ASTM A333 Grado 3 es un tubo de acero con 3,5 % de níquel para servicio de baja temperatura, ensayado al impacto a −150 °F, es decir −100 °C. Tiene un límite elástico mínimo de 275 MPa (40.000 psi) y una resistencia a la tracción mínima de 485 MPa (70.000 psi). El níquel es lo que lo mantiene tenaz muy por debajo de la temperatura a la que se aceptan los grados al carbono como el Grado 6.
Descargar ficha de datos del tubo ASTM A333 Grado 3 (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 – 24 pulg (12,7 – 610 mm)
- Espesor de pared Cédula 40 – cédula 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 anticorrosivo
- Proceso de fabricación Sin costura, ERW o soldado
- Tratamiento térmico Normalizado
- Norma de suministro ASTM A333 / ASME SA333, dimensiones según ASME B36.10M
- Condición de entrega Normalizado; ensayado al impacto a −150 °F (−100 °C)
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 al colocar la orden.
- Certificado En cada pedido se entrega de serie el 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 de ASTM A333 Grado 3 (%)
| Elemento | Requisito | Elemento | Requisito |
|---|---|---|---|
| Carbono, C | 0,19 máx. | Silicio, Si | 0,18 – 0,37 |
| Manganeso, Mn | 0,31 – 0,64 | Níquel, Ni | 3,18 – 3,82 |
| Fósforo, P | 0,025 máx. | Cromo, Cr | sin requisito |
| Azufre, S | 0,025 máx. | Molibdeno, Mo | sin requisito |
El Grado 3 es el grado con 3,5 % de níquel, y el rango de níquel de 3,18 a 3,82 % es el renglón de la tabla que lo separa de los grados al carbono de la misma especificación. El níquel en solución sólida baja la temperatura a la que el acero pasa del desgarre dúctil a la clivaje frágil, y por eso el Grado 3 puede calificarse a −100 °C mientras el Grado 6, un acero al carbono sin níquel, se detiene en unos −45 °C. El máximo de carbono se mantiene en 0,19 % y el fósforo y el azufre en 0,025 % cada uno, porque los tres van contra la tenacidad a baja temperatura. El rango de silicio de 0,18 a 0,37 % es el rango de desoxidación que se usa en estos aceros al níquel y no una adición de aleación. El molibdeno no es un requisito del grado, aunque algunas tablas publicadas le atribuyen un límite residual.
Fuente: requisitos de composición química de ASTM A333 / ASME SA333, tabla 1. La norma es el documento que rige.
Propiedades mecánicas de ASTM A333 Grado 3
| Grado | Resistencia a la tracción | Límite elástico | Alargamiento | Ensayo de impacto |
|---|---|---|---|---|
| A333 Grado 3 | 485 MPa mín. (70.000 psi) | 275 MPa mín. (40.000 psi) | 30 % mín. | Charpy V a −150 °F (−100 °C): 18 J de promedio de tres, 14 J mínimo individual |
El Grado 3 es un grado de mayor resistencia que el Grado 6 de la misma especificación: el límite elástico mínimo es 275 MPa frente a 240 MPa, y la resistencia a la tracción mínima 485 MPa frente a 415 MPa, así que bajar de temperatura no cuesta resistencia. El requisito de impacto es la razón por la que se compra el grado: tres probetas Charpy V tomadas en sentido longitudinal, con un promedio de al menos 18 J y ninguna probeta individual por debajo de 14 J, ensayadas a −100 °C. Cuando la pared no da para una probeta completa de 10 x 10 mm, se ensayan probetas de menor tamaño y los valores de aceptación se reducen en proporción, con el tamaño de probeta indicado en el informe de ensayo.
Fuente: requisitos de tracción de ASTM A333 / ASME SA333, tabla 1. La norma es el documento que rige.
