El Maquinante: Monel ®

lunes, 14 de octubre de 2019

Monel ®

Monel®
*Monel es una marca registrada del grupo de compañías Special Metals corporation.

Monel es una marca registrada usada como prefijo para diferentes aleaciones de metales resistentes a la corrosión. Es producida por Special Metals Corporation. Estas aleaciones estan hechas con base de níquel y muestran características que incluyen gran resistencia a la corrosión atmosférica, al agua salina, y varias soluciones ácidas y alcalinas.

Existe la disponibilidad de aleaciones con propiedades químicas y mecánicas idénticas producidas por otros fabricantes que son una excelente alternativa para varias aleaciones de la marca Monel.

Las aleaciones resistentes a la corrosión son ampliamente usadas en la industria marina, y la industria de procesamiento químico y de petroleo.

Disponibilidad del Monel

Monel 400, K-500 y R-405. La mayoría de estas aleaciones en presentaciones como placa, lámina, tubo, tubing, conexiones, barra, alambre, y rodillos.

¿Cuáles son las características del Monel?

Muy buena resistencia a ácidos como el hidrofluórico y sulfúrico
Gran resistencia a los álcalis.
Es maleable.
Alta resistencia a la corrosión.
Más fuerte que el acero.

¿En qué aplicaciones puede ser usado el Monel?

Ejes de bombas, herramientas para pozos de petróleos, instrumentos, raspadores y cuchillas para médicos, resortes, partes para válvulas, tornillería, y ejes marinos de propulsores.
Componentes marinos.
Equipos de procesamiento químico y de hidrocarburos.
Válvulas, bombas, ejes, conexiones, e intercambiadores de calor.

Curiosidades del Monel
El Monel fue descubierto por Robert Crooks Stanley quién trabajo para la Compañia Internacional de Níquel en 1901. Esta nueva aleación tomo su nombre en honor del presidente de la compañia, Ambrose Monell.

*Monel es una marca registrada del grupo de compañías Special Metals corporation.

MONEL 400, Aleación de Níquel 400
UNS N04400
Otros nombres comunes: Aleación 400

MONEL 400 Aleación de NíquelMonel 400 es una aleación de níquel-cobre (cerca de 67%Ni- 23% Cu) resistente al agua salada y vapor de altas temperaturas, al igual que a la sal y a las soluciones cáusticas. La aleación 400 es una solución de aleación sólida que puede ser endurecida al trabajarla en frío. Esta aleación de acero de níquel demuestra características como buena resistencia a la corrosión, facilidad para soldar, y gran fuerza. La baja rata de corrosión en fluido rápido de agua de mar o salubre, combinada con la excelente resistencia al agrietamiento por tensión de corrosión en la mayoría del agua fresca o dulce, y su resistencia a una variedad de condiciones de corrosión, hacen que sea ampliamente usada en aplicaciones marinas y otras soluciones de cloruros no oxidantes. Esta aleación de níquel es particularmente resistente al ácido clorhídrico y al ácido hidrofluórico cuando están desairadas. Como sería de esperar, por su alto contenido de cobre, la aleación 400 es rápidamente atacada por el ácido nítrico y sistemas de amoniaco.

Monel 400 tiene propiedades mecánicas muy buenas a temperaturas bajo cero, y puede ser usado en temperaturas hasta de 1000° F. Su punto de derretimiento es de 2370° – 2460° F. Sin embargo la aleación 400 no tiene mucha fuerza cuando está recocida, pero puede ser templada para incrementar su fuerza.

Formas Monel 400?

Lámina
Placa
Barra
Tubo y Tubing (con y sin costura)
Conexiones (Por ejemplo: bridas deslizables, ciegas, soldables, lap joints, de cuello largo, de boquilla, codos, tees, stub-ends, retornos, tapones cachucha, cruces, reducciones y niples para tubo.
Alambre

¿Cuáles son las características del Monel 400?

