El rendimiento de las bridas en entornos de alta temperatura varía significativamente según el material utilizado, principalmente en términos de retención de resistencia, resistencia a la oxidación, resistencia a la fluencia, estabilidad térmica y compatibilidad con los medios. A continuación se muestra un análisis de las categorías de materiales típicos:
1. Bridas de acero al carbono (por ejemplo, Q235, acero 20#) – Elección básica para temperaturas bajas a medias
Degradación de la resistencia a altas temperaturas
Las bridas de acero al carbono suelen estar limitadas a temperaturas inferiores a 425°C. Más allá de 350°C, su límite elástico disminuye significativamente (por ejemplo, el límite elástico del acero 20# disminuye de 245 MPa a temperatura ambiente a 180 MPa a 400°C). Por encima de 450°C, se produce la esferoidización de la perlita, lo que provoca un engrosamiento del grano y, finalmente, la rotura por fluencia.
Poca resistencia a la oxidación
La oxidación rápida comienza por encima de 300°C, formando una capa suelta de Fe₃O₄. A 500°C, la velocidad de oxidación es cinco veces más rápida que a 300°C. La exposición al azufre o al vapor de agua acelera aún más la corrosión.
2. Bridas de acero inoxidable austenítico (304/316, etc.) – Preferidas para la resistencia a la corrosión a alta temperatura
Mejor resistencia a altas temperaturas y resistencia a la oxidación
El acero inoxidable 304 puede soportar hasta 870°C, mientras que 316L (con molibdeno) mantiene una buena resistencia (límite elástico ≥ 120 MPa) por debajo de 650°C.
La capa de óxido de Cr₂O₃ (del 18-20% de cromo) proporciona una resistencia a la oxidación superior (por ejemplo, 90% menos de velocidad de oxidación que el acero al carbono a 800°C).
Riesgos a altas temperaturas
Sensibilización (450-850°C): La precipitación de carburos puede causar corrosión intergranular (mitigada por tratamientos de estabilización, por ejemplo, acero inoxidable 321 con titanio).
Limitaciones de fluencia: Por encima de 650°C, la deformación por fluencia se acelera, lo que requiere una reducción de la tensión admisible (por ejemplo, 316L a 700°C tiene solo el 15% de su resistencia a temperatura ambiente).
3. Bridas de acero dúplex (2205, 2507, etc.) – Rentables para la corrosión a alta temperatura
Rendimiento intermedio a alta temperatura
El acero dúplex 2205 es utilizable hasta 300°C, mientras que el súper dúplex 2507 se extiende hasta 350°C (límite elástico > 400 MPa a 300°C, el doble que el acero inoxidable 304).
Más allá de 350°C, la degradación de la fase ferrita se acelera, reduciendo la resistencia a la fluencia más rápido que los aceros austeníticos.
4. Bridas de acero al cromo-molibdeno (15CrMo, P91, etc.) – Ideal para condiciones de alta temperatura y alta presión
Resistencia y resistencia a la fluencia mejoradas
15CrMo (1-1,5% Cr, 0,5% Mo) funciona hasta 550°C (límite elástico > 200 MPa a 500°C).
P91 (9% Cr, 1% Mo) resiste 650°C a largo plazo, con el doble de resistencia a la rotura por fluencia que 15CrMo (por ejemplo, 100 MPa frente a 40 MPa a 600°C durante 100.000 horas).
5. Bridas de aleación a base de níquel (Inconel 625, Hastelloy C-276, etc.) – Solución definitiva para condiciones extremas
Rendimiento inigualable a alta temperatura
Inconel 625 conserva > 100 MPa de resistencia a la tracción a 1093°C.
Hastelloy C-276 resiste la oxidación hasta 1200°C, con una vida útil por fluencia que supera las 100.000 horas (por ejemplo, 5 veces más resistente que 316L a 800°C).
Resistencia a la corrosión compleja
El alto contenido de níquel (≥50%), cromo (20-30%) y molibdeno (10-16%) permite la resistencia a:
Oxidación, corrosión bajo tensión y ataque intergranular en entornos agresivos (por ejemplo, gasificadores de carbón a 650°C con H₂S/CO₂).
Adecuado para más de 20 años de servicio en condiciones extremas como ácido sulfúrico a alta temperatura o petróleo/gas rico en azufre.
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