El Inconel se utiliza para componentes expuestos a combinaciones de altas temperaturas, esfuerzos mecánicos, oxidación o corrosión agresiva. Entre sus aplicaciones típicas se incluyen el sector aeroespacial y las turbinas de gas, los equipos de procesamiento químico y petroquímico, la generación de energía, los equipos de petróleo y gas, los sistemas nucleares, los hornos industriales, los componentes navales y determinados componentes de alta temperatura para la automoción. Sin embargo, el Inconel no es una única aleación. Se trata de una familia de aleaciones a base de níquel con diferentes composiciones y características de rendimiento, por lo que la clase adecuada depende de la temperatura de funcionamiento, la carga mecánica, el entorno de corrosión, los requisitos de fabricación y la especificación aplicable. Special Metals ofrece múltiples grados de INCONEL®, entre los que se incluyen el 600, el 601, el 625, el 690, el 718 y el X-750, para diferentes aplicaciones industriales.
¿Qué significa «Inconel»?
INCONEL® es una marca registrada que designa una familia de aleaciones a base de níquel. Se han desarrollado diferentes grados para ofrecer distintas combinaciones de resistencia al calor, resistencia a la corrosión, resistencia mecánica, resistencia a la oxidación, características de fabricación y estabilidad a largo plazo.
Esta distinción es importante a la hora de seleccionar el material para un componente industrial. Por lo general, no basta con indicar que una pieza debe fabricarse con “Inconel” para que el departamento de compras pueda proceder a su adquisición. Normalmente es necesario especificar el tipo concreto, la forma del producto, el tratamiento térmico, la especificación aplicable, las dimensiones y las prestaciones mecánicas o de resistencia a la corrosión requeridas.
Por ejemplo, el Inconel 718 es una aleación endurecible por precipitación muy utilizada en aplicaciones en las que es importante contar con una alta resistencia mecánica a temperaturas elevadas. El Inconel 625 suele elegirse cuando son importantes la resistencia a la corrosión, la resistencia mecánica, la soldabilidad y la resistencia a entornos marinos o químicos. Los Inconel 600 y 601 se asocian con frecuencia al tratamiento térmico y a los equipos industriales de alta temperatura, mientras que el Inconel 690 tiene aplicaciones consolidadas en los sistemas de generadores de vapor nucleares.
Aplicaciones del Inconel según el grado
La siguiente tabla ofrece un punto de partida práctico, más que una regla universal para la selección de materiales.
| Grado de Inconel | Características principales | Ámbitos de aplicación habituales |
|---|---|---|
| Inconel 600 | Aleación de níquel-cromo con buena resistencia a la oxidación y a la corrosión | Equipos de hornos, procesamiento químico, equipos nucleares y de tratamiento térmico |
| Inconel 601 | Gran resistencia a la oxidación y buena resistencia a la corrosión a altas temperaturas | Tratamiento térmico, hornos industriales, procesamiento químico, control de la contaminación |
| Inconel 625 | Gran resistencia a la corrosión, junto con una buena resistencia mecánica y soldabilidad | Sector marítimo, procesamiento químico, aeroespacial, generación de energía, petróleo y gas |
| Inconel 690 | Alto contenido en cromo y gran resistencia en entornos acuosos exigentes y a altas temperaturas | Tubos para generadores de vapor nucleares y componentes relacionados; procesamiento químico |
| Inconel 718 | Aleación de níquel de alta resistencia, endurecida por precipitación | Aeroespacial, turbinas de gas, petróleo y gas, ingeniería nuclear |
| Inconel X-750 | Aleación endurecible por envejecimiento con elevadas propiedades de tracción y de rotura por fluencia | Componentes de turbinas de gas, elementos de fijación, muelles, utillaje |
Estas clasificaciones por aplicaciones se respaldan con los boletines técnicos de Special Metals y con información específica del mercado. No obstante, la selección concreta del material debe basarse en las condiciones de servicio y en las especificaciones aplicables.
