Selección de chapa para recipientes a presión: aceros al carbono, P355GH y grados Cr-Mo

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La selección de chapa para recipientes a presión viene determinada por el rango de temperatura de diseño, la presión y la química del fluido, bajo códigos como ASME Section VIII o EN 13445. Tres familias de chapa cubren la mayor parte del servicio.

Acero al carbono: A516 Grade 70

El caballo de batalla. El A516 Gr.70 (tracción 485–620 MPa) es de grano fino, normalmente suministrado normalizado para trabajos de mayor espesor o menor temperatura, y cubre temperaturas ambiente y moderadas. La tenacidad a baja temperatura no es automática: el ensayo de impacto es un requisito suplementario que debe pedirse — los recipientes para servicio en frío se especifican habitualmente con ensayos Charpy muy por debajo de 0 °C (a menudo alrededor de −46 °C en la práctica tipo LPG). Las variantes con ensayo HIC se especifican para servicio con H₂S húmedo (agrio).

Temperatura elevada: P355GH

El grado P355GH de la EN 10028-2 es un acero al carbono-manganeso normalizado con resistencia a la fluencia a temperatura elevada especificada, destinado a calderas y recipientes que funcionan más calientes de lo que permite la práctica con carbono simple. Ocupa la banda entre el servicio ordinario tipo A516 y el territorio aleado, aproximadamente el rango de unos pocos cientos de °C donde los datos de fluencia comienzan a gobernar el diseño.

Alta temperatura e hidrógeno: A387 Cr-Mo

Las chapas de cromo-molibdeno — A387 Grade 11 (1.25Cr-0.5Mo) y Grade 22 (2.25Cr-1Mo) — sirven donde el acero al carbono pierde resistencia o es atacado:

• Servicio de fluencia en equipos de refinería y generación eléctrica a temperaturas más allá de la capacidad del C-Mn.
• Servicio con hidrógeno, donde el cromo fija el carbono y resiste el ataque por hidrógeno a alta temperatura (la selección sigue la lógica de las curvas de Nelson / API RP 941).

La chapa Cr-Mo se suministra normalizada y revenida, y las fabricaciones soldadas reciben casi siempre tratamiento térmico postsoldadura (PWHT) — también común en recipientes gruesos de acero al carbono para aliviar tensiones y restaurar la tenacidad.

Requisitos transversales

Sea cual sea la familia: confirme la temperatura de ensayo de impacto frente a la temperatura mínima de diseño del metal, compruebe si el PWHT está en el plan de materiales (puede modificar las propiedades), y trate la especificación de la chapa, el estado de suministro y los ensayos adicionales como un único paquete — el nombre del grado por sí solo no compra ninguno de ellos.

Tenacidad, espesor y MDMT

La cifra determinante a baja temperatura es la temperatura mínima de diseño del metal (MDMT), y los códigos vinculan los materiales admisibles a ella mediante curvas de tenacidad y el espesor: una chapa más gruesa necesita una tenacidad demostrada mejor a la misma temperatura, porque las secciones gruesas se solicitan en constricción triaxial y enfrían las soldaduras más lentamente. Por eso dos recipientes en «A516 Gr.70» pueden llevar legítimamente temperaturas de ensayo de impacto diferentes en sus hojas de datos — la temperatura de ensayo es una elección de ingeniería, documentada en el certificado de fábrica, no una propiedad integrada en el nombre del grado.

Una lista práctica de verificación para el pedido

1. Grado y estado de suministro (laminado, normalizado, o normalizado y revenido).
2. Temperatura de ensayo de impacto y criterios de valor medio/individual, si el servicio los necesita.
3. Cupones de ensayo con PWHT simulado donde el recipiente vaya a recibir tratamiento térmico postsoldadura, de modo que las propiedades certificadas reflejen el recipiente terminado, no la chapa tal como se expidió.
4. Clase de examen por ultrasonidos para chapas gruesas o críticas, y ensayos HIC/SSC para servicio agrio.
5. La edición del código de construcción a la que deben referirse los certificados — la documentación ASME y EN no son intercambiables, ni siquiera para grados casi equivalentes.