Perno prisionero de aleación 28: resistencia y durabilidad para aplicaciones críticas

Los espárragos de aleación 28 (UNS N08028) ocupan el nicho donde el 316L corroe demasiado rápido y el dúplex 2205 es la aleación equivocada: servicio con ácido sulfúrico y fosfórico caliente. Esta aleación superaustenítica de hierro-níquel-cromo — unos 27% Cr, 31% Ni, 3,5% Mo y 1% Cu — mantiene firmes las uniones de brida en medios reductores, siempre que el resto de la unión se especifique con el mismo rigor, empezando por unas juntas de brida compatibles.

Qué es realmente la aleación 28

La aleación 28 se designa UNS N08028 y también aparece como DIN 1.4563. Conviene describirla como una aleación superaustenítica de hierro-níquel-cromo y no como un acero inoxidable, porque el contenido de níquel ronda el 31% y la estrategia de aleación difiere de la serie 300.

La composición es aproximadamente 27% de cromo, 31% de níquel, 3,5% de molibdeno y 1% de cobre. El cromo aporta la capa pasiva, el molibdeno resiste el picado, el cobre mejora la resistencia al ácido sulfúrico y el alto níquel estabiliza la austenita y protege frente a la corrosión bajo tensión.

• UNS N08028 (DIN 1.4563): aleación superaustenítica de hierro-níquel-cromo, no un inoxidable de la serie 300.
• Creada para servicio con ácido sulfúrico y fosfórico donde el 316 e incluso el 904L corren demasiado rápido.
• El dúplex 2205 gana en resistencia mecánica y picado por cloruros; la aleación 28 gana en ácidos reductores y corrosión bajo tensión por cloruros.
• Es una aleación de alto níquel con precio acorde: se especifica donde el medio descarta de verdad los grados más económicos.

La aleación 28 pertenece a la misma familia que el 904L y los superausteníticos con 6% de molibdeno, y la pregunta práctica de selección es cuál de los tres encaja con el ácido concreto. Es una pregunta sobre el medio, no sobre cuál aleación es mejor.

Por qué el ácido sulfúrico y el fosfórico son difíciles

El ácido sulfúrico es un ácido reductor a concentraciones diluidas y moderadas. Esto importa porque el inoxidable convencional depende de una película pasiva oxidante, y un ácido reductor la elimina en lugar de mantenerla.

La consecuencia práctica: el 316 corroe con rapidez en ácido sulfúrico a concentración y temperatura moderadas, justo la ventana de trabajo donde una planta química pasa gran parte de su tiempo.

Las adiciones de cobre ayudan porque promueven otro comportamiento superficial en ácido sulfúrico; por eso la aleación 28 y el 904L llevan entre 1 y 1,5% de cobre, mientras que la serie 300 no lleva ninguno.

El ácido fosfórico añade un segundo problema: con frecuencia arrastra cloruros y fluoruros como impurezas del fosfato natural. Esa combinación — ácido más halógeno más temperatura — es donde los austeníticos estándar fallan tanto por corrosión general como por corrosión bajo tensión.

Nota: condiciones de servicio típicas; la selección final depende de la concentración de ácido, la temperatura y el nivel de impurezas.

La tabla muestra por qué «lo más resistente a la corrosión» es la pregunta equivocada. El dúplex 2205 es mucho más fuerte y mejor frente al picado por cloruros, y sin embargo es la opción errónea para ácido sulfúrico caliente. La aleación 28 es al revés: resistencia mecánica modesta, pero sobrevive a medios que destruyen el dúplex.

Propiedades mecánicas y especificación de espárragos

La aleación 28 es austenítica, así que su límite elástico es comparable al del 316 y no al del dúplex: cerca de la mitad del del 2205. Su ventaja es la resistencia a la corrosión, no la fuerza, y una unión diseñada para dúplex necesitará espárragos más grandes si se cambia a aleación 28.