1. Componentes aeroespaciales y de motores a reacción
El sector aeroespacial es uno de los ámbitos de aplicación más conocidos del Inconel, ya que los componentes de aviones y cohetes pueden verse sometidos a altas temperaturas, cargas cíclicas, oxidación y vibraciones, además de tener que cumplir requisitos muy exigentes en materia de estabilidad mecánica.
El Inconel 718 se utiliza ampliamente en aplicaciones aeroespaciales y de turbinas de gas, ya que combina una elevada resistencia mecánica, resistencia a la corrosión, resistencia a la fluencia y buena soldabilidad. Special Metals describe la aleación 718 como un material utilizado en el sector aeroespacial, en turbinas de gas, motores de cohetes, naves espaciales e ingeniería nuclear.
Las aplicaciones típicas son:
- Componentes de motores y turbinas
- Discos y anillos
- Elementos de fijación de alta resistencia
- Componentes del motor de cohete
- Componentes estructurales del motor
- Componentes del sistema de escape y de la sección caliente
- Determinados componentes relacionados con la combustión
El Inconel 625 también tiene aplicaciones en el sector aeroespacial, donde son importantes la resistencia a la corrosión, la soldabilidad y la resistencia a entornos con temperaturas elevadas. Special Metals incluye la aleación 625 entre sus aleaciones aeroespaciales.
Lo importante es que las aplicaciones aeroespaciales no requieren automáticamente un tipo específico de Inconel. La elección depende de la temperatura, el nivel de tensión, los requisitos de fatiga, el proceso de fabricación y los requisitos de homologación.
2. Turbinas de gas y generación de energía eléctrica
Los equipos de generación de energía funcionan sometidos a una combinación de altas temperaturas, presión, oxidación y cargas mecánicas prolongadas.
Los grados de Inconel se utilizan en turbinas de gas y otros equipos de generación de energía en los que los materiales convencionales pueden no ofrecer la combinación necesaria de resistencia a altas temperaturas y resistencia ambiental.
Special Metals incluye entre sus aleaciones para aplicaciones de generación de energía las de Inconel 600, 617, 625, 690, 706, 718, 740H y X-750. Sus materiales para la generación de energía se utilizan en turbinas de gas, tuberías de agua de alimentación y sobrecalentadoras, así como en ingeniería nuclear.
Dependiendo del diseño, el Inconel puede utilizarse para:
- Componentes de turbinas de gas
- Tubos para altas temperaturas
- Elementos de fijación y herrajes resistentes al calor
- Componentes relacionados con la combustión
- Intercambiadores de calor
- Piezas estructurales para altas temperaturas
En aplicaciones de generación de energía, el tipo de material debe seleccionarse en función de la temperatura real, la tensión, la atmósfera, las propiedades químicas de la corrosión y la vida útil prevista, y no basándose únicamente en la denominación industrial.
3. Procesamiento químico y petroquímico
El procesamiento químico es otro de los principales ámbitos de aplicación del Inconel, ya que los equipos de proceso pueden verse expuestos a ácidos, cloruros, entornos oxidantes, altas temperaturas y combinaciones de presión y corrosión.
Special Metals selecciona Inconel 600, 601, 617, 625, 690 y otras aleaciones de níquel para el procesamiento químico. Entre sus aplicaciones se incluyen equipos de procesamiento químico y petroquímico, hornos industriales y sistemas de tratamiento térmico.
Entre los componentes habituales pueden figurar:
- Intercambiadores de calor
- Calentadores de proceso
- Componentes del reactor
- Equipos relacionados con los condensadores
- Tuberías de proceso
- Válvulas y accesorios
- Componentes del horno
El Inconel 625 resulta especialmente adecuado en aquellos casos en los que la resistencia a la corrosión y las características de fabricación son importantes. El Inconel 601 también se utiliza en equipos de procesamiento químico en los que se requiere resistencia a la oxidación y a la corrosión a altas temperaturas.
La selección de materiales debe tener siempre en cuenta los medios químicos reales. Que un material sea “resistente a la corrosión” no significa que sea resistente a cualquier sustancia química en cualquier concentración, temperatura o condición de caudal.
