La ASTM A790 se aplica a la tubería de acero inoxidable dúplex, dimensionada por NPS y número de schedule; la ASTM A789 se aplica al tubo de acero inoxidable dúplex, dimensionado por diámetro exterior y espesor de pared. Ambas normas cubren la misma familia de grados dúplex —S31803, S32205, S32750 y S32760— con idénticos requisitos de composición química y propiedades mecánicas. La diferencia principal entre la ASTM A790 y la ASTM A789 está en la forma de producto y en el sistema de dimensionado, no en las propiedades del material.
Norma ASTM A790 de tuberías de acero inoxidable dúplex
La ASTM A790 es una norma publicada por la Sociedad Estadounidense de Ensayos y Materiales (ASTM) que recoge los requisitos de fabricación y calidad de las tuberías de acero inoxidable ferrítico/austenítico (dúplex) sin costura y soldadas. La norma se aplica a grados de Tuberías como la UNS S31803 (2205), la UNS S32750 (2507) y la UNS S32760, que combinan una microestructura bifásica austenoferrítica con una elevada resistencia mecánica y una excelente resistencia a la corrosión.
Fija los criterios esenciales: composición química, propiedades mecánicas, condiciones de tratamiento térmico, tolerancias dimensionales y requisitos de ensayo. La especificación cubre las tuberías sin costura y soldadas con costura recta para servicio corrosivo general, con especial atención a la resistencia a la corrosión bajo tensión y a la picadura.
Las tuberías dúplex ASTM A790 se emplean ampliamente en plataformas marinas de petróleo y gas, líneas de flujo submarinas, plantas químicas, sistemas de desalación, fábricas de pasta y papel y tuberías navales. Esta guía recorre ASTM A790 en todos sus apartados —grados, composición química, propiedades mecánicas, tolerancias, tratamiento térmico, requisitos de ensayo y preguntas frecuentes— y aporta a los equipos de ingeniería y de compras los datos necesarios para seleccionar la tubería de acero dúplex adecuada para servicios exigentes.
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¿Qué es la ASTM A790?
La ASTM A790 es la especificación estándar para tuberías de acero inoxidable ferrítico/austenítico sin costura y soldadas. La publica ASTM International — organización de reconocimiento mundial que elabora normas técnicas para materiales, productos, sistemas y servicios. 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 dúplex debe su nombre a su microestructura bifásica: aproximadamente un 50 % de austenita y un 50 % de ferrita. Esta estructura equilibrada aporta un límite elástico del orden del doble o superior al del 316L y una resistencia a la corrosión bajo tensión por cloruros muy superior.
Una diferencia clave entre la ASTM A790 y la ASTM A789 es que la ASTM A790 cubre Tuberías (dimensionadas por NPS y número de schedule), mientras que la ASTM A789 cubre Tubos (dimensionados por diámetro exterior y espesor de pared). Ambas normas se aplican a la misma familia de grados dúplex y superdúplex, pero la tubería A790 está diseñada para el transporte de fluidos a presión, mientras que el tubo A789 se orienta a intercambiadores de calor y usos generales.
Composición química de la tubería ASTM A790
La composición química de los grados de tubería dúplex ASTM A790 se controla de forma estricta para mantener el equilibrio austenita-ferrita correcto. El cromo (Cr), el molibdeno (Mo) y el nitrógeno (N) son los elementos que determinan la resistencia a la corrosión y el PREN. El níquel (Ni) estabiliza la fase austenítica. El contenido de carbono es muy bajo —un máximo del 0.03 % en la mayoría de los grados— para evitar la precipitación de carburos y la sensibilización durante la soldadura.
| Grado | UNS Grado |
Requisitos químicos de la ASTM A790 (máximos) | ||||||||||
| 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 de la tubería ASTM A790
Las propiedades mecánicas de la tubería ASTM A790 determinan su resistencia, su ductilidad y su comportamiento frente a medios agresivos. Comprenden la resistencia a la tracción, el límite elástico y el alargamiento, que definen el comportamiento estructural de la tubería bajo carga. La tabla siguiente recoge los requisitos mecánicos esenciales de los distintos grados de acero inoxidable dúplex y superdúplex en estado recocido.
