En muchos casos, sí. Cuando el cordón se inspecciona debidamente, el código ASME asigna la misma tensión admisible al tubo soldado B704 y al tubo sin costura B163 de aleación de níquel. La elección depende del código de diseño, de la preferencia del comprador y de la severidad del servicio. Para servicio amargo conforme a NACE MR0175/ISO 15156, algunos usuarios finales exigen únicamente tubo sin costura (B163).
Norma ASTM B704 de tubos soldados de aleación de níquel
La ASTM B704 es la especificación estándar para tubos soldados de aleación de níquel destinados a calderas, intercambiadores de calor y condensadores. Si la ASTM B163 cubre el tubo sin costura de aleación de níquel y la ASTM A249 el tubo soldado de acero inoxidable austenítico para el mismo servicio, la B704 cubre el hueco del tubo soldado de aleación de níquel: el que se emplea cuando el medio corrosivo supera la capacidad de los grados de acero inoxidable.
La especificación cubre cinco aleaciones: UNS N06625 (Inconel 625), UNS N08825 (Incoloy 825), UNS N06219, UNS N08642 y UNS N08827. El tubo abarca diámetros exteriores de 1/8 de pulgada a 5 pulgadas (3.18-127 mm) y espesores de pared de 0.015 a 0.500 pulgadas (0.38-12.70 mm). Los requisitos dimensionales siguen la ASTM B751 (requisitos generales para tubos soldados de níquel y aleaciones de níquel).
El tubo soldado de aleación de níquel ASTM B704 se especifica para intercambiadores de calor de plantas químicas, condensadores de lavadores FGD, condensadores de superficie refrigerados por agua de mar, servicio con gas amargo, intercambiadores de ácido sulfúrico y fosfórico y, en general, para cualquier aplicación de transferencia térmica en la que el acero inoxidable no resulte apto por picadura por cloruros, corrosión por rendijas o ataque ácido a alta temperatura. Esta guía recoge los grados de aleación, la composición química, las propiedades mecánicas, los requisitos por clase de ensayo no destructivo, los ensayos, las tolerancias y las preguntas frecuentes.
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¿Qué es la ASTM B704?
La ASTM B704 es la especificación estándar para tubos soldados de aleación de níquel destinados a servicio de caldera, intercambiador de calor y condensador. Depende del subcomité B02.07 de níquel y cobalto refinados y sus aleaciones, del comité ASTM B02 de metales y aleaciones no férreos. La versión vigente es la B704-23, aprobada originalmente en 1982.
La especificación cubre los tubos de aleación de níquel fabricados a partir de aleación laminada en plano mediante un proceso de soldadura automática sin metal de aportación. Tras la soldadura y antes del recocido final, el tubo se trabaja en frío únicamente en el metal de soldadura o en el metal de soldadura y el metal base. El tubo se suministra libre de óxidos; cuando se emplea recocido brillante, el decapado no es necesario.
Los requisitos generales se ajustan a la ASTM B751 (requisitos generales para tubos soldados de níquel y aleaciones de níquel).La norma ASME equivalente es la SB-704, recogida en el volumen II, parte B, del Código ASME de Calderas y Recipientes a Presión.
Composición química de la ASTM B704
La composición química se define en la tabla 1 de la B704. Se exige un ensayo por lote, tal como define la ASTM B751. La tabla siguiente recoge los límites de composición completos de las cinco aleaciones.
| Elemento | N06625 | N06219 | N08642 | N08825 | N08827 |
| Níquel (Ni) | 58.0 min | Bal | 42.0–46.0 | 38.0–46.0 | 39.0–43.0 |
| Cromo (Cr) | 20.0–23.0 | 18.0–22.0 | 21.0–23.0 | 19.5–23.5 | 21.0–23.0 |
| Hierro (Fe) | 5.0 max | 2.0–4.0 | Bal | 22.0 min | Bal |
| Molibdeno (Mo) | 8.0–10.0 | 7.0–9.0 | 5.0–6.5 | 2.5–3.5 | 4.5–6.5 |
| Niobio Nb | 3.15–4.15 | — | 0.15 max | — | 0.15 max |
| Carbono C, máx. | 0.10 | 0.05 | 0.030 | 0.05 | 0.015 |
| Manganeso Mn, máx. | 0.50 | 0.50 | 1.0 | 1.0 | 0.5–0.9 |
| Silicio (Si) | 0.50 max | 0.70–1.10 | 0.75 max | 0.50 max | 0.2–0.5 |
| Azufre S, máx. | 0.015 | 0.010 | 0.010 | 0.030 | 0.005 |
| Cobre (Cu) | — | — | 0.50 max | 1.5–3.0 | 0.5–2.0 |
| Titanio (Ti) | 0.40 max | 0.50 max | — | 0.6–1.2 | — |
| Aluminio (Al) | 0.40 max | 0.50 max | 0.2 max | 0.2 max | 0.06–0.25 |
| Cobalto (Co) | 1.0 max | 1.0 max | 1.0–3.0 | — | 0.5 max |
Nota:Las tolerancias del análisis de producto se rigen por la ASTM B751. Donde aparece «Bal» (resto), el elemento puede determinarse aritméticamente por diferencia. Los términos niobio (Nb) y columbio (Cb) designan el mismo elemento.