4. Petróleo y gas y equipos submarinos
Los equipos para el sector del petróleo y el gas pueden verse sometidos a una combinación de alta presión, cargas mecánicas, fluidos corrosivos, cloruros, entornos que contienen hidrógeno y funcionamiento cíclico.
El Inconel 718 se utiliza en la extracción de petróleo y gas, mientras que otros grados de Inconel se emplean en aplicaciones en las que se requiere resistencia a la corrosión o un buen comportamiento a altas temperaturas. Special Metals recomienda la aleación 718 para la extracción de petróleo y gas e incluye múltiples grados de Inconel en su catálogo de aleaciones para el sector del petróleo y el gas.
Entre las posibles aplicaciones se incluyen:
- Componentes de fondo de pozo
- Accesorios para pozos
- Válvulas
- Bombas
- Ejes y herrajes de alta resistencia
- Componentes submarinos
- Accesorios resistentes a la corrosión
En aplicaciones submarinas, el Inconel 625 reviste especial importancia, ya que Special Metals lo recomienda para la ingeniería naval y destaca su resistencia a entornos de corrosión extrema, incluida la corrosión por picaduras y la corrosión intercrestal.
En el caso de aplicaciones en entornos corrosivos, los compradores deben especificar la norma de materiales y medioambiental aplicable, en lugar de dar por sentado que todos los grados de Inconel cuentan con la misma homologación.
5. Energía nuclear
Las aplicaciones nucleares plantean requisitos excepcionalmente exigentes a los materiales, ya que los componentes pueden verse sometidos a temperaturas elevadas, agua de alta pureza, corrosión, condiciones de funcionamiento relacionadas con la radiación y largos periodos de vida útil.
Los distintos grados de Inconel cumplen funciones diferentes.
El Inconel 690 reviste una importancia especial en el sector de la energía nuclear. Según Special Metals, la aleación 690 se utiliza ampliamente en tubos de generadores de vapor, deflectores, placas tubulares y accesorios en la generación de energía nuclear debido a su resistencia a la corrosión y a la corrosión bajo tensión en entornos de agua a altas temperaturas.
Según la información técnica de Special Metals, el Inconel 718 también tiene aplicaciones en ingeniería nuclear.
Por lo tanto, el sector nuclear pone de manifiesto por qué la simple mención de “Inconel” no es una descripción suficiente para la adquisición. El tipo exacto, los límites químicos, la forma del producto, el tratamiento térmico y la especificación nuclear aplicable pueden resultar fundamentales.
6. Hornos industriales y tratamiento térmico
Los hornos industriales de alta temperatura son otra aplicación consolidada de las aleaciones de Inconel.
Los aceros Inconel 600 y 601 se utilizan en entornos de tratamiento térmico en los que los componentes están expuestos a calor prolongado y a atmósferas oxidantes en los hornos.
Special Metals recomienda el Inconel 601 para aplicaciones de tratamiento térmico, tales como cestas, bandejas, soportes, tubos radiantes, muflas, retortas, componentes de quemadores y otros accesorios para hornos.
El Inconel 600 también se utiliza para componentes de hornos, procesos químicos, ingeniería nuclear y otras aplicaciones relacionadas con altas temperaturas.
Las aplicaciones típicas son:
- Bandejas y accesorios para hornos
- Tubos radiantes
- Retortas y muflas
- Componentes del quemador
- Equipos de tratamiento térmico
- Componentes de cintas transportadoras
- Soportes para altas temperaturas
En estas aplicaciones, la resistencia a la oxidación, la estabilidad térmica y las condiciones previstas de la atmósfera del horno pueden ser más importantes que la resistencia máxima a temperatura ambiente.
7. Ingeniería naval y servicios relacionados con el agua de mar
Los equipos marinos pueden verse expuestos al agua de mar, a los cloruros, a la presión, a la erosión y a cargas cíclicas.
El Inconel 625 se utiliza en ingeniería naval, donde se requiere una gran resistencia a la corrosión. Special Metals identifica específicamente la aleación 625 para aplicaciones navales y destaca su resistencia a la corrosión por picaduras y en hendiduras.
