La clase 1 se recuece a 1600 °F (871 °C) como mínimo para obtener una mayor resistencia a temperatura ambiente (120 ksi de tracción). La clase 2 se recuece en disolución a 2000 °F (1093 °C) como mínimo para lograr una resistencia excelente a la fluencia y a la rotura por encima de 1100 °F (593 °C). Si no se especifica ninguna clase, se expide por defecto la clase 1. La composición química es idéntica; solo cambian el tratamiento térmico y la microestructura resultante.
Norma ASTM B444 de tuberías y tubos sin costura Inconel 625 (UNS N06625)
La ASTM B444 es la especificación estándar de tuberías y tubos sin costura trabajados en frío de aleación níquel-cromo-molibdeno-niobio (UNS N06625). El material se conoce en todo el mundo como Inconel 625. A diferencia de las especificaciones multialeación como la ASTM B622 , la B444 cubre una sola aleación: el Inconel 625. Esa concentración en una única aleación se traduce en requisitos de calidad más estrictos, protocolos de tratamiento térmico específicos de cada clase y criterios de propiedades mecánicas ajustados a la combinación singular de alta resistencia, resistencia a la corrosión y vida a fatiga del Inconel 625.
La especificación define la composición química, dos clases distintas de tratamiento térmico (clase 1 y clase 2), las propiedades mecánicas, las tolerancias dimensionales, la prueba hidrostática y los protocolos de inspección. La ASTM B444 cubre tanto la tubería —dimensionada por NPS y schedule conforme a ANSI B36.19— como el tubo, dimensionado por diámetro exterior y espesor de pared.
Los tubos de Inconel 625 y las tuberías conformes a ASTM B444 se especifican para procesado químico, petróleo y gas en alta mar, sistemas de escape navales, componentes aeroespaciales, reprocesado de combustible nuclear, desulfuración de gases de combustión (FGD) y líneas de flujo submarinas. Esta guía recorre todos los apartados de la B444 —las dos clases, la composición química, las propiedades mecánicas, las tolerancias, el tratamiento térmico, los ensayos y las cuestiones prácticas— para que ingenieros y compradores puedan pedir el producto correcto para su aplicación.
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¿Qué es la ASTM B444?
La ASTM B444 es la especificación estándar de ASTM International para tuberías y tubos de aleación níquel-cromo-molibdeno-niobio (UNS N06625). La gobierna el subcomité B02.07 del comité ASTM B02 de metales y aleaciones no férreos. Los requisitos generales del material suministrado bajo esta especificación se ajustan a la ASTM B829 (especificación de requisitos generales para tuberías y tubos sin costura de níquel y aleaciones de níquel).
Todos los productos acogidos a esta especificación se estiran en frío o se laminan en frío (pilger) y a continuación se tratan térmicamente en uno de estos dos estados: recocido (clase 1) o recocido de disolución (clase 2).
Lo que distingue a la B444 es precisamente la separación entre la clase 1 y la clase 2. La mayoría de las especificaciones de aleaciones de níquel ofrecen un único estado de tratamiento térmico. La B444 reconoce que el Inconel 625 atiende a dos ámbitos de aplicación radicalmente distintos: las temperaturas medias, donde lo determinante es la alta resistencia mecánica (clase 1), y las altas temperaturas, donde lo esencial es la resistencia a la fluencia y a la rotura (clase 2).
La norma ASME equivalente es SB-444, recogida en el volumen II, parte B, del Código ASME de Calderas y Recipientes a Presión. El material que cumple a la vez los requisitos ASTM y ASME puede marcarse con la designación SB-444 para equipos a presión con sello de código.
ASTM B444: clase 1 frente a clase 2
El sistema de dos clases de la ASTM B444 es una de las distinciones más importantes en la compra de tubería de aleación de níquel. Especificar la clase equivocada puede provocar un fallo prematuro o un sobrecoste innecesario.
Clase 1 corresponde al estado recocido, con mayor resistencia mecánica a temperatura ambiente. Es la elección correcta cuando la temperatura de servicio se mantiene por debajo de 1100 °F (593 °C) y el requisito principal es la resistencia a la corrosión combinada con una elevada resistencia mecánica. Esta clase se emplea sobre todo en líneas de flujo submarinas, sistemas de refrigeración con agua de mar, tuberías de producción de gas amargo, fuelles de escape navales y tuberías de proceso químico expuestas a ácidos agresivos por debajo de 600 °F (315 °C).
