Introducción a los sujetadores de aleación a base de níquel
Las fijaciones de aleación de níquel — espárragos, tuercas y tornillería para uniones de brida críticas — se especifican cuando el acero inoxidable ya no ofrece margen frente a la corrosión o la temperatura. La fijación soporta la carga mientras las juntas de brida sellan el medio, así que el grado de aleación debe adaptarse al servicio y al sellado.
La composición y el refuerzo definen la categoría del material
Los materiales de níquel se agrupan primero por química. Con una suma de níquel y cobalto del 99% o más y cobalto del 1,5% o menos se habla de níquel puro industrial; con un 50% o más de níquel, de aleaciones a base de níquel. Las aleaciones de hierro-níquel cubren del 30% al 50% de níquel, con níquel y hierro sumando un 60% o más. Los inoxidables quedan al otro lado: hierro del 50% o más y níquel por debajo del 30%.
ASME reúne el níquel puro, las aleaciones a base de níquel y las de hierro-níquel como aleaciones con alto contenido de níquel, con un límite distinto al de GB/T. El grado 904L lo muestra: UNS N08904, es decir 03Cr20Ni25Mo5Cu, se clasifica como aleación a base de níquel en Estados Unidos y como acero inoxidable según GB/T.
- Níquel puro industrial como N5, N6 y N7, y aleaciones de níquel-cobre como NCu30 y NCu28-2.5-1.5.
- Sistemas níquel-cromo, níquel-molibdeno, níquel-cromo-molibdeno y níquel-cromo-molibdeno-cobre; para ácidos fuertemente reductores se elige níquel-molibdeno.
- Aleaciones reforzadas en solución sólida y por precipitación (endurecidas por envejecimiento); las normas de fijación usan casi siempre grados de solución sólida.
- La misma lógica se aplica al semiproducto: barras y tubos para espárragos y tuercas en materiales a base de níquel de solución sólida.
Cómo se designan los grados en la tornillería
El níquel es un producto de comercio internacional, de modo que un tornillo puede llevar varias designaciones. En el sistema UNS una aleación de níquel es N seguido de cinco dígitos, N×××××: los dos primeros agrupan la química y los tres últimos siguen la secuencia de las marcas comerciales. Las designaciones internacionales usan NW más cuatro dígitos — por ejemplo, NW6600 — que coinciden con el número UNS.
En el sistema chino, el níquel puro y el níquel-cobre se designan según GB/T340 (N5, N6, NCu30), el resto de aleaciones resistentes a la corrosión siguen el patrón NS××× de GB/T15007 y las aleaciones resistentes al calor, el GH××× de GB/T14992. Las aleaciones resistentes a la corrosión también pueden llevar el código digital unificado de GB/T17616.
| Prefijo del código | Significado según GB/T15007 |
|---|---|
| NS1×× | Aleación a base de hierro-níquel, reforzada en solución sólida |
| NS2×× | Aleación de hierro-níquel endurecida por envejecimiento (poco usada en fijaciones) |
| NS3×× | Aleación de níquel, reforzada en solución sólida |
| NS4×× | Aleación a base de níquel endurecida por envejecimiento (poco usada en fijaciones) |
| NS×1× | Sistema níquel-cromo |
| NS×2× | Sistema níquel-molibdeno |
| NS×3× | Sistema níquel-cromo-molibdeno |
| NS×4× | Sistema níquel-cromo-molibdeno-cobre |
Tabla 1. Patrón de designación NS según GB/T15007: el primer dígito indica el tipo base y el refuerzo, el segundo el sistema de aleación y el tercero el número de orden del grado concreto.
Selección del material de fijación para una unión de brida
La resistencia a la corrosión de una unión atornillada es la de su elemento más débil: bridas de tubería, junta, fijación y medio de proceso se eligen como un solo sistema.
- Ajustar el sistema al medio: níquel-molibdeno para ácidos reductores, níquel-cromo-molibdeno para medios oxidantes y mixtos, níquel-cobre para ácido fluorhídrico y agua salada.
- Preferir grados de solución sólida en espárragos y tuercas, ya que las normas cubren poco los grados endurecidos por precipitación.
- Comprobar la compatibilidad galvánica con la brida y la junta, para que la tornillería no se convierta en el ánodo de la unión.
- Leer el certificado en conjunto: número UNS o NW, grado NS de GB/T cuando corresponda y norma ASTM del perfil de la fijación.
Si el proyecto cita solo un nombre comercial, solicite también el número UNS: los nombres varían entre productores, mientras que la designación UNS fija la química y permite comparar la fijación con el resto de la unión.
Preguntas frecuentes
¿Qué aleaciones de níquel se usan normalmente en espárragos y tuercas?
Las normas de fijación eligen aleaciones de níquel reforzadas en solución sólida en forma de barra y tubo; los grados endurecidos por precipitación rara vez se especifican.
¿Qué indica un código como NS111 o NS322?
El primer dígito muestra el tipo base: NS1, aleación de hierro-níquel; NS3, aleación de níquel. El segundo da el sistema (1 = níquel-cromo, 2 = níquel-molibdeno, 3 = níquel-cromo-molibdeno) y el tercero, el número de orden del grado.
¿El 904L es acero inoxidable o aleación a base de níquel?
Las dos respuestas son válidas según el sistema: UNS N08904 se agrupa con las aleaciones a base de níquel en Estados Unidos, mientras que GB/T clasifica el 03Cr20Ni25Mo5Cu como acero inoxidable.
¿Por qué el certificado indica un número UNS y una designación nacional?
El níquel se comercia internacionalmente, así que los productores marcan la designación UNS o NW junto con la nacional; los códigos tipo NW6600 siguen la secuencia UNS.
¿Necesitan las fijaciones de aleación de níquel juntas especiales?
La resistencia de la unión es la de su elemento más débil, así que el material de la junta y de la cara de la brida se elige para el mismo medio y la misma temperatura que la tornillería.
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