Entre las posibles aplicaciones se incluyen:
- Equipos para agua de mar
- Componentes para instalaciones marítimas
- Accesorios para bombas y válvulas
- Accesorios submarinos
- Componentes de intercambiadores de calor
- Sistemas relacionados con los gases de escape marinos
No todos los grados de Inconel presentan la misma resistencia en agua de mar. La elección debe basarse en la concentración real de cloruro, la temperatura, el caudal, el estado de tensión y las condiciones de fabricación.
8. Aplicaciones en el sector de la automoción y en sistemas de escape de alta temperatura
Aunque el Inconel se asocia principalmente con los sectores aeroespacial, energético y químico, algunos grados concretos también se utilizan en aplicaciones del sector de la automoción.
Special Metals recomienda el Inconel 601 y el X-750 para aplicaciones en el sector de la automoción, incluidos los componentes expuestos a una elevada fatiga térmica y mecánica. Su información sobre el sector de la automoción hace referencia específica a los sistemas de escape, las válvulas de escape, los sensores, los equipos de encendido y las aplicaciones relacionadas con los convertidores catalíticos.
Estas aplicaciones suelen estar justificadas cuando el componente se ve sometido a temperaturas y ciclos térmicos que hacen que los materiales de ingeniería habituales resulten menos adecuados.
9. Equipos medioambientales y de tratamiento de residuos
Los sistemas de tratamiento de residuos a alta temperatura y de control de la contaminación pueden combinar gases agresivos, temperaturas elevadas y condensados corrosivos.
Special Metals destaca el Inconel 22 y el 625 entre las aleaciones utilizadas en aplicaciones relacionadas con la contaminación y los residuos, incluyendo componentes como depuradores, tuberías de calderas, intercambiadores de calor, fuelles y accesorios relacionados.
Este es otro ejemplo en el que la elección del tipo de acero depende en gran medida de la composición química real y de las condiciones de funcionamiento.
¿Por qué se utiliza el Inconel en estas aplicaciones?
La razón por la que el Inconel se utiliza en todos estos sectores no es simplemente que pueda soportar “altas temperaturas”.”
Su valor se debe a la combinación de varias características.
Resistencia a altas temperaturas
Algunos grados de Inconel conservan una resistencia mecánica y una resistencia a la fluencia útiles a temperaturas elevadas. Esto resulta especialmente importante para los componentes de turbinas, motores y sistemas de generación de energía.
Resistencia a la oxidación
El cromo y otros elementos de aleación contribuyen a la formación de óxidos protectores en la superficie que ayudan a reducir el deterioro en entornos oxidantes a altas temperaturas. El comportamiento exacto depende de la composición química de la aleación y de las condiciones de servicio.
Resistencia a la corrosión
El níquel, el cromo, el molibdeno y otros elementos de aleación pueden aportar resistencia a diferentes tipos de corrosión, dependiendo del tipo de acero.
Resistencia a la fatiga
En los componentes expuestos a ciclos térmicos y mecánicos repetidos se utilizan determinados grados de material.
Características de soldabilidad y fabricación
Varias calidades de Inconel ofrecen una soldabilidad adecuada, mientras que otras requieren un control mucho más riguroso de la soldadura y del tratamiento térmico posterior a la soldadura. Estas diferencias son una de las razones por las que es necesario especificar la calidad en lugar de limitarse a pedir simplemente “Inconel”.”
¿Cuáles son las limitaciones del Inconel?
El Inconel no es necesariamente el material adecuado para todas las aplicaciones a alta temperatura.
Aumento del coste de los materiales
Las aleaciones a base de níquel suelen tener un coste de material más elevado que muchos metales de ingeniería convencionales. Este coste puede justificarse cuando la vida útil, la resistencia a la corrosión o la capacidad térmica son factores críticos, pero la decisión económica debe basarse en la aplicación concreta.
