La ASTM A789 cubre el tubo de acero inoxidable dúplex (dimensionado por diámetro exterior y espesor de pared); la ASTM A790 cubre la tubería de acero inoxidable dúplex (dimensionada por NPS y número de schedule). Ambas normas recogen la misma familia de grados —S31803, S32205, S32750, S32760, entre otros— con idénticos requisitos químicos y mecánicos. La elección entre una y otra depende de la forma de producto: el tubo para intercambiadores de calor e instrumentación, y la tubería para líneas de fluido de proceso.
Norma ASTM A789 de tubos de acero inoxidable dúplex
La ASTM A789 es una norma publicada por la Sociedad Estadounidense de Ensayos y Materiales (ASTM) que recoge los requisitos de fabricación y calidad de los tubos de acero inoxidable ferrítico/austenítico (dúplex) sin costura y soldados para uso general. La norma se aplica a grados dúplex como la UNS S31803 (2205), la UNS S32750 (2507) y la UNS S32760, cuya microestructura bifásica austenoferrítica aporta una elevada resistencia mecánica y una excelente resistencia a la corrosión bajo tensión por cloruros.
Fija la composición química, las propiedades mecánicas, las condiciones de tratamiento térmico, las tolerancias dimensionales y los requisitos de ensayo de los tubos dúplex fabricados por procesos sin costura y soldados. La especificación pone el acento en la resistencia a la corrosión bajo tensión y a la picadura, dos modos de fallo frente a los que los aceros inoxidables austeníticos tradicionales ofrecen escasa resistencia en medios con cloruros.
El tubo de acero inoxidable dúplex ASTM A789 se emplea ampliamente en intercambiadores de calor, condensadores, instrumentación de plataformas marinas, plantas desaladoras, líneas de proceso químico y sistemas de umbilicales submarinos. Esta guía recorre todos los apartados de la ASTM A789: grados, composición química, propiedades mecánicas, tolerancias, tratamiento térmico, contenido de ferrita, requisitos de ensayo y preguntas frecuentes.
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¿Qué es la ASTM A789?
La ASTM A789 es la especificación estándar para tubos de acero inoxidable ferrítico/austenítico sin costura y soldados de uso general. La publica ASTM International y la mantiene el subcomité A01.10 de productos tubulares de acero inoxidable y aleado, dentro del comité ASTM A01 de acero, acero inoxidable y aleaciones afines.
El acero inoxidable dúplex presenta una microestructura bifásica de aproximadamente un 50 % de austenita y un 50 % de ferrita. Esta estructura equilibrada le confiere un límite elástico aproximadamente doble del de los grados austeníticos estándar (304, 316) y aumenta de forma considerable la resistencia a la corrosión bajo tensión por cloruros.
La diferencia entre la ASTM A789 y la ASTM A790 es que la ASTM A789 cubre tubos, mientras que la ASTM A790 cubre tuberías. Ambas normas recogen la misma familia de grados dúplex y superdúplex, con idénticos requisitos químicos y mecánicos. La diferencia está en la forma de producto: el tubo A789 se pide con diámetro exterior y espesor de pared exactos, para intercambiadores de calor e instrumentación, mientras que la tubería A790 se emplea con los números de schedule NPS estándar en líneas de fluido a presión.
Composición química del tubo ASTM A789
La composición química de los grados de tubo dúplex ASTM A789 se controla de forma estricta para mantener el equilibrio austenita-ferrita correcto tras el recocido de disolución. El cromo (Cr), el molibdeno (Mo) y el nitrógeno (N) determinan la resistencia a la corrosión y fijan el valor PREN. El níquel (Ni) estabiliza la fase austenítica. En la mayoría de los grados el carbono se limita al 0.03 % máximo para evitar la precipitación de carburos y la sensibilización durante la soldadura.
