Acero dúplex S32205
El acero inoxidable dúplex S32205 (UNS S32205) es la versión de composición más estricta del acero dúplex S31803. Impone un límite inferior de nitrógeno más alto (0.14-0.20 %) y un intervalo de cromo más estrecho por su extremo inferior. Ese control más riguroso del nitrógeno le confiere una resistencia a la picadura y un equilibrio de fases más estables, por lo que el S32205 se ha convertido hoy en el grado de referencia para las aplicaciones de acero inoxidable dúplex con exigencias estructurales y de corrosión estrictas.
1. Composición química
La tabla siguiente muestra la composición elemental del S32205. El intervalo de nitrógeno, más estrecho, lo diferencia del S31803: eleva directamente su PREN y mejora la homogeneidad de la microestructura.
| Material | C | Mn | P | S | Si | Cr | Ni | Mo | N | Otros |
| S32205 | 0.03 | 2.0 | 0.03 | 0.02 | 1.00 | 22.00-23.00 | 4.50-6.50 | 3.00-3.50 | 0.14-0.2 | — |
Nota: frente al S31803, el S32205 eleva el nitrógeno mínimo del 0.08 % al 0.14 % y el molibdeno mínimo del 2.5 % al 3.0 %. Con ello su PREN mínimo resulta unos 3-4 puntos superior al del S31803 y su comportamiento frente a la corrosión es más constante de una colada a otra.
2. Propiedades mecánicas
Según ASTM A790 y A789, los valores mínimos de propiedades mecánicas del S32205 en estado recocido por disolución son los siguientes.
| Material | Condición | Resistencia a la tracción mínima, MPa (ksi) | Límite elástico mínimo, MPa (ksi) | Alargamiento mínimo, % | PREN | Dureza |
| S32205 | Recocido | 655 (95) | 450 (65) | 25 | ≥34 | HBW≤290
HRC≤30 |
Nota: la resistencia a la tracción mínima del S32205 es de 655 MPa, ligeramente superior a la del S31803 (620 MPa). Ello refleja el endurecimiento por solución sólida que aporta el mayor contenido de nitrógeno, aunque el límite elástico mínimo de ambos grados sea de 450 MPa.
3. Grados aproximados
Esta tabla recoge las correspondencias del S32205 en los principales sistemas de designación internacionales. Tanto el S32205 como el S31803 se designan EN 1.4462, pero sus requisitos concretos de composición difieren.
| Material | Grado UNS | Norma nacional GB | JIS | ISO | DIN/EN | GOST | |
| ICS | NUEVO | ||||||
| 2205 | S32205 | S22253 | 022Cr23Ni5Mo3N | SUS329J3L | X2CrNiMoN22-5-3 | 1.4462 | 02Х22Н5АМ3 |
Atención: ASTM/UNS distingue formalmente el S32205 del S31803 mediante intervalos de composición más estrictos, aunque ambos cumplan el EN 1.4462. El ingeniero que especifique EN 1.4462 debe confirmar el número UNS con la acería para verificar qué intervalo de composición resulta aplicable.
4. Principales ventajas técnicas
- Nitrógeno mínimo más alto para un PREN estable: al elevar el nitrógeno mínimo hasta el 0.14 %, el S32205 alcanza de forma constante un PREN próximo a 34-35 en todas las coladas conformes (índice equivalente de resistencia a la picadura = %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N). En cambio, el S31803, con menos nitrógeno (0.08 %), puede quedarse en un PREN de aproximadamente 30.5. Ese PREN más alto y más estable resulta esencial en las aplicaciones que deben funcionar con fiabilidad en agua de mar y en medios de proceso con cloruros.
- Requisito de molibdeno más estricto y mejor protección frente a la corrosión por resquicio: el S32205 exige un molibdeno mínimo del 3.00 % (frente al 2.50 % del S31803), lo que le proporciona una mejor protección frente a la corrosión por resquicio en medios ricos en cloruros. Ello resulta especialmente importante en los espacios estrechos —bajo depósitos y en las uniones embridadas atornilladas, por ejemplo—, puntos de fallo habituales en los sistemas offshore y costeros.
- Las mismas propiedades mecánicas con mayor garantía de composición: al igual que el S31803, el S32205 cumple el requisito de límite elástico mínimo de 450 MPa, pero su control de composición más estricto hace más reproducibles los resultados de los ensayos de corrosión (por ejemplo, el ensayo de picadura ASTM G48 método A). Con ello disminuye el riesgo de rechazo por no conformidad en los ensayos de cualificación frente a la corrosión.
