Sandvik 2RK65™: Acero inoxidable austenítico premium para resistencia extrema a la corrosión

El Sandvik 2RK65™ es un acero inoxidable austenítico de alta aleación destinado para su uso en condiciones de corrosión severas dentro de la industria de procesos. El grado se caracteriza por:

• Muy buena resistencia a los ataques en entornos ácidos, p. ej. ácido sulfúrico, fosfórico y acético
• Muy buena resistencia a la corrosión por picaduras en soluciones neutras con cloruros
• Resistencia a la corrosión por grietas mucho mejor que los aceros tipo ASTM 304 y ASTM 316
• Muy buena resistencia a la corrosión bajo tensión
• Buena soldabilidad

Más información técnica y gráficos relevantes para el rendimiento de corrosión, mecánico y físico del material se muestran en las figuras en el lado derecho de la página del material.

URL de la ficha técnica: 2RK65™

Ficha técnica actualizada el 2020-01-17 16:07 (sustituye a todas las ediciones anteriores)

Propiedades

Generales

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

Mecánicas

Propiedad	Temperatura	Valor	Comentario
Energía de impacto Charpy	-196,0 °C	60 J	EN 13445-2 (UFPV-2) y EN 10216-5
Módulo de elasticidad	20,0 °C	195 GPa
Módulo de elasticidad	100,0 °C	190 GPa
Módulo de elasticidad	200,0 °C	182 GPa
Módulo de elasticidad	300,0 °C	174 GPa
Módulo de elasticidad	400,0 °C	166 GPa
Módulo de elasticidad	500,0 °C	158 GPa
Alargamiento	23,0 °C	35 %	mín., NFA 49–217 con mín. 40% puede cumplirse.
Alargamiento A2	23,0 °C	35 %	mín.
Dureza Vickers	23,0 °C	160
Resistencia a la tracción	23,0 °C	520 - 720 MPa
Límite elástico Rp0.1	20,0 °C	250 MPa	mín.
Límite elástico Rp0.1	100,0 °C	205 MPa	mín.
Límite elástico Rp0.1	200,0 °C	185 MPa	mín.
Límite elástico Rp0.1	300,0 °C	125 - 165 MPa	mín.
Límite elástico Rp0.1	350,0 °C	115 MPa	mín.
Límite elástico Rp0.1	400,0 °C	110 - 155 MPa	mín.
Límite elástico Rp0.2	20,0 °C	230 MPa	mín.
Límite elástico Rp0.2	100,0 °C	176 MPa	mín.
Límite elástico Rp0.2	200,0 °C	155 MPa	mín.
Límite elástico Rp0.2	300,0 °C	136 MPa	mín.
Límite elástico Rp0.2	400,0 °C	125 MPa	mín.

Térmicas

Propiedad	Temperatura	Valor	Comentario
Coeficiente de expansión térmica	100,0 °C	1,55E-5 1/K	para 30°C a la temperatura mencionada
Coeficiente de expansión térmica	200,0 °C	1,6E-5 1/K	para 30°C a la temperatura mencionada
Coeficiente de expansión térmica	300,0 °C	1,65E-5 1/K	para 30°C a la temperatura mencionada
Coeficiente de expansión térmica	400,0 °C	1,7E-5 1/K	para 30°C a la temperatura mencionada
Coeficiente de expansión térmica	500,0 °C	1,7E-5 1/K	para 30°C a la temperatura mencionada
Coeficiente de expansión térmica	600,0 °C	1,75E-5 1/K	para 30°C a la temperatura mencionada
Coeficiente de expansión térmica	700,0 °C	1,75E-5 1/K	para 30°C a la temperatura mencionada
Calor específico	20,0 °C	460 J/(kg·K)
Calor específico	100,0 °C	485 J/(kg·K)
Calor específico	200,0 °C	515 J/(kg·K)
Calor específico	300,0 °C	545 J/(kg·K)
Calor específico	400,0 °C	570 J/(kg·K)
Calor específico	500,0 °C	590 J/(kg·K)
Calor específico	600,0 °C	605 J/(kg·K)
Calor específico	700,0 °C	615 J/(kg·K)
Conductividad térmica	20,0 °C	12 W/(m·K)
Conductividad térmica	100,0 °C	14 W/(m·K)
Conductividad térmica	200,0 °C	16 W/(m·K)
Conductividad térmica	300,0 °C	18 W/(m·K)
Conductividad térmica	400,0 °C	20 W/(m·K)
Conductividad térmica	500,0 °C	22 W/(m·K)
Conductividad térmica	600,0 °C	23 W/(m·K)
Conductividad térmica	700,0 °C	25 W/(m·K)

