La razn principal para la existencia del acero inoxidable es su resistencia a la corrosin. El cromo es el principal elemento aleante y el acero inoxidable debe contener por lo menos 11%. El Cromo es un elemento reactivo, pero las aleaciones que contienen Cromo se pasivan, exhibiendo una excelente resistencia a muchos ambientes.

Se dispone de un gran nmero de aleaciones resistentes a la corrosin, con propiedades mecnicas definidas, variando el costo en forma considerable. En nuestro medio, a pesar que la demanda de estos materiales ha aumentado significativamente, la industria nacional sigue cubriendo casi el 90% de sus necesidades de aceros inoxidables con apenas dos o tres tipos de estas aleaciones, siendo los ms representativos las aleaciones AISI 304 y AISI 316.TIPOS DE ACERO

Se distinguen principalmente dos tipos, el 304 y el 316L, cuyas composiciones aparecen en la Tabla I.

Tabla IComposicin Qumica de los Aceros Inoxidables ComunesElementoRequerimientos Mximos en %TP304TP304LTP316TP316LTP316L S2C-Carbn

0.08

0.035

0.08

0.035

0.035

Mn-Manganeso

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

P-Fosforo

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

S-Azufre

0.030

0.030

0.030

0.030

0.005-0.017

Si-Silicn

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

Ni-Niquel

8.0-11.0

8.0-12.0

10.0-14.0

10.0-14.0

10.0-14.0

Cr-Cromo

18.0-20.0

18.0-20.0

16.0-18.0

16.0-18.0

16.0-18.0

Mo-Molibdeno

* * *

* * *

2.0-3.0

2.0-3.0

2.0-3.0

Fe-Fierro y otros

Restante

Restante

Restante

Restante

Restante

Nota: El requerimiento S2 del acero inoxidable TP316L, limita el contenido de azufre para uso farmaceutico.Referencia: ASTM A270-03, Table 1.

Las diferencias bsicas entre los dos tipos son que el 316L tiene Molibdeno y menos Carbono que le 304. Ambas caractersticas, directa o indirectamente, estn encaminadas a mejorar la resistencia a la corrosin. La "L" del 316L indica que el Carbono es bajo ("Low"), 0.035 mximo; a diferencia del contenido en los tipos 304 y 316, que es 0.080% mximo. ltimamente los fabricantes de tubo han optado por producir tubo con fleje tipo 304L, cuya composicin es idntica a la del 304, excepto en el contenido de Carbono (0.035% mximo). La apariencia de los aceros 304 y 316L es idntica y es por ello que se cometen tantos errores involuntarios en los suministros. Para evitarlos, existe una herramienta muy til, el Probador de Molibdeno ("Moly tester"), cuyo costo equivale a no ms que unos 3 o 4 tramos de tubo. Siguiendo unas sencillas instrucciones, aplicando un par de soluciones y una corriente elctrica, en menos de un minuto se puede determinar, an en campo, si un acero contiene o no Molibdeno, discriminante de los dos tipos ms populares. Con el mismo Probador de Molibdeno y aplicando calor, es posible tambin distinguir si el acero es o no de bajo Carbn ("L"). TIPOS DE CORROSION A QUE EL ACERO INOXIDABLE SON SUSCEPTIBLES

CORROSIN POR PITE O ABERTURAS - Ocurren principalmente en soluciones acuosas que contienen cloruros. Si bien que el ataque puede ocurrir en condiciones neutrales, condiciones cidas y aumentos de la temperatura promueven la corrosin por pite y aberturas.La corrosin por pite es caracterizada por pites profundos en superficies libres.La corrosin por aberturas ocurren en soluciones que contienen aberturas o brechas en la estructura

CORROSIN BAJO DE TENSIN - Es una forma localizada de corrosin que se caracteriza por la aparicin de trincas en materiales sujetos a la tensin en el ambiente corrosivo. Normalmente se produce en presencia de cloruros y en temperaturas por encima de los 60C.

CORROSIN INTERGRANULAR - Es el resultado del ataque localizado, por lo general en las zonas de calentamiento de partes soldadas. Normalmente se produce en los aceros austenticos estndar. El riesgo de corrosin intergranular es prcticamente eliminado al especificar los aceros de bajo carbono (0,030% Max.).

Una limpieza efectiva es esencial para el mantenimiento de la integridad en el proceso y en la prevencin de la corrosin. La eleccin del proceso de limpieza y su frecuencia dependern de la naturaleza del proceso, los alimentos procesados, el depsito constituido, condiciones higinicas, etc. Los mtodos para limpiar los equipos de acero inoxidable son los siguientes:

El agua y el vapor; Fregacin mecnica; Polvos y detergentes, Soluciones alcalinas; Solventes orgnicos, cido ntrico.

DESINFECCIN DE LOS EQUIPOS DE ACERO INOXIDABLE - Desinfectantes qumicos son a menudo los ms corrosivos que los agentes de limpieza y se debe tener cuidado en su uso.