Clase 2 corresponde al estado recocido de disolución, con una excelente resistencia a la fluencia y vida a rotura a alta temperatura. Es la clase que procede cuando la temperatura de servicio supera los 1100 °F (593 °C) y la resistencia a la fluencia a largo plazo o la estabilidad térmica resultan determinantes. Se emplea en conductos de escape de turbinas de gas, equipos de reprocesado de combustible nuclear, tubos de reformador y componentes de horno.
La tabla siguiente compara ambas clases en todos los parámetros clave.
| Parámetro | Clase 1 (recocido) | Clase 2 (recocido de disolución) |
| Tratamiento térmico | Recocido a 1600 °F (871 °C) como mínimo | Recocido de disolución a 2000 °F (1093 °C) como mínimo |
| Estabilización | No se exige | Opcional: 1800 °F (982 °C) mínimo, frente a la sensibilización |
| Resistencia a la tracción, mínima | 120,000 psi (827 MPa) | 100,000 psi (690 MPa) |
| Límite elástico, mínimo | 60,000 psi (414 MPa) | 40,000 psi (276 MPa) |
| Alargamiento, mínimo | 30% | 30% |
| Tensión en la fibra (prueba hidrostática) | 30,000 psi (207 MPa) | 25,000 psi (172 MPa) |
| Temperatura máxima de servicio | 1100°F (593°C) | Por encima de 1100 °F (593 °C) |
| Principales aplicaciones | Resistencia a la corrosión, submarino, marino | Fluencia/rotura, hornos, nuclear |
| Valor por defecto si no se especifica | Sí (se expide la clase 1) | — (debe especificarse) |
| Tamaño de grano | Más fino (ASTM 5-8) | Más grueso (ASTM 2-5) |
Composición química de la ASTM B444
La ASTM B444 define para la UNS N06625 una composición química única válida tanto para la clase 1 como para la clase 2. La composición es idéntica: lo único que las diferencia es el tratamiento térmico y la microestructura resultante. El Inconel 625 es una aleación endurecida por solución sólida, con adiciones importantes de cromo (20-23 %), molibdeno (8-10 %) y niobio/columbio (3.15-4.15 %).
La tabla siguiente recoge los límites de composición completos de la ASTM B444.
| Grado | Número UNS | Norma (Pipe) |
Requisitos de composición química (valores máximos) | ||||||||||||
| Carbono (C) | Manganeso (Mn) | Fósforo (P) | Azufre (S) | Silicio (Si) | Níquel (Ni) | Cromo (Cr) | Molibdeno (Mo) | Cobre (Cu) | Hierro (Fe) | Titanio (Ti) | Aluminio (Al) | Cobalto (Co) | |||
| Inconel 625 | N06625 | B444 | 0.10 | 0.50 | 0.015 | 0.015 | 0.50 | min 58 | 20.0-23.0 | min 8-10 | - | 5.0 | 0.4 | 1.0 | Nb+Ta:3.15-4.15 |
Nota:El níquel se calcula aritméticamente por diferencia. Se exige un ensayo de análisis químico por lote (una colada). Las desviaciones del análisis de producto (de comprobación) se rigen por la ASTM B829. El contenido de niobio más tántalo (3.15-4.15 %) es el elemento distintivo del Inconel 625: aporta el endurecimiento por solución sólida que separa al 625 de las aleaciones Hastelloy de la serie C, que dependen más del molibdeno y del wolframio.
Propiedades mecánicas de la ASTM B444
Las propiedades mecánicas de la ASTM B444 dependen por completo de la clase, es decir, del tratamiento térmico. La microestructura recocida de grano fino de la clase 1 produce 120,000 psi (827 MPa) de resistencia a la tracción mínimay 60,000 psi (414 MPa) de límite elástico mínimo. Es una de las resistencias a temperatura ambiente más altas de todas las aleaciones de níquel endurecidas por solución sólida. La estructura recocida de disolución, de grano más grueso, de la clase 2 desciende a 100,000 psi (690 MPa) de tracción y 40,000 psi (276 MPa) de límite elástico, pero gana la vida a fluencia a alta temperatura que exige el servicio por encima de 1100 °F (593 °C).