Grados de tubo para baja temperatura: contenido de níquel y temperatura de ensayo de impacto
| Grado | Contenido de níquel | Temperatura de ensayo de impacto | Servicio típico a baja temperatura |
|---|---|---|---|
| A333 Grado 6 | ninguno – acero al carbono | −45 °C (−50 °F) | Tubería de proceso fría por encima de unos −45 °C |
| A333 Grado 3 | 3,18 – 3,82 % de níquel | −100 °C (−150 °F) | Proceso frío y servicio refrigerado hasta unos −100 °C |
| A333 Grado 8 | 8,40 – 9,60 % de níquel | −195 °C (−320 °F) | GNL y otros servicios criogénicos |
No son tres puntos de una misma escala; cada uno es un acero distinto. El Grado 6 alcanza su tenacidad por tamaño de grano fino y normalizado, sin ninguna adición de aleación. El Grado 3 agrega alrededor de 3,5 % de níquel, suficiente para calificarlo unos 55 °C más frío que el Grado 6 manteniendo la misma energía de aceptación y subiendo un escalón de resistencia. El Grado 8 agrega alrededor de 9 % de níquel — otra aleación, mucho más cara, con su propia práctica de soldadura, tratamiento térmico y fabricación — y es el grado que se usa para gas natural licuado y servicios criogénicos similares. Las temperaturas de la tabla son temperaturas de ensayo de impacto publicadas; la temperatura máxima de servicio para un diseño dado sale del código aplicable, no del grado.
Qué es el tubo ASTM A333 Grado 3
ASTM A333 Grado 3 es un tubo de acero sin costura o soldado para servicio de baja temperatura, fabricado con una composición de 3,5 % de níquel y ensayado al impacto a −150 °F, es decir −100 °C. Tiene un límite elástico mínimo de 275 MPa (40.000 psi) y una resistencia a la tracción mínima de 485 MPa (70.000 psi), lo que lo sitúa un escalón de resistencia por encima del Grado 6 sin níquel de la misma especificación. El tubo se suministra normalizado, y el ensayo de impacto a la temperatura especificada es un requisito obligatorio del grado y no un extra opcional. En la práctica el Grado 3 se pide cuando la temperatura de diseño ya cayó por debajo del punto en el que se aceptan los grados al carbono, un límite que se suele tomar en unos −45 °C.
Por qué 3,5 % de níquel
La tenacidad a baja temperatura es una propiedad de la estructura cristalina y no de la resistencia. El níquel disuelto en la ferrita cambia la temperatura a la que el modo de fractura del acero pasa del desgarre dúctil a la clivaje frágil, y lo hace de forma bastante predecible a medida que sube el contenido de níquel: unos pocos por ciento de níquel cubren el rango hasta unos −70 a −100 °C, y el 9 % de níquel llega a temperaturas de nitrógeno líquido. Por eso el A333 Grado 3 lleva un rango de níquel y no una cifra única, y por eso el rango se mantiene tan estrecho como 3,18 a 3,82 %: el límite inferior es un requisito de tenacidad y el superior un límite de costo y de soldabilidad. Los límites de carbono, fósforo y azufre se aprietan al mismo tiempo, porque cada uno ataca la tenacidad por una vía distinta.
Cómo se sitúa el Grado 3 entre el Grado 6 y los grados con 9 % de níquel
El A333 Grado 6 es un acero al carbono calmado y de grano fino, sin níquel, ensayado al impacto a unos −45 °C. El A333 Grado 3 agrega alrededor de 3,5 % de níquel y lleva el ensayo de impacto a −150 °F, o −100 °C: unos 55 °C más frío, con la misma energía de aceptación y un escalón de resistencia más. El A333 Grado 8 es otra metalurgia — de unos 8,40 a 9,60 % de níquel, ensayado al impacto a −195 °C para gas natural licuado y servicios criogénicos similares, y un acero mucho más caro con sus propias reglas de soldadura y tratamiento térmico. El Grado 3 es por tanto el escalón intermedio, y cubre la banda más amplia de servicio de proceso frío ordinario: más frío de lo que alcanza el Grado 6, pero no tanto como para justificar el costo del 9 % de níquel.
Los grados de baja temperatura se comparan entre sí por temperatura de ensayo de impacto abajo.
