Monel 400
El Monel 400 es una aleación de níquel-cobre (aproximadamente 67 % de níquel y 31.5 % de cobre) endurecida por solución sólida. Ofrece una excelente resistencia a la corrosión en medios marinos, en ácidos reductores y en medios alcalinos. En la mayoría de los servicios, la aleación trabaja de forma fiable desde temperaturas criogénicas hasta unos 480 °C.
1. Composición química
La tabla siguiente recoge los intervalos de composición controlados de la aleación Monel 400. Su elevada relación níquel/cobre determina su comportamiento frente a la corrosión y la distingue de las demás aleaciones de base níquel.
| Material | Grado UNS | Norma (Pipe) | Requisitos de composición química (valores máximos) | ||||||||||||
| C | Mn | P | S | Si | Ni | Cr | Mo | Cu | Fe | Ti | Al | N | |||
| Monel 400 | UNS 4400 | B165 | ≤ 0.30 | ≤ 2.00 | / | ≤ 0.024 | ≤ 0.50 | ≤ 63.0 | / | / | 28.0-34.0 | ≤ 2.5 | / | / | / |
2. Propiedades mecánicas
| Material | Condiciones y dimensiones | Resistencia a la tracción mínima, MPa (ksi) | Límite elástico mínimo, MPa (ksi) | Alargamiento mínimo, % | Dureza |
| Monel 400 | Recocido: DE ≤ 127 mm | 550 (80) | 240 (35) | 35 | HRB≤75 HBW≤150 |
| Monel 400 | Recocido: DE > 127 mm | 550 (80) | 170 (25) | 35 | |
| Monel 400 | Distensionado: todas las dimensiones | 585 (85) | 380 (55) | 20 |
3. Grados aproximados
La tabla siguiente recoge las denominaciones internacionales correspondientes a la aleación Monel 400 en los principales sistemas normativos. Facilitan el aprovisionamiento transfronterizo y la elaboración de la documentación de identificación de materiales.
| Material | Grado UNS | GB | EN | JIS | ISO | BS | |
| ISC | NUEVO | ||||||
| Monel 400 | N04400 | H04400 | NS6400 | - | - | 2.4360 | - |
4. Principales ventajas técnicas
- Resistencia a la corrosión marina y por agua de mar: la aleación Monel 400 resiste la picadura y la corrosión por resquicio en agua de mar y en aguas salobres. No sufre el agrietamiento bajo tensión inducido por cloruros que limita el empleo de los aceros inoxidables austeníticos en ambientes marinos.
- Compatibilidad con el ácido fluorhídrico: la aleación Monel 400 es una de las pocas aleaciones de ingeniería capaces de resistir el ácido fluorhídrico (HF) en un amplio intervalo de concentraciones por debajo del punto de ebullición. Es la aleación estándar para las tuberías y equipos de las unidades de alquilación con HF.
- Resistencia a los ácidos reductores: en condiciones no oxidantes, la aleación Monel 400 ofrece una buena resistencia al ácido clorhídrico y al ácido sulfúrico diluido. Mientras la corriente ácida esté libre de oxígeno disuelto y de otros oxidantes, las velocidades de corrosión se mantienen bajas.
Nota técnica: la aleación Monel 400 es susceptible de sufrir corrosión bajo tensión (SCC) en vapores húmedos y aireados de ácido fluorhídrico y en medios con mercurio. También se corroe más deprisa en los ácidos oxidantes (nítrico, crómico). Incluso a bajas concentraciones, la aireación del ácido fluorhídrico incrementa notablemente la velocidad de corrosión y el riesgo de corrosión bajo tensión.
5. Normas de fabricación generales
ASTM B165: especificación estándar para tubos sin costura de aleación níquel-cobre (UNS N04400). Es la principal norma de producto de los tubos de la aleación Monel 400.
ASTM B163: especificación estándar para tubos sin costura de níquel y aleaciones de níquel para condensadores e intercambiadores de calor; cubre el Monel 400 en las configuraciones de servicio de transmisión de calor.
ISO 9723: norma europea de barras de aleaciones de níquel; el DIN 2.4360 es el equivalente EN de las barras de Monel 400.
DIN EN 10216-5 / DIN 17752: normas alemanas y europeas que cubren los productos tubulares de aleación níquel-cobre del grado 2.4360.
JIS H4552: norma industrial japonesa de tubos de níquel y aleaciones de níquel; cubre los productos tubulares NW4400 (Monel 400).
GOST 492: norma rusa que cubre los grados de aleación níquel-cobre, entre ellos el МНЖМц 28-2.5-1.5.
Tabla comparativa de normas de fabricación:
| Norma | GB | EN/DIN | JIS | GOST |
| ASTM B165 (Pipe&Tubing) | GB/T 5235 | DIN 2.4360 / EN ISO | JIS H4552 (NW4400) | GOST 492 |
| ASTM B163 (tubos de condensador e intercambiador de calor) | GB/T 5235 | DIN 2.4360 | JIS H4552 | GOST 492 |
6. Principales aplicaciones
- Unidades de alquilación con HF: tuberías, tubos de intercambiador y componentes de recipientes de las unidades de proceso de alquilación con ácido fluorhídrico de las refinerías. La aleación Monel 400 es el material de construcción estándar de estos sistemas.
- Equipamiento naval y tuberías de agua de mar: ejes de bomba, ejes de hélice, cuerpos de válvula y tomas de agua de mar de los buques de guerra y de las plataformas offshore, que requieren protección frente al ensuciamiento biológico y a la corrosión marina.
- Procesos químicos: líneas de trasiego y tuberías de almacenamiento para ácido clorhídrico de baja concentración, ácido sulfúrico en condiciones reductoras y compuestos de flúor.
- Evaporadores de salmuera: tubos de evaporador y componentes de intercambiador de las plantas de producción de sal y de concentración de salmuera de grado alimentario, donde hay que controlar las incrustaciones y la corrosión.
- Destilación de crudo: tubos de condensador de cabeza y líneas de trasiego ejecutados en aleación Monel 400. Estos sistemas entran en contacto con ácidos nafténicos, sulfuro de hidrógeno y cloruros, por lo que requieren una aleación resistente a la corrosión y al hidrógeno.