| Grado | Estado y dimensiones | Norma | Resistencia a la tracción Mín., MPa |
Límite elástico Mín., MPa |
Alargamiento Mín., % |
| N06625 | Clase 1 | B444 | 827 | 414 | 30 |
| N06625 | Clase 2 (recocido de disolución) | B444 | 690 | 276 | 30 |
Nota:La resistencia a la tracción mínima de la clase 1 solo se aplica al tubo en estado recto. Las tuberías y tubos de calidad para conformado en caliente —destinados a curvado, por ejemplo— se suministran únicamente conforme a los requisitos químicos y a la inspección superficial, lo que significa que no se garantizan las propiedades de tracción. Para las medidas de convertidor de pequeño diámetro (DE ≤1-1/4 pulgadas / 31.8 mm), consulte en la especificación las propiedades por estado de suministro.
Tolerancias de la ASTM B444
Las tuberías y tubos ASTM B444 trabajados en frío siguen tolerancias dimensionales específicas que garantizan la precisión y la calidad. La tolerancia de diámetro exterior varía con la medida, desde ±0.13 mm en diámetros de 10-16 mm hasta +3.18 / −0.79 mm en diámetros de 356-610 mm. La tolerancia de espesor de pared oscila habitualmente entre ±10 % y ±15 %, mientras que el límite de diámetro exterior es de +3.2/−0 mm por debajo de 50.8 mm y de +4.8/−0 mm a partir de 50.8 mm, conforme a la ASTM B829.
| Norma | Diámetro exterior (D) | Tolerancia (mm) | Espesor de pared (S) | Tolerancia | Longitud | Tolerancia |
| MM | NORMAL / ALTA | MM | MM | MM | ||
| B444 (tubería trabajada en frío y tubo) |
38<D≤76 | ±0.25 | ±10% | OD<50.8: +3.2/0 OD≥50.8: +4.8/-0 Véase B829 para más detalles |
- | |
| 76<D≤114 | ±0.38 | |||||
| 114<D≤152 | ±0.51 | |||||
| 152≤D≤168 | ±0.64 | |||||
| 168<D≤219 | ±0.79 | ±12.5% | ||||
| 219<D≤356 | +1.57/-0.79 | ±15%/-12.5% | ||||
| 356<D≤610 | +3.18/-0.79 |
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Requisitos de tratamiento térmico de la ASTM B444
El tratamiento térmico es la diferencia determinante entre la clase 1 y la clase 2: fija el tamaño de grano, la distribución de precipitados y el equilibrio entre la resistencia a temperatura ambiente y la resistencia a la fluencia a alta temperatura. Acertar en la fase de pedido evita sustituciones de material costosas.
Clase 1: recocido
El material de clase 1 se recuece a una temperatura mínima de 1600°F (871°C). Esa temperatura es lo bastante alta para recristalizar la estructura deformada en frío, pero lo bastante baja para conservar los precipitados finos de NbC, que obstaculizan el movimiento de las dislocaciones y frenan el crecimiento de grano durante el recocido, con lo que se mantiene un grano fino. Esos precipitados actúan como anclajes de los bordes de grano y mantienen el tamaño de grano fino, habitualmente ASTM 5-8. El resultado es una microestructura con alta resistencia a temperatura ambiente (120 ksi de tracción y 60 ksi de límite elástico) y buena resistencia a la fatiga.
Clase 2: recocido de disolución
El material de clase 2 se recuece en disolución a una temperatura mínima de 2000°F (1093°C). A esa temperatura, todos los carburos, carbonitruros y cualquier fase de Laves del tipo Ni2(Nb, Mo) entran en disolución en la matriz de níquel. El tamaño de grano crece hasta ASTM 2-5. Esta estructura limpia y de grano grueso fluye más despacio por encima de 1100 °F (593 °C), porque los bordes de grano —principal camino de fallo por fluencia— son menos numerosos y más largos.
Tras el recocido de disolución puede aplicarse un recocido de estabilización opcional a 1800 °F (982 °C) como mínimo. Este envejecido controlado vuelve a precipitar carburos de niobio en los bordes de grano formando una red semicontinua, lo que aporta resistencia a la corrosión intergranular tras una exposición térmica prolongada. Este estado estabilizado se especifica para el reprocesado de combustible nuclear y para servicios químicos críticos.
