El ASTM A335 P11 — también escrito ASME SA335 Grado P11, UNS K11597 — es una tubería de acero aleado con 1,25 por ciento de cromo y 0,5 por ciento de molibdeno para servicio de alta temperatura. Normalizada y revenida, tiene un límite elástico mínimo de 205 MPa y una resistencia a la tracción mínima de 415 MPa, y es el escalón más bajo de la escalera cromo-molibdeno usada para tubería de vapor y de proceso, por debajo del P22 y el P91.
Descargar ficha de datos de la tubería de acero aleado ASTM A335 P11 (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 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
- 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 P11 (%)
| Elemento | Rango | Elemento | Rango |
|---|---|---|---|
| Carbono, C | 0,05 – 0,15 | Níquel, Ni | 0,50 máx. |
| Manganeso, Mn | 0,30 – 0,60 | Cromo, Cr | 1,00 – 1,50 |
| Fósforo, P | 0,025 máx. | Molibdeno, Mo | 0,44 – 0,65 |
| Azufre, S | 0,025 máx. | ||
| Silicio, Si | 0,50 – 1,00 |
Los rangos de cromo y molibdeno son los que le dan al P11 su resistencia a temperatura elevada y su resistencia a la oxidación y al ataque por vapor; 1,25 por ciento de cromo es el nivel más bajo en el que normalmente se especifica un grado de tubería cromo-molibdeno. El rango de carbono es deliberadamente bajo para que el acero siga siendo soldable y tenaz, y el fósforo y el azufre se mantienen a 0,025 por ciento cada uno porque ambos reducen la ductilidad a fluencia. El silicio se especifica a 0,50 a 1,00 por ciento, más alto que en los grados de tubería de acero al carbono, lo que contribuye a la resistencia a la oxidación a temperatura. La cifra de níquel es un control de residuales antes que una adición de aleación. Algunas tablas publicadas dan límites de silicio o de residuales ligeramente distintos, de modo que el certificado de fábrica debe leerse contra la edición de A335 que nombre la orden.
Fuente: requisitos de composición química de ASTM A335 / ASME SA335, tabla 1. La norma es el documento que rige.
Propiedades mecánicas del ASTM A335 P11 (normalizado y revenido)
| Grado | Resistencia a la tracción | Límite elástico | Alargamiento | Base de ensayo |
|---|---|---|---|---|
| P11 (ASTM A335) | 415 MPa mín. (60.000 psi) | 205 MPa mín. (30.000 psi) | 30 % mín. | Temperatura ambiente, longitudinal |
Estos son los requisitos a temperatura ambiente de ASTM A335 para el Grado P11 en condición normalizada y revenida, y son los mismos que los del P22 — un recordatorio de que la resistencia a temperatura ambiente no es lo que separa a los grados cromo-molibdeno. Los esfuerzos usados para dimensionar una línea caliente son los esfuerzos admisibles a temperatura elevada tabulados en ASME B31.1 y en el Código ASME de Calderas y Recipientes a Presión, y caen a medida que sube la temperatura. Donde se requiere un límite de dureza para un servicio particular — por ejemplo para servicio amargo, donde NACE MR0175 / ISO 15156 limita los aceros al carbono y de baja aleación a 22 HRC (250 HV) — pertenece a la orden de compra y el certificado debe leerse contra él.
Fuente: requisitos de tracción de ASTM A335 / ASME SA335, tabla 1. La norma es el documento que rige.
Tratamiento térmico del ASTM A335 P11
| Ítem | Requisito | Qué hace |
|---|---|---|
| Normalizado | 1650 grados F (900 grados C) mínimo, enfriado al aire | Refina la estructura de grano y produce una estructura uniforme de ferrita-perlita o bainítica |
| Revenido | 1150 grados F (620 grados C) mínimo | Alivia las tensiones dejadas por el normalizado y fija el balance de resistencia, dureza y tenacidad |
| Condición de entrega | Normalizado y revenido | La condición en la que aplican las propiedades a temperatura ambiente de arriba |
| Registro | Registrado en el certificado de fábrica | La temperatura de revenido es el control que gobierna cómo se comporta el acero en servicio prolongado |
A335 especifica temperaturas mínimas para el normalizado y el revenido de los grados ferríticos cromo-molibdeno, de modo que una acería es libre de trabajar más caliente que la tabla pero no más frío. El mínimo importa porque normalizar por debajo de la temperatura crítica inferior deja partes de la estructura sin transformar, y un revenido insuficiente deja el acero demasiado duro y quebradizo para una pieza a presión. Las temperaturas reales usadas para la colada suministrada aparecen en el certificado de fábrica junto con los resultados de tracción y límite elástico, y deben leerse como un conjunto: el mismo grado revenido a dos temperaturas distintas puede mostrar dureza y tenacidad notablemente distintas.