Dónde se usa el tubo A333 Grado 3
El Grado 3 se especifica donde una línea de acero al carbono trabaja más fría que unos −45 °C pero no entra en el rango criogénico: tubería de proceso a baja temperatura en refinerías, procesamiento de gas y plantas petroquímicas; tubería de cajas frías y de separación de aire cuya temperatura de diseño queda entre lo que alcanzan el Grado 6 y los grados con 9 % de níquel; líneas de almacenamiento y transferencia refrigeradas; servicio de gas licuado a temperaturas moderadas de refrigeración; y las secciones más frías de plantas de amoniaco y petroquímicas. También se usa donde manda una temperatura ambiente de diseño muy baja. Como el grado se pide por su ensayo de impacto y no por su resistencia, la temperatura de diseño en la consulta es el dato más útil que puede dar un comprador, y debe declararse junto con la medida y la pared.
Pedido, tratamiento térmico y certificación
El Grado 3 se suministra normalizado, y el normalizado es parte de la especificación y no una preferencia de la acería, porque la estructura de grano que produce es parte de aquello de lo que depende el resultado de impacto. El tubo se suministra sin costura o soldado, casi siempre de 1/2 pulgada a unas 24 pulgadas de diámetro exterior con dimensiones según ASME B36.10M, en las cédulas habituales — NPS 4 cédula 40 y NPS 6 cédula 80, por ejemplo — o con una pared especificada. El certificado de fábrica debe leerse en tres cosas: la química, y en particular el contenido de níquel; los resultados de tracción y de límite elástico frente a los mínimos de 485 MPa y 275 MPa; y los resultados de impacto junto con la temperatura de ensayo y el tamaño de probeta, ya que una probeta de menor tamaño se acepta con una energía menor que una completa. En el tubo soldado también se ensayan al impacto la soldadura y la zona afectada por el calor.
Cómo leer los datos de impacto en un certificado de A333 Grado 3
El Grado 3 se compra por su comportamiento al impacto, así que el certificado es donde está el valor del pedido. Estos son los campos que deciden si el tubo se puede aceptar sin discusión.
| Campo del certificado | Qué tiene que mostrar | Por qué importa |
|---|---|---|
| Norma y edición | ASTM A333/A333M, con el año de la edición | El requisito de impacto, y la tolerancia por probeta de menor tamaño, son los de la edición nombrada en la orden |
| Grado y tratamiento térmico | Grado 3, con la condición que exige la norma para ese grado | El tratamiento térmico es parte del requisito del grado, no una elección de acabado |
| Temperatura de ensayo | La temperatura de ensayo que exige la norma para el Grado 3, declarada en el certificado | Un certificado de Grado 6 con el mismo tonelaje no satisface una línea de Grado 3 |
| Tamaño de probeta | Completa de 10 x 10 mm, o la de menor tamaño realmente ensayada (10 x 7,5 o 10 x 5 mm) | La energía absorbida aceptada baja con el tamaño de probeta. Un valor de energía citado sin el tamaño de probeta no se puede verificar contra la norma |
| Resultados | Energía absorbida individual y promedio, con la orientación de la entalla | Donde se exigen valores individuales y promedio, un buen promedio no cubre un resultado individual bajo |
| Trazabilidad | Número de colada, y el laboratorio de ensayo cuando la orden nombra uno | Un testigo de tercera parte o un laboratorio designado tienen que coordinarse antes de correr el ensayo, no después |
Fuente: requisitos de ensayo de impacto y aceptación de ASTM A333/A333M. Las energías de aceptación no se reproducen aquí porque el valor cambia con el tamaño de probeta; la tabla aplicable es la de la edición nombrada en la orden de compra.
Disponibilidad: cómo se pide realmente el Grado 3
El Grado 3 es un grado de bajo volumen. En la mayoría de los mercados no es un artículo de stock, así que el pedido es una corrida de acería, y la cantidad de esa corrida es lo que mueve tanto el precio como la fecha. Cuatro puntos prácticos deciden si el programa se sostiene.
- Tonelaje y mezcla de medidas. Una sola medida pequeña es el pedido más difícil de colocar. Mezclar medidas del mismo grado en una colada suele ser más fácil para la acería, así que envíe la lista completa en lugar de la primera medida.
- El ensayo de impacto hay que planearlo. La preparación de probetas y el ensayo de laboratorio están dentro de la secuencia de producción, y un ensayo presenciado no se puede agregar después de fabricar el tubo. El requisito de ensayo va en la consulta, no en la orden de compra.
