Tubería de acero sin costura para calderas y plantas petroquímicas: grados de materiales, estándares y aplicaciones

Los tubos de acero sin costura son materiales esenciales en plantas petroquímicas, refinerías, centrales eléctricas, calderas, intercambiadores de calor y sistemas de tuberías de presión. Las diferentes condiciones operativas (incluidas altas temperaturas, alta presión, corrosión, servicio de hidrógeno y entornos de baja temperatura) requieren diferentes grados de acero y especificaciones de materiales.

 

Para cumplir con estas aplicaciones exigentes, los tubos de acero sin costura se fabrican en varios grados de acero al carbono, acero aleado, acero Cr-Mo y acero de baja temperatura de acuerdo con estándares internacionales como ASTM, ASME, EN/DIN, JIS y GB.

 

Esta guía presenta los principales productos de tuberías de acero sin costura utilizados en las industrias petroquímica y de calderas y sus aplicaciones típicas.

 

Descripción general de los materiales de tuberías de acero sin costura

Los materiales primarios utilizados en calderas y sistemas petroquímicos se pueden dividir en:

Categoría de material	Características principales
Acero al carbono	Económico, buena soldabilidad.
Acero Mo	Resistencia mejorada a altas temperaturas
Acero Cr-Mo-V	Excelente resistencia a la fluencia
Acero Cr-Mo	Resistencia a altas temperaturas y presiones
Acero Cr-Mo-W	Estabilidad térmica mejorada
Acero de baja temperatura	Adecuado para servicio criogénico

Cada material está diseñado para condiciones de operación específicas.

 

Tubos sin soldadura de acero al carbono

El acero al carbono sigue siendo el material más utilizado para tuberías de calderas y petroquímicas debido a sus buenas propiedades mecánicas y rentabilidad.

Grados y estándares típicos

Estándar GB	Estándar ASTM/ASME	Estándar EN/DIN	Estándar JIS
10	ASTM A106 Grado B	St35.8	STB340
20	ASME SA-106B	St45.8	STB410
20G	ASMESA-106C	—	STB510
20MnG	ASTM A192	P235GH	—
25MnG	ASTM A210A1	P265GH	—
Q345B/C/D/E	ASTM A210C	—	—

Aplicaciones típicas

Tubos economizadores

Tubos de pared de agua

Colectores de calderas

Tubos intercambiadores de calor

Tubería de refinería

Tubos para hornos petroquímicos.

 

Tubos sin costura de acero Mo

El acero de aleación de molibdeno ofrece una resistencia a la fluencia mejorada y un rendimiento a altas temperaturas en comparación con el acero al carbono ordinario.

Grados típicos

Grado GB	Grado ASTM/ASME	Grado EN	Grado JIS
15MoG	SA-209 T1	16Mo3	STBA12
20MoG	SA-209 T1a/T1b	—	STBA13

Aplicaciones

Tubos de pared de agua

tubos de sobrecalentador

Tubos recalentadores

Sistemas de calderas de media temperatura.

Ventajas

Mejor resistencia a la oxidación

Resistencia a la fluencia mejorada

Estabilidad térmica mejorada

 

Tubos sin costura de acero Cr-Mo-V

El acero Cr-Mo-V está diseñado para un servicio prolongado bajo temperaturas elevadas y altas presiones.

Grados típicos

Grado GB	Grado EN/DIN
12Cr1MoVG	12CrMoV
12Cr2MoWVTiB	14MoV63

Aplicaciones

tubos de sobrecalentador

Tubos recalentadores

Cabezales de alta presión

Tubos para hornos petroquímicos.

Tubos intercambiadores de calor

Ventajas

Alta resistencia a la fluencia

Excelente estabilidad a altas temperaturas

Larga vida útil en centrales eléctricas.

 

Tubos sin costura de acero Cr-Mo

El acero Cr-Mo es uno de los materiales de aleación más utilizados en calderas y sistemas petroquímicos modernos.