Dificultad de mecanizado
Muchas aleaciones a base de níquel se endurecen por deformación y presentan una conductividad térmica relativamente baja durante el mecanizado. Esto puede aumentar las exigencias a las herramientas y el tiempo de mecanizado.
Rendimiento por curso
Los Inconel 718, 625, 600, 601 y 690 no deben considerarse materiales intercambiables. Sus mecanismos de endurecimiento, su resistencia a la corrosión y sus aplicaciones habituales son diferentes.
El tratamiento térmico es importante
En el caso de los grados endurecidos por precipitación, como el 718, las propiedades mecánicas finales dependen en gran medida de las condiciones del tratamiento térmico. Por lo tanto, en los documentos de adquisición debe indicarse el estado requerido, en lugar de limitarse a nombrar la aleación.
Siguen vigentes los límites de solicitud
No se debe seleccionar ninguna aleación basándose únicamente en una tabla genérica de temperaturas. Las condiciones reales de servicio incluyen los ciclos térmicos, la tensión, la atmósfera, la exposición a sustancias químicas, la geometría, el método de fabricación y la vida útil prevista.
¿Cómo se debe elegir un grado de Inconel?
En un proyecto de ingeniería, hay que definir el entorno de funcionamiento antes de elegir el grado.
Una secuencia de selección práctica es:
- Determina la temperatura máxima y mínima de funcionamiento.
- Defina la carga mecánica y las condiciones cíclicas previstas.
- Identifica las condiciones químicas del proceso o la atmósfera circundante.
- Determina si la oxidación, la corrosión por picaduras, la corrosión intersticial o la corrosión bajo tensión constituyen un problema importante.
- Selecciona los grados de Inconel candidatos.
- Comprueba la forma, las dimensiones y el tratamiento térmico requeridos para el producto.
- Comprueba las especificaciones aplicables de ASTM, ASME, AMS, ISO o las específicas del sector.
- Confirmar los requisitos relativos a las pruebas, la trazabilidad y la documentación.
- Revisar los requisitos de fabricación, mecanizado y soldadura.
- Comprueba la viabilidad del suministro antes de emitir la orden de compra.
¿Qué debe incluirse en una solicitud de presupuesto de Inconel?
Una buena solicitud de presupuesto debería incluir, por lo general, algo más que el nombre de la aleación.
Por ejemplo:
| Requisito | Ejemplo |
|---|---|
| Calidad de la aleación | Inconel 625 |
| Número UNS | N06625 |
| Forma del producto | Barra redonda, chapa, tubo, alambre |
| Dimensiones | Diámetro, espesor, diámetro exterior, espesor de pared, longitud |
| Cantidad | kg, unidades o longitud total |
| Estado del material | Recocido, tratado en solución, envejecido, etc. |
| Estándar | ASTM, ASME, AMS o especificaciones del cliente |
| Pruebas | Ensayos de tracción, dureza, PMI, ensayos no destructivos (END) u otros ensayos que sean necesarios |
| Documentación | MTC, certificado de conformidad, documentos de trazabilidad |
| Aplicación | Aeroespacial, naval, químico, del petróleo y del gas, etc. |
| Entrega | Destino y fecha de entrega prevista obligatorios |
Esta información permite al proveedor evaluar los requisitos técnicos, en lugar de presentar un presupuesto basándose en una descripción incompleta del material.
Suministro de Inconel de MWalloys
MWalloys suministra aleaciones a base de níquel en diferentes calidades y formatos para aplicaciones industriales. En función del material solicitado, las dimensiones, las especificaciones y el proceso de fabricación, los requisitos pueden evaluarse mediante las propias capacidades de producción de MWalloys y la colaboración con socios fabricantes cualificados.
Las formas disponibles y las condiciones de suministro deben confirmarse caso por caso, en función de la aleación, el tamaño, la cantidad, la norma y los requisitos de documentación específicos.
Para la compra de Inconel, la información más útil que se debe facilitar es el tipo exacto, la designación UNS, las dimensiones, la cantidad, el estado del material, la especificación aplicable y los documentos de inspección necesarios.