| Grado | Norma | Temperatura de tratamiento térmico: mínima | Resistencia a la tracción Mín. MPa |
Límite elástico Mín. MPa |
Alargamiento Mín. % |
| S31500 | A790 | 980–1040°C | 630 | 440 | 30 |
| S31803 | A790 | 1020–1100°C | 620 | 450 | 25 |
| S32205 | A790 | 1020–1100°C | 655 | 450 | 25 |
| S32520 | A790 | 1080–1120°C | 770 | 550 | 25 |
| S32550 | A790 | 1040 °C mín. | 760 | 550 | 15 |
| S32707 | A790 | 1080–1120°C | 920 | 700 | 25 |
| S32750 | A790 | 1025–1125°C | 800 | 550 | 15 |
| S32760 | A790 | 1070–1140°C | 750 | 550 | 25 |
Todos los grados dúplex de la ASTM A790 deben suministrarse en estado de recocido de disolución y temple. Se aplican asimismo límites de dureza: la mayoría de los grados se limitan a 293 HB / 31 HRC máximo. En servicio prolongado por encima de 572 °F (300 °C) estos aceros son propensos a la fragilización, por lo que la ASTM A790 se destina a servicio corrosivo general y no a alta temperatura.
Tolerancias de la ASTM A790
La ASTM A790 fija las tolerancias dimensionales de diámetro exterior, espesor de pared y longitud de la tubería de acero inoxidable dúplex. Estos límites contribuyen a asegurar una calidad uniforme y unas dimensiones exactas en las distintas aplicaciones. Por razones del proceso de fabricación, la tubería sin costura suele admitir tolerancias de diámetro exterior algo más amplias que la soldada. La tabla siguiente muestra los rangos de tolerancia estándar de la ASTM A790.
| Norma | Diámetro exterior (D) | Tolerancia (mm) | Espesor de pared (S) | Tolerancia | Longitud | Tolerancia |
| MM | Habitualmente alto | MM | MM | MM | ||
| A790 | 10.3≤D≤48.3 | +0.4/-0.8 | 10.3≤D≤73.0 | +20%/-12.5% | Aplicable a todas las medidas | +6.0/0 |
| 48.3<D≤114.3 | +0.8/-0.8 | 88.9≤D≤457.2, ID<5% | +22.5%/-12.5% | |||
| 114.3<D≤219.1 | +1.6/-0.8 | 88.9≤D≤457.2, ID>5% | +15.0%/-12.5% | |||
| 219.1<D≤457.2 | +2.4/-0.8 | D≥508.0,tD≤5%,SMLS | +22.5%/-12.5% | |||
| 457.2<D≤660.4 | +3.2/-0.8 | D≥508.0,tD>5%,SMLS | +16.0%/-12.5% | |||
| 660.4<D≤762.0 | +4.0/-0.8 | D≥508.0,WLD | +17.5%/-12.5% |
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Grados de tubería de acero inoxidable dúplex ASTM A790
La ASTM A790 cubre dos grandes categorías de acero inoxidable dúplex: el dúplex estándar, como el 2205, y el superdúplex, como el 2507 y el 2760. Los grados dúplex estándar presentan un índice equivalente de resistencia a la picadura (PREN) superior a 30, mientras que los superdúplex superan un PREN de 40. Cuanto mayor es el PREN, mejor es la resistencia a la picadura y a la corrosión por rendijas en medios ricos en cloruros.
UNS S31803 / dúplex 2205
La UNS S31803 es uno de los grados de tubería de acero inoxidable dúplex más empleados. Contiene un 21-23 % de cromo, un 4.5-6.5 % de níquel y un 2.5-3.5 % de molibdeno, y ofrece un límite elástico aproximadamente doble del del 316L, en función de la concentración de cloruros y de la tensión aplicada. Es la opción preferente para plataformas marinas, buques quimiqueros y tuberías de proceso.
