Níquel 201

El níquel 201 es la versión de bajo carbono del níquel puro, con un contenido máximo de carbono del 0.02 %. Ese bajo contenido está concebido para evitar la fragilización intergranular (grafitización) en servicio por encima de 315 °C. Es el grado preferente para aplicaciones a alta temperatura continua en medios alcalinos.

1. Composición química

La tabla siguiente recoge la composición elemental del níquel 201. Su diferencia principal con el níquel 200 es el límite de carbono, reducido al 0.02 %, que evita la grafitización a temperaturas de servicio superiores a 315 °C.

Material Grado UNS Norma (Pipe) Requisitos de composición química (valores máximos)
C Mn P S Si Ni Cr Mo Cu Fe Ti Al Co
Nickel 201N02201B161 0.020.350.0100.35 min 99.00.250.4

2. Propiedades mecánicas

Los valores siguientes son los requisitos mecánicos mínimos típicos del níquel 201 en estado recocido para tubo sin costura, conforme a las normas de producto ASTM B161 y B163.

Material Condiciones y dimensiones Resistencia a la tracción mínima, MPa (ksi) Límite elástico mínimo, MPa (ksi) Alargamiento mínimo, % Dureza
Nickel 201 Recocido: DE ≤ 127 mm 345 (50) 80 (12) 35 HRB≤ 70
Nickel 201 Recocido: DE > 127 mm 345 (50) 70 (10) 40
Nickel 201 Distensionado: todas las dimensiones 415 (60) 205 (30) 15

3. Grados aproximados

Esta tabla relaciona el níquel 201 con sus designaciones equivalentes en las principales normas internacionales, lo que permite al ingeniero confirmar la equivalencia de material en la cadena de suministro y frente a los requisitos normativos regionales.

Material Grado UNS GB JIS ISO BS GOST
WERKSTOFF NR. EN
Nickel 201 N02201 2.4068 LC-Ni 99 NW 2201 - NA 12 НП-2

4. Principales ventajas técnicas

  • Prevención de la grafitización por encima de 315 °C: el límite de carbono ≤0.02 % impide la precipitación de carbono en los bordes de grano, que es precisamente la causa de la fragilización del níquel 200 en servicio continuo a alta temperatura. Por ello, el níquel 201 es el material preferente para medios corrosivos por encima de 315 °C.
  • Resistencia a la corrosión mantenida a alta temperatura: el níquel 201 conserva su resistencia a los álcalis cáusticos fundidos (NaOH, KOH) a temperaturas de hasta unos 540 °C. Ello permite emplearlo en las unidades de evaporación de última etapa, donde la concentración de sosa cáustica y la temperatura son máximas.
  • Mejor conformabilidad que los grados de mayor carbono: frente al níquel 200, su menor contenido de carbono lo deja algo más blando en estado recocido, lo que mejora sus características de estirado en frío y conformado en la fabricación de productos tubulares.
  • Nota técnica: el níquel 201 y el níquel 200 presentan la misma resistencia a la corrosión a temperatura ambiente y a temperaturas moderadamente altas. La elección entre ambos depende exclusivamente de la temperatura de servicio: por debajo de 315 °C ambos grados son aceptables; por encima de 315 °C debe especificarse únicamente el níquel 201 para evitar la fragilización por grafitización.

5. Normas de fabricación generales

  • ASTM B161: especificación estándar para tubos sin costura de níquel; cubre la UNS N02201 (níquel 201) para entornos de alta temperatura y presión.
  • ASTM B163: especificación estándar para tubos sin costura de níquel y aleaciones de níquel para condensadores e intercambiadores de calor; aplicable al níquel 201 en servicios de transferencia térmica.
  • DIN 2.4061 / ISO 6207: normas europeas para tubos de aleación de níquel; el níquel 201 se designa como 2.4061 en la numeración de materiales EN.
  • JIS H4552: norma industrial japonesa para tubos de níquel y aleaciones de níquel; recoge el grado NW2201 (níquel 201).
  • GB/T 2882: norma nacional china para tubos de níquel puro; recoge el grado N6-1, equivalente al níquel 201.
  • GOST 14163: norma rusa para tubos sin costura de níquel y aleaciones de níquel; recoge el tipo NP-2M.

Tabla comparativa de normas de fabricación:

Norma GB EN/DIN JIS GOST
ASTM B161 (Pipe) GB/T 2882 EN ISO 6207 (2.4061) JIS H4552 GOST 14163
ASTM B163 (Tube) GB/T 2882 EN ISO 6207 (2.4061) JIS H4552 GOST 14163

6. Principales aplicaciones

  • Evaporadores de sosa cáustica concentrada: tubos de los evaporadores de último efecto de las plantas cloro-álcali, con concentraciones de hidróxido sódico superiores al 50 % y temperaturas por encima de 315 °C. Aquí se requiere la resistencia a la grafitización del níquel 201.
  • Almacenamiento y trasiego de hidróxido sódico: las tuberías, recipientes y líneas de trasiego destinadas al almacenamiento de sosa concentrada caliente en plantas químicas emplean níquel 201, ya que el mayor contenido de carbono del níquel 200 supone un riesgo para la vida útil a temperaturas continuas superiores a 315 °C.
  • Manipulación de flúor y fluoruro de hidrógeno: tuberías y componentes de reactor en la producción de productos químicos fluorados, donde el níquel puro resiste el fluoruro de hidrógeno anhidro y el flúor gaseoso en condiciones secas.
  • Componentes de pilas alcalinas: los tubos de electrodo positivo y los elementos estructurales de las pilas alcalinas emplean níquel 201 por su buena conductividad eléctrica y su resistencia a la corrosión.
  • Manipulación de sales neutras a alta temperatura: tuberías de proceso en la producción de fertilizantes potásicos y carbonato sódico, donde las disoluciones neutras calientes exigen un material capaz de resistir tanto la química del proceso como la temperatura.
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