| Grado | UNS Grado |
C | Mn | P | S | Si | Ni | Cr | Mo | N | Cu | Otros |
| S31500 | 0.03 | 1.2-2.0 | 0.03 | 0.03 | 1.4-2.0 | 4.2-5.2 | 18.0-19.0 | 2.5-3.0 | 0.05-0.1 | - | - | |
| S31803 | 0.03 | 2.0 | 0.03 | 0.02 | 1.0 | 4.5-6.5 | 21.0-23.0 | 2.5-3.5 | 0.08-0.2 | - | - | |
| 2205 | S32205 | 0.03 | 2.0 | 0.03 | 0.02 | 1.0 | 4.5-6.5 | 22.0-23.0 | 3.0-3.5 | 0.14-0.2 | - | - |
| S32520 | 0.03 | 1.5 | 0.035 | 0.02 | 0.8 | 5.5-8.0 | 24.0-26.0 | 3.0-5.0 | 0.2-0.35 | 0.5-3.0 | - | |
| 255 | S32550 | 0.04 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 1.0 | 4.5-6.5 | 24.0-27.0 | 2.9-3.9 | 0.1-0.25 | 1.5-2.5 | - |
| S32707 | 0.03 | 1.5 | 0.035 | 0.01 | 0.5 | 5.5-9.5 | 26.0-29.0 | 4.5-5.0 | 0.3-0.5 | 1.0 | Co:0.5-2.0 | |
| 2507 | S32750¹ | 0.03 | 1.2 | 0.035 | 0.02 | 0.8 | 6.0-8.0 | 24.0-26.0 | 3.0-5.0 | 0.24-0.32 | 0.5 | - |
| S32760² | 0.03 | 1.0 | 0.03 | 0.01 | 1.0 | 6.0-8.0 | 24.0-26.0 | 3.0-4.0 | 0.2-0.3 | 0.5-1.0 | W:0.5-1.0 |
Nota: Salvo que se indique un rango, todos los valores son porcentajes máximos.
Propiedades mecánicas del tubo ASTM A789
El tubo dúplex conforme a ASTM A789 presenta un límite elástico claramente superior al de los grados austeníticos que cubren la ASTM A269 o la A213. El límite elástico mínimo del tubo 2205 estándar es de 450 MPa (65 ksi),, más del doble que el del TP316. Los grados superdúplex van aún más lejos: la S32750 alcanza 550 MPa (80 ksi). Todos los grados deben suministrarse en estado de recocido de disolución y temple. La tabla siguiente recoge las propiedades mecánicas mínimas de cada grado A789 principal.
| Grado | Norma | Temperatura de tratamiento térmico: mínima | Resistencia a la tracción Mín. MPa |
Límite elástico Mín. MPa |
Alargamiento Mín. % |
| S31500 | A789 | 980–1040°C | 630 | 440 | 30 |
| S31803 | A789 | 1020–1100°C | 620 | 450 | 25 |
| S32205 | A789 | 1020–1100°C | 655 | 450 | 25 |
| S32520 | A789 | 1080–1120°C | 770 | 550 | 25 |
| S32550 | A789 | 1040 °C mín. | 760 | 550 | 15 |
| S32707 | A789 | 1080–1120°C | 920 | 700 | 25 |
| S32750 | A789 | 1025–1125°C | 800 | 550 | 15 |
| S32760 | A789 | 1070–1140°C | 750 | 550 | 25 |
Nota: La dureza de la mayoría de los grados dúplex no debe superar 293 HB / 31 HRC / 310 HV. El acero inoxidable dúplex puede sufrir fragilización a 475 °C en exposiciones prolongadas entre 300 y 525 °C, y formar fase σ entre 600 y 1000 °C. Por ello no se recomienda el servicio continuo por encima de 300 °C; la temperatura máxima de servicio típica ronda los 250 °C, en función del grado y de las condiciones de funcionamiento.
