La norma ASTM A790 (edición vigente: A790/A790M-24, publicada en 2024) es la especificación estándar para tubería de acero inoxidable ferrítico/austenítico (dúplex) sin costura y soldada con costura recta. Define los requisitos de composición química, propiedades mecánicas, tratamiento térmico, tolerancias dimensionales y ensayos para las designaciones dúplex, lean dúplex y súper dúplex más utilizadas en ingeniería de tuberías.
El título completo de la norma es Standard Specification for Seamless and Welded Ferritic/Austenitic Stainless Steel Pipe. ASTM A790 se aplica a tubería destinada a servicio corrosivo general, con énfasis particular en la resistencia a la corrosión bajo tensión por cloruros. Su equivalente en el Código ASME para Calderas y Recipientes a Presión es ASME SA-790/SA-790M (Sección II, Parte A), con requisitos técnicos idénticos.
HT PIPE (Zhengzhou Huitong Pipeline Equipment) suministra tubería dúplex y súper dúplex conforme a ASTM A790-24 en diámetros nominales desde 1/2" hasta 24" (DN15 a DN600), tanto sin costura como soldada, con certificación EN 10204 3.1 y tratamiento térmico de solución conforme al grado solicitado.
ASTM A790-24 cubre siete designaciones UNS de la familia de aceros inoxidables dúplex (ferrítico/austenítico), clasificadas en tres categorías según su contenido de aleación y resistencia a la picadura:
| Categoría | Designación UNS | Grado comercial | Equivalente DIN | Característica distintiva |
|---|---|---|---|---|
| Lean dúplex | UNS S32101 | LDX 2101 | 1.4162 | Bajo Ni (1,35–1,70 %), alto Mn (4,0–6,0 %), alternativa económica al 304L en servicios moderados |
| Lean dúplex | UNS S32304 | 2304 | 1.4362 | Sin Mo intencionado, PREN moderado, sustituto del 316L en servicios con cloruros moderados |
| Dúplex estándar | UNS S31803 | 2205 | 1.4462 | Cr 21–23 %, Mo 2,5–3,5 %, N 0,08–0,20 %, el grado dúplex más utilizado |
| Dúplex estándar | UNS S32205 | 2205 mejorado | 1.4462 | Versión optimizada de S31803: Cr 22–23 %, Mo 3,0–3,5 %, N 0,14–0,20 %, mayor resistencia a la picadura |
| Súper dúplex | UNS S32550 | Ferralium 255 | 1.4507 | Cu 1,50–2,50 %, alta resistencia mecánica, excelente resistencia a la corrosión en agua de mar |
| Súper dúplex | UNS S32750 | 2507 | 1.4410 | Mo hasta 5,0 %, N hasta 0,32 %, PREN > 40, referencia en servicio marino severo |
| Súper dúplex | UNS S32760 | Zeron 100 / F55 | 1.4501 | W 0,50–1,00 %, Cu 0,50–1,00 %, PREN > 40, máxima resistencia en ambientes ácidos con H₂S |
La microestructura de todos estos aceros está formada por aproximadamente un 50 % de ferrita y un 50 % de austenita en estado de solución. Esta estructura bifásica proporciona una combinación de alta resistencia mecánica (límite elástico 2–3 veces superior al de los austeníticos serie 300) y buena tenacidad, junto con una resistencia a la corrosión bajo tensión por cloruros muy superior a la de los aceros inoxidables austeníticos convencionales.