- Nota técnica: en las normas de ingeniería y las especificaciones de compra modernas —incluidas NORSOK y los códigos de diseño de estructuras offshore—, el S32205 ha sustituido en la práctica al S31803. La razón principal es que el S32205 evita la dispersión de resistencia a la corrosión que puede darse en el extremo inferior de composición del S31803.
En la práctica, cuando hay que elegir entre estos dos grados, el S32205 suele ser la mejor opción.
5. Normas de fabricación generales
A790: especificación estándar para tuberías de acero inoxidable ferrítico/austenítico sin costura y soldadas. Es la norma principal de los tubos de acero inoxidable dúplex S32205 y cubre tanto la construcción sin costura como la soldada longitudinalmente.
ASTM A789: especificación estándar para tubos de acero inoxidable ferrítico/austenítico sin costura y soldados para servicio general. Es la norma principal de los tubos de acero inoxidable dúplex S32205 en aplicaciones de intercambio de calor y de proceso.
ASTM A928: especificación estándar para tuberías de acero inoxidable ferrítico/austenítico (dúplex) soldadas con adición de metal de aporte, aplicable a las tuberías soldadas de gran diámetro de S32205 en aplicaciones estructurales y submarinas.
DIN EN 10216-5: tubos de acero sin costura para servicio a presión, acero inoxidable (equivalente al grado 1.4462).
DIN EN 10217-7: tubos de acero soldados para servicio a presión, acero inoxidable (equivalente al grado 1.4462).
JIS G3459: tuberías de acero inoxidable; el SUS329J3L es la designación del acero dúplex.
GB/T 14976: tubos sin costura de acero inoxidable para transporte de fluidos, grado 022Cr23Ni5Mo3N.
GOST R 53364: tubos de acero inoxidable dúplex, equivalente 03X22H5AM3.
NORSOK M-630: hojas de datos de materiales de tuberías. El S32205 figura como el grado dúplex de referencia para las operaciones offshore del mar del Norte.
Tabla comparativa de normas de fabricación:
| Norma | Sociedad Americana para Ensayos y Materiales (ASTM) | EN/DIN | JIS | Norma nacional GB | GOST |
| Tubos sin costura | A790 S32205 | EN 10216-5 (1.4462) | G3459 SUS329J3L | GB/T 14976 | GOST R 53364 |
| Tubos sin costura | A789 S32205 | EN 10216-5 (1.4462) | G3463 SUS329J3L | GB/T 13296 | GOST R 53364 |
| Tubo soldado | A790 / A928 S32205 | EN 10217-7 (1.4462) | G3459 SUS329J3L | GB/T 12771 | GOST R 53364 |
6. Principales aplicaciones
- Tuberías offshore conformes a NORSOK: sistemas de tuberías de cubierta y submarinos de las plataformas y FPSO del mar del Norte, donde la norma NORSOK M-630 fija el S32205 como grado dúplex estándar. Por su resistencia a la corrosión más constante, el S32205 ha sustituido al S31803 en los nuevos desarrollos de campo.
- Líneas de recolección de petróleo y gas a alta presión: líneas de recolección terrestres y offshore que transportan crudo y gas natural junto con los cloruros, el dióxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno del agua de formación asociada, con durezas y resistencias dentro de lo admitido por NACE MR0175 / ISO 15156.
- Sistemas de refrigeración por agua de mar: carcasas de las bombas de elevación de agua de mar, colectores de agua de refrigeración y cajas de agua de condensador de las centrales eléctricas costeras y de las plantas industriales, donde el PREN del S32205, superior al del S31803, aumenta notablemente el margen de seguridad frente a la iniciación de la picadura.
- Tuberías de proceso químico con cloruros: carcasas de intercambiador, haces tubulares y tuberías de proceso en procesos químicos con cloruros —hipoclorito sódico de baja concentración, cloruro férrico y HCl, entre otros—, donde el 316L falla por agrietamiento bajo tensión.
- Aplicaciones estructurales en ambiente marino: tubos estructurales, perfiles huecos y sistemas de barandilla de las estructuras offshore y de las infraestructuras costeras, donde el límite elástico mínimo de 450 MPa permite reducir la sección y el peso estructural frente a las alternativas austeníticas.