Propiedades mecánicas de la ASTM B704
Las propiedades mecánicas se definen en la tabla 2 de la B704. Se exige un ensayo de tracción por lote, tal como define la B751. El límite elástico se determina por el método de desviación del 0.2 % conforme a ASTM E8/E8M.
| Aleaciones | Grado / estado | Tracción mínima, ksi (MPa) | Límite elástico mínimo, ksi (MPa) | Alargamiento mínimo, % |
| N06625 | Clase 1 (recocido) | 120 (827) | 60 (414) | 30 |
| N06625 | Clase 2 (recocido de disolución) | 100 (690) | 40 (276) | 30 |
| N06219 | — | 96 (660) | 39 (270) | 30 |
| N08642 | — | 85 (586) | 35 (241) | 30 |
| N08825 | — | 85 (586) | 35 (241) | 30 |
| N08827 | — | 85 (586) | 35 (241) | 30 |
La N06625 clase 1 (recocida) presenta la mayor resistencia a la tracción de la especificación, 120 ksi (827 MPa), aproximadamente un 60 % superior a la de las aleaciones N08xxx. Esa resistencia procede de la precipitación de γ″ (gamma doble prima) rica en niobio durante el ciclo de recocido. La clase 2, recocida en disolución a 2000 °F (1093 °C), disuelve esos precipitados y cambia resistencia mecánica por la máxima resistencia a la corrosión.
Tolerancias de la ASTM B704
Las tolerancias dimensionales del tubo soldado B704 están gobernadas por la ASTM B751 (requisitos generales para tubos soldados de níquel y aleaciones de níquel). La B704 cubre tubos con diámetros exteriores de 1/8 de pulgada a 5 pulgadas (3.18-127 mm) y espesores de pared de 0.015 a 0.500 pulgadas (0.38-12.70 mm).
Tolerancia de espesor de pared
| Tipo | Tolerancia |
| Espesor de pared medio | +15% / −0 |
| Espesor de pared mínimo especificado | +15% / −0 |
| Zona del cordón | El exceso sobre el espesor de pared especificado no debe superar el admitido en el metal base |
Tolerancia de diámetro exterior
| Rango de diámetro exterior | Tolerancia (pulgadas) | Tolerancia (mm) |
| Hasta 1 pulgada (25 mm) | ±0.004 in. | ±0.1 mm |
| 1-2 pulgadas (25-50 mm) | ±0.006 in. | ±0.15 mm |
| 2-3 pulgadas (50-75 mm) | ±0.008 in. | ±0.2 mm |
| 3-5 pulgadas (75-127 mm) | ±0.010–0.015 in. | ±0.25–0.38 mm |
Longitud y rectitud
| Parámetro | Valor |
| Tolerancia de longitud fija (hasta 24 ft / 7.3 m) | +1/8 in. (3 mm) / −0 |
| Acabado superficial | Libre de óxidos, extremos lisos y sin rebabas |
| Rectitud | Razonablemente recto |
Clases de ensayo no destructivo
La ASTM B704 define dos clases de ensayo no destructivo. El comprador indica la clase exigida; si no la especifica, la elige el fabricante.
| Clase | Ensayo de estanqueidad | Ensayo eléctrico | Aplicaciones |
| Clase 1 | Hidrostático, neumático, corrientes inducidas o ultrasonidos (cualquiera de ellos) | — | Servicio estándar de intercambiador de calor comercial |
| Clase 2 | Hidrostático o neumático (neumático bajo agua) | Corrientes inducidas o ultrasonidos | Servicio crítico (calderas, nuclear, código ASME) |
La clase 2 es más exigente: requiere a la vez un ensayo de estanqueidad y un ensayo eléctrico volumétrico. La clase 1 solo exige uno de los cuatro métodos. Para aplicaciones con código ASME y servicio crítico de intercambiador se especifica habitualmente la clase 2; para intercambiadores de gama comercial, la clase 1 resulta suficiente.