El análisis de colada según ASTM A790-24 para las siete designaciones es el siguiente. Se incluyen todos los elementos con límites definidos en la norma:
| Elemento | S32101 (LDX 2101) | S32304 (2304) | S31803 (2205) | S32205 (2205+) | S32750 (2507) | S32760 (Zeron 100) | S32550 (255) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | ≤ 0,040 | ≤ 0,030 | ≤ 0,030 | ≤ 0,030 | ≤ 0,030 | ≤ 0,030 | ≤ 0,040 |
| Mn | 4,0–6,0 | ≤ 2,50 | ≤ 2,00 | ≤ 2,00 | ≤ 1,20 | ≤ 1,00 | ≤ 1,50 |
| Si | ≤ 1,00 | ≤ 1,00 | ≤ 1,00 | ≤ 1,00 | ≤ 0,80 | ≤ 1,00 | ≤ 1,00 |
| P | ≤ 0,040 | ≤ 0,040 | ≤ 0,030 | ≤ 0,030 | ≤ 0,035 | ≤ 0,030 | ≤ 0,035 |
| S | ≤ 0,030 | ≤ 0,030 | ≤ 0,020 | ≤ 0,020 | ≤ 0,020 | ≤ 0,010 | ≤ 0,030 |
| Cr | 21,0–22,0 | 21,5–24,5 | 21,0–23,0 | 22,0–23,0 | 24,0–26,0 | 24,0–26,0 | 24,0–27,0 |
| Ni | 1,35–1,70 | 3,0–5,5 | 4,5–6,5 | 4,5–6,5 | 6,0–8,0 | 6,0–8,0 | 4,5–6,5 |
| Mo | 0,10–0,80 | 0,05–0,60 | 2,5–3,5 | 3,0–3,5 | 3,0–5,0 | 3,0–4,0 | 2,9–3,9 |
| N | 0,20–0,25 | 0,05–0,20 | 0,08–0,20 | 0,14–0,20 | 0,24–0,32 | 0,20–0,30 | 0,10–0,25 |
| Cu | 0,10–0,80 | 0,05–0,60 | — | — | ≤ 0,50 | 0,50–1,00 | 1,50–2,50 |
| W | — | — | — | — | — | 0,50–1,00 | — |
El nitrógeno es el elemento clave que diferencia a los aceros dúplex de los ferríticos puros. El nitrógeno estabiliza la fase austenítica durante el enfriamiento desde la temperatura de solución, garantiza el equilibrio 50/50 ferrita/austenita y aumenta significativamente la resistencia a la picadura (su coeficiente en la fórmula del PREN es 16). En los súper dúplex (S32750, S32760), el contenido de nitrógeno alcanza hasta 0,32 %, lo que eleva el PREN por encima de 40.
El molibdeno refuerza la película pasiva en presencia de iones cloruro y es determinante en la resistencia a la picadura y la corrosión por rendijas. Los lean dúplex (S32101, S32304) contienen Mo en cantidades vestigiales (≤ 0,80 %), mientras que los dúplex estándar contienen 2,5–3,5 % y los súper dúplex alcanzan 3,0–5,0 %.
El cobre en el S32550 (1,50–2,50 %) y el volframio en el S32760 (0,50–1,00 %) son elementos adicionales que mejoran la resistencia a la corrosión en medios ácidos reductores, especialmente en ambientes con H₂S y CO₂ presentes en la producción de petróleo y gas.
Las designaciones UNS S31803 y S32205 corresponden ambas al grado comercial "2205", pero la segunda es una versión con composición optimizada. La diferencia técnica es importante en la selección de materiales:
| Parámetro | UNS S31803 (2205 original) | UNS S32205 (2205 mejorado) |
|---|---|---|
| Cr | 21,0–23,0 % | 22,0–23,0 % (límite inferior más alto) |
| Mo | 2,5–3,5 % | 3,0–3,5 % (límite inferior más alto) |
| N | 0,08–0,20 % | 0,14–0,20 % (límite inferior más alto) |
| Resistencia a la tracción (mín.) | 620 MPa (90 ksi) | 655 MPa (95 ksi) |
| Límite elástico 0,2 % (mín.) | 450 MPa (65 ksi) | 450 MPa (65 ksi) |
| PREN típico | 29–34 | 35–38 |
| Resistencia a la picadura | Buena | Superior (mayor margen de seguridad en cloruros) |
La designación S31803 fue la original en la norma; permite una composición más amplia donde el contenido de Cr, Mo y N puede situarse en la parte baja del rango. S32205 restringe los límites inferiores de Cr, Mo y N para garantizar que la resistencia a la picadura se mantenga siempre por encima de un umbral mínimo. En la práctica de ingeniería actual, se especifica S32205 en prácticamente todas las aplicaciones nuevas. El S31803 se utiliza principalmente cuando existe inventario o cuando la especificación de proyecto lo permite explícitamente.
