En muchos casos, sí. Cuando el cordón se inspecciona debidamente, el código ASME asigna la misma tensión admisible al tubo soldado A249 y al tubo sin costura A213. La elección depende del código de diseño, de la preferencia del comprador y de la severidad del servicio. Para intercambiadores conforme al volumen VIII de ASME, el tubo soldado A249 es plenamente conforme. Algunos compradores especifican tubo sin costura (A213) en servicio amargo (NACE MR0175) o en servicio cíclico severo.
Norma ASTM A249 de tubos soldados de acero inoxidable
La ASTM A249 es la especificación estándar para tubos soldados de acero inoxidable austenítico para caldera, sobrecalentador, intercambiador de calor y condensador. La ASTM A213 cubre el tubo sin costura para aplicaciones de transferencia térmica y la ASTM A269 el tubo de uso general. La A249 cubre el hueco decisivo del tubo soldado en aplicaciones de caldera e intercambiador de calor, que combinan una fabricación económica con requisitos de calidad de nivel de código.
La especificación cubre tubos soldados (WLD) y con trabajo en frío intenso (HCW), desde 1/8 in. (3.2 mm) de diámetro interior hasta 12 in. (304.8 mm) de diámetro exterior, con espesores de pared de 0.015 a 0.320 in. (0.4 a 8.1 mm). Incluye los grados estándar de la serie 300 (TP304, TP316L, TP321, TP347), las variantes H de alto carbono para servicio de fluencia y las aleaciones superausteníticas con hasta un 6 % de molibdeno.
El tubo soldado de acero inoxidable ASTM A249 se emplea ampliamente en intercambiadores de carcasa y tubos, condensadores de superficie, calentadores de agua de alimentación, economizadores de caldera y conjuntos de sobrecalentador de los sectores de generación eléctrica, petroquímico, químico y de desalación. Esta guía recoge los grados, la composición química, las propiedades mecánicas, los límites de dureza, las tolerancias dimensionales, el tratamiento térmico, los protocolos de ensayo y las preguntas frecuentes, y aporta al ingeniero los datos necesarios para elegir el tubo soldado adecuado en aplicaciones de transferencia térmica.
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¿Qué es la ASTM A249?
La ASTM A249/A249M es la especificación estándar para tubos soldados de acero austenítico destinados a caldera, sobrecalentador, intercambiador de calor y condensador. Depende del comité ASTM A-1 (acero, acero inoxidable y aleaciones afines), subcomité A01.10 de productos tubulares de acero inoxidable y aleado. La versión vigente es la A249/A249M-24a. La norma está aprobada para su uso por los organismos del Departamento de Defensa de Estados Unidos.
La especificación cubre los Acero inoxidable fabricados por soldadura automática sin metal de aportación, seguida de trabajo en frío (estirado) y recocido de disolución. El tubo con trabajo en frío intenso (HCW) requiere una reducción del área de la sección transversal de al menos el 15 % antes del recocido final y una inspección radiográfica del 100 % del cordón antes del trabajo en frío.
Los requisitos generales se ajustan a la ASTM A1016/A1016M. La especificación ASME equivalente es la SA-249, recogida en el volumen II del Código ASME de Calderas y Recipientes a Presión. Los grados TP304, TP304L y TP347 están aceptados por la División 1 del Volumen VIII de ASME para temperaturas de servicio de hasta -425 °F (-254 °C) sin necesidad de ensayo de impacto.
ASTM A249 frente a A213 y A269: ¿qué especificación emplear?
Tres especificaciones ASTM cubren el tubo de acero inoxidable austenítico para categorías de servicio distintas. Elegir la especificación equivocada lleva a incumplir el código o a asumir costes innecesarios. La tabla siguiente delimita las tres.