Tratamiento térmico
Todo el tubo B704 se suministra en estado recocido o recocido de disolución. Los requisitos de tratamiento térmico dependen de la aleación y de la clase.
| Aleaciones | Condición | Temperatura de recocido | Descripción |
| N06625 clase 1 | Recocido | Recocido de laminación | Mayor resistencia, se conservan los precipitados de niobio |
| N06625 clase 2 | Recocido de disolución | 2000 °F (1093 °C) como mínimo | Máxima resistencia a la corrosión, precipitados disueltos |
| N06625 clase 2 | Estabilización opcional | 1800 °F (982 °C) como mínimo | Se aplica tras el recocido de disolución; mejora la resistencia a la sensibilización |
| N06219 | Recocido | Según B751 | Con silicio, recocido estándar |
| N08642 | Recocido | Según B751 | Con cobalto, recocido estándar |
| N08825 | Recocido | Según B751 | Estabilizado con titanio, recocido estándar |
| N08827 | Recocido | Según B751 | Microaleado con magnesio, recocido estándar |
En la N06625 clase 2, el recocido de disolución a 2000 °F (1093 °C) como mínimo disuelve la fase δ (delta) rica en niobio y los precipitados de γ″, y aporta la máxima ductilidad y resistencia a la corrosión. El recocido de estabilización opcional a 1800 °F (982 °C) como mínimo precipita carburos de NbC de forma controlada, fija el carbono y mejora la resistencia a la sensibilización en soldaduras posteriores o en servicio dentro del rango de 1000-1400 °F (538-760 °C).
Requisitos de ensayo e inspección
La B704 exige ensayos mecánicos, de aplastamiento, de rebordeado y no destructivos según la clase especificada. Todos los procedimientos de ensayo se ajustan a la ASTM B751 y a la E8/E8M.
Ensayo de tracción
Un ensayo de tracción longitudinal por lote, conforme a la B751. La resistencia a la tracción, el límite elástico (desviación del 0.2 %) y el alargamiento deben cumplir los valores de la tabla 2.
Ensayo de aplastamiento
Un ensayo de aplastamiento en cada extremo de un tubo por lote. La sección de tubo se aplasta entre placas paralelas. Las roturas superficiales debidas a defectos de superficie no constituyen motivo de rechazo.
Ensayo de rebordeado
Un ensayo de rebordeado en cada extremo de un tubo por lote. El tubo debe formar un reborde perpendicular al cuerpo sin agrietarse.
Certificaciones
El fabricante emite un certificado en el que declara que el material se ha fabricado, ensayado e inspeccionado conforme a la B704. Se adjunta un informe de ensayo con los resultados reales.
Aplicaciones principales del tubo soldado ASTM B704
Intercambiadores de calor de plantas químicas
El tubo soldado de Inconel 625, soldado conforme a la B704, es el material estándar de los intercambiadores de carcasa y tubos que manejan corrientes de proceso con cloruros, ácidos mixtos y condensados de FGD. Su contenido de molibdeno del 9 % aporta una elevada resistencia a la picadura y a la corrosión por rendijas en medios que arruinan al 316L y a los superausteníticos 6Mo.
Condensadores refrigerados por agua de mar
El tubo soldado N06625 clase 2 se especifica para condensadores de superficie de centrales eléctricas costeras, donde la refrigeración con agua de mar somete el diámetro exterior del tubo a una exposición severa a cloruros. El estado de recocido de disolución completo aporta la máxima resistencia a la picadura en las condiciones de cloruros concentrados que se dan bajo los depósitos superficiales del tubo de condensador.
Servicio con ácido sulfúrico y ácido fosfórico
El tubo soldado de Incoloy 825, soldado conforme a la B704, es la opción económica para intercambiadores de calor en plantas de ácido sulfúrico, concentradores de ácido fosfórico y fabricación de fertilizantes. Su contenido de cobre del 1.5-3.0 % confiere al Incoloy 825 resistencia a los ácidos reductores, un medio en el que incluso el Inconel 625, sin cobre, presenta velocidades de corrosión superiores.
Sistemas de lavado FGD
El tubo soldado N06219 se emplea en condensadores de lavadores FGD, calderas de recuperación de calor residual y haces de recalentador aguas abajo de los lavadores húmedos de caliza. La adición de silicio (0.70-1.10 %) mejora la resistencia frente a los condensados de ácido sulfúrico que se forman cuando el gas de combustión se enfría por debajo del punto de rocío ácido.