Es importante verificar la designación UNS en el certificado de material: una colada certificada como S32205 cumple automáticamente con los requisitos de S31803, pero no a la inversa.
Los requisitos de tracción y dureza en estado de entrega (solución) según ASTM A790-24 para las siete designaciones son:
| Designación | Grado | Resistencia a la tracción (mín.) | Límite elástico 0,2 % (mín.) | Alargamiento en 50 mm (mín.) | Dureza HBW (máx.) |
|---|---|---|---|---|---|
| UNS S32101 | LDX 2101 | 620 MPa (90 ksi) | 450 MPa (65 ksi) | 30 % | 254 |
| UNS S32304 | 2304 | 600 MPa (87 ksi) | 400 MPa (58 ksi) | 25 % | 290 |
| UNS S31803 | 2205 | 620 MPa (90 ksi) | 450 MPa (65 ksi) | 25 % | 293 |
| UNS S32205 | 2205+ | 655 MPa (95 ksi) | 450 MPa (65 ksi) | 25 % | 293 |
| UNS S32550 | Ferralium 255 | 760 MPa (110 ksi) | 550 MPa (80 ksi) | 15 % | 302 |
| UNS S32750 | 2507 | 800 MPa (116 ksi) | 550 MPa (80 ksi) | 15 % | 310 |
| UNS S32760 | Zeron 100 | 750 MPa (108 ksi) | 550 MPa (80 ksi) | 25 % | 270 |
Los aceros dúplex presentan un límite elástico del orden de 450–550 MPa, aproximadamente el doble que el de los austeníticos serie 300 (304: 205 MPa; 316L: 170 MPa). Esto permite reducir el espesor de pared en el diseño de tuberías, con ahorro de peso y de coste. Los súper dúplex (S32750, S32760, S32550) alcanzan un límite elástico de 550 MPa, lo que los hace especialmente competitivos en aplicaciones de alta presión.
El S32760 presenta un alargamiento del 25 %, significativamente superior al del S32750 (15 %) y del S32550 (15 %), a pesar de compartir la misma categoría de límite elástico. Esta combinación de alta resistencia y buena ductilidad se atribuye al efecto del wolframio y del cobre sobre la estabilización de la microestructura bifásica.
ASTM A790-24 exige que toda la tubería se suministre en condición de recocido de solución (solution annealed). El tratamiento consiste en calentar el material a la temperatura especificada, mantener el tiempo suficiente para disolver fases intermetálicas y carburos, y enfriar rápidamente en agua:
| Designación UNS | Temperatura mínima de solución | Temperatura típica | Enfriamiento |
|---|---|---|---|
| S32101 | 980 °C (1800 °F) | 1000–1080 °C | Enfriamiento rápido en agua |
| S32304 | 950 °C (1740 °F) | 950–1050 °C | Enfriamiento rápido en agua |
| S31803 / S32205 | 1020 °C (1870 °F) | 1040–1120 °C | Enfriamiento rápido en agua |
| S32550 | 1040 °C (1900 °F) | 1050–1125 °C | Enfriamiento rápido en agua |
| S32750 | 1025 °C (1880 °F) | 1040–1120 °C | Enfriamiento rápido en agua |
| S32760 | 1040 °C (1900 °F) | 1050–1125 °C | Enfriamiento rápido en agua |
El enfriamiento rápido es obligatorio. Un enfriamiento lento a través del rango 700–1000 °C promueve la precipitación de fases intermetálicas frágiles (σ, χ, Laves), que degradan severamente la tenacidad y la resistencia a la corrosión. La norma no permite la entrega en condición de trabajado en frío sin recocido posterior.
Para los súper dúplex (S32750, S32760, S32550), la temperatura mínima de solución es más elevada (1025–1040 °C) debido al mayor contenido de elementos de aleación, que requiere más temperatura para disolver completamente las fases intermetálicas. HT PIPE certifica la temperatura de solución y el tiempo de mantenimiento en cada certificado de material 3.1.
El PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) es el índice más utilizado para comparar la resistencia a la picadura de los aceros inoxidables. La fórmula estándar es:
PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N
Para aleaciones con wolframio, se emplea la fórmula extendida:
PRENW = %Cr + 3,3 × (%Mo + 0,5 × %W) + 16 × %N
| Designación | Categoría | PREN (rango típico) | CPT típico (ASTM G48) | Entorno recomendado |
|---|---|---|---|---|
| S32101 | Lean dúplex | 25–27 | ≈ 20 °C | Agua dulce, ambiente industrial moderado |
| S32304 | Lean dúplex | 24–26 | ≈ 22 °C | Agua dulce, servicios con cloruros moderados |
| S31803 | Dúplex estándar | 29–34 | ≈ 35 °C | Agua de mar a temperatura moderada, industria química |
| S32205 | Dúplex estándar | 35–38 | ≈ 40 °C | Agua de mar, servicios con cloruros elevados |
| S32550 | Súper dúplex | 38–40 | ≈ 50 °C | Agua de mar a alta temperatura, servicios ácidos |
| S32750 | Súper dúplex | 40–43 | ≈ 60–70 °C | Agua de mar severa, plataformas offshore |
| S32760 | Súper dúplex | 40–43 | ≈ 60–70 °C | Agua de mar + H₂S, producción de petróleo y gas |
El umbral de PREN ≥ 40 se considera el mínimo para servicio marino severo (inmersión permanente en agua de mar). Los lean dúplex (PREN 24–27) no están cualificados para inmersión en agua de mar, pero ofrecen una alternativa al 304L/316L con mayor resistencia mecánica y mejor resistencia a la corrosión bajo tensión. Los dúplex estándar (PREN 35–38) cubren la mayoría de las aplicaciones industriales con exposición a cloruros, mientras que los súper dúplex (PREN ≥ 40) se reservan para los ambientes más agresivos.
ASTM A790-24 cubre tubería sin costura y soldada con costura recta en diámetros nominales desde NPS 1/2 hasta NPS 24 (DN15 a DN600). Los requisitos generales de dimensiones y tolerancias se rigen por ASTM A999/A999M, a menos que se especifique lo contrario en la orden de compra.
| Parámetro | Tolerancia |
|---|---|
| Diámetro exterior (OD) | +0,50 mm / –0,79 mm para D ≤ 48 mm; ± 1 % para D > 48 mm (típicamente ± 1,0–1,6 mm) |
| Espesor de pared (WT) | +22,0 % / 0 (mínimo); +12,5 % / –12,5 % (promedio) |
| Longitud | +6,4 mm / 0 para longitudes ≤ 9,1 m; +12,7 mm / 0 para longitudes > 9,1 m |
| Ovalidad | ≤ 1,5 % del OD nominal (típicamente) |
| Parámetro | Tolerancia |
|---|---|
| Diámetro exterior (OD) | ± 0,50 mm para D ≤ 48 mm; ± 1 % para D > 48 mm |
| Espesor de pared (WT) | +18 % / 0 (mínimo en soldadura); +12,5 % / –12,5 % (promedio fuera de soldadura) |
| Longitud | Según especificación de compra |
| Desalineación de soldadura | ≤ 1,5 mm o 10 % del espesor (el menor) |
Los schedules más comunes para tubería dúplex ASTM A790 son SCH 10, SCH 40, SCH 80, SCH 160 y XS. HT PIPE mantiene inventario de tubería S32205 y S32750 en SCH 10, 40 y 80 en los diámetros más solicitados (1/2" a 12"). Para diámetros superiores y schedules especiales, se fabrica sobre pedido con plazos de 4 a 10 semanas según disponibilidad de materia prima.
La combinación de alta resistencia mecánica, excelente resistencia a la corrosión por cloruros y buena soldabilidad hace que la tubería dúplex ASTM A790 sea material de referencia en los siguientes sectores:
Industria del petróleo y gas offshore. Tubería de proceso en plataformas marinas, líneas de inyección de agua de mar, sistemas de transporte de crudo agrio (con H₂S). S32750 y S32760 se especifican por su PREN ≥ 40 y resistencia a la corrosión bajo tensión en ambiente marino. La resistencia a la picadura y la corrosión por rendijas es crítica en componentes sumergidos.