| Parámetro | ASTM A249 | ASTM A213 | ASTM A269 |
| Producto | Tubo soldado (DE × espesor de pared) | Tubo sin costura (DE × espesor de pared) | Tubo sin costura y soldado |
| Método de fabricación | Soldado + estirado en frío | Solo sin costura | Sin costura o soldado |
| Uso principal | Calderas, intercambiadores de calor, condensadores | Calderas, sobrecalentadores, intercambiadores de calor | Uso general |
| Metal de aportación | No se admite adición | No aplicable | Sin adición (soldado) |
| Ensayos mecánicos | Tracción, aplastamiento, rebordeado, plegado inverso | Abocardado, aplastamiento y dureza | Abocardado, rebordeado y dureza |
| ¿Se exige dureza? | Sí (Rockwell/Vickers) | Sí (Brinell/Rockwell) | Sí (Brinell/Rockwell) |
| Prueba hidrostática / END | Uno de los dos (a elección del comprador) | Obligatorio | Uno de los dos (a elección del fabricante) |
| ¿Opción HCW? | Sí (mínimo 35 % de trabajo en frío) | No | No |
| Código ASME | Volumen I, volumen VIII | Volumen I, volumen VIII | Volumen VIII, división 1 |
Regla práctica: si la aplicación es una caldera, un sobrecalentador o un intercambiador de calor y se admite tubo soldado, especifique la A249. Si esa misma aplicación exige tubo sin costura, especifique la A213. Para tubo de uso general —instrumentación, farmacéutico, alimentario—, especifique la A269.
Composición química de la ASTM A249
La composición química se fija en la tabla 1 de la especificación A249. En los grados equivalentes coincide con la de la A213 y la A312; la diferencia clave es que la A249 es una especificación dedicada al tubo soldado, por lo que los grados L de bajo carbono representan una proporción mayor de los pedidos. La tabla siguiente recoge los grados que más se piden.
| Elemento | TP304 | TP304L | TP316 | TP316L | TP321 | TP347 |
| Carbono, máx. | 0.08 | 0.030 | 0.08 | 0.030 | 0.08 | 0.08 |
| Manganeso, máx. | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 |
| Fósforo, máx. | 0.045 | 0.045 | 0.045 | 0.045 | 0.045 | 0.045 |
| Azufre, máx. | 0.030 | 0.030 | 0.030 | 0.030 | 0.030 | 0.030 |
| Silicio, máx. | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
| Cromo | 18.0–20.0 | 18.0–20.0 | 16.0–18.0 | 16.0–18.0 | 17.0–19.0 | 17.0–19.0 |
| Níquel | 8.0–11.0 | 8.0–12.0 | 10.0–14.0 | 10.0–14.0 | 9.0–12.0 | 9.0–12.0 |
| Molibdeno | — | — | 2.0–3.0 | 2.0–3.0 | — | — |
| Titanio | — | — | — | — | 5×C min | — |
| Niobio (Cb) | — | — | — | — | — | 10×C min |
| Hierro | Resto | Resto | Resto | Resto | Resto | Resto |
Nota:Un análisis por colada, tomado de un tramo de semiproducto laminado en plano o de un tubo. Las tolerancias del análisis de producto se rigen por la tabla A1.1 de la A480/A480M. En diámetros pequeños o pared delgada (diámetro exterior < 0.500 in. / 12.7 mm), el carbono máximo del TP304L y del TP316L es del 0.040 %.
Propiedades mecánicas de la ASTM A249
Los requisitos de resistencia a la tracción, límite elástico, alargamiento y dureza se fijan en la tabla 3 de la A249. Los grados soldados estándar presentan la misma resistencia a la tracción de 75 ksi (515 MPa) y el mismo límite elástico de 30 ksi (205 MPa) que sus equivalentes sin costura de la A213. Los grados L descienden a 70 ksi (485 MPa) / 25 ksi (170 MPa) por su menor contenido de carbono. Los límites de dureza se expresan como máximos Rockwell y Vickers, una diferencia clave respecto de la A269, que emplea Brinell y Rockwell.