Propiedades físicas
Valores de las propiedades físicas clave de las principales aleaciones de níquel de la B704 a temperatura ambiente.
| Propiedad | N06625 (Inconel 625) | N08825 (Incoloy 825) |
| Densidad, lb/in³ (g/cm³) | 0.305 (8.44) | 0.294 (8.14) |
| Rango de fusión, °F (°C) | 2350–2460 (1290–1350) | 2500–2600 (1371–1427) |
| Módulo de elasticidad, 10⁶ psi (GPa) | 29.8 (205) | 28.0 (193) |
| Conductividad térmica, BTU/ft·h·°F (W/m·K) | 5.7 (9.8) | 6.6 (11.4) |
| Coeficiente medio de dilatación térmica (70-1200 °F), 10⁻⁶/°F (/°C) | 7.7 (13.9) | 8.0 (14.4) |
| Calor específico, BTU/lb·°F (J/kg·K) | 0.098 (410) | 0.105 (440) |
| Magnetismo | No magnético | No magnético |
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Grados de aleación de la ASTM B704
La B704 cubre cinco aleaciones de níquel repartidas en dos familias metalúrgicas:
níquel-cromo-molibdeno (N06625, N06219) y níquel-hierro-cromo-molibdeno (N08825, N08642, N08827). La N06625 tiene dos clases: la 1 (recocida), para mayor resistencia mecánica, y la 2 (recocida en disolución), para la máxima resistencia a la corrosión.
| Aleaciones | Número UNS | Níquel Ni, % | Cromo Cr, % | Molibdeno Mo, % | Características clave |
| Inconel 625 clase 1 | N06625 | 58 min | 20–23 | 8–10 | Máxima resistencia (120 ksi de tracción) |
| Inconel 625 clase 2 | N06625 | 58 min | 20–23 | 8–10 | Máxima resistencia a la corrosión (100 ksi) |
| Aleación 219 | N06219 | Bal | 18–22 | 7–9 | Con silicio (0.70-1.10 %), para FGD |
| — | N08642 | 42–46 | 21–23 | 5–6.5 | Con cobalto (1-3 %), intercambiadores de alta temperatura |
| Incoloy 825 | N08825 | 38–46 | 19.5–23.5 | 2.5–3.5 | Con cobre, ácido sulfúrico y fosfórico |
| — | N08827 | 39–43 | 21–23 | 4.5–6.5 | Mn/Si controlados, microaleado con magnesio |
UNS N06625 / Inconel 625
El tubo soldado de Inconel 625 es una de las aleaciones más solicitadas de las que cubre la B704. La combinación de un 20-23 % de cromo, un 8-10 % de molibdeno y un 3.15-4.15 % de niobio aporta una resistencia sobresaliente a la picadura, a la corrosión por rendijas y a la corrosión bajo tensión por cloruros en agua de mar, condensados de FGD y medios de ácidos mixtos.
Clase 1 (recocida):120 ksi (827 MPa) de tracción y 60 ksi (414 MPa) de límite elástico, la mayor resistencia de la familia B704, para haces de intercambiador de alta presión.
Clase 2 (recocida en disolución):100 ksi (690 MPa) de tracción y 40 ksi (276 MPa) de límite elástico; aporta la máxima resistencia a la corrosión al disolver los carburos ricos en niobio. La estabilización opcional a 1800 °F mejora la resistencia a la sensibilización.
UNS N08825 / Incoloy 825
El tubo soldado de Incoloy 825 es una aleación de níquel económica, con un 38-46 % de níquel, un 19.5-23.5 % de cromo, un 2.5-3.5 % de molibdeno, un 0.6-1.2 % de titanio y un 1.5-3.0 % de cobre. El cobre mejora la resistencia frente a los ácidos reductores, como el sulfúrico y el fosfórico.
El titanio estabiliza la aleación frente a la corrosión intergranular, lo que la hace apta para aplicaciones de plantas de fertilizantes y refinerías.
Suele resultar entre un 30 y un 50 % más económica que el Inconel 625, y se emplea ampliamente allí donde el 316L resulta insuficiente pero no se requieren las prestaciones completas del 625.
UNS N06219 / aleación 219
La aleación 219 es una aleación Ni-Cr-Mo con una adición de silicio del 0.70-1.10 %. El silicio refuerza la resistencia frente a los condensados de ácido sulfúrico y a los medios FGD agresivos.
La aleación está concebida para condiciones de gas de combustión con alto contenido de azufre, donde la condensación ácida es severa.