Preguntas frecuentes sobre las aplicaciones del Inconel
¿Para qué se utiliza principalmente el Inconel?
El Inconel se utiliza principalmente para componentes expuestos a altas temperaturas, esfuerzos mecánicos, oxidación o corrosión agresiva. Entre los sectores en los que se emplea habitualmente se encuentran el aeroespacial, la generación de energía, el procesamiento químico, el petróleo y el gas, la energía nuclear, el tratamiento térmico, la ingeniería naval y determinadas aplicaciones del sector de la automoción.
¿Para qué se utiliza el Inconel 718?
El Inconel 718 se utiliza ampliamente en el sector aeroespacial, en turbinas de gas, en componentes de cohetes, en ingeniería nuclear y en equipos para el sector del petróleo y el gas. Su mecanismo de endurecimiento por precipitación le confiere una elevada resistencia mecánica y una buena resistencia a la fluencia a temperaturas elevadas.
¿Para qué se utiliza el Inconel 625?
El Inconel 625 se utiliza habitualmente en los sectores aeroespacial, de procesamiento químico, de ingeniería naval, de generación de energía y en equipos resistentes a la corrosión. Resulta especialmente útil en aquellas aplicaciones en las que se requiere resistencia mecánica, soldabilidad y resistencia a entornos agresivos.
¿Para qué se utiliza el Inconel 600?
El Inconel 600 se utiliza en componentes de hornos, equipos de procesamiento químico, sistemas de tratamiento térmico y aplicaciones relacionadas con la energía nuclear. Special Metals también lo recomienda para equipos de procesamiento alimentario y químico.
¿Para qué se utiliza el Inconel 601?
El Inconel 601 se utiliza habitualmente en equipos de tratamiento térmico, hornos industriales, procesos químicos, control de la contaminación, el sector aeroespacial y la generación de energía. Su resistencia a la oxidación a altas temperaturas es una de las principales razones por las que se elige este material.
¿Para qué se utiliza el Inconel 690?
El Inconel 690 se utiliza ampliamente en aplicaciones nucleares exigentes, especialmente en tubos de generadores de vapor, deflectores, placas tubulares y componentes relacionados. También se emplea en determinados entornos de procesamiento químico y de alta temperatura.
¿Es el Inconel adecuado para aplicaciones marinas?
Algunos grados de Inconel son aptos para su uso en entornos marinos y submarinos. El Inconel 625 se utiliza específicamente en ingeniería naval debido a su resistencia a la corrosión severa, incluida la corrosión por picaduras y la corrosión intercrestal.
¿Cómo elijo el tipo de Inconel adecuado?
Hay que partir de las condiciones reales de servicio: temperatura, carga mecánica, entorno químico, mecanismo de corrosión, forma del producto, tratamiento térmico, método de fabricación y especificación aplicable. El tipo de aleación debe seleccionarse en función de esos requisitos y no a partir de la denominación general “Inconel”.”
Conclusión
El Inconel se utiliza en aquellas aplicaciones en las que un componente debe mantener un rendimiento fiable sometido a combinaciones de calor, cargas mecánicas, oxidación o corrosión. Entre sus ámbitos de aplicación más habituales se encuentran los motores aeroespaciales, las turbinas de gas, los equipos de procesamiento químico, los equipos para el sector del petróleo y el gas, los sistemas nucleares, los hornos industriales, los equipos marítimos y determinados componentes de automoción.
Lo más importante es que El Inconel es una familia de aleaciones diferentes, no un único material universal.. El Inconel 718 se asocia habitualmente con aplicaciones aeroespaciales y de turbinas que requieren una alta resistencia; el 625, con aplicaciones marinas y de alta resistencia a la corrosión; los 600 y 601, con entornos de altas temperaturas y de tratamiento térmico; y el 690, con aplicaciones específicas del sector nuclear y de alta resistencia a la corrosión.
Por lo tanto, el grado adecuado debe seleccionarse en función de la combinación concreta de temperatura, esfuerzo, entorno, proceso de fabricación, forma del producto y especificaciones aplicables.
