Sanicro® 35: Acero Inoxidable Superaustenítico de Alta Resistencia a la Corrosión para Entornos Marinos y Químicos Extremos

Sanicro® 35 (UNS N08935) es una aleación que combina las mejores características de un acero inoxidable superaustenítico y una aleación de níquel. Este grado ofrece una excelente resistencia a la corrosión para aplicaciones en agua de mar y otros entornos altamente corrosivos. Sanicro® 35 se caracteriza por:

• Excelente resistencia a la corrosión por picaduras y grietas
• Excelente resistencia a la corrosión bajo tensión (SCC)
• Alta resistencia a la corrosión general en entornos ácidos y cáusticos
• Alta resistencia a la corrosión-erosión
• Muy alta resistencia mecánica
• Buena soldabilidad utilizando consumibles de aleación de níquel

Propiedades

Generales

Propiedad	Temperatura	Valor
Densidad	23,0 °C	8,1 g/cm³

Mecánicas

Propiedad	Temperatura	Valor	Comentario
Módulo de elasticidad	20,0 °C	190 GPa
	100,0 °C	185 GPa
	200,0 °C	180 GPa
	300,0 °C	175 GPa
	400,0 °C	170 GPa
Alargamiento A2	23,0 °C	35 %	mín.
Resistencia a la tracción	20,0 °C	750 MPa	mín.
	100,0 °C	680 MPa	mín.
	200,0 °C	620 MPa	mín.
	300,0 °C	600 MPa	mín.
	400,0 °C	580 MPa	mín.
Límite elástico Rp0,2	20,0 °C	425 MPa	mín.
	100,0 °C	350 MPa	mín.
	200,0 °C	300 MPa	mín.
	300,0 °C	275 MPa	mín.
	400,0 °C	250 MPa	mín.

Térmicas

Propiedad	Temperatura	Valor	Comentario
Coeficiente de expansión térmica	100,0 °C	1,4E-5 1/K	para 30°C hasta la temperatura mencionada
	200,0 °C	1,45E-5 1/K	para 30°C hasta la temperatura mencionada
	300,0 °C	1,5E-5 1/K	para 30°C hasta la temperatura mencionada
	400,0 °C	1,55E-5 1/K	para 30°C hasta la temperatura mencionada
Calor específico	20,0 °C	450 J/(kg·K)
	100,0 °C	470 J/(kg·K)
	200,0 °C	500 J/(kg·K)
	300,0 °C	510 J/(kg·K)
	400,0 °C	530 J/(kg·K)
Conductividad térmica	20,0 °C	10 W/(m·K)
	100,0 °C	12 W/(m·K)
	200,0 °C	13,5 W/(m·K)
	300,0 °C	15,5 W/(m·K)
	400,0 °C	17 W/(m·K)

Eléctricas

Propiedad	Temperatura	Valor
Resistividad eléctrica	23,0 °C	1E-6 Ω·m

Composición química

Elemento	Valor	Comentario
Carbono	0,03 %	máx.
Cromo	27 %
Cobre	0,2 %
Hierro	Balance
Manganeso	0,8 %
Molibdeno	6,5 %
Níquel	35 %
Nitrógeno	0,3 %
Fósforo	0,03 %	máx.
Silicio	0,5 %	máx.
Azufre	0,02 %	máx.

Propiedades tecnológicas

Áreas de aplicación

Debido a su extremadamente buena resistencia a la corrosión por picaduras y grietas, Sanicro® 35 es particularmente adecuado para aplicaciones donde el agua de mar se utiliza para refrigeración o calefacción. Sanicro® 35 también tiene una alta resistencia a la corrosión general en entornos ácidos, lo que lo hace adecuado para una variedad de aplicaciones.

Certificaciones

Aprobaciones:

• ASME Code Case 2982. Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII, Division I y II.
• Pre-aprobación para Evaluación de Material Particular (PMA), archivo TÜV 1326W043219
• Cumplimiento con NACE MR0175/ISO 15156-3:2015 (Industrias del Petróleo, Petroquímica y Gas Natural - Materiales para uso en entornos con H₂S en producción de petróleo y gas - Parte 3: CRAs resistentes al agrietamiento y otras aleaciones) para materiales tipo 4a y 4c.
• Cumplimiento con ANSI/NACE MR0103/ISO 17495-1:2016 (Industrias del petróleo, petroquímica y gas natural - Materiales metálicos resistentes al agrietamiento por corrosión sulfhídrica en entornos de refino corrosivos) para aceros inoxidables superausteníticos y aleaciones de níquel.