La escalera cromo-molibdeno: P11, P22 y P91 a temperatura ambiente
| Grado | UNS | Composición nominal | Tracción mín. | Límite elástico mín. |
|---|---|---|---|---|
| P11 | K11597 | 1,25Cr – 0,5Mo | 415 MPa (60.000 psi) | 205 MPa (30.000 psi) |
| P22 | K21590 | 2,25Cr – 1Mo | 415 MPa (60.000 psi) | 205 MPa (30.000 psi) |
| P91 | K91560 | 9Cr – 1Mo – V | 585 MPa (85.000 psi) | 415 MPa (60.000 psi) |
El P11 y el P22 llevan resistencias mínimas a temperatura ambiente idénticas, y el P91 es el único de los tres que es más resistente a temperatura ambiente. La razón para subir la escalera, por lo tanto, no es la tabla de arriba sino el esfuerzo admisible a temperatura elevada: a medida que sube el contenido de cromo y molibdeno, el grado sostiene más esfuerzo a una temperatura dada, de modo que una pared más delgada llevará la misma presión. Eso es lo que decide entre P11, P22 y P91 en una clase de tubería, y es por lo que la elección la hace el diseñador desde la temperatura y la presión de operación antes que el comprador desde la ficha de especificación.
¿Qué es la tubería ASTM A335 P11?
El ASTM A335 P11 — ASME SA335 Grado P11, UNS K11597 — es una tubería sin costura de acero aleado para servicio de alta temperatura con 1,00 a 1,50 por ciento de cromo y 0,44 a 0,65 por ciento de molibdeno, normalmente escrito 1,25Cr-0,5Mo. En condición normalizada y revenida tiene un límite elástico mínimo de 205 MPa (30.000 psi) y una resistencia a la tracción mínima de 415 MPa (60.000 psi) — la misma resistencia a temperatura ambiente que una tubería de caldera de acero al carbono simple, que es exactamente el punto. El P11 no se compra por la resistencia a temperatura ambiente; se compra por la resistencia que conserva a temperatura, donde el cromo resiste la oxidación y el ataque por vapor y el molibdeno eleva la temperatura a la que el acero empieza a fluir.
Dónde se sitúa el P11: por debajo del P22 y el P91
El P11 es el escalón inferior de la escalera cromo-molibdeno, el P22 el intermedio y el P91 el superior. El P22 lleva 1,90 a 2,60 por ciento de cromo y 0,87 a 1,13 por ciento de molibdeno; el P91 lleva 8,00 a 9,50 por ciento de cromo con adiciones de vanadio y niobio y es además aproximadamente un 40 por ciento más resistente a temperatura ambiente. Los tres siguen la misma idea ferrítica cromo-molibdeno, pero el esfuerzo admisible que cada uno sostiene a temperatura sube empinadamente con el contenido de aleación: a 540 grados Celsius el paso de P11 a P22 ya vale una pared más delgada, y el paso de P22 a P91 vale mucho más de nuevo. La elección es una decisión de diseño hecha desde la temperatura de operación, la presión y las tablas de esfuerzo admisible del código aplicable. El P11 se especifica donde la temperatura está en el extremo bajo de los tres y el cromo extra del P22 no compra nada que el diseño realmente necesite.
Los tres grados y el contenido de cromo detrás de ellos se muestran abajo.
El límite superior de temperatura del P11, y por qué existe
El propio A335 no fija una temperatura máxima de servicio. El límite para el P11 sale del esfuerzo admisible que el código de diseño tabula para el grado a la temperatura de diseño, y la guía publicada comúnmente sitúa el techo práctico para el 1,25Cr-0,5Mo en la banda de 540 a 590 grados Celsius. Dos mecanismos lo fijan. El primero es la fluencia: por encima de aproximadamente 430 a 480 grados Celsius un acero de baja aleación empieza a deformarse lentamente bajo carga sostenida, y el esfuerzo admisible cae a medida que sube la temperatura, de modo que la pared necesaria para sostener una presión dada crece hasta dejar de ser económica. El segundo es la oxidación: 1,25 por ciento de cromo forma un óxido protector, pero más delgado y menos protector que el que forma 2,25 por ciento de cromo, de modo que la oxidación y el ataque por el lado del vapor se vuelven limitantes a una temperatura menor. Por encima de esa banda un diseñador pasa a P22, y por encima de P22 a P91 — no porque el P11 falle, sino porque la pared que necesitaría ya no es práctica.
Normalizado y revenido: por qué se especifica el tratamiento térmico
El P11 se suministra normalizado y revenido, y el tratamiento térmico es parte de la especificación antes que una preferencia de acería. El normalizado — calentar a al menos 1650 grados Fahrenheit (900 grados Celsius) y enfriar al aire — refina la estructura de grano y produce una estructura uniforme de ferrita-perlita o bainítica. El revenido a un mínimo de 1150 grados Fahrenheit (620 grados Celsius) alivia entonces las tensiones dejadas por esa estructura y fija el balance de resistencia, dureza y tenacidad. La temperatura de revenido es el control que más importa en servicio, porque decide cómo se comporta el acero después de años a temperatura, y se registra en el certificado de fábrica con los resultados mecánicos. Donde la tubería se suelda, el tratamiento térmico de fabricación sigue la misma lógica y se controla contra ella.