Estados y acabados superficiales disponibles
La ASTM B444 describe los estados y acabados superficiales estándar disponibles para las tuberías y tubos de Inconel 625. El acabado depende de si el producto se ha trabajado en frío con rectificado del diámetro exterior (brillante) o estirado en frío sin rectificar (decapado/mate).
| Condición | Proceso | Acabado / superficie |
| Estirado en frío, recocido o recocido de disolución, rectificado del DE | Estirado en frío, tratado térmicamente, rectificado del DE | DE brillante; el DI depende de la atmósfera (brillante si se recuece en atmósfera protectora) |
| Estirado en frío, recocido o recocido de disolución, decapado | Estirado en frío, tratado térmicamente, decapado | Superficies exterior e interior mate oscuro (decapadas) |
| Rango dimensional (rectificado del DE) | — | DE de 1/2 a 4 pulgadas (12.7-102 mm), pared normal y gruesa, todos los NPS |
| Rango dimensional (decapado) | — | DE de 1/2 a 6-5/8 pulgadas (12.7-168 mm), pared normal y gruesa, todos los NPS |
Requisitos de la prueba hidrostática
Toda tubería o tubo de diámetro exterior igual o superior a 1/8 de pulgada (3 mm) y espesor de pared igual o superior a 0.015 pulgadas (0.38 mm) debe superar la prueba hidrostática. La presión de ensayo se calcula con la fórmula siguiente:
P = 2St / D
donde P = presión de la prueba hidrostática (psi), S = tensión admisible en la fibra (psi), t = espesor de pared mínimo (pulgadas) y D = diámetro exterior (pulgadas).
La presión máxima de ensayo es de 1,000 psi (6.9 MPa). Se rechaza toda tubería o tubo que presente fugas durante el ensayo. Los valores de tensión admisible en la fibra son:
| Grado | Tensión de fibra, psi | Tensión en la fibra, MPa |
| Clase 1 (recocido) | 30,000 | 207 |
| Clase 2 (recocido de disolución) | 25,000 | 172 |
El fabricante y el comprador pueden acordar ensayar a 1.5 veces la presión calculada. Las tuberías y tubos de calidad para conformado en caliente quedan exentos de los requisitos de tracción e hidrostáticos: se suministran únicamente conforme al análisis químico y a la inspección superficial.
Requisitos de ensayo e inspección
La ASTM B444 exige análisis químico, ensayo de tracción y prueba hidrostática en cada lote. Los requisitos generales de muestreo, definición de lote, preparación de probetas, métodos de ensayo y marcado del producto están gobernados por la ASTM B829.
Análisis químico
Un ensayo por lote (una colada). El ensayo se realiza por los métodos que fija la ASTM B829. Si el comprador lo solicita, el análisis de producto debe cumplir los límites de composición y las tolerancias de análisis de comprobación de la B829.
Ensayo de tracción
Un ensayo de tracción por lote, conforme a ASTM E 8. Las probetas se toman del material acabado. Siempre que sea posible, todas las tuberías y tubos deben ensayarse en sección tubular completa; cuando no lo sea, se emplean probetas longitudinales planas o cilíndricas.
Marcado del producto
Cada pieza debe marcarse con la denominación de la aleación o su número UNS (N06625), el número ASTM (B444), la clase (1 o 2), el estado (recocido o recocido de disolución), el número de colada y la información dimensional. Cada atado o contenedor de expedición debe llevar además el número de especificación, la categoría de aleación, el estado, las dimensiones, los pesos bruto, tara y neto y los datos del expedidor y del destinatario.
Preguntas frecuentes
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¿En qué se diferencian la clase 1 y la clase 2 de la ASTM B444?
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¿En qué se diferencian la ASTM B444 y la ASTM B622?La B444 es una especificación de una sola aleación, que cubre únicamente el Inconel 625 (UNS N06625); la B622 es una especificación multialeación que cubre más de 30 aleaciones de níquel y níquel-cobalto (Hastelloy C-276, B-2, G-30, entre otras). El Inconel 625 no figura en la B622. Si necesita tubería sin costura de Inconel 625, especifique siempre la B444; si necesita otras aleaciones de la serie C, especifique la B622.