Grados típicos y equivalentes internacionales

Grado GB	Grado ASTM/ASME	Grado EN/DIN	Grado JIS
12CrMoG	T/P11	10CrMo5-5	STBA20
15CrMoG	T/P12	13CrMo4-5	STBA22
12Cr2MoG	T/P22	10CrMo9-10	STBA23

Aplicaciones

tubos de sobrecalentador

Tubos recalentadores

Tubería principal de vapor

Sistemas de calderas de alta presión.

Tuberías de procesos petroquímicos

Beneficios clave

Excelente resistencia al calor

Resistencia superior a la presión

Buena soldabilidad

Estabilidad térmica a largo plazo

 

Grados avanzados de acero de aleación Cr-Mo

A medida que aumentan los requisitos de eficiencia en la generación de energía, se utilizan cada vez más aceros de aleación avanzados.

Grados comunes

Grado GB	Grado ASTM/ASME
10Cr9Mo1VNbN	T/P23
10Cr9MoW2VNbBN	T/P24
12Cr1Mo	T/P5
12Cr5MoI/NT	T/P9
12Cr9MoI/NT	T/P91
—	T/P92

Aplicaciones típicas

Calderas ultrasupercríticas

Sistemas de vapor de alta temperatura.

Centrales eléctricas avanzadas

Unidades de proceso de refinería

Ventajas

Excelente resistencia a la fluencia

Requisitos de espesor de pared reducido

Mayor eficiencia operativa

Vida útil extendida

 

Tuberías de acero al carbono y acero al níquel para bajas temperaturas

Los sistemas de tuberías de baja temperatura requieren materiales que mantengan su dureza en condiciones criogénicas.

Grados típicos

Grado GB	Grado ASTM/ASME	Grado JIS
16MnDG	ASTM A333 Grado 1	STPL380
10MnDG	ASTM A333 Grado 6	STPL450
09DG	ASTM A333 Grado 3	—

Aplicaciones

Instalaciones de GNL

Tanques de almacenamiento criogénicos

Tuberías de baja temperatura

Plantas de procesamiento de gas natural

Ventajas

Excelente resistencia al impacto

Resistencia a la fractura frágil

Rendimiento confiable a baja temperatura

 

Selección del material adecuado para tuberías de acero sin costura

Para sistemas de calderas

Materiales recomendados:

20G

ASTM A210

SA-209 T1

T11

T22

P91

 

Para hornos petroquímicos

Materiales recomendados:

ASTM A335 P11

ASTM A335 P22

ASTM A335 P91

15CrMoG

12Cr1MoVG

 

Para intercambiadores de calor

Materiales recomendados:

ASTM A192

ASTM A210

ASTM A213 T11

ASTM A213 T22

 

Para GNL y servicio criogénico

Materiales recomendados:

ASTM A333 Grado 6

16MnDG

10MnDG

 

Preguntas frecuentes

1. ¿Cuál es el material más común para los tubos de calderas?

20G, ASTM A210, ASTM A192 y ASTM A213 T11/T22 se encuentran entre los materiales de tubos de calderas más utilizados.

2. ¿Para qué se utiliza la tubería P91?

P91 se usa comúnmente en plantas de energía ultrasupercríticas y sistemas de tuberías de vapor de alta temperatura.

3. ¿Cuál es la diferencia entre T11 y T22?

T22 contiene más cromo y molibdeno, lo que proporciona mejor resistencia a altas temperaturas y resistencia a la fluencia.

4. ¿Qué tubo sin costura es adecuado para hornos de refinería?

15CrMoG, P11, P22 y P91 se utilizan comúnmente para aplicaciones de hornos petroquímicos.

¿Qué material se utiliza para los ductos de GNL?

ASTM A333 Grado 6 y 16MnDG se utilizan ampliamente para servicios de GNL y de baja temperatura.