Las fases intermetálicas se precipitan a temperaturas superiores a 600 °C (1110 °F). Por tanto, el acero no debe exponerse a estas temperaturas durante períodos prolongados.

Conformado en frío

La fuerza necesaria para doblar Sanicro® 35 es mayor que la de los aceros inoxidables austeníticos estándar, lo cual es una consecuencia natural de su mayor límite elástico. La excelente conformabilidad del grado permite el doblado en frío a radios de curvatura muy estrechos.

Propiedades de corrosión

Corrosión general: Sanicro® 35 tiene buena resistencia al ácido clorhídrico comparado con aceros inoxidables de menor contenido en cromo y molibdeno, pudiendo ser útil en entornos donde está presente ácido clorhídrico.

Sanicro® 35 tiene alta resistencia al ácido sulfúrico y nítrico. Los diagramas isocorrosión pueden verse en las figuras correspondientes.

Sanicro® 35 también funciona bien en mezclas de ácido fórmico y acético.

Corrosión por picaduras: Una de las principales ventajas de Sanicro® 35 es su excelente resistencia a la corrosión por picaduras. Esta resistencia proviene de los altos contenidos de cromo, molibdeno y nitrógeno. El número PREN puede usarse para comparar y clasificar aleaciones respecto a su composición química y posibilidad de resistir picaduras.

El PRE se define como (en % peso):

PRE = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N

El valor nominal PREN para Sanicro® 35 es ~52, comparable a la aleación de níquel Sanicro 625 (Aleación 625). Esto es significativamente superior a los valores PREN de grados superdúplex y austeníticos 6 Mo comúnmente usados en aplicaciones de agua de mar. Como referencia, Sandvik SAF 2507 y Sandvik 254 SMO tienen un valor PREN mínimo de 42,5.

La temperatura crítica de picaduras (CPT) se ha determinado en 6% FeCl₃ según ASTM G48 práctica C. También se ha determinado en un ensayo potenciostático en solución 3M MgCl₂. El ensayo se realizó en un ASTM G150 modificado donde la solución se cambió de 1M NaCl para permitir la medición de CPT en materiales altamente aleados.

Aleación	CPT (°C) Mod. G150 en 3M MgCl₂	CPT (°C) ASTM G48 método C
Sanicro 35	110	>85¹⁾²⁾
Sandvik 254 SMO	67	65³⁾
Aleación C276	N/A	>85¹⁾²⁾
Aleación 625	N/A	>85¹⁾²⁾

1) Según ASTM G48, el método se desarrolló para usarse hasta 85°C. 2) Método C. 3) Método E.

Corrosión por grietas: La resistencia a la corrosión por grietas es igualmente importante que la resistencia a picaduras, ya que las grietas rara vez pueden evitarse totalmente. Sanicro® 35 tiene excelente resistencia a la corrosión por grietas en entornos con cloruros. La temperatura crítica de grietas (CCT) se ha determinado por ensayos potenciostáticos en 1M NaCl según ASTM G150 y por ensayos de inmersión en solución 6% FeCl₃ acidificada con HCl según ASTM G48.

Aleación	CCT (°C) ASTM G150¹⁾	CCT (°C) ASTM G48 método D²⁾	CCT (°C) ASTM G48 método F³⁾
Sanicro 35	100	52,5	45
Aleación C276		52,5	42,5
Aleación 625		45	25
Sandvik 254 SMO	75		35

1) Formadores de grieta según ISO 18070 con momento aplicado de 3 Nm. 2) Momento aplicado de 0,28 Nm. 3) Momento aplicado de 1,58 Nm.

Ensayos en agua de mar: Los ensayos de laboratorio acelerados son muy buenos para clasificar diferentes aleaciones, sin embargo, los ensayos en entornos de aplicación real también son valiosos. Los materiales se usan a menudo en entornos de agua de mar que son muy corrosivos para muchas aleaciones. Sanicro® 35 se ha probado durante 90 días en agua de mar natural a 30°C donde hay biopelícula activa y también en agua de mar clorada a 0,5 ppm a temperaturas elevadas.

Condición de ensayo	Corrosión por picaduras	Corrosión por grietas¹⁾
30°C agua de mar natural	No	No
80°C agua de mar clorada (0,5 ppm Cl residual)	No	N/A

1) Formadores de grieta según ISO 18070 con presión de grieta aplicada de 3 N/mm².

