SMO 254

El SMO 254 (UNS S31254) es un acero inoxidable superaustenítico con altos contenidos de molibdeno (6.0-6.5 %), cromo (19.5-20.5 %) y nitrógeno. Su PREN se sitúa habitualmente entre 42 y 45. La aleación se desarrolló para medios de agua de mar y con halogenuros, en los que ni los aceros inoxidables austeníticos convencionales ni los de alta aleación ofrecen prestaciones suficientes.

1. Composición química

La tabla siguiente detalla la composición elemental, estrictamente controlada, del 254 SMO. El nitrógeno y el molibdeno son sus principales agentes de refuerzo y de resistencia a la picadura.

Material C Mn P S Si Cr Ni Mo N Cu Otros
254SMO ≤ 0.020 ≤ 1.00 ≤ 0.030 ≤ 0.010 ≤ 0.80 19.50-20.50 17.50-18.50 6.00-6.50 0.18-0.25 0.50-1.00 /

Nota: los intervalos de composición se indican de forma estricta, en particular los de Mo (6.00-6.50 %) y N (0.18-0.25 %), para asegurar un PREN homogéneo entre 42 y 45 y una microestructura de fase austenítica estable.

2. Propiedades mecánicas

Los valores de propiedades mecánicas siguientes corresponden al 254 SMO en estado recocido por disolución conforme a los requisitos de ASTM y ASME, y son aplicables a los productos tubulares sin costura.

Grade UNS Condición Resistencia a la tracción mínima, ksi (MPa) Límite elástico mínimo, ksi (MPa) Alargamiento mínimo, % Dureza
254SMO S31254 T≤5mm ≥ 98 (675) ≥ 45 (310) ≥ 35% HBW ≤ 260
HRB ≤ 96
254SMO S31254 T>5mm ≥ 95 (655) ≥ 45 (310) ≥ 35%

Nota: por efecto del endurecimiento por solución sólida del nitrógeno, el límite elástico del 254 SMO es notablemente superior al del 904L o al del 316L. Ello permite reducir el espesor de pared para un mismo grado de presión.

3. Grados equivalentes

Esta tabla recoge los grados aproximados del acero inoxidable 254SMO en las principales normas internacionales; ayuda a los equipos de compras y de ingeniería a confirmar la disponibilidad del material.

Material Grado UNS Norma nacional GB JIS ISO DIN/EN GOST
ISC NUEVO
254SMO S31254 S31252 015Cr20Ni18Mo6CuN SUS312L X1CrNiMCuN20-18-7 1.4547 -

4. Principales ventajas técnicas

  • PREN elevado y excelente resistencia a la corrosión por cloruros: el PREN del acero inoxidable 254 SMO (= %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N) se sitúa habitualmente entre 43 y 45, lo que le permite resistir eficazmente la iniciación de la picadura en agua de mar a temperaturas de hasta 50-55 °C y en disoluciones cloruradas en las que el 316L, el 317L y el 904L se corroen activamente. Es la referencia de este tipo de materiales en aplicaciones de agua de mar.
  • Nitrógeno para reforzar la resistencia mecánica y la estabilidad: la adición de nitrógeno (0.18-0.25 %) cumple una doble función. Aporta endurecimiento por solución sólida, con lo que el límite elástico supera en un 50 % aproximadamente al del acero inoxidable 316L. Además, el nitrógeno estabiliza la fase austenítica e inhibe la formación de fase σ durante la fabricación y el servicio a alta temperatura.
  • Resistencia al agrietamiento bajo tensión: el elevado contenido de níquel del 254 SMO (17.5-18.5 %) y su estructura austenítica le confieren una excelente resistencia a la corrosión bajo tensión (SCC) inducida por cloruros, un modo de fallo que afecta sobre todo a los aceros austeníticos de bajo níquel por encima de 60 °C.

Nota técnica:el 254 SMO debe soldarse con material de aporte de composición equivalente o sobrealeada (por ejemplo, AWS ERNiCrMo-3 o ERNiCrMo-10) para conservar la resistencia a la corrosión del metal de soldadura. Los aportes estándar 308/316 no son válidos. Dado su contenido de carbono extremadamente bajo, no suele requerir tratamiento térmico posterior a la soldadura. No obstante, en las piezas muy trabajadas en frío, un recocido por disolución (1150-1200 °C con temple en agua) ayuda a restablecer su resistencia a la corrosión óptima.

5. Normas de fabricación generales

ASTM A312: especificación estándar para tuberías de acero inoxidable austenítico sin costura, soldadas y muy trabajadas en frío. El UNS S31254 pertenece al grupo de aleaciones superausteníticas.

ASTM A213: especificación estándar para tubos sin costura de acero aleado ferrítico y austenítico para calderas, sobrecalentadores e intercambiadores de calor. El S31254 es apto para los servicios de intercambiador sensibles a la corrosión.

ASTM A269: especificación estándar para tubos de acero inoxidable austenítico sin costura y soldados para servicio general, aplicable al S31254.

DIN EN 10216-5: tubos de acero sin costura para servicio a presión, acero inoxidable (equivalente al grado 1.4547).

GB/T 14976: tubos sin costura de acero inoxidable para transporte de fluidos, grado 015Cr20Ni18Mo6CuN.

Tabla comparativa de normas:

Norma Sociedad Americana para Ensayos y Materiales (ASTM) EN/DIN JIS Norma nacional GB GOST
Tubos sin costura A312 S31254 EN 10216-5 (1.4547) GB/T 14976
Tubos sin costura A213 S31254 EN 10216-5 (1.4547) GB/T 13296
Tubo soldado A249 S31254 EN 10217-7 (1.4547) GB/T 12771

6. Principales aplicaciones

  • Desalación:tuberías, tubos de disipación y sistemas de tratamiento de salmuera de las plantas de evaporación súbita multietapa (MSF) y de ósmosis inversa (RO), donde el contacto continuo con agua caliente de alta salinidad exige un PREN de 42-45.
  • Tuberías de proceso de plataformas offshore:tuberías de proceso de cubierta, rejillas de entrada de las cajas de toma de mar y sistemas de descarga al exterior de las FPSO y de las plataformas offshore fijas, donde el agua de mar sin tratar es el medio de proceso.
  • Desulfuración de gases de combustión:internos de las torres de absorción, boquillas y carcasas de las bombas de recirculación de los sistemas de desulfuración de gases de combustión, que tratan a alta velocidad condensados calientes, ricos en cloruros y con azufre.
  • Intercambiadores de calor navales:intercambiadores de carcasa y tubos refrigerados por agua de mar, donde el fallo de los tubos por picadura provocado por el agua de mar templada es el principal mecanismo de degradación.
  • Circuitos de blanqueo de pasta:etapas de blanqueo con dióxido de cloro de las fábricas de pasta al sulfato, donde los licores de blanqueo calientes y con alto contenido de cloruros resultan demasiado agresivos para el 317L o el 904L.
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