La norma ASTM A350/A350M establece los requisitos para bridas, accesorios forjados y válvulas de acero al carbono y baja aleación destinados al servicio a baja temperatura. A diferencia de ASTM A105, esta especificación exige ensayo de tenacidad en entalla (impacto Charpy V-notch) para garantizar que el material mantenga su ductilidad y resistencia bajo temperaturas subambientes.
Los grades más utilizados son LF2 y LF3, donde "LF" indica "Low-temperature Forged" y el número identifica la composición química y los requisitos mecánicos específicos.
| Grade | Tipo de Acero | Temp. Ensayo Charpy Típica | Aplicación Principal |
|---|---|---|---|
| LF1 | Carbono | -29°C (-20°F) | Servicio moderadamente frío |
| LF2 | Carbono | -46°C (-50°F) | El grade más común para bridas LTCS |
| LF3 | Baja aleación (Ni 3.25–3.75%) | -101°C (-150°F) | Servicio criogénico |
| LF5 | Baja aleación (Ni 1.0–2.0%) | -59°C (-75°F) | Servicio intermedio de baja temperatura |
| LF6 | Baja aleación | Según clase | Aplicaciones específicas |
| LF9 | Baja aleación (Ni 1.0–2.0%) | -73°C (-100°F) | Servicio de baja temperatura con Ni |
| LF787 | Aleación de baja aleación age-hardened | Según clase | Resistencia media-alta, baja temperatura |
El grade LF2 es el más demandado dentro de la especificación A350. A continuación se presentan los requisitos de composición química:
| Elemento | LF2 — Contenido (% en peso) |
|---|---|
| Carbono (C), máx. | 0.30 |
| Silicio (Si) | 0.15 – 0.30 |
| Manganeso (Mn) | 0.60 – 1.35 |
| Fósforo (P), máx. | 0.035 |
| Azufre (S), máx. | 0.040 |
| Níquel (Ni), máx. | 0.40 |
| Cromo (Cr), máx. | 0.30 |
| Molibdeno (Mo), máx. | 0.12 |
| Cobre (Cu), máx. | 0.40 |
| Vanadio (V), máx. | 0.08 |
| Niobio (Nb), máx. | 0.02 |
| Suma (Cu+Ni+Cr+Mo+V), máx. | 1.00 |
| Propiedad | LF2 Valor Requerido |
|---|---|
| Resistencia a la Tracción | 485 – 655 MPa (70 – 95 ksi) |
| Límite Elástico 0.2% (mín.) | 250 MPa (36 ksi) |
| Alargamiento en 50 mm (mín.) | 22% |
| Reducción de Área (mín.) | 30% |
| Dureza (máx.) | 197 HB |
| Impacto Charpy V-notch @ -46°C | 20 J promedio / 16 J mín. individual |
El ensayo de impacto Charpy V-notch es el requisito diferenciador de ASTM A350 frente a otras especificaciones. Su propósito es verificar que el material posee suficiente tenacidad para operar de forma segura a temperaturas subambientes.
| Grade | Temperatura de Ensayo | Energía Promedio Mín. (J) | Energía Individual Mín. (J) |
|---|---|---|---|
| LF1 | -29°C | 18 | 14 |
| LF2 Class 1 | -46°C | 20 | 16 |
| LF3 | -101°C | 18 | 14 |
Los valores de energía absorbida se refieren a probetas estándar (10 mm × 10 mm). Para espesores reducidos donde se utilizan sub-size, los valores se reducen proporcionalmente.
ASTM A350 requiere que todos los grades (excepto LF787, que utiliza endurecimiento por envejecimiento) se suministren en uno de los siguientes estados:
El acero debe ser completamente desoxidado y producido con práctica de grano fino (ASTM E112, Grain Size 5 o más fino). Esto es esencial para garantizar la resistencia a la fragilización por temperatura.
