Anillos de forja API 6A CRA Alloy 718 Inconel 718 Forjas personalizadas para aplicaciones críticas de petróleo y gas
Los anillos de forja API 6A CRA Alloy 718, fabricados con Inconel 718 (UNS N07718), una superaleación de níquel-cromo, representan el pináculo de los componentes diseñados para entornos hostiles de petróleo y gas. Diseñadas para cumplir con los estrictos requisitos de la Especificación API 6A (que rige los equipos de cabezal de pozo y árbol de Navidad), estas forjas de aleación resistente a la corrosión (CRA) ofrecen una resistencia, durabilidad y resistencia inigualables a condiciones extremas. A continuación se muestra un desglose detallado de sus especificaciones, capacidades de personalización y atributos de rendimiento.
API 6A establece estándares rigurosos para los equipos utilizados en los cabezales de pozo de petróleo y gas, incluyendo clasificaciones de presión, integridad del material y resistencia a la corrosión. Como CRA (Aleación Resistente a la Corrosión), Inconel 718 se selecciona específicamente para aplicaciones API 6A debido a su capacidad para resistir entornos corrosivos en el fondo del pozo, incluida la exposición a H₂S (gas agrio), CO₂ y salmueras, donde los aceros al carbono o las aleaciones de menor grado fallarían.
Estos anillos de forja se fabrican para cumplir con los requisitos de trazabilidad de materiales de API 6A, con documentación completa del tratamiento térmico, la composición química y las pruebas mecánicas para garantizar el cumplimiento de las clasificaciones de presión (hasta 15,000 psi) y los rangos de temperatura (-29°C a 121°C, o según se especifique para servicio extremo).
El rendimiento excepcional de Inconel 718 se deriva de su composición química y microestructura únicas, optimizadas para alta resistencia y resistencia a la corrosión:
- Composición química: Dominada por níquel (50-55%), cromo (17-21%) y hierro (resto), con elementos de aleación clave que incluyen niobio (4.75-5.5%), molibdeno (2.8-3.3%), titanio (0.65-1.15%) y aluminio (0.2-0.8%). Estos elementos forman fases intermetálicas de endurecimiento (γ’ y γ”) durante el tratamiento térmico, lo que permite que la aleación conserve su resistencia a temperaturas de hasta 650°C (1200°F).
- Resistencia mecánica: Resistencia a la tracción superior a 1300 MPa (188,500 psi) y límite elástico superior a 1000 MPa (145,000 psi) cuando se trata térmicamente, lo que lo hace ideal para componentes API 6A de alta presión.
- Resistencia a la corrosión: Resistente a la corrosión por picaduras, corrosión por hendiduras y agrietamiento por corrosión bajo tensión en medios agresivos, incluidos entornos agrios (cumplimiento de NACE MR0175/ISO 15156 para servicio H₂S).
- Fabricabilidad: A pesar de su alta resistencia, Inconel 718 se puede forjar en caliente en formas complejas (como anillos) con un control dimensional preciso, seguido de un recocido de solución y envejecimiento para lograr propiedades óptimas.
Los anillos de forja API 6A CRA Alloy 718 se adaptan a las especificaciones del cliente, con opciones de personalización que incluyen:
- Dimensiones: Diámetro exterior (OD) que varía desde anillos a pequeña escala (por ejemplo, 100 mm) hasta anillos grandes de pared gruesa (OD de hasta 2000 mm+), con espesores de pared y diámetros interiores (ID) mecanizados con precisión para cumplir con los requisitos del dibujo.
- Proceso de forja: Forja en matriz caliente o forja en matriz abierta, según el tamaño y la complejidad, para refinar la estructura del grano, eliminar la porosidad y mejorar las propiedades mecánicas. El proceso de forja asegura la resistencia direccional, fundamental para soportar cargas cíclicas en las operaciones de cabezal de pozo.
- Tratamiento térmico: Ciclos personalizados (recocido de solución a 980-1065°C, seguido de envejecimiento a 700-730°C) para lograr la dureza requerida (típicamente 32-44 HRC) y la tenacidad, equilibrando la resistencia con la ductilidad para las demandas de resistencia al impacto de API 6A.
- Acabado superficial: Las opciones incluyen tal como se forja, mecanizado (Ra 1.6μm o mejor) o recubierto (por ejemplo, tratamientos antiagarrotamiento) para evitar el agarrotamiento en componentes de acoplamiento como válvulas o bridas.
Para garantizar la fiabilidad en aplicaciones críticas, los anillos de forja API 6A Alloy 718 se someten a un riguroso control de calidad:
- Ensayos no destructivos (END): Ensayos ultrasónicos (UT) obligatorios según los requisitos de ASTM A388 o API 6A para detectar defectos subsuperficiales; inspección de partículas magnéticas (MPI) para grietas superficiales; y ensayos con líquidos penetrantes (LPT) para áreas de tolerancia ajustada.
- Ensayos mecánicos: Ensayos de tracción, impacto (Charpy V-notch) y dureza en cada lote de calor para verificar la resistencia y la tenacidad.
- Análisis químico: Análisis espectroscópico para confirmar el cumplimiento de los estándares de composición de Inconel 718 (ASTM B637, AMS 5663).
- Trazabilidad: Documentación completa, incluidos números de calor, informes de pruebas y certificados de materiales (EN 10204 Tipo 3.1 o 3.2), para cumplir con los requisitos de auditoría de API 6A.
Estas forjas personalizadas son integrales para los sistemas de cabezal de pozo API 6A, incluyendo:
- Cuerpos y capós de válvulas
- Bridas y conectores
- Componentes de colectores de estranguladores y de cierre
- Adaptadores y carretes de cabezal de pozo
Su capacidad para funcionar en entornos de alta presión, alta temperatura (HPHT) y corrosivos los hace indispensables para una producción segura y eficiente de petróleo y gas.
Composición química de la aleación 718 (%)
| Grado |
UNS |
Densidad |
Resistencia a la tracción
(MPa min)
|
Límite elástico
(MPa min)
|
Reducción de área min (%) |
Alargamiento min (%) |
Dureza (HRC) |
| INCONEL 718 |
N07718 |
8.19 |
1275MPa min |
1034MPa min |
15% |
12% min |
HRC 35-40 |
| Ni |
Cr |
Fe |
C |
Mn |
S |
Si |
| 50.0-55.0 |
17.0-21.0 |
Resto |
0.08max |
0.35max |
0.015max |
0.35max |
| B |
P |
Mo |
Ti |
Al |
Cu |
Co |
| 0.006max |
0.015max |
2.8-3.3 |
0.65-1.15 |
0.2-0.8 |
0.3max |
1.0max
|
| Material |
Grado DIN |
Grado ASTM |
Número de Werkstoff |
| MONEL 400 |
NiCu30Fe |
N04400 |
2.436 |
| INCONEL 600 |
NiCr15Fe |
N06600 |
2.4816 |
| INCONEL 625 |
NiCr22Mo9Nb |
N06625 |
2.4856 |
| INCONEL 718 |
/ |
N07718 |
/ |
| INCOLOY 800 |
X5NiCrAlTi31-20 |
N08800 |
1.4958 |
| INCOLOY 825 |
NiCr21Mo |
N08825 |
2.4858 |
| INCOLOY 028 |
X1NiCrMoCuN 31 27 4 |
N08028 |
1.4563 |
| HASTELLOY C276 |
NiMo16Cr15W |
N10276 |
2.4819 |
| F44 |
X1CrNiMoCuN20-18-7 |
S31254 |
1.4547 |
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