tubo de acero inoxidable dúplex 2205: aplicaciones y ventajas

el tubo de acero inoxidable dúplex 2205 es un material resistente y altamente resistente a la corrosión, útil en muchos sistemas de tuberías. Posee una alta resistencia mecánica, buena capacidad de fabricación y propiedades físicas favorables.

Y debido a estas cualidades, numerosas industrias confían en el acero dúplex 2205. Entre ellas se incluyen la industria offshore de petróleo y gas, las plantas químicas y los sistemas marinos. Funciona bien en agua de mar, donde muchos otros aceros fallan. Y, en comparación con el acero inoxidable 316L, tiene casi el doble de la resistencia al límite elástico y una fuerte resistencia a la corrosión provocada por cloruros.

Sin embargo, ningún material resulta adecuado para todas las situaciones. El rendimiento del acero 2205 depende de cómo y dónde se utilice. Por lo tanto, conocer sus ventajas y limitaciones ayuda a seleccionar la aplicación más adecuada y a evitar problemas a lo largo del tiempo.

¿Qué es el acero inoxidable dúplex 2205?

acero inoxidable dúplex 2205 es una aleación bifásica que contiene un 50 % de ferrita y un 50 % de austenita. A diferencia del acero inoxidable de la serie 300, este material es resistente y presenta una fácil resistencia a la corrosión. Por lo tanto, puede utilizarse en entornos agresivos, como los marinos, petroleros y del gas.

Sin embargo, tenga en cuenta que el 2205 se encuentra en dos especificaciones: la primera es la S31803, que corresponde al grado original; la segunda es la S32205, que tiene controles más estrictos sobre el contenido de cromo, molibdeno y nitrógeno. Así pues, la S32205 es una versión mejorada de la S31803 y, por ende, ofrece un rendimiento superior.

En cuanto a su composición química, el duplex 2205 contiene varios elementos. Los más comunes se muestran en la tabla siguiente:

Estos elementos actúan conjuntamente para superar las capacidades de la microestructura monofásica. Por ejemplo, el 22 % de cromo es responsable de la resistencia general a la corrosión, mientras que el 3 % de molibdeno confiere resistencia a la picadura. Otros elementos como níquel porcentaje estabiliza la fase austenítica, mientras que el nitrógeno optimiza el equilibrio ferrítico-austenítico.

¿Cuáles son las propiedades mecánicas del tubo de acero dúplex 2205?

el dúplex 2205 posee impresionantes propiedades mecánicas, como una alta tenacidad, resistencia al límite elástico y resistencia a la tracción, lo que le permite funcionar eficazmente en entornos exigentes y severos.

• Resistencia a la tracción: El dúplex 2205 tiene una resistencia a la tracción que oscila entre 620 y 655 MPa (90–95 ksi). Esta elevada resistencia a la tracción permite utilizar paredes más delgadas sin comprometer la seguridad bajo presión de operación.
• Resistencia a la tracción: el acero inoxidable grado 2205 ofrece una resistencia al límite elástico con desviación del 0,2 %, que cumple con la especificación mínima de 450 MPa (65 ksi). Esto equivale aproximadamente al doble de la resistencia al límite elástico del 316L, que es de 170 MPa. Por lo tanto, brinda un excelente rendimiento estructural a sus componentes.
• Alargamiento: El dúplex 2205 tiene un valor de alargamiento superior al 25 % en una longitud de calibración de 50 mm. Aunque es inferior al 40 % de las calidades austeníticas, es suficientemente bueno y ofrece un alto grado de ductilidad. Por tanto, puede confiar en este material para aplicaciones estructurales y de tuberías con total seguridad.
• Dureza: El dúplex 2205 presenta niveles de dureza de hasta 293 HB (Brinell) o 32 HRC (Rockwell C). De este modo, es fácil de mecanizar y ofrece una excepcional resistencia al desgaste.
• Resistencia a la corrosión: A diferencia del 316L, el dúplex 2205 ofrece una excelente resistencia a la corrosión por picaduras, a la corrosión por tensión y a la corrosión por grietas. Por ello, puede utilizarse en entornos marinos, así como en los sectores del petróleo y el gas, sin preocuparse por la corrosión.
• Tenacidad al Impacto: A temperatura ambiente, el 2205 exhibe una elevada tenacidad al impacto, superior a 100 J (muesca en V Charpy). Esto significa que su componente no se fracturará fácilmente. Además, ofrece una tenacidad buena y estable a temperaturas de aproximadamente -50 °C (-58 °F), por lo que puede emplearse en aplicaciones criogénicas.