| Grado | UNS | Resistencia a la tracción mínima, ksi (MPa) | Límite elástico mínimo, ksi (MPa) | Alargamiento, % | Rockwell máximo | Vickers máximo |
| TP304 | S30400 | 75 (515) | 30 (205) | 35 | B90 | 200 |
| TP304L | S30403 | 70 (485) | 25 (170) | 35 | B90 | 200 |
| TP304H | S30409 | 75 (515) | 30 (205) | 35 | B90 | 200 |
| TP304N | S30451 | 80 (550) | 35 (240) | 35 | B90 | 200 |
| TP309S | S30908 | 75 (515) | 30 (205) | 35 | B90 | 200 |
| TP310S | S31008 | 75 (515) | 30 (205) | 35 | B90 | 200 |
| TP316 | S31600 | 75 (515) | 30 (205) | 35 | B90 | 200 |
| TP316L | S31603 | 70 (485) | 25 (170) | 35 | B90 | 200 |
| TP316H | S31609 | 75 (515) | 30 (205) | 35 | B90 | 200 |
| TP321 | S32100 | 75 (515) | 30 (205) | 35 | B90 | 200 |
| TP321H | S32109 | 75 (515) | 30 (205) | 35 | B90 | 200 |
| TP347 | S34700 | 75 (515) | 30 (205) | 35 | B90 | 200 |
| TP347H | S34709 | 75 (515) | 30 (205) | 35 | B90 | 200 |
| TP348 | S34800 | 75 (515) | 30 (205) | 35 | B90 | 200 |
| S31254 | — | 94 (650) | 44 (300) | 35 | B100 | 270 |
| N08367 | — | 100 (690) | 45 (310) | 30 | B100 | 270 |
| 800 | N08800 | 75 (515) | 30 (205) | 30 | B90 | 200 |
Nota: El alargamiento se mide sobre una base de 2 in. (50 mm). No se aplica a tubos con diámetro interior inferior a 1/8 in. (3.2 mm) o espesor de pared inferior a 0.015 in. (0.4 mm): en esos tubos pequeños, las propiedades mecánicas las acuerdan el comprador y el fabricante. En tubos con diámetro interior inferior a 0.354 in. (9 mm) o espesor de pared inferior a 0.065 in. (1.65 mm), la dureza Vickers puede sustituir a la Rockwell.
Tolerancias de la ASTM A249
Las tolerancias dimensionales del tubo soldado A249 las fija la ASTM A1016/A1016M. La tolerancia de espesor de pared es más estricta que en las especificaciones de tubería, porque el tubo de intercambiador debe encajar con precisión en los orificios de la placa tubular.
| Característica | Requisito de tolerancia | Nota técnica clave |
| Espesor de pared | ±10 % del espesor de pared nominal | Norma aplicable a todas las medidas de tubo A249. |
| Sobreespesor del cordón | Máximo +6 % o 0.004 in (0.1 mm) | Medido a 90° del cordón; se toma el valor mayor. |
| Diámetro exterior (DE) | ±0.005 a ±0.010 in | Aplicable a medidas de hasta 3 1/2 in (88.9 mm). Igual que en la A213. |
| Rectitud | Desviación máxima de 0.030 in (0.8 mm) | Medida por cada 3 ft (900 mm) de longitud. |
| Extremos | Lisos y sin rebabas | Imprescindible para un encaje correcto en la placa tubular. |
Constitución del lote a efectos de ensayo
El número de tubos por lote de tratamiento térmico depende de la medida del tubo y del método de fabricación.
| Medida del tubo | Tamaño del lote |
| DE de 2 in. (50.8 mm) o superior y espesor de pared de 0.200 in. (5.1 mm) o superior | No más de 50 tubos |
| DE inferior a 2 in. pero superior a 1 in. (25.4 mm) | No más de 75 tubos |
| DE de 1 in. (25.4 mm) o inferior, espesor de pared de 0.200 in. (5.1 mm) | No más de 125 tubos |
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Grados de tubo soldado de la ASTM A249
La ASTM A249 cubre la misma familia de grados austeníticos que la A213 y la A312: la serie 300 estándar, los grados con molibdeno, los estabilizados, los de la clase H y las aleaciones superausteníticas. Los grados H (TP304H, TP309H, TP310H, TP316H, TP321H, TP347H, TP348H) se destinan específicamente a aplicaciones de sobrecalentador y recalentador a alta temperatura. La tabla siguiente resume los grados principales.