Resistencia al agua de mar y vapor de altas temperaturas.
Excelente resistencia al rápido fluido del agua de mar o agua salubre.
Excelente resistencia al agrietamiento por tensión de corrosión en la mayoría de aguas dulces.
Particularmente resistente al ácido hidroclorhídrico e hidrofluórico cuando están desaireados.
Ofrece algo de resistencia al ácido hidroclorhídrico y sulfúrico a temperaturas y concentraciones moderadas, pero raramente es el material de opción para estos ácidos.
Excelente resistencia a sales alcalinas y neutras.
Resistencia al agrietamiento de tensión por corrosión inducido por cloruro.
Buenas propiedades mecánicas desde temperaturas bajo cero hasta temperaturas de 10200° F.
Alta resistencia a álcalis.

Resistencia a la corrosión del Monel 400
Monel 400La aleación 400 es virtualmente inmune al agrietamiento por tensión a la corrosión causada por el ion cloruro en ambientes típicos. Generalmente, su resistencia a la corrosión es muy buena en ambientes de reducción, pero con mala resistencia en condiciones de oxidación. No es muy bueno en ácidos oxidantes, como el ácido nítrico, y nitroso. Sin embargo es resistente a la mayoría de álcalis, sales, aguas, productos alimenticios, sustancias orgánicas y a las condiciones atmosféricas a temperaturas normales y elevadas.

Esta aleación de níquel es atacada por gases que contienen azufre y una temperatura de aproximadamente 7000° F y el azufre fundido ataca la aleación a temperaturas de más de 5000° F.

La aleación 400 ofrece casi la misma resistencia a la corrosión que el níquel pero trabaja a presiones y temperaturas más altas a un precio menor debido a su capacidad para ser maquinado.

¿En qué aplicaciones puede ser usado el Monel 400?

Ingeniería marina.
Equipo de elaboracion químico y de hidrocarbon.
Tanques de gasolina y agua potable.
Alambiques de petróleo crudo.
Calentadores desairados.
Calentadores de agua hirviendo y otros intercambiadores de calor.
Válvulas, bombas, ejes, conexiones, y tornillería.
Intercambiadores de calor industriales.
Solventes tratados con cloro.
Torres de destilación de petróleo crudo.

Fabricaciones con Monel 400
El Monel 400 puede ser soldado fácilmente con gas tungsteno arco, arco de gas metal o procesos de arco cubierto usando metales de relleno apropiados. No hay necesidad de tratamiento térmico después de soldarse, sin embargo la limpieza después de soldar es crítica para la óptima resistencia a la corrosión, si no se hace existe un gras riesgo de contaminación y fragilidad.

Las fabricaciones ya terminadas pueden ser producidas en un rango muy amplio de propiedades mecánicas cuando se controla apropiadamente la cantidad de calor o frío al trabajar y se hacen los tratamientos térmicos apropiados.

Al igual que la mayoría de aleaciones de níquel, el Monel 400 es difícil de maquinar y se endurecerá. Sin embargo se pueden obtener excelentes resultados si se toman las decisiones correctas en herramientas y maquinados.

Curiosidades acerca de la aleación 400

*La aleación 400 es un poco magnética a temperatura ambiente.

*Esta aleación tiene una larga historia de uso como material resistente a la corrosión, que viene desde el siglo 20 cuando fue desarrollada al tratar de usar un mineral de níquel con alto contenido de cobre. El contenido de níquel y cobre del mineral fue aproximadamente la combinación que ahora está formalmente especificada para la aleación.