Tolerancias de la ASTM A789
La ASTM A789 fija las desviaciones admisibles de diámetro exterior, espesor de pared y longitud fija. Dado que la A789 cubre tubos, las dimensiones se indican por diámetro exterior y espesor de pared. Para garantizar la conformidad dimensional en la compra y la inspección, consulte a continuación las tolerancias de diámetro exterior y espesor de pared del tubo ASTM A789:
| Norma | Diámetro exterior (D) | Tolerancia (mm) | Espesor de pared (S) | Tolerancia | Longitud | Tolerancia |
| MM | Habitualmente alto | MM | MM | MM | ||
| A789 | D<12.7 | ±0.13 | S(ave):±15% | S(Min):+30%/0 | OD<38.1 | +3.0/0 |
| 12.7≤D<38.1 | ±0.13 | |||||
| 38.1≤D<88.9 | ±0.25 | S(ave):±10% | S(Min):+20%/0 | OD≥38.1 | +5.00/0 | |
| 88.9≤D≤139.7 | ±0.38 | |||||
| 139.7≤D≤203.2 | ±0.76 |
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Grados de tubo de acero inoxidable dúplex ASTM A789
La ASTM A789 cubre los grados de acero inoxidable dúplex estándar y superdúplex. Los grados dúplex estándar, como el 2205, presentan un índice equivalente de resistencia a la picadura (PREN) superior a 30, mientras que los superdúplex, como el 2507, superan un PREN de 40. Un PREN más alto se traduce en una mejor resistencia a la picadura y a la corrosión por rendijas en medios ricos en cloruros, como el agua de mar o los fluidos de proceso ácidos.
UNS S31803 / dúplex 2205
La UNS S31803 es el grado de tubo dúplex más extendido del mundo. Contiene un 21-23 % de cromo, un 4.5-6.5 % de níquel y un 2.5-3.5 % de molibdeno; ofrece un límite elástico aproximadamente doble del del 316L y resiste la corrosión bajo tensión por cloruros hasta 250 °F (120 °C).
Más información sobre el material UNS S31803UNS S32205 / dúplex 2205 (versión reforzada)
La UNS S32205 es la variante de composición más estricta de la familia 2205, con un contenido de nitrógeno controlado de un 0.14 % como mínimo. Ese mayor contenido de nitrógeno eleva el PREN por encima de 34 y mejora la tenacidad de la zona del cordón frente a la S31803. La S32205 se emplea en aplicaciones críticas de intercambiador de calor y condensador.
Más información sobre el material UNS S32205UNS S32550 / aleación 255
La UNS S32550 combina un 24.0-27.0 % de Cr, un 4.5-6.5 % de Ni, un 2.9-3.9 % de Mo y un 0.5-3.0 % de Cu. La adición de cobre aporta una elevada resistencia frente a los ácidos reductores, como el sulfúrico. Se emplea habitualmente en haces tubulares de desulfuración de gases de combustión (FGD), plantas de ácido fosfórico y aplicaciones de almacenamiento de productos químicos.
Más información sobre el material UNS S32550UNS S32750 / superdúplex 2507
La UNS S32750 es el grado de tubo superdúplex de referencia, con un PREN superior a 41. Su composición —un 24.0-26.0 % de Cr, un 6.0-8.0 % de Ni, un 3.0-5.0 % de Mo y un 0.24-0.32 % de nitrógeno— le confiere una resistencia excelente a la picadura, a la corrosión por rendijas y a la corrosión bajo tensión en agua de mar caliente.
Más información sobre el material UNS S32750UNS S32760 / superdúplex 2760
La UNS S32760 añade wolframio y cobre a la base superdúplex para obtener resistencia adicional a la corrosión en medios con cloruros y ácidos muy agresivos. La adición de wolframio eleva el PREN modificado por encima de 40. Se emplea en sistemas de refrigeración con agua de mar caliente, condensadores de gas ácido y tuberías de reactores químicos de alta presión, donde la resistencia a la picadura y a la corrosión por rendijas resulta esencial.