| Grado | UNS | Características clave | Uso típico |
| TP304 | S30400 | 18Cr-10Ni, uso general | Intercambiadores de calor, condensadores |
| TP304L | S30403 | Bajo carbono (0.035 % máx.), soldable | Intercambiadores soldados, sin riesgo de sensibilización |
| TP304H | S30409 | Mayor carbono (0.04-0.10 %), fluencia | Sobrecalentadores, recalentadores |
| TP309S | S30908 | 23Cr-13Ni, resistencia a la oxidación | Intercambiadores de alta temperatura, componentes de horno |
| TP310S | S31008 | 25Cr-20Ni, máxima resistencia a la oxidación | Tubos radiantes, hornos de cocción |
| TP316 | S31600 | 2-3 % de Mo, resistencia a la picadura | Intercambiadores químicos, servicio con cloruros |
| TP316L | S31603 | Bajo carbono + Mo | Intercambiadores farmacéuticos, aplicaciones soldadas |
| TP316H | S31609 | Mayor carbono + Mo, fluencia | Sobrecalentadores de refinería |
| TP321 | S32100 | Estabilizado con titanio | Intercambiadores de alta temperatura, 800-1500 °F |
| TP321H | S32109 | Ti + mayor carbono, fluencia | Recalentadores de refinería |
| TP347 | S34700 | Estabilizado con niobio | Sobrecalentadores de centrales eléctricas |
| TP347H | S34709 | Nb + mayor carbono, fluencia | Recalentadores de centrales térmicas |
| TP348 | S34800 | Estabilizado con niobio, grado nuclear | Tubos de caldera nuclear |
| S31254 | — | Superaustenítico 6Mo | Condensadores de agua de mar |
| N08367 | — | 6Mo AL-6XN | Intercambiadores con cloruros elevados |
TP304 & TP304L
El tubo de acero inoxidable TP304 es el grado A249 más empleado en intercambiadores de calor y condensadores de uso general. Con un 18-20 % de Cr, un 8-11 % de Ni y un máximo del 0.08 % de carbono, aporta una resistencia a la corrosión fiable en agua dulce, vapor y medios químicos suaves.
El tubo de acero inoxidable TP304L reduce el carbono a un máximo del 0.035 % para evitar la sensibilización durante la soldadura y el tratamiento térmico. Como el tubo A249 es un producto soldado, el TP304L es la variante preferente: evita la precipitación de Cr₂₃C₆ en la zona del cordón y en la zona afectada por el calor sin necesidad de un recocido de estabilización aparte.
TP304H
El TP304H eleva el carbono al 0.04-0.10 % para mejorar la resistencia a la fluencia y a la rotura por termofluencia por encima de 1000 °F (538 °C). Ese mayor contenido de carbono forma carburos que refuerzan los bordes de grano bajo carga sostenida a alta temperatura. El tubo soldado TP304H se emplea en conjuntos de sobrecalentador de centrales térmicas, cuya condición de diseño es un funcionamiento continuo a alta temperatura y presión interna durante décadas.
TP309S & TP310S
El tubo de acero inoxidable 309 eleva el cromo al 22-24 % y el níquel al 12-15 %, lo que sitúa el límite de resistencia a la oxidación en torno a 2000 °F (1093 °C). El tubo soldado TP309S se emplea en recuperadores de horno, calderas de recuperación de calor residual e intercambiadores gas-gas de alta temperatura.
El tubo de acero inoxidable 310 tiene el mayor contenido de Cr-Ni de la serie 300 estándar: un 24-26 % de Cr y un 19-22 % de Ni. Ello le confiere la mayor resistencia a la oxidación de la familia A249, con servicio continuo hasta 2100 °F (1150 °C). El tubo soldado TP310S se emplea en intercambiadores de sección radiante, recuperadores de oxidadores térmicos y unidades de recuperación de calor de convertidores catalíticos.
TP316 & TP316L
El tubo de acero inoxidable 316 añade un 2.0-3.0 % de molibdeno a la composición base para mejorar de forma notable la resistencia a la picadura y a la corrosión por rendijas en medios con cloruros. El tubo soldado TP316 es el material estándar en intercambiadores de calor de plantas químicas, condensadores refrigerados por agua de mar en instalaciones costeras y cualquier intercambiador que maneje fluidos de proceso con halogenuros.
El tubo de acero inoxidable 316L es el grado A249 más empleado en los sectores químico y farmacéutico. La resistencia a los cloruros que aporta el molibdeno, combinada con la integridad de la zona del cordón que aporta el bajo carbono (máximo 0.035 %), convierte al TP316L en la opción habitual para haces de intercambiador soldados en servicio corrosivo.
TP321 & TP321H
El tubo de acero inoxidable 321 se estabiliza con titanio (Ti ≥ 5×C) para evitar la corrosión intergranular dentro del rango de temperaturas de sensibilización de 800-1500 °F (427-816 °C). El tubo soldado TP321 es el material estándar en intercambiadores de refinería, precalentadores de crudo y aplicaciones de reformado catalítico, donde el tubo atraviesa cíclicamente el rango de sensibilización.