Monel® K-500
UNS N05500
Otros nombres comunes: Aleación K-500

Monel® K-500Monel K-500 es una precipitación endurecible de aleación níquel-cobre que combina una excelente resistencia a la corrosión como el Monel 400, pero además tiene una ventaja que es su mayor fuerza y dureza. Estas propiedades amplificadas de mayor fuerza y dureza, se obtienen al adicionar aluminio y titanio a la base niquel-cobre y se usa un proceso térmico para el efecto de la precipitación, este proceso es típicamente llamado en condición envejecida. Cuando está en la condición endurecida por envejecimiento, el Monel K-500 tiene más tendencia que el Monel 400 en algunos ambientes al agrietamiento por tensión de corrosión. La aleación K-500 tiene aproximadamente tres veces la resistencia a punto cedente y el doble de la resistencia tención de la aleación 400. Además puede aumentarse la fuerza trabajándola en frío antes de realizar la precipitación y el endurecimiento. La fuerza de este acero de aleación de níquel se puede mantener hasta 1200°F pero sigue dúctil y fuerte hasta temperaturas de 400° F. Su rango de fusión es de 2400-2460°F.

Esta aleación de níquel es resistente a chispa y no es magnética hasta -200° F. Sin embargo, es posible desarrollar una capa magnética en la superficie del material durante el procesamiento. El aluminio y el cobre pueden ser selectivamente oxidados durante el calentamiento, dejando una capa delgada magnética de níquel en la parte de afuera. Con tratamiento de baño en ácido se puede remover esta capa magnética y restaurar las propiedades no magnéticas.

Formas Monel K-500?

Barra
Rodillo

Resistencia a la corrosión del Monel K-500
La resistencia a la corrosión de la aleación K-500 es sustancialmente equivalente a la de la aleación 400, excepto que cuando está en la condición envejecida, la aleación de níquel K-500 tiene gran tendencia en varios ambientes al agrietamiento por tensión de corrosión. Se ha encontrado que el Monel K-500 es resistente al ambiente del gas acido. La combinación de ratas bajas de corrosión en agua de mar a una velocidad rápida y la gran fuerza hace que la aleacion K-500 sea buena para ejes y bombas de centrifugado de servicio marino. En lugares de agua de fluido despacioso o estancado el material puede hollinarse y después sigue picamiento, pero este picamiento disminuye después de un ataque inicial rápido.
¿Cuáles son las características del Monel K-500?

Resistencia a la corrosión en un rango muy amplio de ambientes marinos y químicos. Desde agua pura, a minerales ácidos no oxidantes, sales y álcalis.
Excelente resistencia al agua de mar a alta velocidad.
Resistencia al ambiente de gas acido
Excelentes propiedades mecánicas desde temperaturas bajo cero hasta temperaturas de 480°C.
Es una aleación no magnética.

¿En cuáles aplicaciones es usado el Monel K-500?

Aplicaciones de servicio de gas acido.
Elevadores de seguridad y válvulas en la producción de gas y petroleo.
Herramientas e instrumentos para taladrar pozos de petroleo como puntas de taladros.
Industria de pozos de petroleo.
Cuchillas y raspadores para médicos.
Cadenas, cables, resortes, partes de válvulas, y tornilleria para servicio marino.
Ejes y impulsores para servicio marino.

Fabricaciones con Monel K-500
Las fabricaciones con Monel K-500 se hacen fácilmente con procedimientos comerciales estandar.

La mejor manera de soldar la aleación K-500 es con el método arc gas tungsteno. Se recomienda que el Monel K-500 sea recocido después de ser soldado y cualquier soldadura sea relevado de esfuerzos antes de hacerle el envejecimiento.

El fuerte maquinado de esta aleación se puede obtener cuando el material está recocido o trabajado en caliente y templar. Sin embargo el material envejecido puede ser terminado maquinándolo para tener tolerancias más cercanas y acabados finos. Por lo tanto la práctica recomendada es maquinarlo un poco más grande, envejecerlo, y después terminarlo al tamaño deseado. Durante el envejecimiento, toma lugar una pequeña contracción permanente, pero este pequeño alabeo ocurre por las bajas temperaturas y las ratas de refrescación despaciosas que se llevan a cabo.