Industria petroquímica y química. Sistemas de tuberías para transporte de ácidos orgánicos, cloruros y medios corrosivos a temperatura elevada. S32205 se utiliza en reactores, columnas de destilación y líneas de transferencia donde la corrosión bajo tensión por cloruros descarta el uso de aceros austeníticos 304/316.
Plantas de desalinización. Tubería de admisión y descarga de agua de mar, tubería de rechazo de salmuera y conducción de agua desalinizada. S32750 es el grado de referencia por su resistencia a la picadura en agua de mar a temperaturas de hasta 40 °C.
Industria de pulpa y papel. Sistemas de digestores, líneas de licor blanco y negro, tubería de lejía de cloro. El dúplex resiste la corrosión por cloruros y la corrosión bajo tensión en medios alcalinos con cloruros residuales mejor que los austeníticos 316L/317L.
Generación de energía. Tubería de agua de refrigeración en centrales térmicas y nucleares, sistemas de intercambio de calor con agua de mar o agua de río con alto contenido de cloruros. La alta resistencia mecánica permite reducir espesores en comparación con 316L.
Construcción e ingeniería civil. Elementos estructurales en ambientes marinos, pilotes, revestimientos de túneles y sistemas de drenaje en contacto con agua salada. Los lean dúplex (S32101, S32304) se emplean cuando se busca una alternativa al 304L/316L con mayor resistencia y menor coste de aleación.
ASTM A790 y ASTM A789 cubren los mismos grados de acero dúplex, pero en formas de producto distintas. La confusión entre ambas normas es frecuente en la redacción de especificaciones de compra:
| Parámetro | ASTM A790 (pipe) | ASTM A789 (tube) |
|---|---|---|
| Forma de producto | Tubería (pipe) — mayor diámetro | Tubo (tube) — menor diámetro |
| Rango de diámetro típico | NPS 1/2" a 24" (DN15 a DN600) | OD 3,35 mm a 101,6 mm (seamless); 6 mm a 152 mm (welded) |
| Aplicación principal | Transporte de fluidos, tubería de proceso | Intercambiadores de calor, condensadores, serpentines |
| Norma de requisitos generales | ASTM A999 | ASTM A1016 |
| Ensayo hidrostático / Eddy | Según ASTM A999 | Según ASTM A1016 |
| YS S32205 (mín.) | 450 MPa | 485 MPa (más estricto) |
| Composición química | Idéntica | Idéntica |
| Tratamiento térmico | Idéntico | Idéntico |
La diferencia esencial es el tamaño y la aplicación: ASTM A790 produce tubería (pipe) para conducción de fluidos a presión en plantas de proceso, mientras que ASTM A789 produce tubo (tube) para intercambiadores de calor y condensadores, donde los diámetros exteriores son menores y las tolerancias de espesor más estrechas.
Un detalle relevante: el requisito de límite elástico para S32205 en ASTM A789 es 485 MPa, frente a 450 MPa en ASTM A790. Esto se debe a que el tubo de intercambiador trabaja con presiones internas elevadas en diámetros pequeños, donde la relación diámetro/espesor exige un mayor margen de seguridad.
El programa de ensayos para la aceptación del material según ASTM A790-24 incluye:
Análisis químico. Un análisis de colada por cada colada de fabricación, realizado por métodos instrumentales (OES, XRF) conforme a prácticas ASTM E1473 o equivalentes. El comprador puede solicitar análisis de producto; las tolerancias se rigen por ASTM B880.
Ensayo de tracción. Una probeta por lote (mismo horno, misma condición de tratamiento térmico y mismo rango nominal de tamaño). Las probetas se preparan según ASTM E8/E8M. Se mide resistencia a la tracción (Rm), límite elástico al 0,2 % (Rp0,2) y alargamiento en 50 mm (A5).
Ensayo de dureza. Dureza Brinell (HBW) o Rockwell (HRC) por lote. Los valores máximos están definidos en la tabla de propiedades mecánicas de la norma.
Ensayo no destructivo. Cada tubo debe someterse a un ensayo hidrostático o a un ensayo no destructivo por corrientes de Eddy, a elección del fabricante, conforme a ASTM A999. El ensayo hidrostático se realiza a una presión que no produce esfuerzo superior al especificado por el código aplicable (ASME B31.3, por ejemplo).