¿Cuáles son las principales aplicaciones del tubo de acero dúplex 2205?

el acero inoxidable dúplex 2205 es útil en numerosas industrias, como la del petróleo y el gas, el procesamiento químico, la marina y otras. A continuación, se explica cómo puede utilizar este metal en cada uno de estos sectores:

1) Industria del petróleo y el gas

El sector offshore de petróleo y gas encabeza la lista de industrias que más dependen de los tubos dúplex 2205. Puede emplear este material en diversas aplicaciones, como el manejo de agua producida, la inyección de agua de mar y las líneas de inyección química. Esto se debe a que el 2205 resiste la corrosión por tensión provocada por cloruros en agua de mar, además de soportar altas cargas mecánicas.

Y, como si eso no fuera suficiente, también puede utilizar el 2205 en líneas de flujo submarinas y en risers en aguas poco profundas. Además, funciona bien en servicios con gas ácido que contienen sulfuro de hidrógeno, gracias a su resistencia a la corrosión por tensión inducida por sulfuros, conforme a los límites establecidos en la norma NACE MR0175 / ISO 15156-1 .

2) Procesamiento químico

En procesamiento químico plantas, encontrará 2205 en las conexiones de los tanques de almacenamiento, los tubos de los intercambiadores de calor y las boquillas de los recipientes a presión. Esto se debe a que este metal puede soportar condiciones agresivas, como ácidos orgánicos, soluciones de cloruro y ambientes oxidantes, por ejemplo, ácido acético y ácido fosfórico.

En los recipientes a presión, puede diseñar paredes más delgadas gracias a la elevada resistencia a la fluencia del acero dúplex 2205. Como resultado, se reduce el consumo de material y el tiempo de fabricación, además de evitar la fisuración por corrosión bajo tensión, un problema frecuente en los aceros 304L y 316L cuando están expuestos a cloruros.

3) Aplicaciones marinas y offshore

Si se dedica a la construcción naval, puede utilizar acero dúplex 2205 en sistemas de refrigeración con agua de mar, líneas de lastre y sistemas de extinción de incendios. De este modo, los componentes tienen una mayor durabilidad, ya que el 2205 no sufre corrosión en agua de mar estancada.

Asimismo, puede emplear el 2205 en las tuberías de alimentación de alta presión para ósmosis inversa en plantas desaladoras. Esto se debe a que este metal resiste tanto altos contenidos de cloruro como temperaturas elevadas y tensiones mecánicas.

4) Industria papelera y de pulpa

el acero inoxidable dúplex 2205 puede soportar los efectos de los cloruros para prevenir la corrosión por tensión. Por lo tanto, se puede utilizar en la industria del papel y la celulosa para operaciones de blanqueo.

Asimismo, si su planta de blanqueo emplea hipoclorito de sodio o dióxido de cloro, este material resulta muy útil. A diferencia de las calidades austeníticas, que pueden sufrir fallos prematuros por picaduras.

5) Otros sectores

Puedes usar acero inoxidable 2205 en muchos otros sectores que exigen limpieza y una elevada resistencia a la corrosión. Entre ellos se incluyen:

• Procesamiento de Alimentos: Se puede utilizar el 2205 en líneas de salmuera y sistemas de limpieza en lugar (CIP), ya que resiste la corrosión, garantizando la higiene alimentaria.
• Productos farmacéuticos: El dúplex soporta tuberías de proceso que transportan ingredientes activos en disolventes agresivos. De este modo, no solo se cumplen los estándares de higiene, sino que también se obtiene una excelente resistencia mecánica.
• Control de la Contaminación: Si su actividad se centra en el sector del control de la contaminación, el dúplex 2205 es un material rentable. Funciona bien en equipos expuestos a ácido sulfúrico y corrientes ricas en cloruros, asegurando una mayor durabilidad.

¿Cuáles son las limitaciones del tubo de acero inoxidable dúplex 2205?

