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Enero/Febrero 2009
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Normas sobre metales

Relevantes y útiles

Una mirada a la manera en que las refinerías, plantas químicas y de otros tipos utilizan y consolidan según las normas ASTM para acero, níquel y sus aleaciones.

Combustible para el automóvil, calefacción en la oficina y fibras para vestimenta: tres productos muy diferentes con una cosa en común. Estos elementos cotidianos esenciales se fabrican en plantas que utilizan las normas de metales y aleaciones de la ASTM International. Los componentes de las plantas como las tuberías o los intercambiadores de calor, y aquellas que producen los metales para estos componentes, están compuestos de materiales especificados y probados según normas de algunos de los comités más antiguos de la ASTM International.

Los Comités A01 sobre Acero, acero inoxidable y aleaciones relacionadas, y el B02 sobre Metales no ferrosos y aleaciones son dos de estos grupos. En 1898, año de su fundación, los antepasados de ASTM organizaron el A01 para tratar las fallas de las vías férreas y otras necesidades de normalización del ferrocarril. El B02 apareció unos años más tarde, en 1902.

Estos comités, dos de los grupos de ASTM que desarrollan normas relacionadas con los metales y las aleaciones, mantienen su vitalidad y dinamismo. Tanto el A01 como el B02 son responsables de docenas de normas que revisan y modifican para que reflejen los cambios en los datos de las propiedades de las aleaciones o el surgimiento de nuevas aleaciones.

John Mahaney, presidente del comité A01 que tiene 1000 miembros, manifestó que "La industria está madura pero no es estática", refiriéndose a la industria que representa. El consultor en metalurgia que reside en Akron, Ohio, agregó: "El comité es vibrante, crece, continuamente mejoramos y actualizamos sus normas."

Y tanto las normas del A01 como las del B02 son utilizadas en la construcción de instalaciones fabriles y de componentes de metal producidos para esas compañías.

Normas para construir una planta

La ASTM A312, Especificación para tuberías de acero inoxidable austenítico sin costuras, soldadas y acabadas en frío, es una de las normas que se utiliza para la construcción de plantas. Gary Whittaker, ingeniero en materiales senior asociado de Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee, afirmó que su compañía utiliza gran cantidad de tuberías comprendidas en la A312, tuberías que permiten la producción de bienes tales como hilo, resinas y solventes.

La especificación A312 abarca las tuberías destinadas a servicios de alta temperatura y corrosivos e indica los requerimientos químicos, de templado, tensión y otros requerimientos para diferentes grados de tuberías, incluidas aquellas que cumplen con el American Society of Mechanical Engineers (Código de recipientes a presión de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos) y el Código de tuberías para plantas químicas y refinerías del American National Standards Institute (Instituto Nacional Americano de Normalización). El Subcomité A01.10 sobre Productos tubulares de acero de aleación mantiene esta norma en particular.

La misma relevancia se aplica a la planta de ExxonMobil en Baytown, Texas, en donde las normas de la ASTM International cubren una series de componentes utilizados en sus operaciones, desde fundiciones de recipientes a presión y acero al carbono hasta acero inoxidable austenítico y dúplex y aleaciones a base de níquel.

Todo esto según explicó Brian Fitzgerald, especialista en ingeniería de materiales en las operaciones químicas de la corporación y miembro del A01 y del B02. Fitzgerald enumeró una lista de especificaciones de ASTM de uso frecuente, unas para planchas de acero al carbono para recipientes a presión, aleaciones de acero de resistencia superior, planchas de acero inoxidable para recipientes a presión y tuberías soldadas o sin costura.

Las normas facilitan el negocio global de ExxonMobil. "Operamos a nivel mundial y las normas son un lenguaje común," dijo Fitzgerald. "Si estamos construyendo algo o evaluando algo en los EE.UU., Europa o el Extremo Oriente, nos aseguran que al menos arrancamos entendiendo dónde nos encontramos en nuestras discusiones."

Según la aplicación, las normas pueden utilizarse como están o con requerimientos complementarios. Y las mismas normas que funcionan para los nuevos recipientes y otros equipos se refieren también a su mantenimiento y reemplazo.

La conexión ASTM-ASME

A menudo se accede a las normas de la ASTM International utilizadas para la construcción de refinerías y plantas de petroquímica a través del Código de calderas y recipientes a presión de la ASME International. El código, que establece reglas de seguridad para el diseño, fabricación e inspección de calderas y recipientes a presión, cita (como lo ha hecho por décadas) docenas de normas ASTM.

El código ASME sirve como norma básica de uso mundial en ExxonMobil, según Fitzgerald, y Whittaker destacó que Eastman utiliza ASME y ASTM en América del Norte para definir todos sus materiales metálicos. ASTM, en particular el A01, responde a las necesidades de especificación de materiales del comité del código ASME de manera oportuna para actualizar los requerimientos de materiales existentes y eventualmente agregar los nuevos.

Y todos los cambios de una norma de la ASTM International en el código pasan a ASME para su inclusión. Fitzgerald considera que la relación entre las normas de la ASTM International y el código es muy directa. "Es muy práctica y eficiente," agregó Fitzgerald.

Normas para productos

Las normas para metales de la ASTM International se aplican no sólo a la construcción de plantas sino también a los materiales a granel y a los productos fabricados en estas plantas.