Se suministra en barra y en espárragos de muchos tamaños; se conforma en frío y se mecaniza con facilidad, lo que importa porque los sujetadores de aleación 28 suelen ser piezas únicas o de poco volumen para un equipo de proceso concreto. La soldadura es posible, pero exige aporte compatible y las mismas reglas de limpieza que cualquier material de alta aleación: una soldadura contaminada en una línea de ácido es lo primero que falla.

• Indique UNS N08028 y no solo el nombre comercial: las denominaciones varían entre proveedores.
• Confirme la forma del producto — barra para mecanizado o espárragos terminados — porque los requisitos de ensayo son distintos.
• Pida el análisis real de la colada, sobre todo cromo y molibdeno; una colada en el límite bajo de la gama se comporta notablemente peor.
• Especifique el estado superficial: decapado y pasivado es la línea base para servicio con ácido.

Por último, iguale las tuercas. Un espárrago de alta aleación con una tuerca de 316 simplemente traslada la corrosión a la tuerca: la pieza más barata, pero también la que decide si la unión se podrá desmontar tras cinco años de servicio. La misma lógica recorre toda la unión, desde las propias bridas de tubería hasta el atornillado.

Dónde se especifican estos espárragos

Los espárragos de aleación 28 se especifican donde el medio descarta los grados más económicos.

• Plantas de ácido sulfúrico: bridas de intercambiadores, enfriadores de ácido, empalmes de tuberías y carcasas de bombas, donde la concentración y la temperatura quedan fuera de lo que toleran el 316 o el 904L.
• Producción de ácido fosfórico y plantas de fertilizantes, donde las impurezas de cloruros y fluoruros elevan la velocidad de corrosión muy por encima de los datos del ácido puro.
• Líneas de decapado y tratamiento superficial, donde los ácidos mixtos en caliente atacan tanto al equipo como a sus sujetadores.
• Servicio en el mar y en refinerías donde conviven cloruros y vapores de ácido húmedo, y donde el coste de una fuga justifica un grado superior desde el inicio.

La aleación 28 no es inmune a la corrosión bajo tensión por cloruros. Resiste mucho mejor que el 316, pero esa resistencia viene del contenido de níquel y decae a alta temperatura y con concentraciones altas de cloruros.

Para cloruros muy altos con condiciones oxidantes — blanqueo, agua de mar con inyección de cloro — el paso correcto son los grados con 6% de molibdeno o una aleación base níquel, no la aleación 28. La dilatación térmica y el agarrotamiento también importan: la estructura austenítica de alto níquel se agarrota al apretar, así que el antiagarrotante y el par controlado no son opcionales.

Preguntas frecuentes

¿Para qué se usa la aleación 28?

Sobre todo en servicio con ácido sulfúrico y fosfórico, incluidas plantas de fertilizantes y líneas de decapado, donde el 316 e incluso el 904L corren demasiado rápido. También se usa donde las impurezas de cloruros en el ácido elevan el riesgo de corrosión bajo tensión.

¿Es la aleación 28 mejor que el dúplex 2205?

No en todo. El dúplex es unas dos veces más resistente y mejor frente al picado por cloruros; la aleación 28 es notablemente mejor en ácidos reductores como el sulfúrico. Decide el medio, por eso hay que declarar la concentración de ácido y la temperatura.

¿Qué diferencia hay entre la aleación 28 y el 904L?

Ambas son aleaciones superausteníticas con cobre para servicio con ácido sulfúrico. La aleación 28 lleva más níquel, lo que mejora la resistencia a la corrosión bajo tensión por cloruros, y se prefiere cuando el ácido también arrastra cloruros.

¿Cómo se especifican los espárragos de aleación 28?

Declare UNS N08028, confirme la forma del producto, pida el análisis real de la colada para cromo y molibdeno y especifique superficies decapadas y pasivadas. Monte tuercas del mismo grado para que la unión siga siendo desmontable.