SMO 654
El SMO 654 (UNS S32654) es el grado con mayor contenido de aleación de la familia superaustenítica SMO. Contiene un 24 % de cromo, un 22 % de níquel, un 7.3 % de molibdeno y un 0.50 % de nitrógeno. Con un PREN superior a 60, se sitúa en la frontera entre los aceros superausteníticos y las aleaciones de base níquel en cuanto a resistencia a la picadura, a la corrosión por resquicio y al agrietamiento bajo tensión en medios halogenados agresivos.
1. Composición química
La tabla siguiente recoge la composición elemental del 654 SMO. Por su contenido de elementos de aleación resistentes a la corrosión, este grado representa el límite superior de prestaciones de los aceros inoxidables austeníticos comerciales.
| Grado | Carbono (C) | Manganeso (Mn) | Fósforo (P) | Azufre (S) | Silicio (Si) | Cromo (Cr) | Níquel (Ni) | Molibdeno (Mo) | Nitrógeno (N) | Otros |
| SMO 654 (UNS S32654) | ≤ 0.020 | 2.00-4.00 | ≤ 0.030 | ≤ 0.005 | ≤ 0.50 | 24.0–25.0 | 21.0–23.0 | 7.0–8.0 | 0.40–0.50 | Cobre Cu: ≤ 0.3, Hierro Fe: resto |
Nota: el contenido de manganeso (2.0-4.0 %) se ha elevado deliberadamente para admitir la elevada solubilidad de nitrógeno que exige la estabilidad de fase y para mantener una estructura totalmente austenítica con un contenido de aleación tan extremo.
2. Propiedades mecánicas
A continuación figuran los valores mínimos de propiedades mecánicas del 654 SMO en estado recocido por disolución. Su elevado contenido de nitrógeno le confiere una resistencia sensiblemente superior a la de los aceros superausteníticos menos aleados.
| Grado | Estado y dimensiones | Norma | Temperatura de tratamiento térmico: mín. | Resistencia a la tracción Mín., MPa |
Límite elástico Mín., MPa |
Alargamiento Mín., % |
Dureza |
| 654SMO | - | A312 | 1150°C | ≥ 750 | ≥ 430 | ≥ 35 % |
HBW ≤ 260 HRB ≤ 96 |
Nota: el límite elástico del 654 SMO es aproximadamente un 85 % superior al del 316L. Ello permite reducir de forma notable el espesor de pared en los componentes sometidos a presión de los servicios de agua de mar a alta presión y de ácidos.
3. Grados aproximados
La tabla siguiente confronta el 654 SMO con los sistemas de designación internacionales. Dado que su contenido de aleación extremo supera el intervalo de la mayoría de los grados normalizados regionales, existen pocos equivalentes directos.
| Grado | Número UNS | Norma GB | Norma JIS | Norma ISO | Norma DIN/EN | Norma GOST | |
| Grado antiguo | Grado nuevo | ||||||
| 654 SMO | S32654 | S32652 | 015Cr20Ni18Mo6CuN | - | X1CrNiMoCuN24-22-6 | 1.4652 | - |
Nota: por tratarse de un desarrollo propietario, el 654 SMO cuenta con equivalentes directos limitados en las normas GB, JIS y GOST. El EN 1.4652 es el equivalente europeo reconocido.
4. Principales ventajas técnicas
- PREN superior a 60: con un PREN [= %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N] de aproximadamente 63-64, el 654 SMO resiste la iniciación de la picadura en agua de mar muy por encima de los 50 °C. Soporta además concentraciones de salmuera clorurada que atacarían rápidamente al 254 SMO y al 904L, lo que lo hace apto para los servicios de desalación y de concentración de salmuera más agresivos.
- Nitrógeno ultraelevado para mejorar la resistencia mecánica y la estabilidad de fase: el intervalo de nitrógeno del 0.45-0.55 % encabeza el de los grados austeníticos comerciales. Eleva el límite elástico hasta valores próximos a los de las aleaciones de base níquel manteniendo un alargamiento superior al 40 %, lo que permite diseñar recipientes a presión y tuberías con paredes más delgadas.
- Resistencia a la corrosión por resquicio en agua de mar caliente: la combinación de un molibdeno ultraelevado (7.0-8.0 %) con el nitrógeno permite al 654 SMO resistir por encima de 35 °C la iniciación de la corrosión por resquicio bajo las placas soporte de los tubos de intercambiador y en las interfaces de junta, condiciones que en determinadas geometrías sí llegan a atacar al 254 SMO.
- Nota técnica: el 654 SMO es difícil de conformar en caliente por su elevada resistencia a alta temperatura. El conformado en frío seguido de recocido por disolución (habitualmente 1150-1200 °C con temple en agua) es la ruta de fabricación estándar. La soldadura debe realizarse con metal de aporte de base níquel de alta aleación (por ejemplo, la aleación 625) para conservar la resistencia a la corrosión del metal de soldadura. Entre 700 y 900 °C puede formarse fase sigma, por lo que hay que minimizar la permanencia en ese intervalo durante la fabricación.
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 S32654 figura en el grupo ampliado 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 S32654 es apto para los tubos de intercambiador en servicios resistentes a la corrosión.
ASTM A269: especificación estándar para tubos de acero inoxidable austenítico sin costura y soldados para servicio general, aplicable al S32654.
DIN EN 10216-5: tubos de acero sin costura para servicio a presión, acero inoxidable (grado equivalente 1.4652).
GB/T 14976: tubos sin costura de acero inoxidable para transporte de fluidos, aplicable cuando una revisión de sustitución de material acepte el S32654/1.4652.
Tabla comparativa de normas de fabricación:
| Norma | ASTM | EN/DIN | JIS | GB/T | GOST |
| Tuberías sin costura | A312 S32654 | EN 10216-5 (1.4652) | — | GB/T 14976* | — |
| Tubos sin costura | A213 S32654 | EN 10216-5 (1.4652) | — | GB/T 13296* | — |
| Tubos soldados | A249 S32654 | EN 10217-7 (1.4652) | — | — | — |
*Requiere revisión de sustitución de material; los grados GB/T directos del S32654 son limitados.
6. Principales aplicaciones
- Concentración de salmuera en desalación: tubos de los calentadores de salmuera y tuberías de circulación de salmuera a alta presión de las plantas desaladoras MSF y MED que operan con la salinidad y la temperatura más elevadas, donde el 254 SMO ya no resulta apto.
- Tratamiento de agua producida offshore: sistemas de tratamiento de agua producida en plataformas offshore, donde las altas concentraciones de cloruros, el H2S disuelto y las temperaturas elevadas generan un medio corrosivo que excede la capacidad de los aceros superausteníticos convencionales.
- Servicios de cloro y de dióxido de cloro: tuberías de proceso y tubos de intercambiador de las plantas de cloro-álcali y de los sistemas de generación de dióxido de cloro, donde coinciden condiciones oxidantes y altas concentraciones de cloruros.
- Minería submarina y equipos de fondo marino: manifolds submarinos de alta presión, líneas de flujo y cuerpos de conectores para aplicaciones de gran profundidad, donde la resistencia mecánica y la resistencia a la corrosión del 654 SMO reducen la necesidad de protección catódica.
- Cuerpos de evaporadores de fábricas de pasta: equipos de evaporación de lejía negra de las fábricas de pasta al sulfato, donde las condiciones agresivas de álcali y cloruros y las temperaturas elevadas provocan corrosión bajo tensión en los materiales menos aleados.