- Inspección de tercera parte. Cuando el proyecto exige un testigo, el punto de testigo es el ensayo de impacto, así que el organismo de inspección tiene que designarse antes de que empiece la producción. Designarlo en la etapa de embarque significa un reensayo o una desviación.
- El Grado 6 es el grado de volumen. Donde la temperatura de diseño permite el Grado 6, mejora la disponibilidad y el artículo suele estar en stock. Esa es una decisión de diseño y no de compra, porque los dos grados están calificados para temperaturas mínimas de servicio distintas, y sustituir uno por otro cambia la base del diseño.
Fuente: la disponibilidad y la programación descritas aquí son un criterio de compra basado en cómo se producen los grados de bajo volumen; el tonelaje, la cantidad de corrida y el plazo para una consulta concreta se confirman contra el programa de la acería al cotizar.
Aplicaciones típicas
- Tubería de proceso a baja temperatura en refinerías y plantas de gas
- Tubería de cajas frías y de separación de aire por debajo del límite del Grado 6
- Líneas de almacenamiento y transferencia refrigeradas
- Servicio de gas licuado por encima del rango criogénico
- Tubería en climas fríos con una temperatura ambiente de diseño muy baja
Normas cubiertas
Preguntas frecuentes
¿A qué temperatura se ensaya al impacto el A333 Grado 3?
El Grado 3 se ensaya al impacto a −150 °F, es decir −100 °C — unos 55 °C más frío que el Grado 6 sin níquel de la misma especificación. Se ensayan tres probetas Charpy V en sentido longitudinal y el promedio debe alcanzar 18 J, sin ninguna probeta individual por debajo de 14 J. Cuando la pared es demasiado delgada para una probeta completa se usan probetas de menor tamaño con valores de aceptación reducidos en proporción.
¿Cuál es la diferencia entre A333 Grado 3 y Grado 6?
Contenido de níquel, temperatura de impacto y resistencia. El Grado 6 es un acero al carbono sin níquel, ensayado al impacto a unos −45 °C, con un límite elástico mínimo de 240 MPa y una tracción mínima de 415 MPa. El Grado 3 contiene de 3,18 a 3,82 % de níquel y se ensaya al impacto a −100 °C, con un límite elástico mínimo de 275 MPa y una tracción mínima de 485 MPa. El Grado 3 se elige cuando la temperatura de diseño está por debajo de aquello para lo que se acepta el Grado 6.
¿Se puede usar A333 Grado 3 para servicio de GNL?
No. El gas natural licuado se maneja a unos −162 °C y se ensaya aún más frío, muy por debajo de los −100 °C a los que está calificado el Grado 3. Ese servicio criogénico exige el grado con 9 % de níquel A333 Grado 8, o un acero inoxidable austenítico como A312 TP304 o TP316. La temperatura de diseño y el código aplicable deciden el material, y el Grado 3 deja de ser la respuesta cuando el servicio baja de unos −100 °C.
¿El A333 Grado 3 se suministra sin costura o soldado?
La ASTM A333 cubre tubo sin costura y soldado, así que el nombre del grado por sí solo no dice cuál se suministró; la ruta de fabricación se declara en la orden y en el certificado de fábrica. El tubo soldado lleva la inspección de soldadura adicional que la orden especifique y, como el requisito de impacto es la razón de ser del grado, se ensayan al impacto la soldadura y la zona afectada por el calor además del metal base.
Dónde seguir
- Tubo de acero para baja temperatura ASTM A333 – tubo para servicio de baja temperatura
- Tubo ASTM A333 Grado 6 – el grado de tubo al carbono de baja temperatura
- Tubo ASTM A106 Grado B – el grado sin costura de alta temperatura más cotizado
- Servicio de baja temperatura – tenacidad al impacto y dónde deja un grado de estar calificado
- Solicitar una cotización – envíe el grado, la medida, la cantidad y el puerto de destino
- Tubo de caldera e intercambiador de calor – tubo especificado por diámetro exterior y pared
- Codo soldado a tope – codos soldados a tope según ASME B16.9
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