Aplicación y desarrollo de elementos de fijación de aleación de níquel Incoloy 800HT

Incoloy 800HT es una aleación de níquel, hierro y cromo para espárragos, tuercas y tornillería que conserva su carga a alta temperatura. Su resistencia al calor, a la oxidación y al agrietamiento por corrosión bajo tensión con cloruros la hacen habitual en hornos, reformadores, calderas y tuberías calientes, donde el acero al carbono pierde resistencia y muchos inoxidables se agrietan. Para el sellado se usan juntas de brida resistentes al calor y el apriete se controla por par.

Composición y estructura de Incoloy 800HT

Incoloy 800HT es un Incoloy 800 modificado con mayor control de carbono, aluminio y titanio. Los límites de composición se indican abajo.

Composición química de Incoloy 800HT en porcentaje en masa; el resto es hierro.

La aleación tiene una red cúbica centrada en las caras. Su carbono muy bajo y la relación Ti:C elevada aumentan la estabilidad estructural, la resistencia a la oxidación y a la corrosión intergranular, y el recocido a unos 950 °C mantiene el grano fino. En la tornillería, esa estabilidad hace que el espárrago conserve la precarga en ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento.

Propiedades mecánicas, físicas y de corrosión

A temperatura ambiente resiste 450 N/mm2 a tracción, 180 N/mm2 de límite elástico y 35% de alargamiento. La densidad es de 8,0 g/cm3 y funde entre 1350 y 1400 °C.

• Resistencia a alta temperatura: conserva sus propiedades mecánicas en medios acuosos hasta unos 500 °C.
• Resistencia a la oxidación: el cromo forma una capa de óxido estable en los ciclos entre aire y gas de proceso caliente.
• Resistencia a la corrosión bajo tensión: la base de níquel limita el agrietamiento en medios húmedos con cloruros.
• Mecanizabilidad: permite fabricar espárragos, tuercas y tornillería no normalizada según plano.

La resistencia a la corrosión depende del medio:

• Ácido nítrico y ácidos orgánicos: buena resistencia.
• Ácido sulfúrico y clorhídrico: resistencia limitada; conviene confirmar la velocidad de corrosión para cada concentración.
• Haluros: son posibles las picaduras, pero las sales oxidantes y no oxidantes se toleran bien.
• Agua, vapor y mezclas de vapor, aire y dióxido de carbono: buena resistencia.

En refinería y química, esta resistencia protege la tornillería expuesta a cloruros, y la unión conserva su carga de sellado en lugar de fallar antes de tiempo.

Dónde se usa la tornillería Incoloy 800HT

La aleación se especifica donde la unión debe permanecer estrecha a alta temperatura y en medios corrosivos. En las tuberías de planta atornilla bridas de tubería, cabezales de intercambiadores y tapas de equipos, y a menudo sustituye al inoxidable que falla por corrosión bajo tensión con cloruros.

• Petroquímica y refinería: tornillería de intercambiadores, tuberías y equipos de proceso a alta temperatura y con cloruros.
• Generación de energía: espárragos y tuercas de calderas, sobrecalentadores y recalentadores en ciclos de arranque y parada.
• Tratamiento térmico: cestas, bandejas y accesorios sometidos a ciclos térmicos y atmósferas corrosivas.
• Aeroespacial y defensa: componentes que necesitan estabilidad térmica y resistencia en condiciones extremas.
• Energía nuclear: tornillería de componentes clave a alta temperatura y alta radiación.
• Farmacia y alimentación: equipos que deben resistir la corrosión durante el procesamiento en caliente.

Preguntas frecuentes

¿Hasta qué temperatura se puede usar la tornillería Incoloy 800HT?

La aleación conserva sus propiedades mecánicas en medios acuosos hasta unos 500 °C y resiste la oxidación por encima de ese rango. Confirme la temperatura de diseño según la norma de tuberías o equipos a presión aplicable.

¿Qué aporta la relación Ti:C elevada?

El carbono muy bajo y la relación titanio-carbono alta aumentan la estabilidad estructural, la resistencia a la oxidación y a la corrosión intergranular. El recocido a unos 950 °C mantiene el grano fino, y la tornillería conserva sus dimensiones en los ciclos térmicos.

¿En qué medios se limita el uso de esta tornillería?

En ácido sulfúrico y clorhídrico la resistencia es limitada, y con haluros son posibles las picaduras. El ácido nítrico, los ácidos orgánicos, las sales, el agua, el vapor y las mezclas de vapor, aire y dióxido de carbono se toleran bien.

¿Cómo se aprietan los espárragos Incoloy 800HT en una unión con brida?

Apriete en cruz con herramienta calibrada hasta la carga que requieren la junta y la clase de la brida, y vuelva a comprobarla tras el primer ciclo térmico. Evite repetir el apriete del mismo espárrago, porque el material se endurece por trabajo en frío.