El tubo de acero inoxidable 321H eleva el carbono al 0.04-0.10 % para obtener resistencia a la fluencia sin renunciar a la estabilización con titanio. Se emplea en conjuntos de sobrecalentador de refinería y en tubos de horno de craqueo petroquímico, donde por encima de 1000 °F (538 °C) se exigen a la vez resistencia a la sensibilización y vida a fluencia a largo plazo.
TP347 & TP347H
El tubo de acero inoxidable 347 se estabiliza con niobio (Nb ≥ 10×C) en lugar de titanio. El carburo de niobio (NbC) tiene mejor estabilidad térmica que el carburo de titanio (TiC), lo que confiere al TP347 mejor soldabilidad y mayor resistencia a la fluencia que al TP321 a temperaturas superiores a 1000 °F (538 °C).
El tubo de acero inoxidable 347H combina la estabilización con niobio y un mayor contenido de carbono (0.04-0.10 %) para obtener la máxima resistencia a la rotura por termofluencia. El TP347H es el grado principal en haces de sobrecalentador y recalentador de centrales eléctricas, concebido para una vida útil superior a 40 años a 1050-1100 °F (565-593 °C).
Requisitos de tratamiento térmico de la ASTM A249
Todo el tubo ASTM A249 se suministra en estado tratado térmicamente conforme a la tabla 2 de la especificación. El recocido de disolución estándar es de 1900 °F (1040 °C) como mínimo, seguido de temple en agua o enfriamiento rápido. Algunos grados especiales requieren temperaturas de recocido superiores.
| Grado | Temperatura de recocido, °F (°C) | Método de enfriamiento | Observaciones |
| TP304, 304L, 316, 316L, 321, 347, 348 y la mayoría de los grados estándar | 1900 (1040) | Temple en agua o enfriamiento rápido | Recocido estándar |
| TP304H, TP316H | 1900 (1040) | Temple en agua o enfriamiento rápido | Igual que el estándar |
| TP309HCb | 1900 (1040) | Temple en agua o enfriamiento rápido | Grados Cr-Ni-Cb |
| TP310H, TP310Cb, TP310HCb | 1900 (1040) | Temple en agua o enfriamiento rápido | Alto Cr-Ni |
| TP321H | 1900 (1040) / 2000 (1100) | Temple en agua o enfriamiento rápido | Estándar o alta temperatura |
| TP347H | 1900 (1040) / 2000 (1100) | Temple en agua o enfriamiento rápido | Estándar o alta temperatura |
| S31254 (6Mo) | 2100 (1150) | Temple en agua o enfriamiento rápido | Disolución completa del molibdeno |
| S32654 (654 SMO) | 2100 (1150) | Temple en agua o enfriamiento rápido | Superaustenítico |
| N08367 (AL-6XN) | 2025 (1110) | Temple en agua | El temple rápido es esencial |
| Alloy 20 (N08020) | 1700–1850 (925–1010) | Temple en agua o enfriamiento rápido | Tratamiento de estabilización |
| 800 (N08800) | 1900 (1040) | Temple en agua o enfriamiento rápido | Aleación Ni-Fe-Cr |
| 800H (N08810) | 2050 (1120) | Temple en agua o enfriamiento rápido | Mayor temperatura de recocido para obtener propiedades de fluencia |
Cuando el recocido de disolución supera los 1950 °F (1065 °C), los grados estabilizados (TP309HCb, TP310HCb, TP321, TP321H, TP347, TP347H, TP348, TP348H) pueden ver mermada su resistencia a la corrosión intergranular tras una exposición posterior a condiciones de sensibilización. Cuando el comprador lo especifica, debe aplicarse un recocido de estabilización a temperatura inferior después del recocido de disolución inicial a alta temperatura (requisito suplementario S4).
Requisitos de ensayo e inspección
De las tres especificaciones de tubo austenítico (A249, A213 y A269), la ASTM A249 es la que impone los protocolos de ensayo más estrictos, porque el tubo soldado debe demostrar la integridad del cordón en las duras condiciones del servicio de caldera e intercambiador de calor. Los ensayos comprenden tracción, dureza, plegado inverso, aplastamiento, rebordeado y prueba hidrostática o ensayo no destructivo.
Ensayo de tracción
En lotes de hasta 50 tubos se realiza un ensayo de tracción longitudinal por lote; en lotes de más de 50 tubos, dos ensayos. La resistencia a la tracción, el límite elástico y el alargamiento deben cumplir los valores de la tabla 3.