Más información sobre el material UNS S32760Requisitos de tratamiento térmico del tubo ASTM A789
Todo tubo ASTM A789 debe suministrarse en estado de recocido de disolución y temple. El recocido de disolución disuelve las fases intermetálicas (σ, χ) y los precipitados de carburos formados durante el trabajo en caliente, y el enfriamiento rápido posterior fija el equilibrio de fases austenita-ferrita 50/50 correcto.
La temperatura de recocido varía según el grado. El dúplex estándar 2205 (S32205) requiere un rango de temperatura de 1020–1100°C (1870–2010°F). El superdúplex 2507 (S32750) se recuece habitualmente a 1025–1125°C (1880–2060°F). Una vez alcanzada la temperatura de mantenimiento, el tubo debe templarse en agua o enfriarse a una velocidad suficiente para impedir que vuelva a formarse fase σ.
En el tubo soldado, la zona del cordón sufre un segundo ciclo térmico derivado del propio proceso de soldadura. Por eso la ASTM A789 exige un recocido de disolución integral después de soldar, y no solo un tratamiento térmico local del cordón. Ese recocido integral garantiza que la zona afectada por el calor (ZAT) presente el mismo equilibrio de fases y la misma resistencia a la corrosión que el metal base.
Contenido de ferrita y microestructura
El equilibrio de fases ferrita-austenita es el factor de calidad más determinante del tubo de acero inoxidable dúplex. La ASTM A789 exige que, tras el recocido de disolución, la microestructura esté formada por proporciones aproximadamente iguales de ferrita y austenita. La mayoría de las especificaciones de usuario final exigen un 35-65 % de ferrita, medido por respuesta magnética (ferritómetro) o por recuento de puntos metalográfico conforme a la ASTM E562.
Un exceso de ferrita (por encima del 70 %) reduce la tenacidad al impacto y la resistencia a la corrosión. Una ferrita insuficiente (por debajo del 30 %) debilita la resistencia a la corrosión bajo tensión, que es precisamente la propiedad que hace al tubo dúplex más valioso que las alternativas austeníticas. Durante la fabricación, el aporte térmico de la soldadura, la temperatura entre pasadas y la velocidad de enfriamiento posterior influyen en el contenido final de ferrita. Un procedimiento de soldadura correcto —GTAW con gas de protección adicionado con nitrógeno y aporte térmico controlado por debajo de 1.5 kJ/mm— resulta esencial para mantener el equilibrio de fases objetivo en el cordón y en la zona afectada por el calor.
Requisitos de ensayo e inspección
La ASTM A789 establece varios ensayos para verificar la calidad del tubo. Cada lote debe superar el análisis químico, los ensayos mecánicos y uno de los dos ensayos siguientes: prueba hidrostática o ensayo eléctrico no destructivo. El tubo soldado requiere además ensayos adicionales. A continuación se detalla cada uno de los ensayos exigidos.
Ensayo de tracción
En lotes de 50 tubos o menos se realiza un ensayo de tracción por lote. Los lotes de más de 50 tubos requieren 2 probetas. El ensayo mide la resistencia a la tracción, el límite elástico (desviación del 0.2 %) y el alargamiento sobre una base de medida de 2 in. (50 mm). La probeta longitudinal es la estándar.
Ensayo de aplastamiento (tubo sin costura)
En el tubo sin costura se realiza un ensayo de aplastamiento por lote sobre una probeta tomada de un extremo de un tubo. El tramo de tubo se aplasta entre placas paralelas hasta que la separación entre placas equivale a 3 veces el espesor de pared. Durante el ensayo el material no debe presentar fisuras ni roturas.
Ensayo de abocardado (tubo sin costura)
El ensayo de abocardado expande un extremo del tubo sobre un mandril cónico de 60° hasta que el diámetro interior aumenta respecto del original al menos 10%. El extremo expandido debe quedar libre de fisuras, grietas u otros defectos visibles. El ensayo verifica la ductilidad y la capacidad de conformado.