Más información sobre UNS S31803 / dúplex 2205UNS S32205 / dúplex 2205
La UNS S32205 es la versión de composición más estricta de la familia 2205, con un contenido de nitrógeno controlado del 0.14 %. Ese contenido de nitrógeno eleva el PREN por encima de 34 y mejora, frente a la S31803, tanto la resistencia a la picadura como la tenacidad de la zona del cordón. La mayoría de los proyectos nuevos especifican la S32205 en lugar de la S31803 para aplicaciones críticas.
Más información sobre UNS S32205 / dúplex 2205UNS S32550 / aleación 255
La UNS S32550 contiene un 24-27 % de cromo, un 4.50-6.50 % de níquel, un 2.90-3.90 % de molibdeno y un 1.5-2.5 % de cobre. La adición de cobre mejora la resistencia en medios de ácido sulfúrico. Se comporta bien en sistemas de desulfuración de gases de combustión (FGD), en el tratamiento de ácido fosfórico y en tuberías de almacenamiento de productos químicos.
Más información sobre UNS S32550 / aleación 255UNS S32750 / superdúplex 2507
La UNS S32750 es el grado superdúplex que más se especifica, con un PREN superior a 41. Su 25 % de cromo, 7 % de níquel, 4 % de molibdeno y 0.24-0.32 % de nitrógeno le confieren una elevada resistencia a la picadura, a la corrosión por rendijas y a la corrosión bajo tensión en agua de mar caliente. Sus aplicaciones incluyen colectores submarinos, tuberías de la superestructura de plataformas y sistemas de desalación.
Más información sobre UNS S32750 / superdúplex 2507UNS 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 hasta ≥40. Se emplea en sistemas de refrigeración con agua de mar caliente, servicio con gas ácido y líneas de flujo submarinas de alta presión.
Más información sobre UNS S32760 / superdúplex 2760Requisitos de tratamiento térmico de la ASTM A790
Toda tubería ASTM A790 debe entregarse en estado de recocido de disolución y temple. El tratamiento térmico 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 austenita-ferrita correcto.
La temperatura de recocido de disolución varía según el grado. El dúplex estándar 2205 (S31803/S32205) requiere como mínimo 1900 °F (1040 °C). Los grados superdúplex, como la S32750 (2507), se recuecen en disolución habitualmente en el rango de 1880–2060°F (1025–1125°C), según la aleación concreta. A continuación el acero debe templarse en agua o enfriarse rápidamente para impedir que vuelva a formarse fase σ.
Sin un recocido de disolución adecuado, en los bordes de grano se forman fases intermetálicas como la σ y la χ. Son fases duras y frágiles que arruinan la tenacidad y la resistencia a la corrosión. Una tubería dúplex correctamente recocida debe presentar un contenido de ferrita del 40-60 % y ninguna fase σ detectable.
Contenido de ferrita y microestructura
El equilibrio de fases ferrita-austenita es el factor de calidad más determinante de la tubería de acero inoxidable dúplex. La ASTM A790 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 proyecto exigen un 35-65 % de ferrita, medido por métodos magnéticos —por ejemplo, con un ferritómetro Fischer— o por recuento de puntos metalográfico (ASTM E562).
Un exceso de ferrita (por encima del 70 %) reduce la tenacidad 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 distingue al acero dúplex del austenítico. El aporte térmico de la soldadura, la temperatura entre pasadas y la velocidad de enfriamiento influyen en el contenido final de ferrita, de modo que un procedimiento de soldadura correcto es tan importante como el tratamiento térmico del metal base.
Requisitos de ensayo e inspección
La ASTM A790 exige varios ensayos para verificar la calidad de la tubería. Cada lote debe superar el análisis químico, los ensayos mecánicos y uno de los dos siguientes: prueba hidrostática o ensayo eléctrico no destructivo (END). La tubería soldada requiere además ensayos adicionales. A continuación se resume cada uno de los ensayos exigidos.
Ensayo de tracción
Un ensayo de tracción por lote. 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). Según la medida de la tubería pueden emplearse probetas longitudinales o transversales.