Medidas, soldadura y documentación
El P11 se suministra como tubería sin costura acabada en caliente en las medidas y cédulas usuales, desde 1/2 pulgada hasta aproximadamente 36 pulgadas de diámetro exterior con dimensiones según ASME B36.10M. Las descripciones comerciales típicas son NPS 6 SCH 80, NPS 10 SCH 40 o NPS 16 SCH 60, y se puede pedir un espesor de pared específico donde la clase de tubería lo exija. Los extremos son lisos o biselados. Como el P11 es un acero de grado de fluencia, el certificado de fábrica lleva la química, los resultados de tracción y límite elástico y el registro de tratamiento térmico, y la tubería normalmente se pide con el número de colada rastreable. La soldadura es rutinaria pero no la misma que soldar acero al carbono: el precalentamiento y la temperatura entre pasadas se controlan, el metal de aporte debe coincidir con la composición cromo-molibdeno, y el tratamiento térmico posterior a la soldadura es usual en paredes más pesadas. Los accesorios y bridas en los grados correspondientes WP11 y F11 se usan en la misma línea para que tubería, accesorio y brida compartan una misma base de esfuerzo admisible.
Aplicaciones típicas
- Tuberías de vapor y condensado en plantas de energía a sobrecalentamiento moderado
- Tuberías de proceso de refinería y petroquímica a temperatura elevada
- Tuberías de caldera y generador de vapor por recuperación de calor
- Tuberías de intercambiador de calor y horno de alta temperatura
- Colectores de vapor y líneas de distribución donde el acero al carbono se quedó sin esfuerzo admisible
Normas cubiertas
Qué indicar en la consulta
- ASTM A335 P11, suministrado normalizado y revenido.
- 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 P11 y P22?
El contenido de aleación y, por lo tanto, el esfuerzo admisible a temperatura. El P11 lleva 1,00 – 1,50 por ciento de cromo y 0,44 – 0,65 por ciento de molibdeno; el P22 lleva 1,90 – 2,60 por ciento de cromo y 0,87 – 1,13 por ciento de molibdeno. Sus resistencias mínimas a temperatura ambiente son las mismas, 415 MPa de tracción y 205 MPa de límite elástico, de modo que la diferencia solo aparece cuando la tubería está caliente: el P22 sostiene un esfuerzo admisible mayor y por lo tanto puede operar a mayor temperatura, o a la misma temperatura con una pared más delgada. El P11 es el más barato de los dos y se usa donde la temperatura de diseño no exige P22.
¿Cuál es la temperatura máxima de servicio de la tubería A335 P11?
A335 no fija ninguna. El límite lo fija el esfuerzo admisible que el código de diseño tabula para el 1,25Cr-0,5Mo a la temperatura de diseño — normalmente ASME B31.1 para tubería de energía, o el Código ASME de Calderas y Recipientes a Presión — y la guía publicada comúnmente sitúa el techo práctico en la banda de 540 a 590 grados Celsius. La resistencia a la fluencia, no la especificación a temperatura ambiente, se agota primero. Por encima de esa banda el diseño normalmente pasa a P22 y luego a P91.
¿Qué tratamiento térmico exige la tubería P11?
Normalizado a un mínimo de 1650 grados Fahrenheit (900 grados Celsius), seguido de revenido a un mínimo de 1150 grados Fahrenheit (620 grados Celsius). La tubería se entrega en esa condición normalizada y revenida y el tratamiento se registra en el certificado de fábrica. La temperatura de revenido es la que hay que comprobar, porque controla la dureza y la tenacidad finales, y una acería es libre de trabajar por encima del mínimo.
¿El P11 es lo mismo que el F11?
Son la misma aleación en dos formas de producto. El P11 es el grado de tubería sin costura bajo ASTM A335 y el F11 es el grado forjado bajo ASTM A182; el A234 WP11 es el grado de accesorio forjado correspondiente. La tubería, las bridas y los accesorios en estos tres grados se usan juntos en una línea para que todo el sistema comparta una composición y una base de esfuerzo admisible.
Dónde seguir
- Tubo de acero aleado ASTM A335 – tubo de acero aleado para servicio de alta temperatura
- Tubería ASTM A335 P22 – el grado 2,25Cr-1Mo un escalón por debajo del P91
- Tubería ASTM A335 P91 – tubería 9Cr-1Mo-V para vapor principal y líneas de recalentamiento
- Accesorios de acero aleado – accesorios aleados para servicio de alta temperatura
- Calderas e intercambiadores de calor – tubo y tubería para calderas e intercambiadores de calor
- 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
- Tubo de acero al carbono sin costura ASTM A106 – tubo sin costura para servicio de proceso y caldera
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