Al igual que cualquier otro material, el dúplex 2205 también presenta desventajas. En primer lugar, solo es estable a temperaturas de hasta 300 °C (572 °F). Esto significa que, si se expone al calor durante períodos prolongados, se forman las fases sigma y chi. Como consecuencia, se generan zonas localizadas de corrosión y el material se vuelve frágil.

En segundo lugar, las bajas temperaturas por debajo de -50 °C plantean problemas distintos. Si se trabaja con este material a dichas bajas temperaturas, la fase ferrítica experimenta una transición de dúctil a frágil. Este fenómeno reduce su tenacidad al impacto y aumenta el riesgo de fractura frágil ante cargas de choque.

Otra desventaja del dúplex 2205 es que requiere mayor precaución durante la fabricación, a diferencia de los grados austeníticos. De lo contrario, un doblado en frío deficiente incrementará el rebote elástico y limitará la cantidad de deformación que se puede aplicar al material antes del recocido.

Además, el mecanizado del acero 2205 suele ser aproximadamente un 20 % más lento que el del 316L. Esto significa que sus herramientas se desgastan más rápidamente. Por lo tanto, necesita placas de corte de carburo o cerámica con recubrimientos resistentes al desgaste para mantener los costos de producción razonables.

Por último, la soldadura exige controles más estrictos. En resumen, debe utilizar metales de aportación que contengan nitrógeno, como el ER2209, para mantener equilibradas las fases ferrita-austenita y evitar la formación excesiva de ferrita en la soldadura.

Preguntas Frecuentes

¿Es rentable el tubo de acero dúplex 2205?

el acero dúplex 2205 puede ahorrarle dinero a largo plazo. Por ejemplo, puede diseñar paredes más delgadas, ya que este material ofrece una alta resistencia, lo que a su vez reduce los costos de material y de instalación. Al mismo tiempo, su capacidad para resistir la corrosión permite utilizar el tubo durante mucho tiempo con menores costos de mantenimiento.

¿Cuál es la diferencia entre el tubo de acero inoxidable 2205 y el 316?

El 2205 y el 316 difieren principalmente en el comportamiento de cada material. El tubo de acero dúplex 2205 ofrece casi el doble de resistencia que el 316. Además, presenta una mayor resistencia a la corrosión por tensión provocada por cloruros, lo que permite su uso en entornos corrosivos.

por otro lado, el tubo de acero 316 ofrece mayor ductilidad y soporta temperaturas más elevadas de forma más fiable. Por tanto, resulta adecuado para aplicaciones en las que la exposición a la corrosión es moderada y la flexibilidad es importante.

¿Se puede soldar el tubo dúplex 2205?

Sí, se puede soldar el 2205 dúplex siempre que se utilice un metal de aporte adecuado, como el ER2209. Asimismo, debe controlarse la entrada de calor y protegerse la zona de soldadura fundida. Al hacerlo, la soldadura mantiene su resistencia y su capacidad de resistir la corrosión, al igual que el material base.

¿Cuál es el precio del tubo de acero dúplex 2205?

el tubo dúplex 2205 le costará de 1,5 a 2 veces más que un tubo de acero inoxidable 316L similar, por peso. Los precios reales varían según las condiciones del mercado, el tamaño del pedido, las dimensiones y el proveedor. Por lo tanto, considere ponerse en contacto con su proveedor para obtener un presupuesto exacto.

Conclusión

el tubo de acero inoxidable dúplex 2205 le ofrece un rendimiento superior y una mejor resistencia a la corrosión que los aceros austeníticos. Incluso proporciona casi el doble de la resistencia a la fluencia del 316L. Así, puede utilizar paredes más delgadas y seguir cumpliendo los requisitos de rendimiento, lo que reduce los costos de material y el peso del sistema.

Y, como si eso no fuera suficiente, disfruta de una resistencia superior a la fisuración por corrosión bajo tensión por cloruros y a la picadura. Por lo tanto, ya sea que instale infraestructura offshore, sistemas de agua de mar o equipos de procesamiento químico, el uso de 2205 garantiza un servicio duradero.

Sin embargo, debe asegurarse de que compre los materiales de un proveedor fiable para un rendimiento garantizado, gracias a Voyagemetal. Garantizamos la trazabilidad del material, el tratamiento térmico adecuado y el cumplimiento de las normas ASTM, ASME o EN.