Por ejemplo, en su planta productora de Clifton, Nueva Jersey, Swepco Tube utiliza las especificaciones de la ASTM cuando fabrica tuberías, por lo general las tuberías con pared para servicio pesado pueden ser de hasta 3 pulgadas (7,62 cm) de espesor y 96 pulgadas (243.84 cm) de diámetro. Este tipo de tuberías transportan gas natural o productos químicos, entre otros fluidos, en instalaciones de alta presión o refinerías.

El director de calidad y servicios técnicos de Swepco, Anthony Long, miembro del A01 y del B02, indicó que las normas de la ASTM corresponden tanto a los equipos de fabricación como a los productos de su compañía.

Una de las normas de la ASTM citada con mayor frecuencia por la compañía es la ASTM A240, Especificación para planchas y láminas de acero inoxidable cromo y cromo níquel para recipientes a presión y para aplicaciones generales, otra del A01, que Swepco utiliza para especificar las planchas o bobinas que compra para fabricar tubos y tuberías.

Long agregó que comúnmente utilizan la B688, Especificación para planchas y láminas de acero cromo-níquel-molibdeno (UNS N08366 y UNS N08367) y la B443, Especificación para planchas y láminas de aleación de níquel-cromo-molibdeno-columbio (UNS N06625) y de aleación de níquel cromo molibdeno silicio (UNS N06219), entre otras varias especificaciones para níquel y materiales no ferrosos. (Para conocer más sobre el UNS, ver el recuadro "El sistema unificado de numeración.") Estas dos normas del B02 son responsabilidad del Subcomité B02.07 sobre Níquel y cobalto refinados y sus aleaciones.

"Para todo el acero que compramos," explicó Long, "aún si lo compramos a un distribuidor que a su vez lo obtuvo de un proveedor internacional, la certificación hará referencia a una norma de la ASTM aplicable así como a cualquier otra norma que pueda estar vinculada con su país."

Pruebas de metales con normas

Al igual que las normas tienen una función en la especificación de metales para la construcción de la planta y para los productos, también tienen pruebas esenciales para verificar las propiedades de los materiales.

Long comentó que esta empresa realiza pruebas mecánicas, químicas, de corrosión y no destructivas de acuerdo con las normas de la ASTM.

Una de dichas normas para el control de calidad interno y para el cumplimiento de los requerimientos del cliente es la A370, Métodos de prueba y definiciones para pruebas mecánicas de productos de acero, que incluye ensayos tales como los de flexión y Brinell, dureza e impacto, tensión y Rockwell. Las varias pruebas de la A370 determinan si las propiedades de un material cumplen con las que se describen en las especificaciones del producto. Y una serie de anexos de la A370 cubren los detalles particulares de dichos productos tal como barras, tubos y sujetadores.

Además, la A262, Prácticas para detectar la susceptibilidad al ataque intergranular en aceros inoxidables austeníticos, puede utilizarse para realizar pruebas de corrosión y evaluar diversos metales. Para verificar la resistencia y la ductilidad bajo esfuerzo, la E8, Métodos de prueba para la tensión en materiales metálicos, bajo la jurisdicción del Comité E28 sobre Pruebas Mecánicas, tiene una función importante en la comparación de materiales y el control de la calidad.

La norma es de lo que se trata

De principio a fin en una refinería o en una planta petroquímica, las normas de la ASTM International proporcionan una base común y un nivel esencial de calidad.

Muchas de esas normas han superado la prueba del paso del tiempo. Daniel Janikowski, gerente de ventas de energía de Plymouth Tube en East Troy, Wisconsin, y presidente del A01.10 sobre Productos tubulares de acero inoxidable y aleaciones de acero, destacó que las especificaciones de la ASTM International se han adaptado al cambio, existiendo por décadas. "Cuando fue necesario hacer cambios, debido a los cambios en el mercado, las normas los adoptaron y se flexibilizaron en los puntos en que debían ser flexibles," dijo.

Long indicó que el proceso de la ASTM garantiza que los cambios, al igual que las normas, cumplen con las necesidades de todos mediante el equilibrio entre usuarios y productores requerido en los comités de elaboración de normas de la ASTM y en la votación. Agregó: "Las reuniones bianuales del comité y las herramientas de desarrollo electrónico de nuevas normas y los cambios en las existentes facilitan las contribuciones y la participación activa para lograr el consenso."

Las normas son importantes en conjunto para Eastman, Whittaker resumió: "En esencia, todo lo que hacemos depende de tener buenas normas de consenso. Sin ellas la industria química no podría operar."

Su compañía confía en las normas para garantizar la coherencia y la calidad de los materiales que compra, comentó Whittaker. "Sin normas, deberíamos escribir nuestras propias especificaciones detalladas para todo lo que compramos," indicó, "y no contamos con las personas ni con la experiencia para hacer esto para cada material que utilizamos. Si no tuviéramos normas no podríamos construir una planta."

Y los documentos de la ASTM International son una parte importante de la ecuación también para Swepco. "Las especificaciones de la ASTM tienen un uso muy extendido," indicó Long. "Solicitamos materiales fabricados de acuerdo a una norma ASTM. Aún si no lo hiciéramos, probablemente estarían fabricados según una norma ASTM de todos modos."