Ensayo de aplastamiento inverso (tubo soldado)
En el tubo soldado, el ensayo de aplastamiento inverso sustituye al ensayo de aplastamiento estándar. Se toma una probeta por cada 1,500 ft (450 m) de tubo acabado. El tramo de tubo se aplasta con el cordón situado en el punto de máxima flexión (posición de las 6 o de las 12 horas). No se admite ninguna fisura en el cordón.
Ensayo de dureza
Se realiza un ensayo de dureza Brinell o Rockwell sobre 2 tubos por lote. En la mayoría de los grados dúplex no debe superarse 293 HB / 31 HRC / 310 HV. Un resultado de dureza por encima de estos límites indica un recocido de disolución incompleto o la presencia de fases intermetálicas como la σ.
Ensayo hidrostático o no destructivo
Cada tubo debe superar la prueba hidrostática o un ensayo eléctrico no destructivo (corrientes inducidas conforme a ASTM E426 o ultrasonidos conforme a ASTM E213). En la prueba hidrostática la fórmula es P = 2St/D, donde S = 64,000 psi (441 MPa), t = espesor de pared y D = diámetro exterior. Salvo que el pedido de compra especifique una presión superior, la presión de ensayo no necesita rebasar los 2,500 psi (17 MPa).
Ensayo de corrosión (suplementario)
La ASTM A923 (prácticas B o C) se especifica con frecuencia como requisito suplementario para el tubo dúplex. El ensayo emplea probetas de impacto Charpy o exposición corrosiva a cloruro férrico para detectar fases intermetálicas perjudiciales. Muchos compradores del sector marino y petroquímico exigen los resultados de la ASTM A923 por colada como condición de aceptación.
Preguntas frecuentes
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¿En qué se diferencian la ASTM A789 y la ASTM A790?
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¿Qué tratamiento térmico exige la ASTM A789?Todos los grados requieren recocido de disolución seguido de temple rápido en agua. Acero dúplex 2205 (S32205) se recuece a 1020–1100°C (1870–2010°F).Acero súper dúplex 2507 (S32750) se recuece habitualmente a 1025–1125°C (1880–2060°F). El tubo soldado debe someterse a un recocido integral después de soldar, para restituir el equilibrio de fases correcto en toda la zona del cordón y en la zona afectada por el calor.
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¿Cómo elegir entre el tubo dúplex 2205 y el superdúplex 2507?Elija el 2507 cuando el medio presente un contenido elevado de cloruros (por encima de 1,000 ppm de Cl⁻), haya contacto directo con agua de mar o la temperatura de servicio supere los 140 °F (60 °C). Para exposiciones moderadas a cloruros y temperaturas por debajo de 60 °C, el 2205 cubre la aplicación con un coste de aleación menor. La diferencia de coste de material entre el 2507 y el 2205 se sitúa habitualmente entre el 30 y el 50 %, debida al mayor contenido de níquel y molibdeno del 2507.
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¿Puede emplearse el tubo ASTM A789 bajo el código ASME?Sí. La ASTM A789 tiene su especificación ASME equivalente: la SA-789, recogida en el volumen II, parte A, del Código ASME de Calderas y Recipientes a Presión. El tubo fabricado según ASTM A789 que cumpla además los requisitos suplementarios ASME puede marcarse con el grado SA-789 para su uso en recipientes a presión e intercambiadores de calor con sello de código.
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¿En qué se diferencian la ASTM A789 y la ASTM A269?La A789 cubre el tubo de acero inoxidable ferrítico/austenítico (dúplex); la A269 cubre el tubo de acero inoxidable austenítico. Frente a grados A269 como el TP316L, el tubo dúplex A789 ofrece aproximadamente el doble de límite elástico y una resistencia a la corrosión bajo tensión por cloruros muy superior. En cambio, el tubo A269 abarca un rango dimensional más amplio y tiene un precio por kilogramo menor. La A269 es la norma del tubo austenítico de uso general; la A789 se especifica cuando se requieren resistencia a los cloruros y mayor resistencia mecánica.