Ensayo de corrosión intergranular. Cuando se especifica en la orden de compra, se realiza según ASTM A262 Práctica B (ensayo de Huey) o Práctica C (ensayo de Strauss). La tubería dúplex en condición de solución correctamente tratada no debería mostrar ataque intergranular significativo.
Certificación. HT PIPE suministra toda tubería ASTM A790 con certificado EN 10204 3.1 que incluye: número de colada, análisis químico, resultados de tracción (Rm, Rp0,2, A5), dureza, temperatura de tratamiento térmico y declaración de conformidad con la norma.
1. ¿Cuál es la diferencia entre acero dúplex y súper dúplex?
La diferencia está en el contenido de aleación y en el PREN. Los aceros dúplex estándar (S31803, S32205) tienen Cr 21–23 %, Mo 2,5–3,5 %, N 0,08–0,20 % y PREN 29–38. Los súper dúplex (S32750, S32760, S32550) tienen Cr 24–27 %, Mo 2,9–5,0 %, N 0,10–0,32 % y PREN ≥ 38. El umbral de PREN ≥ 40 los diferencia en la práctica: los súper dúplex están cualificados para inmersión permanente en agua de mar, mientras que los dúplex estándar requieren evaluación caso por caso según temperatura y concentración de cloruros.
2. ¿Se puede soldar la tubería dúplex ASTM A790 sin tratamiento posterior?
La tubería dúplex se puede soldar sin tratamiento térmico post-soldadura cuando se utilizan procedimientos calificados y metales de aporte adecuados (ERNiCrMo-3 para S32205, ERNiCrMo-4 para S32750). Sin embargo, el control de la temperatura de pase entre capas es crítico: no debe superar 150 °C para evitar la precipitación de fases intermetálicas. Para espesores superiores a 12 mm o servicios severos, se recomienda solución post-soldadura a 1040–1120 °C seguida de enfriamiento rápido en agua.
3. ¿Cuál es la temperatura máxima de servicio de la tubería dúplex?
Los aceros dúplex no deben utilizarse por encima de 300 °C de forma continua. A temperaturas superiores, la fase ferrítica es susceptible de transformación a fase σ (sigma), que fragiliza el material y reduce la resistencia a la corrosión. Para servicios a temperaturas entre 250–300 °C, se requiere verificación de la tenacidad tras exposición prolongada. Para aplicaciones por encima de 300 °C, se deben considerar aceros inoxidables austeníticos o aleaciones de níquel.
4. ¿Cuándo elegir S32750 frente a S32760?
Ambos son súper dúplex con PREN ≥ 40. S32750 (2507) tiene Mo hasta 5,0 % y es la referencia para servicio marino severo con alta salinidad. S32760 (Zeron 100) contiene wolframio (0,50–1,00 %) y cobre (0,50–1,00 %), que mejoran la resistencia a la corrosión en medios ácidos reductores con H₂S, típicos de la producción de petróleo y gas agrio. En agua de mar limpia, ambos son equivalentes; en ambientes con H₂S y CO₂, S32760 ofrece un margen de seguridad superior.
5. ¿Qué equivalente europeo tiene el acero dúplex 2205 (S32205)?
UNS S32205 / S31803 se corresponde con DIN 1.4462 (X2CrNiMoN22-5-3). En el sistema EN, se cubre bajo EN 10088-2 (productos planos) y EN 10216-5 (tubo sin costura). El equivalente en forja es ASTM A182 F51 (para bridas y accesorios). La composición química y las propiedades mecánicas son idénticas entre ASTM y EN para la misma designación UNS.
¿Necesita tubería dúplex conforme a ASTM A790?
HT PIPE suministra tubería sin costura y soldada en acero dúplex y súper dúplex (UNS S31803, S32205, S32750, S32760) conforme a ASTM A790-24 en diámetros nominales desde 1/2" hasta 24", con certificación EN 10204 3.1 y tratamiento térmico de solución según el grado solicitado.
Solicite cotización indicando diámetro, espesor, schedule, grado UNS y cantidad requerida. Nuestro equipo técnico le asesora sin compromiso sobre la selección de grado para su aplicación. Consulte precio y plazo de entrega en htpipe.es/contact.html