Ensayo de dureza
La dureza se fija en escala Rockwell o Vickers y se mide sobre probetas de dos tubos por lote. En los grados estándar de la serie 300, la dureza máxima es de B90 Rockwell / 200 Vickers. En tubos con diámetro interior inferior a 0.354 in. (9 mm) o espesor de pared inferior a 0.065 in. (1.65 mm), el ensayo Vickers puede sustituir al Rockwell.
Ensayo de plegado inverso
Se toma una probeta de 4 in. (100 mm), se corta longitudinalmente a 90° a cada lado del cordón, se abre y se pliega alrededor de un mandril de espesor igual a 4 veces el de la pared. El cordón debe quedar orientado hacia el mandril. No se admiten fisuras ni solapes por adelgazamiento de la zona del cordón. Es el ensayo característico de la A249: verifica que la zona del cordón conserva ductilidad suficiente bajo un plegado severo y reproduce los ciclos de dilatación y contracción que sufre el tubo de intercambiador en servicio.
Ensayos de aplastamiento y rebordeado
Un ensayo de aplastamiento en cada extremo de un tubo acabado por lote y un ensayo de rebordeado en el extremo opuesto. Estos ensayos verifican la ductilidad de la zona del cordón y del metal base. En el ensayo de aplastamiento, el cordón se sitúa a 90° respecto de la carga aplicada.
Prueba hidrostática o ensayo eléctrico no destructivo
Cada tubo se ensaya mediante prueba hidrostática o ensayo no destructivo (corrientes inducidas). El comprador puede indicar cuál de los dos. En el tubo HCW, el cordón se somete a inspección radiográfica del 100 % conforme al párrafo UW 51 de la División 1 del Volumen VIII de ASME antes del trabajo en frío.
Aplicaciones principales del tubo soldado ASTM A249
El tubo soldado A249 se especifica siempre que una aplicación de transferencia térmica requiere acero inoxidable austenítico y la fabricación soldada ofrece ventajas de coste o de plazo frente al tubo sin costura (A213).
Intercambiadores de carcasa y tubos
El tubo soldado TP304L y TP316L es el material estándar de los haces de intercambiador de carcasa y tubos en plantas químicas, refinerías e instalaciones farmacéuticas. A igualdad de medida y grado, el tubo soldado A249 resulta más económico que el tubo sin costura A213, por lo que es la opción por defecto cuando el código ASME admite la construcción soldada.
Condensadores de superficie y calentadores de agua de alimentación
El tubo soldado TP316L y los superausteníticos (S31254, N08367) afrontan la exposición a cloruros de los condensadores de superficie refrigerados por agua de mar en centrales eléctricas costeras. Los grados 6Mo aportan valores de PREN superiores a 40 y resisten la picadura y la corrosión por rendijas en las condiciones de cloruros concentrados que se dan bajo los depósitos superficiales del tubo de condensador.
Economizadores de caldera y sobrecalentadores
El tubo soldado TP304H, TP321H y TP347H se emplea en las secciones de economizador de caldera y en los conjuntos de sobrecalentador de las centrales térmicas. Los grados de la clase H aportan la resistencia a la fluencia necesaria para una vida de diseño superior a 40 años a altas temperaturas de vapor. El tubo HCW (trabajado en frío intenso) se especifica cuando se requiere combinar la inspección radiográfica íntegra del cordón con unas propiedades mecánicas superiores.
Desalación y tratamiento de aguas
El tubo soldado TP316L y S31254 (6Mo) se emplea en plantas desaladoras de destilación flash multietapa (MSF) y de destilación multiefecto (MED). La combinación de resistencia a los cloruros (contenido de Mo), soldabilidad (bajo carbono) y fabricación soldada económica convierte a la A249 en la especificación estándar de los intercambiadores de calor de desalación de todo el mundo.
Propiedades físicas
Valores de las propiedades físicas clave de los principales grados de acero inoxidable austenítico ASTM A249 a temperatura ambiente.
