trabajado en Frío, Soldado y Normalizado
  10. DI-TANK 420: Acero Laminado Termomecánicamente de Primera para Almacenamiento de Hidrocarburos
  11. DI-TANK 460 HIC: Acero Avanzado Resistente a Agrietamiento por Hidrógeno para Almacenamiento de Hidrocarburos