Corrosión bajo tensión (SCC): Los aceros austeníticos ordinarios del tipo ASTM 316 son susceptibles al agrietamiento por corrosión bajo tensión inducido por cloruros (SCC) en soluciones con cloruros a temperaturas superiores a ~60°C (140°F). Esta susceptibilidad disminuye con el aumento del contenido en níquel. Contenidos de cromo superiores al 20% también pueden ser beneficiosos. Sanicro® 35 tiene excelente resistencia a SCC. Esto se demuestra en la tabla siguiente, que muestra los resultados de ensayos SCC en solución de cloruro cálcico al 40%. El grado no mostró agrietamiento ni corrosión tras 500 horas de ensayo a carga constante, correspondiente al 90% de la resistencia a la tracción real a 100°C. Cabe notar que la alta carga del 90% de Rm causa naturalmente deformación plástica de las probetas.

Aleación	% de Rm	Tiempo hasta fallo (h)	Observación
Sanicro 35	90	>500	Sin ataque
Sanicro 28	90	>500	Sin ataque
ASTM TP 316	90	<70	Picaduras y agrietamiento

Sanicro® 35 no sufre SCC en un entorno NACE MR 0175 / ISO 15156 Nivel de Ensayo VI. Se realizaron ensayos de velocidad de deformación lenta (SSRT) en material Sanicro® 35 endurecido en frío (140 ksi y 180 ksi), según NACE TM0198. El entorno tenía presiones parciales de 500 psia H₂S y 500 psi CO₂. Se usó cloruro sódico al 20% en peso como solución de ensayo y la temperatura fue 175°C ± 3°C. Para ambos materiales de 140 ksi y 180 ksi, se probaron dos probetas en el entorno corrosivo y una en nitrógeno. Todos los ensayos se realizaron a la misma temperatura base. Ambos materiales mostraron fracturas dúctiles con ratios de ≥92% para tiempo hasta fallo, alargamiento hasta fallo, deformación plástica hasta fallo y reducción de área comparado con entorno inerte, lo que indica ausencia de SCC.

Fragilización por hidrógeno: Sanicro® 35 muestra, como se espera, excelente resistencia a la fragilización por hidrógeno ya que tiene alta estabilidad de fase austenítica. Sanicro® 35 no es un grado endurecido por precipitación, que estos últimos pueden experimentar fragilización por hidrógeno.

Material Sanicro® 35 recocido en solución no experimentó agrietamiento en ensayo de carga constante a 4°C en 3% NaCl a -1050 mV a dos cargas diferentes (ver tabla). Esto indica que la aleación no es propensa a la fragilización por hidrógeno y es una opción viable para aplicaciones submarinas.

Carga/Límite elástico, %	Carga, MPa	Tiempo hasta fallo, h	Agrietamiento, Sí/No
100	427	>500	No
120	509	>500	No

Expansión

Sanicro® 35 puede expandirse en placas de tubos de la misma manera que los aceros inoxidables austeníticos estándar.

Tratamiento térmico

Los tubos se entregan en condición de recocido en solución. Si se necesita tratamiento térmico adicional tras procesamiento posterior, contacte con Sandvik.

Formas de suministro

Sanicro® 35 puede suministrarse como tubo y tubería sin costura.

Soldadura

La soldabilidad de Sanicro® 35 es buena y un método adecuado para soldadura por fusión es TIG (GTAW).

La soldadura debe realizarse con aporte de calor bajo, máximo 1,2 kJ/mm, y temperatura entre pasadas de 100°C máximo. Debe usarse técnica de cordón continuo. No son necesarios precalentamiento ni tratamiento térmico post-soldadura. Para mantener la plena resistencia a la corrosión de la junta soldada, la soldadura debe ir seguida de una limpieza exhaustiva para asegurar la eliminación de todos los óxidos y colores de temple. Se recomienda Ar+2% N₂ como gas de protección y gas de respaldo en soldadura TIG para lograr la mejor combinación de propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión de las juntas soldadas.

La soldadura de aceros inoxidables totalmente austeníticos y aleaciones base níquel a menudo implica riesgo de agrietamiento en caliente en las juntas soldadas si la soldadura está bajo restricción. Sanicro® 35, sin embargo, posee una pureza muy alta, y por tanto es menos propenso al agrietamiento en caliente que la mayoría de las aleaciones base níquel.

Se recomienda alambre o varilla de aleación de níquel UNS N06059 (ERNiCrMo-13, NiCr23Mo16) como material de aporte para soldadura por arco con protección gaseosa. La soldadura sin material de aporte debe evitarse en condición de soldadura bruta.