HIPOCLORITO - Hipocloritos y otros desinfectantes pueden liberar cloro, causando pite. Hipoclorito de sodio o de potasio son utilizados en agentes esterilizantes. Si estas sustancias fueren utilizadas en acero inoxidable, la duracin del tratamiento debe ser mnima y seguida de un enjuague con agua. En las altas temperaturas, los agentes conteniendo cloro no deben ser utilizados con acero inoxidable.

SALES TETRAVALENTES DE AMONIO - Mucho menos corrosivos que los hipocloritos.

COMPUESTOS DE YODO - Pueden ser utilizados como desinfectantes de acero inoxidable.

CIDO NTRICO - Incluso en bajas concentraciones, el cido ntrico tiene una fuerte accin bactericida y puede ser un desinfectante de costo inferior para equipos de acero inoxidable, sobre todo en los equipos de pasteurizacin.COMPARACION Y SELECCION DEL TIPO DE ACERO INOXIDABLE

El 304 (18% Cr - 8% de nquel) es el ms popular de los aceros inoxidables austenticos y tiene una excelente resistencia a la corrosin, una gran capacidad de conformacin y soldadura. Es un material con una gran variedad de aplicaciones; tantos que se puede encontrar en nuestras casas (en tenedores y ollas, por ejemplo) y tambin en la industria, en aplicaciones de las funciones estructurales.

Con el acero 304 son producidos cubiertos, vajillas y ollas, cafeteras y lecheras, pilas y tinas, hornos y fogones, cesto para lavadoras de ropas y otros utensilios domsticos y elctricos. En la ingeniera civil, se usa en los ascensores, en el recubrimiento de construcciones (techos y fachadas).

En la industria est presente en las tuberas, tanques, reactores, columnas de destilacin, intercambiadores de calor, condensadores, y en muchas diferentes industrias de fabricacin, como por ejemplo, de azcar y alcohol, bebidas, qumica farmacutica, alimentaria, cosmticos y derivados de petrleo.

Las industrias aeronutica, ferroviaria, naval, papel y celulosa, petroqumica, textil y hospitalaria utilizan este tipo de acero. Tambin se utiliza en los tanques para el transporte de productos (alimentarios y qumicos). Para aplicaciones en la industria en que los equipos trabajan en ambientes corrosivos, se utiliza el 304L con un mximo de 0,03% de carbono.

El acero austenticos 316 (18% Cr - 10% Ni - 2% Mo) presenta mejor resistencia a la corrosin bajo tensin (la corrosin que por lo general combina tres factores: medio ambiente agresivo, la temperatura y la tensin, aplicados o resultantes del proceso de fabricacin) y, ms Importante, mejor resistencia a la corrosin por pite. El 316 / 316L es aplicado en el mismo tipo de industria que utiliza los tipos 304 y 304L. Si estos dos ltimos materiales, en algunos ambientes (especialmente con cloruros) muestran propensin a la corrosin por pite o aberturas, el 316/316L es la solucin. Como ejemplo, podemos decir que, en la primera columna de destilacin en las destileras de alcohol, donde ocurren las altas temperaturas y altos niveles de cloruro, el 316/316L es necesario. La diferencia de comportamiento entre 316 y 304 viene de la presencia de molibdeno en la composicin qumica del 316. Generalmente, el acero 304 puede ser utilizado en la mayora de las zonas, salvo en reas industriales muy contaminadas o zonas del litoral. En estas, la primera opcin debe ser el 316.

PRESIONES DE OPERACION

Las presiones mostradas en la Tabla fueron calculadas usando los procedimientos del ASME B31.3 "Process Piping" siendo las siguientes propiedades de los materiales utilizada\os para determinar la seleccin del Acero a usar: Esfuerzos Mnimos para losAceros Inoxidables en ksi

304304L316316L

Esfuerzo a la Tensin75.070.075.070.0

Esfuerzo a la Cedencia30.025.030.025.0

FCEsfuerzos Mximos Permisibles(S - ksi)

304304L316316L

10037.816.016.718.816.7

20093.315.116.517.716.7

300148.914.115.315.616.0

400204.413.814.714.315.6

500260.013.514.413.514.8

600315.613.514.012.814.0

Tomando en cuenta los valores de esfuerzos permisibles para los aceros inoxidables de las tablas anteriores, y considerando el cdigo ASME B31.3 "Process Piping", Chapter II Design, Part I, Seccin 304, Parrafos 304.1.1 y 304.1.2, y los siguientes valores del mismo codigo: Factor de Junta E = 0.8 (ASME B31.3 tabla A-1B), Coeficiente de temperatura a 20C Y = 0.4 (ASME B31.3 tabla 301.1.1), Margen de corrosin = -0.020" (ASME B31.3 prrafo 304.1.1) TABLA VTolerancias Nominales y Presiones Mximas Permisibles para Tubing

