El ASTM A335 P91 — también escrito ASME SA335 Grado 91, UNS K91560 — es una tubería de acero aleado con 9 % de cromo y 1 % de molibdeno modificada con vanadio y niobio para servicio de alta temperatura y alta presión. En condición normalizada y revenida tiene un límite elástico mínimo de 415 MPa y una resistencia a la tracción mínima de 585 MPa. Su resistencia a la fluencia a 550 a 600 grados Celsius es mucho mayor que la del grado 2,25Cr-1Mo P22 al que reemplazó, que es por lo que se convirtió en el material estándar para líneas de vapor principal y recalentamiento caliente en las plantas de energía modernas.
Descargar ficha de datos de la tubería ASTM A335 P91 (PDF) Resumen de una página de la gama de suministro, la química, las propiedades mecánicas y los documentos de inspección de esta página. La norma es el documento que rige.
Gama de medidas y especificación
- Diámetro exterior 1/2 pulg – 36 pulg (12,7 – 914 mm)
- Espesor de pared 3,0 – 60 mm (SCH 40 – SCH XXS, o por espesor de pared)
- Longitud SRL 5,8 m, DRL 11,8 m, o longitud fija
- Extremos Extremo liso, extremo biselado
- Tratamiento superficial Barniz negro, desnudo, aceite antioxidante
- Proceso de fabricación Sin costura acabado en caliente
- Tratamiento térmico Normalizado y revenido (1040 – 1080 °C / 730 – 800 °C)
- Norma de suministro ASTM A335 / ASME SA335, dimensiones según ASME B36.10M
- Condición de entrega Normalizado y revenido
Cómo se suministra este grado
- Inspección La realiza el departamento de inspección de la propia acería, independiente de producción, contra la norma de suministro indicada arriba. La inspección de tercera parte — SGS, BV o TUV, o un inspector que usted envíe — se puede coordinar en la acería o antes del embarque; dénos las fechas y el alcance en la etapa del pedido.
- Certificado En cada pedido se entrega de serie un certificado de fábrica según EN 10204 3.1 con el número de colada, la composición química y los resultados mecánicos. El EN 10204 3.2, refrendado por el inspector que usted designe, está disponible a pedido.
- Documentos con la mercancía El certificado de fábrica y la lista de empaque viajan con el embarque, y el número de colada es rastreable desde la colada hasta el producto terminado.
- Embalaje Embalaje marítimo de exportación: atado por medida con protección de extremos, protección anticorrosiva a pedido, estarcido con la medida, el grado y el número de colada.
- Cantidad mínima Un atado o un camión completo; se aceptan medidas mezcladas dentro de un atado.
- Plazo de entrega Se cuenta desde la confirmación del pedido, no desde la consulta. Medidas en stock 5–10 días; corrida de acería o fuera de stock 3–5 semanas. La ventana de entrega queda fijada en la cotización.
- Cómo suministramos Abastecemos a través de acerías aliadas; la acería fabricante se nombra en la cotización.
Composición química del ASTM A335 P91 (%)
| Elemento | Rango | Elemento | Rango |
|---|---|---|---|
| Carbono, C | 0,08 – 0,12 | Níquel, Ni | 0,40 máx. |
| Manganeso, Mn | 0,30 – 0,60 | Aluminio, Al | 0,04 máx. |
| Fósforo, P | 0,020 máx. | Vanadio, V | 0,18 – 0,25 |
| Azufre, S | 0,010 máx. | Niobio, Nb | 0,06 – 0,10 |
| Silicio, Si | 0,20 – 0,50 | Nitrógeno, N | 0,03 – 0,07 |
| Cromo, Cr | 8,00 – 9,50 | ||
| Molibdeno, Mo | 0,85 – 1,05 |
Los rangos son los límites ASTM A335 para el Grado P91. El titanio y el circonio están restringidos por la especificación y ciertas sumas de residuales están limitadas; los valores que importan para pedir son el rango de carbono, los rangos de cromo y molibdeno que aportan la resistencia a alta temperatura, y los rangos de vanadio, niobio y nitrógeno que definen la modificación Grado 91. Un registro de tratamiento térmico acompaña a cada tramo.
Fuente: requisitos de composición química de ASTM A335 / ASME SA335, tabla 1. La norma es el documento que rige.
Propiedades mecánicas del ASTM A335 P91 (normalizado y revenido)
| Grado | Resistencia a la tracción | Límite elástico | Alargamiento | Dureza |
|---|---|---|---|---|
| P91 (ASTM A335) | 585 MPa mín. (85.000 psi) | 415 MPa mín. (60.000 psi) | 20 % mín. | 250 HBW máx. |
Los valores son los requisitos a temperatura ambiente de ASTM A335 para el Grado P91 en condición normalizada y revenida. Los esfuerzos admisibles usados para dimensionar una línea de alta temperatura son los valores a temperatura elevada tabulados en ASME B31.1 y en el Código ASME de Calderas y Recipientes a Presión, no los valores a temperatura ambiente de arriba.
Fuente: requisitos de tracción de ASTM A335 / ASME SA335, tabla 1. La norma es el documento que rige.
¿Qué es la tubería ASTM A335 P91?
El ASTM A335 P91 — también escrito ASME SA335 Grado 91, e identificado por el número UNS K91560 — es una tubería de acero aleado ferrítico para servicio de alta temperatura. El grado es un acero con 9 % de cromo y 1 % de molibdeno modificado con vanadio y niobio y controlado en nitrógeno, normalmente llamado 9Cr-1Mo-V o simplemente Grado 91. En condición normalizada y revenida tiene un límite elástico mínimo de 415 MPa y una resistencia a la tracción mínima de 585 MPa, y su resistencia a la fluencia a 550 a 600 grados Celsius es mucho mayor que la del grado 2,25Cr-1Mo P22 al que reemplazó en el diseño de plantas de energía.
