Tabla comparativa de aleaciones de níquel para fijación: propiedades mecánicas, resistencia térmica y grados según norma UNS/DIN

Los sujetadores de aleaciones de níquel — espárragos, tuercas, pernos y arandelas — se especifican cuando el acero al carbono y el acero inoxidable común se corroen, sufren fluencia o se agarrotan: producción con sulfuro de hidrógeno, agua de mar, desulfuración húmeda de gases y hornos a alta temperatura. La selección del grado parte de tres designaciones: el número UNS, el número DIN/EN y la composición nominal. La tabla relaciona los grados de aleaciones de níquel más comunes con su composición y su comportamiento, para que el conjunto se elija completo: juntas de brida, sujetadores y la propia brida.

Cómo se identifican los grados de aleaciones de níquel

El nombre comercial, el número UNS y el número DIN/EN son tres sistemas paralelos para la misma aleación, y un pedido suele indicar los tres. Níquel 200, N02000 y 2.406 describen un mismo producto comercial; la misma aleación puede aparecer también con la designación del proveedor.

• Nombre comercial (INCONEL, INCOLOY, MONEL, HASTELLOY): sirve para buscar, pero no es una especificación por sí solo.
• Número UNS (N06625, S66286): código de cinco caracteres que identifica una composición concreta.
• Número DIN/EN (2.4856, 1.4876): designación numérica europea que aún figura en muchos certificados de fábrica.
• Composición nominal en porcentaje en peso: la comprobación útil cuando dos designaciones se parecen, como 625 y 625LCF.

Si el plano indica una designación y el certificado otra, la columna de composición resuelve la duda. No sustituya una aleación solo por su nombre comercial: dos grados de la misma familia difieren en carbono, niobio o titanio y, por tanto, en resistencia a temperatura.

Composición y características de los grados más comunes

Cuatro familias cubren la mayoría de los usos de sujeción. El níquel puro atiende medios alcalinos y de alta pureza; las aleaciones de níquel-cobre MONEL, el agua de mar y los cloruros; las aleaciones de níquel-cromo y níquel-cromo-molibdeno INCONEL y HASTELLOY, los ácidos oxidantes, reductores y mixtos; las aleaciones INCOLOY, el servicio a alta temperatura.

Tabla 1. Grados de aleaciones de níquel para sujetadores: nombre comercial, designaciones UNS y DIN/EN, composición nominal (% en peso) y características de servicio. Los valores de composición son nominales: confírmelos en el certificado del material antes de comprar.

Lea la columna de composición como herramienta de decisión, no como especificación. El molibdeno aumenta la resistencia a picaduras y a la corrosión en grieta en medios con cloruros; el cromo favorece la resistencia a la oxidación; el aluminio y el titanio permiten el endurecimiento por envejecimiento o una mayor resistencia a la fluencia. El carbono, incluso entre 0,01 y 0,08 %, cambia el comportamiento de la aleación tras una exposición prolongada.

Cómo elegir el grado según el servicio

La resistencia a la corrosión es solo la mitad de la elección. Los sujetadores trabajan precargados, así que la resistencia, la relajación y la fluencia a temperatura importan tanto como el medio. Tres preguntas acotan el campo.

• ¿Cuál es el medio? Soluciones alcalinas y productos de alta pureza: níquel puro. Agua de mar y corrientes con cloruros: MONEL 400 o 500. Ácidos oxidantes y reductores mixtos: INCONEL 625 o HASTELLOY C-276.
• ¿Cuál es la temperatura? Las aleaciones INCOLOY 800H y 800HT mantienen su resistencia a la fluencia en hornos y reformadores, mientras que INCONEL 718 se elige cuando se necesita alta resistencia a la tracción por debajo de 600 °C.
• ¿Qué carga debe soportar el perno? Los grados endurecibles por precipitación, como INCONEL 718 y MONEL 500, soportan más carga que los de solución sólida del mismo diámetro, por lo que el par de apriete debe ser propio de cada grado.

Coordine también el resto del conjunto. Las aleaciones de níquel se agarrotan con facilidad: use un compuesto antiguadante admitido a la temperatura de servicio, mantenga limpia la rosca y apriete los espárragos en cruz y en varias pasadas. Si la unión está aislada eléctricamente para protección catódica, elija bridas de tubería, sujetadores y manguitos aislantes como un solo conjunto.

Almacenaje, montaje y control

Las aleaciones de níquel son más tenaces que el acero al carbono, pero se endurecen por trabajo con rapidez y se agarrotan bajo carga. Unos hábitos de taller protegen el sujetador y la unión.

• Guarde los espárragos secos y separados del suelo: los depósitos salinos y los cloruros dejan puntos donde luego aparece la picadura.
• Limpie la rosca antes del montaje y no vuelva a montar un espárrago que se haya apretado en exceso: sustitúyalo y compruebe su longitud con el valor nominal.
• Aplique el par solo con las condiciones de lubricación para las que se definió; una rosca seca y otra lubricada dan precargas muy distintas con el mismo par.
• Apriete en cruz, al menos en dos pasadas, con una última pasada al par completo.

Preguntas frecuentes

¿Qué grado se usa normalmente en agua de mar?

El MONEL 400 es la opción habitual en agua de mar y medios con cloruros. El MONEL 500 se emplea cuando se necesita la mayor resistencia de una aleación de níquel-cobre endurecible por envejecimiento; ambas resisten bien la corrosión bajo tensión por cloruros.

¿Cuándo se prefiere Inconel 718 a Inconel 625?

Elija INCONEL 718 cuando el sujetador deba mantener alta resistencia a la tracción y a la fluencia por debajo de 600 °C, e INCONEL 625 cuando lo decisivo sea la resistencia a la corrosión en medios agresivos.

¿Puedo usar los pares de apriete de los pernos de acero al carbono?

No. La fluencia, el rozamiento de la rosca y la relajación son distintos, así que use el par indicado para la aleación concreta y para la temperatura de servicio.

¿Cambia la elección de la junta si cambia la aleación del perno?

La junta se elige según el medio, la presión y la temperatura, no según la aleación del perno, pero el conjunto debe ser compatible: compruebe que la junta, el sujetador y la brida no formen un par galvánico.

¿Son intercambiables Incoloy 800 y 800H?

No. El 800H tiene más carbono y mejor comportamiento ante la fluencia, por lo que conviene a uniones que permanecen calientes; el 800 sirve para temperaturas más bajas.