Ensayo de aplastamiento (tubería soldada)
En la tubería soldada se realiza un ensayo de aplastamiento por lote, con probetas tomadas de ambos extremos de una tubería. El tramo se aplasta entre placas paralelas con el cordón situado en el punto de máxima flexión. El cordón no debe presentar fisuras ni aperturas hasta que la tubería quede aplastada a dos tercios de su diámetro exterior original
Ensayo de dureza
Se realiza un ensayo de dureza Brinell o Rockwell sobre 2 tuberías por lote. En la mayoría de los grados dúplex de la ASTM A790 no debe superarse 293 HB / 31 HRC / 310 HV. El límite de dureza verifica que tras el tratamiento térmico no quedan fases intermetálicas perjudiciales.
Ensayo hidrostático o no destructivo
Cada tubería debe superar la prueba hidrostática o un ensayo eléctrico no destructivo (corrientes inducidas o ultrasonidos conforme a ASTM E213 / E309 / E426). En la prueba hidrostática, la presión de ensayo se calcula con la fórmula P = 2St/D, donde S = 64,000 psi (441 MPa) para los grados dúplex, t = espesor de pared y D = diámetro exterior.
Ensayo de corrosión (suplementario)
La ASTM A790 remite a la ASTM A923 (prácticas B o C) como requisito suplementario para detectar fases intermetálicas perjudiciales en el acero inoxidable dúplex. Muchos usuarios finales, sobre todo en el sector del petróleo y el gas, exigen el ensayo ASTM A923 además de los ensayos mecánicos estándar. El ensayo emplea el método de impacto Charpy con entalla en V o el ensayo de corrosión con cloruro férrico para confirmar la ausencia de fase σ.
Preguntas frecuentes
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¿En qué se diferencian la ASTM A790 y la ASTM A789?
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¿En qué se diferencian la UNS S31803 y la UNS S32205?Ambas son el dúplex 2205, pero la S32205 tiene una composición más estricta, con un contenido mínimo de nitrógeno más alto, del 0.14 %. La S31803 admite nitrógeno hasta un valor tan bajo como el 0.08 %. El mayor contenido de nitrógeno de la S32205 eleva el PREN por encima de 34, mejora el comportamiento de la zona del cordón y reduce el riesgo de formación de fase σ. Hoy, la mayoría de las especificaciones modernas prefieren la S32205.
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¿Qué es el PREN y por qué es importante?El PREN (índice equivalente de resistencia a la picadura) es una fórmula que predice la resistencia a la picadura: PREN = %Cr + 3.3(%Mo) + 16(%N). Un PREN más alto significa una mejor resistencia a la picadura y al ataque por rendijas en medios con cloruros. El dúplex estándar 2205 tiene un PREN de aproximadamente 34; el superdúplex 2507 supera 41. Para aplicaciones con agua de mar, la mayoría de las especificaciones exigen un PREN mínimo de 40.
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¿Qué tratamiento térmico exige la tubería ASTM A790?Todos los grados requieren recocido de disolución seguido de temple rápido en agua. El dúplex 2205 (S32205) se recuece a 1900 °F (1040 °C) como mínimo. El superdúplex 2507 (S32750) se recuece habitualmente a 1025–1125°C (1880–2060°F). El temple rápido impide la formación de fase σ y fija el equilibrio ferrita-austenita correcto.
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¿En qué se diferencian la ASTM A790 y la ASTM A312?La A790 cubre la tubería de acero inoxidable ferrítico/austenítico (dúplex) y la A312 la tubería de acero inoxidable austenítico. Frente a grados A312 como el TP316L, la tubería dúplex A790 ofrece aproximadamente el doble de límite elástico y una mejor resistencia a la corrosión bajo tensión por cloruros. La A312 es la elección correcta para aplicaciones austeníticas de uso general; la A790 se especifica cuando se requieren mayor resistencia mecánica y resistencia a los cloruros.
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¿Puede emplearse la tubería ASTM A790 en aplicaciones del Código ASME de Calderas y Recipientes a Presión?Sí. La ASTM A790 tiene su especificación ASME equivalente: la SA-790, recogida en el volumen II, parte A, del Código ASME de Calderas y Recipientes a Presión. La tubería fabricada según ASTM A790 que cumpla además los requisitos ASME puede marcarse con el grado SA-790 para su uso en equipos a presión con sello de código.