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¿Resiste el Inconel 625 el ácido clorhídrico?Sí. El Inconel 625 soporta HCl de hasta un 20 % de concentración a temperatura ambiente, y HCl diluido a alta temperatura. No es, sin embargo, la mejor opción para HCl caliente y concentrado. Para servicio con HCl en todo el rango de concentraciones se prefieren las aleaciones Ni-Mo (ASTM B622), que contienen molibdeno y prácticamente nada de cromo.
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¿Cuál es la temperatura máxima de servicio del Inconel 625?Clase 1 está homologada para servicio continuo hasta 1100°F (593°C).Clase 2 puede emplearse hasta unos 1800°F (982°C) cuando la resistencia a la fluencia y a la oxidación son las consideraciones principales. Por encima de 1200 °F (649 °C) la resistencia del Inconel 625 desciende, aunque la capa de óxido de cromo evita la oxidación. Para aplicaciones con carga estructural por encima de 1500 °F (815 °C), considere la ASTM B167, que, gracias a su contenido de aluminio, ofrece una excelente resistencia a la oxidación cíclica. Para aplicaciones con carga estructural por encima de 1500 °F (815 °C), considere la aleación 601 (UNS N06601) o la aleación 617 (UNS N06617), que gracias a la adición de aluminio ofrecen una excelente resistencia a la oxidación cíclica.
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¿Son lo mismo la ASTM B444 y la ASME SB-444?La ASME SB-444 es la misma especificación exactamente, adoptada en el volumen II, parte B (materiales no férreos), del Código ASME de Calderas y Recipientes a Presión. El material fabricado según ASTM B444 puede marcarse con la designación SB-444 cuando se cumplen todos los requisitos ASME. Ello es obligatorio para recipientes a presión, intercambiadores de calor y tuberías con sello de código en los sectores de generación eléctrica y de proceso.
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¿Qué metal de aportación se emplea para soldar el Inconel 625?Los metales de aportación equivalentes son el ERNiCrMo-3 (AWS A5.14) para GTAW y GMAW, y el ENiCrMo-3 (AWS A5.11) para SMAW. El ERNiCrMo-3 es uno de los metales de aportación de aleación de níquel más empleados: se especifica también para soldaduras disimilares entre acero al carbono y acero inoxidable, y para recargues sobre acero al carbono. Por lo general no se requiere precalentamiento. La temperatura entre pasadas no debe superar los 300 °F (150 °C). La clase 1 no suele necesitar tratamiento térmico posterior a la soldadura, pero en la clase 2 puede exigirse en servicio nuclear o crítico a alta temperatura.
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¿Cómo se compara el Inconel 625 con el Hastelloy C-276 en servicio químico?Gracias a su 16 % de molibdeno, frente al 9 % del 625, el Hastelloy C-276 resiste mejor los ácidos reductores (H2SO4, HCl). Gracias a su contenido de niobio, el Inconel 625 ofrece mayor resistencia mecánica (120 ksi frente a 100 ksi de tracción) y mejor resistencia a la picadura por cloruros a alta temperatura. El C-276 se prefiere en aplicaciones en las que solo cuenta la resistencia a la corrosión en ácidos agresivos. Cuando la aplicación exige a la vez resistencia a la corrosión y alta resistencia mecánica —en especial en entornos de gas amargo, submarinos y químicos de alta presión—, se prefiere el Inconel 625.
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¿Puede emplearse la ASTM B444 en tuberías de agua de mar?Sí; el Inconel 625 es uno de los mejores materiales para servicio con agua de mar. Su índice equivalente de resistencia a la picadura (PREN = %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N) supera 50, frente a unos 25 del acero inoxidable 316L y 42 del superdúplex. El Inconel 625 resiste la corrosión por rendijas, la corrosión inducida por ensuciamiento biológico y la corrosión-erosión en agua de mar con velocidades superiores a 100 ft/s (30 m/s). Se especifica para tuberías de elevación de agua de mar, sistemas de agua contra incendios y colectores de escape navales en plataformas marinas y buques de guerra.
[Nota:] El PREN se desarrolló para los sistemas de acero inoxidable y dúplex; en las aleaciones de níquel, la CPT (temperatura crítica de picadura) es un criterio más adecuado.