Monel® R-405
UNS N04405

Monel R-405 es la versión fácil de maquinar del Monel 400. Es una aleación de níquel-cobre con una cantidad controlada de sulfuro para que tenga inclusiones que actúan como rompe astillas durante el maquinado. Al igual que Monel 400, la aleación R-405 es resistente al agua y vapor de mar a altas temperaturas, y también a soluciones salinas y cáusticas. Monel R-405 es una aleación en solución sólida que puede ser endurecida solamente al trabajarla en frío. Esta aleación de níquel tiene características como su buena resistencia a la corrosion, es fácil de soldar y tiene gran fuerza. Por su baja rata de corrosion en flujo rápido de agua salada o de mar, combinada con una excelente resistencia al agrietamiento por tensión de corrosión en aguas dulces y su resistencia a una variedad de condiciones corrosivas lo llevan a su amplio uso en aplicaciones marinas y otras soluciones no oxidantes de cloruro. Esta aleación de acero de níquel es resistente particularmente a ácido hidroclórico e hidrofluórico cuando estan desaireados. Como sería de esperar por su alto contenido de cobre, la aleación R-405 es atacada rápidamente por el ácido nítrico y los sistemas de amoniaco.

Formas Monel R-405

Barra Redonda (Especificación ASTM B 164)
Barra Hexagonal

Resistencia a la corrosión del Monel R-405
Monel R405 Hex BarAl igual que la aleación 400, el Monel R-405 es virtualmente inmune al agrietamiento por tensión de corrosión causada por el ión cloruro en ambientes típicos. Generalmente su resistencia a la corrosión es muy buena en ambientes de reducción pero mala en condiciones de oxidación. No es muy útil en ácidos oxidantes como ácido nítrico y nitroso. Sin embargo es resistente a la mayoría de álcalis, sales, aguas, productos alimenticios, sustancias orgánicas y condiciones atmosféricas a temperaturas normales y elevadas.

El Monel 400 y el Monel R-405 ofrecen la misma resistencia a la corrosión que el níquel, pero con una máxima presión y temperatura máxima más alta, a más bajo costo debido a su superior habilidad de ser maquinados.

¿Cuáles son las características del Monel R-405?
Las características son esencialmente las mismas del Monel 400 como:

Fácil de maquinar y es recomendado para uso con máquinas de atornillar automáticas.
Resistencia al agua y vapor de mar a altas temperaturas.
Excelente resistencia al rápido fluido del agua de mar o agua salubre.
Excelente resistencia al agrietamiento por tensión de corrosión en la mayoría de aguas dulces.
Particularmente resistente al ácido hidroclórico e hidrofluórico cuando están desairados.
Ofrece algo de resistencia al ácido hidroclórico y sulfúrico a temperaturas y concentraciones moderadas, pero raramente es el material de opción para estos ácidos.
Excelente resistencia a sales alcalinas y neutras.
Resistencia al agrietamiento de tensión por corrosión inducido por cloruro.
Alta resistencia a álcalis.

¿En cuáles aplicaciones es usado el Monel R-405?
La aleación R-405 es usada principalmente para inventario de maquinado automático de tornillería y generalmente no es recomendada para otras aplicaciones. Inventario de maquinado para tornillería y productos similares de alta producción.

Repuestos para válvulas y metros.
Tornillería
Productos de maquinado de tornillería

Fabricación con Monel R-405
El Monel R-405 es fabricado, tratado de baño y tratado térmico con el mismo procedimiento como el de la aleación 400. No es recomendado para forjas. Sin embargo el Monel R-405 fue especialmente desarrollado para un fácil maquinado y es recomendado para uso con maquinas de maquinado automático. Los sulfuros de níquel-cobre que aparecen como resultado del sulfuro actúan como quiebra virutas.

Esta aleación de níquel también tiene los mismos procedimientos y procesos que la aleación 400 y puede ser unida con soldadura estándar. Justamente como con la aleación 400, el R-405 puede ser soldado fácilmente con procesos de soldadura de arco de gas – tungsteno, arco de gas metal o arco de metal cubierto usando rellenos apropiados de metales. No hay necesidad de tratamiento térmico después de ser soldado, sin embargo es crítica una limpieza completa para una óptima resistencia a la corrosión, si no es así puede haber riesgo de contaminación y de fragilidad.