Eléctricas

Propiedad	Temperatura	Valor
Resistividad eléctrica	20,0 °C	9,4E-7 Ω·m
Resistividad eléctrica	100,0 °C	9,9E-7 Ω·m
Resistividad eléctrica	200,0 °C	1,07E-6 Ω·m
Resistividad eléctrica	300,0 °C	1,13E-6 Ω·m
Resistividad eléctrica	400,0 °C	1,15E-6 Ω·m
Resistividad eléctrica	500,0 °C	1,17E-6 Ω·m
Resistividad eléctrica	600,0 °C	1,15E-6 Ω·m
Resistividad eléctrica	700,0 °C	1,18E-6 Ω·m

Composición química

Elemento	Valor	Comentario
Carbono	0,02 %	máx.
Cromo	20 %
Cobre	1,5 %
Hierro	Balance
Manganeso	1,8 %
Molibdeno	4,5 %
Níquel	25 %
Fósforo	0,03 %	máx.
Silicio	0,5 %
Azufre	0,015 %	máx.

Propiedades tecnológicas

Áreas de aplicación

Las aplicaciones típicas del Sandvik 2RK65™ se encuentran en refinerías de petróleo y dentro de la industria química y petroquímica. El Sandvik 2RK65™ también se utiliza en la industria de pulpa y papel, la industria mineral y metalúrgica, la industria alimentaria, en refrigeración con agua de mar y en muchos otros campos.

El grado es una excelente alternativa a los aceros inoxidables austeníticos estándar en intercambiadores de calor que utilizan agua a alta temperatura con contaminación por cloruros.

Certificaciones

Aprobaciones:

• Aprobado para uso en ASME Boiler and Pressure Vessel Code sección VIII, div. 1 construcción
• VdTÜV-Werkstoffblatt 421 (Acero laminado y forjado austenítico)

A altas temperaturas: El acero no debe exponerse a temperaturas superiores a aproximadamente 550°C (1020°F) durante períodos prolongados, ya que esto conduce a la precipitación de fases intermetálicas, que pueden tener un efecto adverso tanto en las propiedades mecánicas como en la resistencia a la corrosión del acero.

Conformado en frío

La buena ductilidad del Sandvik 2RK65™ permite el doblado en estado frío a los radios de curvatura más pequeños alcanzables con métodos y máquinas modernos. No es necesario el recocido después del doblado en frío. Sin embargo, si los tubos han sido muy trabajados en frío y se van a utilizar en condiciones donde es probable que ocurra corrosión bajo tensión (SCC), se recomienda el recocido de solución (ver 'Tratamiento térmico').

Para aplicaciones de recipientes a presión en Alemania, puede requerirse tratamiento térmico después de la deformación en frío de acuerdo con VdTÜV-Wb 421. El tratamiento térmico debe realizarse mediante recocido de solución.

Propiedades de corrosión

Corrosión general: El acero fue desarrollado originalmente para uso en ácido sulfúrico. Su buena resistencia se logra en virtud de un alto contenido de molibdeno y aleación con cobre. La Figura 1 es un diagrama isocorrosión para Sandvik 2RK65™, Sanicro® 28 y ASTM 316L en ácido sulfúrico desaireado.

El ácido fosfórico técnico fabricado por el método 'húmedo' contiene cantidades variables de impurezas del material inicial, la roca fosfática. Las más peligrosas de estas impurezas son los cloruros, Cl⁻, y los fluoruros en forma libre, F⁻. El Sandvik 2RK65 se ha utilizado con éxito en muchas aplicaciones en plantas de ácido fosfórico y para el manejo de ácido técnico. Sin embargo, para las condiciones de corrosión más severas, el Sanicro® 28, que fue desarrollado especialmente para aplicaciones de ácido fosfórico, proporciona una resistencia a la corrosión superior.

En ácido acético puro, tanto el Sandvik 2RK65™ como el ASTM 316L son completamente resistentes a todas las temperaturas y concentraciones a presión atmosférica. A temperaturas y presiones elevadas, sin embargo, el ASTM 316L se corroerá mientras que el Sandvik 2RK65™ permanecerá resistente. La experiencia de la producción de ácido acético ha demostrado que el ácido acético contaminado con ácido fórmico es siempre corrosivo. En ácido de este tipo, el Sandvik 2RK65 es mucho más resistente que el ASTM 316L, ver tabla 1 a continuación. La experiencia operativa práctica ha confirmado la superioridad del Sandvik 2RK65™ sobre el ASTM 317L también.

