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Qué es el agrietamiento por sulfuro y cómo evitarlo

    Agrietamiento por tensión por sulfuro (SSC) representa un mecanismo de fallo catastrófico para acero inoxidable componentes en entornos “ácidos”. Estos entornos contienen sulfuro de hidrógeno (H2S) y humedad, que aparecen con frecuencia en la producción de petróleo y gas. Cuando se produce SSC, provoca una fractura repentina y frágil sin ninguna señal de advertencia visible. Este fenómeno es especialmente peligroso para infraestructuras críticas como tubos de acero inoxidable, válvulas, accesorios y bridas.

    ¿Qué es exactamente el agrietamiento por tensión por sulfuro?

    La SSC es una forma específica de fragilización por hidrógeno. Se produce cuando los aceros de alta resistencia o determinadas aleaciones inoxidables se someten a tensiones de tracción en presencia de agua y H.2S. La reacción química entre el metal y el H.2S libera hidrógeno atómico. Este hidrógeno penetra entonces en la red cristalina del metal. En el interior del metal, los átomos de hidrógeno se acumulan en los límites de grano o en los defectos. Esta presión interna reduce la ductilidad del metal. En consecuencia, el material se agrieta bajo tensiones que normalmente soportaría fácilmente.

    Qué hacemos

    • Plato
    • Hoja
    • Piezas forjadas
    • Barra redonda
    • Brida
    • Tuberías
    • Accesorios
    • Personalizado

    Más información 

    Factores que provocan el agrietamiento por tensión del sulfuro

    Para que se produzca el agrietamiento por tensión del sulfuro deben darse tres condiciones específicas simultáneamente. Si se elimina cualquiera de estas tres condiciones, se elimina el riesgo de agrietamiento.

    • Material susceptible:
      No todos los metales son propensos al SSC. Los materiales de alta dureza suelen ser mucho más vulnerables.
    • Tensión de tracción:
      Esto incluye tanto la presión operativa aplicada como las tensiones residuales derivadas de la soldadura o el conformado en frío.
    • Entorno ácido:
      La presencia de H2S es el catalizador determinante. Factores como un pH bajo (acidez) y temperaturas específicas (normalmente por debajo de 80 °C / 176 °F) aceleran el daño.

    Impacto en los componentes y accesorios de tuberías

    En una red de tuberías compleja, ciertas áreas son más propensas a fallar. Los accesorios de tubería de acero inoxidable, tales como codos y camisetas, a menudo experimentan mayores turbulencias y concentraciones de tensión. Las bridas también corren riesgo debido a la elevada carga de los pernos que se requiere para sellado.Si el material supera un determinado umbral de dureza (normalmente 22 HRC), el riesgo de SSC aumenta exponencialmente.

    Normas para la mitigación: NACE MR0175/ISO 15151

    La industria se basa en la norma NACE MR0175/ISO 15151 para gestionar el agrietamiento por tensión del sulfuro. Esta norma proporciona directrices estrictas sobre la selección de materiales para servicios en condiciones ácidas.
    Tipo de materialCalificación típicaNivel de resistencia SSCLímite de dureza (HRC)
    Austenítico316LAlta (en estado recocido)No limitado explícitamente
    Dúplex2205Muy alta≤ 28
    Super Duplex2507Excelente≤ 32
    Martensítico410Bajo (muy sensible)≤ 22

    Cómo evitar eficazmente el agrietamiento por tensión del sulfuro

    Para prevenir el SSC es necesario adoptar un enfoque proactivo durante las fases de diseño y fabricación. Una vez que aparece una grieta por SSC, no basta con “arreglarla”.

    Selección rigurosa de materiales

    Elija aleaciones resistentes a la corrosión Diseñado específicamente para servicio en entornos ácidos.Aceros inoxidables austeníticos como 316L Ofrecen buena resistencia cuando se recocen adecuadamente. Para presiones más altas,Dúplex y Aleaciones Super Duplex proporcionar la resistencia y la estabilidad química necesarias.

    Controlar los niveles de dureza

    La dureza es el indicador más fiable de la susceptibilidad al SSC. Asegúrese de que todos los componentes de las tuberías se sometan a un tratamiento adecuado. tratamiento térmico.Por ejemplo, el recocido de solución restaura la microestructura y reduce la dureza. Esto hace que el tuberías y accesorios mucho más resistente a la penetración del hidrógeno.

    Gestionar el estrés residual

    La soldadura introduce una tensión interna significativa. Realizar siempre Tratamiento posterior a la soldadura cuando lo exija la norma. Además, evite apretar demasiado las bridas o aplicar una fuerza excesiva durante la alineación de las tuberías.

    Utilice inhibidores de corrosión.

    En algunos casos, los inhibidores químicos pueden formar una película protectora en la pared interna de la tubería. Esta película evita la reacción inicial entre el H2S y el metal. Sin embargo, esto suele ser una defensa secundaria en comparación con la selección de materiales.
    EstrategiaEficaciaCoste inicialNecesidad de mantenimiento
    Uso de grados bajos en carbonoModeradoBajoBajo
    Control de dureza (recocido)AltaModeradoBajo
    Selección de acero inoxidable súper dúplex CRAMuy altaAltaMuy bajo
    Inhibición químicaModeradoBajoAlta (En curso)

    La relación entre SCC y el agrietamiento por tensión del sulfuro

    El agrietamiento por tensión por sulfuro es un subtipo único de agrietamiento por corrosión bajo tensión.Mientras que el SCC estándar suele implicar una disolución anódica, el SSC se produce por la carga catódica de hidrógeno. En términos sencillos, H2El azufre actúa como un “veneno” que impide que los átomos de hidrógeno formen burbujas de gas fuera del metal. Esto obliga a los átomos a desplazarse dentro de la pared de la tubería. Por lo tanto, aunque todas las SSC son una forma de agrietamiento por tensión, no todas las SCC implican la presencia letal de sulfuros.

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