Tubería y accesorios de acero al 9% de níquel para servicio criogénico de GNL

Por qué es importante

El GNL se almacena y manipula a unos -162 °C, con un margen de seguridad que eleva las temperaturas de prueba hasta -196 °C (el punto de ebullición del nitrógeno líquido). A estas temperaturas, el acero al carbono ordinario e incluso el acero al 3,5% de níquel se vuelven frágiles. El estándar de la industria para tuberías, chapas y accesorios criogénicos de GNL es la familia de acero al 9% de níquel, codificada en ASTM A553 Tipo I (chapa), ASTM A333 Grado 8 (tubería) y ASTM A420 WPL8 (accesorios).

Datos técnicos clave

Composición química típica y propiedades mecánicas de ASTM A553 Tipo I (chapa de acero al 9% de níquel):

ASTM A553 Tipo I se suministra en condición doble normalizado y revenido o temple y revenido. La especificación de tubería correspondiente es ASTM A333 Grado 8 (también un acero con 9% Ni) y los accesorios para soldadura a tope correspondientes son ASTM A420 Grado WPL8.

Matriz de decisión

Errores comunes de adquisición

1. Confundir A553 (chapa) con A333 (tubería) y A420 (accesorios). Cada alcance es diferente; un paquete de GNL necesita los tres.
2. Omitir el ensayo de impacto a baja temperatura. A553 Tipo I se ensaya normalmente a -196 °C; verifíquelo en el certificado de materiales (MTC) para cada chapa, tubería y accesorio.
3. Ignorar la permeabilidad magnética. El acero con 9% Ni es ferromagnético y a veces se confunde con aleaciones austeníticas; verifique los requisitos de propiedades magnéticas con su contratista de ingeniería.
4. Metal de aporte incorrecto. La soldadura de 9% Ni utiliza típicamente metales de aporte tipo Inconel (ERNiCrMo) para mantener la tenacidad criogénica; no suelde con metal de aporte de acero al carbono.
5. Olvidar los estrictos criterios de defectos superficiales. Las chapas y forjados criogénicos tienen requisitos más estrictos de UT y defectos superficiales que los equivalentes para servicio a temperatura ambiente.

Lista de verificación para el comprador

• Confirme ASTM A553 Tipo I, A333 Gr 8 o A420 WPL8 en la línea de la orden de compra, con la condición de tratamiento térmico (DNT o QT).
• Verifique los valores de impacto Charpy con entalla en V a -196 °C en cada MTC.
• Para accesorios de tubería sin costura para soldadura a tope, confirme la ruta de forjado, el ciclo de tratamiento térmico y el ensayo de impacto en las probetas Charpy rotas.
• Para curvas de tubería, confirme que el tratamiento térmico posterior al curvado mantiene las propiedades criogénicas del 9% Ni.
• Para tubos de acero sin costura, confirme la inspección UT y superficial según los requisitos complementarios.
• Consulte nuestros certificados para conocer el historial de proyectos criogénicos.
• Envíe su consulta de GNL a través de nuestro formulario de consulta con los datos completos de temperatura de diseño.

Fuentes

• https://energy-steel.com/an-overview-of-astm-a553-type-i-9-ni-steel-plate/
• http://www.metalspiping.com/9-nickel-steel.html
• https://masteel.co.uk/news/9-nickel-steel-lng-cryogenic-applications/