En ácido fórmico, el Sandvik 2RK65™ de alta aleación muestra mejor resistencia que los aceros convencionales del tipo ASTM 316L, ver Figura 3. En ácido oxálico, el Sandvik 2RK65™ muestra mejor rendimiento que el ASTM 316L, ver Figura 4. El 2RK65 es resistente (tasa de corrosión <0,1 mm/año) en ácido láctico a todas las concentraciones a temperaturas hasta o ligeramente por debajo del punto de ebullición a presión atmosférica. Esto significa una resistencia a la corrosión similar o ligeramente mejor que la del ASTM 316L en ácido láctico. Debido a su contenido de molibdeno, el Sandvik 2RK65™ es menos resistente al ácido nítrico que los aceros de los tipos ASTM 304L y ASTM 310L, que se utilizan comúnmente en estos entornos.

El alto contenido de molibdeno es una ventaja en ácido clorhídrico, y el Sandvik 2RK65™, con su 4,5% Mo, es consecuentemente mucho más resistente que, por ejemplo, el ASTM 316L. El Sandvik 2RK65 es, por lo tanto, adecuado para uso en soluciones de proceso químico que contienen pequeñas cantidades de ácido clorhídrico. El diagrama isocorrosión se presenta en la Figura 5. Sin embargo, debe tenerse en cuenta el riesgo de picaduras. También en ácido fluorhídrico, el Sandvik 2RK65™ se beneficia de su alto contenido de molibdeno, aunque el ácido fluorhídrico es un ácido aún más agresivo en comparación con el ácido clorhídrico, ver diagrama isocorrosión en la Figura 6.

Tabla 1. Resultados de pruebas de laboratorio de 1+3+3 días en mezclas hirvientes de ácido acético y fórmico.

Ácido acético %	Ácido fórmico %	Tasa de corrosión Sandvik 2RK65 mm/año	mpy	Tasa de corrosión ASTM 316L mm/año	mpy
10	10	0,09	3,6	0,35	14
25	10	0,07	2,8	0,33	13
30	10	0,10	4,0	0,29	12
50	10	0,10	4,0	0,27	11

Debido a su alto contenido de cromo y níquel, el Sandvik 2RK65™ posee una resistencia mucho mejor en hidróxido de sodio que el ASTM 304 y ASTM 316, ver Figura 7.

Como se puede ver, el riesgo de corrosión bajo tensión (SCC) aumenta a altas temperaturas. Este riesgo se ve incrementado si hay cloruros presentes. La aleación Sanicro® 28 proporciona mejor resistencia contra la corrosión bajo tensión y también corrosión general que el Sandvik 2RK65™.

Corrosión por picaduras: El alto contenido de cromo y molibdeno de este acero lo hace muy resistente a las picaduras. Esto ha sido verificado por una amplia experiencia práctica de servicio que involucra soluciones de proceso con cloruros y refrigeración con agua de mar.

Como se puede ver en la Figura 8, la temperatura crítica de picaduras media (CPT) para el Sandvik 2RK65™ es de alrededor de 75°C (165°F) a un potencial de 400 mV SCE en una solución neutra (pH = 6) con el mismo contenido de cloruros que el agua de mar. Este valor es 50°C (120°F) más alto que para ASTM 316 y 20°C (68°F) más alto que para la Aleación 825 (21Cr42Ni3Mo).

Corrosión bajo tensión (SCC): Los aceros austeníticos ordinarios de los tipos ASTM 304 y ASTM 316 son susceptibles a la corrosión bajo tensión (SCC) en soluciones con cloruros a temperaturas superiores a aproximadamente 60°C (140°F). A temperaturas altas, superiores a aproximadamente 100°C (212°F), contenidos de cloruros tan bajos como en el rango de ppm (10⁻⁴ %) son suficientes para causar corrosión bajo tensión en estos aceros. Un contenido de níquel del 25% es suficiente para proporcionar una muy buena resistencia bajo condiciones prácticas. Las pruebas de laboratorio en cloruro de calcio confirman la superioridad del Sandvik 2RK65™ en resistir la corrosión bajo tensión en comparación con ASTM 304 y ASTM 316. Como se muestra en la figura 9, la tensión umbral (la tensión necesaria para inducir fractura dentro del tiempo máximo de prueba) es considerablemente más alta para Sandvik 2RK65™ que para ASTM 304 y ASTM 316. Sandvik 2RK65™ es resistente hasta al menos 0,9 veces la resistencia a la tracción. Las pruebas en autoclave a diferentes contenidos de cloruros y temperaturas proporcionan datos valiosos para la selección de materiales. Este tipo de pruebas también demuestra la buena resistencia SCC del Sandvik 2RK65™, mucho mejor que los tipos de aceros ASTM 304 y ASTM 316, ver Figura 10. Es importante ser consciente de que las tensiones residuales alrededor de una soldadura que no ha sido tratada térmicamente a menudo igualan la tensión de fluencia del material. Estas tensiones corresponden a relaciones de tensión aplicada/resistencia a la tracción de solo 0,3-0,5, lo cual es suficiente para exceder la tensión umbral y, por lo tanto, causar corrosión bajo tensión en ASTM 304 y ASTM 316.