| Propiedad | TP304/304L | TP316/316L | TP321 | TP347 |
| Densidad, lb/in³ (g/cm³) | 0.290 (8.03) | 0.290 (8.03) | 0.286 (7.92) | 0.288 (7.97) |
| Intervalo de fusión, °F (°C) | 2550–2650 (1400–1455) | 2500–2600 (1371–1427) | 2550–2600 (1400–1427) | 2550–2600 (1400–1427) |
| Módulo de elasticidad, 10&sup6 psi (GPa) | 28.0 (193) | 28.0 (193) | 28.0 (193) | 28.0 (193) |
| Conductividad térmica, BTU/ft·h·°F (W/m·K) | 9.4 (16.2) | 9.4 (16.2) | 9.3 (16.1) | 9.3 (16.1) |
| Coeficiente medio de dilatación térmica (70-1200 °F), 10&sup-6/°F (/°C) | 9.6 (17.3) | 9.0 (16.2) | 9.2 (16.6) | 9.3 (16.7) |
| Calor específico, BTU/lb·°F (J/kg·K) | 0.12 (500) | 0.12 (500) | 0.12 (500) | 0.12 (500) |
| Magnetismo | No magnético | No magnético | No magnético | No magnético |
Preguntas frecuentes
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¿Puede el tubo soldado A249 sustituir al tubo sin costura A213 en un intercambiador de calor?
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¿En qué se diferencian el tubo WLD y el tubo HCW de la A249?El tubo WLD (soldado) se suelda de forma automática y después se estira en frío y se recuece. El tubo HCW (trabajado en frío intenso) recibe una reducción del área de la sección transversal de al menos el 35 % antes del recocido final, con inspección radiográfica del 100 % del cordón previa al trabajo en frío. El tubo HCW ofrece mejores propiedades mecánicas y se emplea en las aplicaciones de caldera y de recipiente a presión más críticas.
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¿Qué es el ensayo de plegado inverso y por qué es importante?El ensayo de plegado inverso toma una probeta de tubo de 4 in. (100 mm), la corta a 90° a cada lado del cordón, la abre, la aplana y la pliega alrededor de un mandril con el cordón orientado hacia él. No se admite ninguna fisura. Es el ensayo de integridad del cordón más exigente de las especificaciones de tubo austenítico: verifica que la zona del cordón soporta la deformación plástica severa que se produce al mandrinar el tubo en la placa tubular y durante los ciclos térmicos en servicio.
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¿Es apta la A249 para servicio criogénico?Sí. Los grados TP304, TP304L y TP347 están aceptados por la División 1 del Volumen VIII de ASME para temperaturas de servicio de hasta -425 °F (-254 °C) sin necesidad de ensayo de impacto. El resto de grados austeníticos se aceptan por lo general hasta -325 °F (-198 °C). El tubo soldado A249 en TP304L se emplea con frecuencia en haces de vaporizadores de GNL e intercambiadores criogénicos.
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¿Qué tratamiento térmico se requiere tras soldar el tubo A249 a la placa tubular?El tubo A249 se entrega en estado de recocido de disolución completo. En los grados L (TP304L, TP316L), la soldadura tubo-placa realizada en obra o en taller no suele requerir tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT). En los grados estándar o de la clase H, el código de diseño aplicable (volumen VIII de ASME, TEMA) determina si se requiere PWHT en función del espesor de pared del tubo, la temperatura de servicio y el medio corrosivo.
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¿Cuál es el sobreespesor máximo de cordón admitido por la A249?El exceso de espesor del cordón sobre el espesor de pared especificado, medido a 90° del cordón, no debe superar el 6 % o 0.004 in. (0.1 mm), el valor que resulte mayor. Este límite es más estricto que el de las normas generales de soldadura de tuberías, porque en un tubo de intercambiador un sobreespesor excesivo genera concentraciones locales de tensión, reduce la eficiencia de la transferencia térmica y dificulta la inserción del tubo a través de las placas deflectoras.
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¿Cómo se compara la A249 con la A269 en aplicaciones de intercambiador de calor?La A249 es la especificación adecuada para tubo soldado en aplicaciones de caldera e intercambiador de calor: incorpora los ensayos de plegado inverso, aplastamiento y rebordeado propios de la transferencia térmica. La A269 corresponde al tubo de uso general y exige menos ensayos. Emplear tubo A269 en un intercambiador con código ASME puede no satisfacer los requisitos del código de fabricación. Para la fabricación de intercambiadores con sello de código, especifique siempre la A249.
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¿Cubre la A249 el tubo soldado de acero inoxidable dúplex?No. La ASTM A249 cubre únicamente grados austeníticos. El tubo soldado de acero inoxidable dúplex para aplicaciones de intercambiador de calor está cubierto por la ASTM A789; el tubo soldado de acero inoxidable ferrítico, por la ASTM A688; y el tubo soldado de aleación de níquel, por la ASTM B704.