Por qué el P91 reemplazó al P22 en las plantas de energía
La ventaja del P91 es la resistencia a la fluencia a alta temperatura. A la misma presión y temperatura de vapor, una línea de vapor principal de P91 necesita una pared mucho más delgada que una línea de P22, lo que reduce el peso de la tubería, las tensiones térmicas durante el arranque y el paro, y el volumen de soldadura. Ese ahorro es lo que hizo del P91 el material estándar para líneas de vapor principal, recalentamiento caliente y vapor de alta temperatura en las unidades supercríticas y ultra-supercríticas construidas desde los años 1990 en adelante. El precio es un tratamiento térmico exigente: el P91 se normaliza a 1040 a 1080 grados Celsius y se reviene a 730 a 800 grados Celsius, y el control de temperatura durante la fabricación es estricto, porque una temperatura de revenido equivocada puede dejar una zona afectada por el calor de soldadura con dureza o tenacidad inaceptables.
Dónde se usa la tubería P91
El P91 se usa principalmente en plantas de energía de combustibles fósiles y de ciclo combinado — líneas de vapor principal, líneas de recalentamiento caliente, colectores de vapor y tuberías de alta temperatura en calderas y generadores de vapor por recuperación de calor. Fuera de la generación de energía aparece en tuberías de proceso de alta temperatura en refinerías y plantas químicas, y en sistemas de vapor de alta presión donde el P22 necesitaría un espesor de pared impracticable. No es una tubería de uso general: se pide según una clase de tubería específica y su soldadura se califica según el código de tubería de energía.
P91 frente a P22 y P9
Comparado con el P22 (2,25Cr-1Mo), el P91 tiene un mayor contenido de cromo y las adiciones de vanadio y niobio, y en consecuencia un esfuerzo admisible mucho mayor a temperatura elevada — que es lo que permite la pared más delgada. El P9 (9Cr-1Mo) es el grado simple de 9 % de cromo sin la modificación de vanadio-niobio; tiene mejor resistencia a alta temperatura que el P22 pero no alcanza el desempeño de fluencia del P91 y no exige el mismo control estricto de tratamiento térmico. En la práctica un diseñador pasa a P91 solo cuando la temperatura y la presión de operación hacen que el ahorro de espesor de pared valga el mayor costo de material y fabricación.
Medidas, tratamiento térmico e inspección
El ASTM A335 P91 se suministra como tubería sin costura acabada en caliente, normalmente de 1/2 pulgada a 36 pulgadas de diámetro exterior, con extremos lisos o biselados. Las dimensiones siguen ASME B36.10M donde se especifica una pared estándar, o el espesor de pared del comprador. Cada tramo se suministra en condición normalizada y revenida, con el tratamiento térmico registrado en el certificado de fábrica, y el grado normalmente se pide con ensayo de dureza y, donde se especifique, ensayo de impacto. Como el P91 es un acero de grado de fluencia, el certificado de fábrica y el registro de tratamiento térmico son parte de la documentación entregada antes que extras opcionales.
Aplicaciones típicas
- Líneas de vapor principal en plantas de energía
- Líneas de recalentamiento caliente
- Tuberías de alta temperatura de caldera y HRSG
- Colectores de vapor
- Tuberías de proceso de alta temperatura en refinerías
Normas cubiertas
Qué indicar en la consulta
- ASTM A335 P91, con el tratamiento térmico y los requisitos de procedimiento de soldadura indicados.
- Medida y cédula, o diámetro exterior y pared.
- Cantidad y puerto de destino.
- Tipo de certificado y cualquier requisito de inspección.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre P91 y Grado 91?
Son el mismo material. P91 es la designación de grado de ASTM A335 y Grado 91 es el equivalente ASME; UNS K91560 identifica la composición. ASME SA335 P91 y ASTM A335 P91 se refieren a la misma tubería, porque SA335 es la reimpresión ASME de la especificación ASTM.
¿Qué tratamiento térmico exige la tubería P91?
El P91 se suministra normalizado y revenido: normalizado a 1040 a 1080 grados Celsius, seguido de revenido a 730 a 800 grados Celsius. La temperatura de revenido importa, porque demasiado baja deja la dureza demasiado alta y demasiado alta reduce la resistencia a la fluencia, de modo que el tratamiento térmico se registra en el certificado de fábrica y, para las juntas soldadas, se controla durante la fabricación.
¿Se puede soldar el P91 en campo?
Sí, pero exige un procedimiento calificado y control estricto. El P91 tiene que precalentarse, soldarse con aporte térmico controlado y tratarse térmicamente después de la soldadura a una temperatura controlada; la zona afectada por el calor de la soldadura es la parte más sensible a un tratamiento térmico equivocado. La soldadura en campo es normal en tuberías de plantas de energía, pero se hace según una especificación de procedimiento de soldadura calificada y con comprobaciones de dureza en las juntas terminadas.
Dónde seguir
- Tubo de acero aleado ASTM A335 – tubo de acero aleado para servicio de alta temperatura
- Tubo de caldera e intercambiador de calor – tubo especificado por diámetro exterior y pared
- Tubo ASTM A106 Grado B – el grado sin costura de alta temperatura más cotizado
- Tubería ASTM A335 P22 – el grado 2,25Cr-1Mo un escalón por debajo del P91
- Calderas e intercambiadores de calor – tubo y tubería para calderas e intercambiadores de calor
- Calculadora de peso de tubo de acero – calcule el peso de cualquier medida y espesor de pared
- Solicitar una cotización – envíe el grado, la medida, la cantidad y el puerto de destino
- Tubo de acero sin costura API 5L – tubería de línea sin costura según API 5L
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