Corrosión por grietas: Tanto las pruebas de laboratorio como la experiencia práctica han demostrado que el Sandvik 2RK65™ es sustancialmente más resistente a la corrosión por grietas que el ASTM 316L. Esto se ilustra en la Tabla 2. Las grietas deben evitarse en la medida de lo posible, especialmente en soluciones con cloruros.

Tabla 2. Resultados de pruebas de corrosión por grietas en solución NaCl estancada aireada (1,8% Cl⁻) pH = 6, período de prueba 58 días. La relación de área entre superficie con grietas y sin grietas en la probeta es 1/12.

Unidades métricas

Grado	Ataques de corrosión por grietas iniciados, %			Profundidad máxima, mm
	50°C	60°C	70°C	50°C	60°C	70°C
Sandvik 2RK65	-	0	0	-	0	0
ASTM 316L	38	21	-	0,20	0,16	-

Unidades imperiales

Grado	Ataques de corrosión por grietas iniciados, %			Profundidad máxima, mm
	120°F	140°F	160°F	120°F	140°F	160°F
Sandvik 2RK65	-	0	0	-	0	0
ASTM 316L	38	21	-	0,008	0,006	-

Tratamiento térmico

Los tubos se entregan en condición tratada térmicamente. Si se necesita un tratamiento térmico adicional después de un procesamiento adicional, se recomienda lo siguiente.

Recocido de solución: 1080–1150°C (1975–2100°F), 5–30 minutos, enfriamiento rápido al aire o agua.

Otros

Formas de suministro:

Tubo y tubería sin costura se suministran en dimensiones hasta 230 mm (9,1 pulg.) de diámetro exterior en condición de recocido de solución y decapado blanco o en condición de recocido brillante. Los tubos pueden doblarse según planos del cliente y, a petición, recocerse después del doblado.

Accesorios: Las curvas de 90° se fabrican como estándar en Sandvik 2RK65™ según ANSI B16.9 y, donde sea aplicable, ASTM A403. Las bridas se fabrican como estándar según ANSI B16.5 en forma de bridas deslizantes (clase 150) y bridas de cuello de soldadura (clase 300), y según secciones relevantes de ASTM A182. Los accesorios pueden fabricarse según otras normas por acuerdo. Otros tipos de accesorios como reducciones, tes y acoples también pueden suministrarse a petición.

Otras formas de suministro:

• Tubo y tubería soldados
• Tira, recocida o laminada en frío a diferentes grados de dureza
• Alambre, estirado o rectificado
• Barra de acero
• Chapa y plancha
• Tuboplacas forjadas
• Consumibles de soldadura

Soldadura

La soldabilidad del Sandvik 2RK65™ es buena. La soldadura debe realizarse sin precalentamiento, y normalmente no hay necesidad de ningún tratamiento térmico posterior. Los métodos adecuados de soldadura por fusión son soldadura manual con electrodo revestido (MMA/SMAW) y soldadura por arco protegido por gas, con el método TIG/GTAW como primera opción.

En común con todos los aceros inoxidables totalmente austeníticos, el Sandvik 2RK65™ tiene baja conductividad térmica y alta expansión térmica. Los planes de soldadura deben, por lo tanto, seleccionarse cuidadosamente con antelación, de modo que las distorsiones de la junta soldada se minimicen. Si las tensiones residuales son una preocupación, se puede realizar un recocido de solución después de la soldadura.

Para Sandvik 2RK65™, se recomienda una aporte de calor de <1,0 kJ/mm y temperatura entre pasadas de <100°C (210°F). Debe utilizarse una técnica de soldadura de cordón simple.

Metales de aporte recomendados por temperatura:

• Soldadura TIG/GTAW o MIG/GMAW
  • ISO 14343 S 20 25 5 Cu L / AWS A5.9 ER385 (p. ej. Exaton 20.25.5.LCu)
• Soldadura MMA/SMAW
  • ISO 3581 E 20 25 5 Cu N L R / AWS A5.4 E385-16 (p. ej. Exaton 20.25.5.LCuR)
  • ISO 14343 S 20 25 5 Cu L alambre o electrodos de tira se recomiendan para soldadura de revestimiento de tuboplacas y recipientes de alta presión en casos donde se requiera resistencia a la corrosión igual a la del Sandvik 2RK65™.