Entre sus aplicaciones habituales figuran los condensadores de lavador FGD y las calderas de recuperación de calor aguas abajo de las unidades de recuperación de azufre.
UNS N08642
La N08642 es una aleación Ni-Fe-Cr-Mo con cobalto, compuesta por un 42-46 % de níquel, un 21-23 % de cromo y un 5-6.5 % de molibdeno, además de un 1-3 % de cobalto.
La adición de cobalto mejora la resistencia mecánica y a la oxidación a alta temperatura, lo que la hace apta para entornos térmicos exigentes.
Se emplea en intercambiadores de calor que operan en condiciones de procesado químico agresivas.
UNS N08827
La N08827 refuerza sus prestaciones mediante adiciones controladas de un 0.5-0.9 % de manganeso, un 0.2-0.5 % de silicio y un 0.006-0.015 % de magnesio.
Estos elementos de microaleación mejoran de forma notable la soldabilidad y la conformabilidad en caliente.
Está concebida para servicio de intercambiador de calor en medios corrosivos en los que el contenido de molibdeno de la 825 estándar resulta insuficiente.
Preguntas frecuentes
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¿Puede el tubo soldado B704 sustituir al tubo sin costura B163?
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¿En qué se diferencian la clase 1 y la clase 2 de la N06625?La clase 1 se suministra en estado recocido (recocido de laminación), conserva los precipitados ricos en niobio y ofrece 120 ksi (827 MPa) de resistencia a la tracción. La clase 2 se recuece en disolución a 2000 °F (1093 °C) como mínimo, disuelve esos precipitados y aporta la máxima resistencia a la corrosión, con 100 ksi (690 MPa) de tracción. Si el pedido de compra no especifica clase, se suministra por defecto la clase 1.
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¿En qué se diferencian las clases 1 y 2 de ensayo no destructivo?La clase 1 exige un solo ensayo no destructivo, a elegir entre hidrostático, neumático, corrientes inducidas o ultrasonidos. La clase 2 exige dos: un ensayo de estanqueidad (hidrostático o neumático) y un ensayo eléctrico (corrientes inducidas o ultrasonidos). La clase 2 aporta mayor confianza sobre la integridad del cordón y se especifica para calderas, aplicaciones nucleares e intercambiadores de calor con código ASME.
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¿Por qué la B704 cubre solo 5 aleaciones y la B163 más?La B163 cubre toda la gama de tubos sin costura de níquel y aleaciones de níquel, incluidos el níquel 200/201, el Monel 400, el Inconel 600/601/625 y el Incoloy 800/800H/825. La B704 cubre únicamente las aleaciones cuya fabricación soldada está validada para servicio de caldera e intercambiador de calor. No todas las aleaciones de níquel son aptas para la soldadura autógena sin metal de aportación; las aleaciones de la B704 han demostrado una soldabilidad y un comportamiento de la zona del cordón suficientes con este método de fabricación.
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¿Cuándo conviene elegir Incoloy 825 en lugar de Inconel 625?Elija Incoloy 825 en medios de ácidos reductores (sulfúrico, fosfórico), donde su contenido de cobre (1.5-3.0 %) aporta la resistencia necesaria. Elija Inconel 625 en medios de ácidos oxidantes, picadura por cloruros, agua de mar y servicio FGD, donde su 8-10 % de molibdeno y su 3-4 % de niobio ofrecen una resistencia superior. El Incoloy 825 cuesta entre un 30 y un 50 % menos que el Inconel 625: siempre que las condiciones de corrosión lo permitan, elija la 825.
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¿Qué especificación de requisitos generales gobierna la B704?La ASTM B751 (requisitos generales para tubos soldados de níquel y aleaciones de níquel) gobierna la B704. Es el equivalente para aleaciones de níquel de la A1016, empleada en el tubo de acero inoxidable. La B751 define las tolerancias dimensionales, los procedimientos de ensayo no destructivo, los métodos de ensayo y los requisitos de marcado de todas las especificaciones de tubo soldado de aleación de níquel.
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¿Es apta la B704 para servicio con gas amargo (H₂S)?La N06625 y la N08825 figuran en NACE MR0175/ISO 15156 para servicio amargo, pero la aceptabilidad del tubo soldado depende de las condiciones ambientales concretas: presión parcial de H₂S, temperatura, concentración de cloruros y pH. Algunos operadores exigen tubo sin costura (B163) para servicio amargo. Antes de seleccionar la B704 para un intercambiador de gas amargo, verifique siempre si el tubo soldado cumple el documento de requisitos de materiales NACE/ISO aplicable.