Dimetro Nominal1/23/411 1/222 1/2346

Dimetro ExternoD0.500"(12.70 mm)0.750"(19.05 mm)1.000"(25.40 mm)1.500"(38.10 mm)2.000"(50.80 mm)2.500"(63.50 mm)3.000"(76.20 mm)4.000"(101.60 mm)6.000"(152.40 mm)

Tolerancia0.005"(0.13 mm)0.005"(0.13 mm)0.005"(0.13 mm)0.008"(0.20 mm)0.008"(0.20 mm)0.010"(0.25 mm)0.010"(0.25 mm)0.015"(0.38 mm)0.030"(0.76 mm)

EspesorCal. BWG161616161616161412

T0.065"(1.65 mm)0.065"(1.65 mm)0.065"(1.65 mm)0.065"(1.65 mm)0.065"(1.65 mm)0.065"(1.65 mm)0.065"(1.65 mm)0.083"(2.11 mm)0.109"(2.77 mm)

Tolerancia Mxima+0.005"(+0.13 mm)+0.005"(+0.13 mm)+0.005"(+0.13 mm)+0.005"(+0.13 mm)+0.005"(+0.13 mm)+0.005"(+0.13 mm)+0.005"(+0.13 mm)+0.008"(+0.20 mm)+0.015"(+0.38 mm)

Tolerancia Mnima-0.008"(-0.20 mm)-0.008"(-0.20 mm)-0.008"(-0.20 mm)-0.008"(-0.20 mm)-0.008"(-0.20 mm)-0.008"(-0.20 mm)-0.008"(-0.20 mm)-0.010"(-0.25 mm)-0.015"(-0.38 mm)

Presin Mxima Interna de Diseo de acuerdo al ASME B31.3 "Process Piping"

Ac. Inox. 304enpsig100F(38C)2,013.61(141.6 kg/cm)1,314.83(92.5 kg/cm)976.09(68.6 kg/cm)644.18(45.3 kg/cm)480.71(33.8 kg/cm)383.42(27.0 kg/cm)318.88(22.4 kg/cm)342.83(24.1 kg/cm)318.88(22.4 kg/cm)

300F(149C)1,900.34(133.6 kg/cm)1,240.87(87.3 kg/cm)921.19(64.8 kg/cm)607.94(42.8 kg/cm)453.67(31.9 kg/cm)361.85(25.4 kg/cm)300.94(21.2 kg/cm)323.55(22.8 kg/cm)300.94(21.2 kg/cm)

500F(260C)1,698.98(119.5 kg/cm)1,109.38(78.0 kg/cm)823.58(57.9 kg/cm)543.53(38.2 kg/cm)405.60(28.5 kg/cm)323.51(22.8 kg/cm)269.05(18.9 kg/cm)289.27(20.3 kg/cm)269.05(18.9 kg/cm)

Ac. Inox. 316Lenpsig100F(38C)2,101.70(147.8 kg/cm)1,372.35(96.5 kg/cm)1,018.80(71.6 kg/cm)672.36(47.3 kg/cm)501.75(35.3 kg/cm)400.19(28.1 kg/cm)332.83(23.4 kg/cm)357.83(25.2 kg/cm)332.83(23.4 kg/cm)

300F(149C)2,101.70(147.8 kg/cm)1,372.35(96.5 kg/cm)1,018.80(71.6 kg/cm)672.36(47.3 kg/cm)501.75(35.3 kg/cm)400.19(28.1 kg/cm)332.83(23.4 kg/cm)357.83(25.2 kg/cm)332.83(23.4 kg/cm)

500F(260C)1,862.59(131.0 kg/cm)1,216.21(85.5 kg/cm)902.89(63.5 kg/cm)595.87(41.9 kg/cm)444.66(31.3 kg/cm)354.66(24.9 kg/cm)294.96(20.7 kg/cm)317.12(22.3 kg/cm)294.96(20.7 kg/cm)

Presiones Mximas de trabajo de acuerdo al ASME BPE-2007 Tabla DT-2

Unin Soldableenpsig100F(38C)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)

200F(93C)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)

Unin Clampenpsig100F(38C)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)200.00(14.1 kg/cm)150.00(10.5 kg/cm)

200F(93C)165.00(11.6 kg/cm)165.00(11.6 kg/cm)165.00(11.6 kg/cm)165.00(11.6 kg/cm)165.00(11.6 kg/cm)165.00(11.6 kg/cm)150.00(10.5 kg/cm)125.00(8.8 kg/cm)75.00(5.3 kg/cm)

Los valores mostrados en la Tabla V son sugeridos como presiones mximas, para cuestiones de diseo se deber tomar en cuenta los valores establecidos en el ASME BPE vigente en uniones soldadas y clamp.

Se determino, a travs de todo los expuesto anteriormente, (las diferentes propiedades fsicas qumicas, utilizacin y presiones del Acero inoxidable, que el mas apropiado para este caso, es el Acero Inoxidable 316L.