| Tipo de Brida | Designación | Uso en Baja Temperatura |
|---|---|---|
| Brida con Cuello para Soldar | WNRF / WNRTJ | Preferida — mínima concentración de tensiones en la soldadura |
| Brida Deslizante | SORF | Aceptable en clase 150/300, baja presión |
| Brida Ciega | BLRF / BLRTJ | Cierre de extremo de línea, pruebas hidrostáticas |
| Brida Roscada | NPT / BSPT | Sistemas sin soldadura, NPS 4 y menores |
| Brida de Soldadura por Encaje | SWRF | Alta presión, diámetros pequeños (NPS ≤ 3) |
| Brida de Junta Lapeada | LJRF | Con stub-end aleado, economía en materiales |
| Parámetro | Especificación |
|---|---|
| Norma de material | ASTM A350 / ASME SA350 |
| Norma de dimensiones | ASME B16.5, ASME B16.47, ASME B16.48 |
| Diámetro nominal (NPS) | ½" a 60" |
| Clase de presión | 150# a 2500# (PN6 a PN400) |
| Tipo de cara | Cara Plana (FF), Cara con Resalte (RF), Junta de Anillo (RTJ) |
La elección entre ASTM A105 y ASTM A350 depende de la temperatura mínima de diseño (MDMT) del sistema:
| Parámetro | ASTM A105 | ASTM A350 LF2 |
|---|---|---|
| Temp. mínima de servicio | -29°C (sin impacto) | -46°C (con impacto verificado) |
| Ensayo de impacto | No requerido | Obligatorio Charpy V-notch |
| Fluencia mínima | 205 MPa | 250 MPa |
| Tratamiento térmico | No obligatorio | Obligatorio (N, N+T o Q+T) |
| Práctica de grano | No especificada | Grano fino obligatorio |
| Costo relativo | Menor | Mayor (tratamiento + ensayo) |
Según ASME B31.3, cuando la MDMT es inferior a -29°C, se debe utilizar ASTM A350 en lugar de A105, a menos que se realice una evaluación de impacto según el código aplicable.
Las bridas ASTM A350 se emplean donde la tenacidad a baja temperatura es un requisito de seguridad:
| ASTM A350 Grade | EN/DIN Aproximado | Nota |
|---|---|---|
| LF2 | P355NL1 / P355NL2 | Verificar CE, tenacidad y ruta de fabricación |
| LF3 | 12Ni14 (EN 10028-4) | Acero con 3% Ni, servicio criogénico |
| LF5 | 12Ni6 (DIN) | Baja aleación con Ni 1–2% |
Advertencia: No existen equivalencias directas globales. La sustitución requiere verificar tres factores: composición química y carbono equivalente, propiedades mecánicas y temperatura de ensayo de tenacidad para el espesor dado, y ruta de fabricación (forja vs. laminación vs. fundición).
Los productos ASTM A350 deben llevar las siguientes marcas:
Los certificados de ensayo de material se emben conforme a EN 10204/3.1, incluyendo resultados de análisis químico, ensayo de tracción, ensayo de impacto Charpy con temperatura de ensayo y valores de energía absorbida, tipo de tratamiento térmico e informe de ensayos no destructivos.
Descargar Especificación ASTM A350
Composición química, propiedades mecánicas y requisitos de impacto Charpy para bridas A350 LF2/LF3
Ver Norma ASTM A350 →
LF2 Class 1 requiere ensayo de impacto a -46°C. LF2 Class 2 permite una temperatura de ensayo de -18°C pero con valores de energía absorbida más altos. La selección depende de la MDMT del proyecto y los requisitos del código de diseño.
La soldadura de A350 LF2 requiere procedimiento calificado (WPS/PQR) conforme a ASME IX. Para espesores mayores de 19 mm, generalmente se requiere PWHT (tratamiento térmico post-soldadura) a 595–650°C para aliviar tensiones residuales y mantener la tenacidad en la ZAC.
Sí. ASTM A333 Gr.6 y A350 LF2 son la combinación estándar para sistemas de tubería LTCS. Ambos tienen composición química y propiedades mecánicas comparables, con ensayo de impacto verificado a -46°C.
Se especifica LF3 cuando la temperatura mínima de diseño es inferior a -46°C y hasta -101°C. LF3 contiene 3.25–3.75% de níquel, que mejora significativamente la tenacidad a temperaturas criogénicas.
