¿Qué acero se utiliza para los cilindros de gas?

¿Qué acero se utiliza para los cilindros de gas?

Los cilindros de gas se utilizan para almacenar gases comprimidos, como oxígeno, dióxido de carbono y propano. Son esenciales para muchas industrias y aplicaciones, desde atención médica y soldadura hasta acampar y cocinar. Sin embargo, la seguridad y confiabilidad de los cilindros de gas dependen en gran medida de sus materiales y construcción, especialmente del acero utilizado en su fabricación. En este artículo profundizaremos en las propiedades y grados del acero que se utilizan habitualmente para las bombonas de gas, así como en las normas y normativas que regulan su producción y uso.

Propiedades del acero para cilindros de gas.

El acero es un material versátil y duradero que se ha utilizado para diversas aplicaciones durante siglos. En el caso de los cilindros de gas, el acero ofrece varias ventajas, como solidez, tenacidad y resistencia a la corrosión y a la alta presión. Sin embargo, no todos los tipos de acero son adecuados o seguros para los cilindros de gas, ya que deben cumplir criterios específicos de composición, microestructura y propiedades mecánicas. Estas son algunas de las características clave del acero para cilindros de gas:

Composición química. El acero utilizado para los cilindros de gas debe tener un bajo contenido de carbono, normalmente menos del 0.20 %, para evitar la fragilidad y la corrosión. También debe contener ciertos elementos de aleación, como manganeso, cromo y níquel, para mejorar su resistencia, soldabilidad y ductilidad. La composición química del acero suele estar especificada por normas internacionales, como ISO 9809-1, EN 1964-1 y DOT-39.

Microestructura. La microestructura del acero se refiere a su disposición de átomos y fases a nivel microscópico. En el caso de las bombonas de gas, el acero debe tener una estructura homogénea y de grano fino, sin defectos ni inclusiones visibles, para garantizar una resistencia y tenacidad uniformes. Esto se logra mediante el uso de técnicas de procesamiento especiales, como laminación controlada, normalización y enfriamiento y revenido.

Propiedades mecánicas. Las propiedades mecánicas del acero se refieren a su capacidad para resistir la deformación, la fractura y la fatiga bajo tensión. Para los cilindros de gas, el acero debe tener rangos específicos de resistencia a la tracción, límite elástico, alargamiento y resistencia al impacto, de acuerdo con las condiciones de servicio y los factores de seguridad. Estas propiedades generalmente se prueban y verifican mediante varios métodos, como pruebas de tracción, pruebas de impacto y pruebas ultrasónicas.

Grados de acero para cilindros de gas.

Hay varios grados de acero que son adecuados para los cilindros de gas, según los gases, presiones y temperaturas previstos. A continuación se muestran algunos grados comunes de acero para cilindros de gas y sus características:

SG255/SG295. Estos grados de acero se utilizan para gas licuado de petróleo (GLP), como propano y butano, que se almacenan a presiones y temperaturas moderadas. Tienen una resistencia a la tracción relativamente baja (alrededor de 400 MPa) y un límite elástico (alrededor de 260 MPa), pero un alto alargamiento (alrededor del 28%) y resistencia al impacto (alrededor de 55 J). Generalmente se producen mediante laminación en caliente y laminación controlada.

SG325/SG365. Estos grados de acero se utilizan para gas natural comprimido (GNC) y gas hidrógeno comprimido (CHG), que se almacenan a altas presiones y temperaturas. Tienen una mayor resistencia a la tracción (alrededor de 540 MPa) y límite elástico (alrededor de 365 MPa), pero un menor alargamiento (alrededor del 22%) y resistencia al impacto (alrededor de 35 J). Generalmente se producen mediante laminación en caliente y enfriamiento y revenido.

HP295/HP325. Estos grados de acero también se utilizan para GLP y otros gases, pero con presiones y temperaturas más altas. Tienen una composición y microestructura similares a las del SG255/SG295, pero una mayor resistencia a la tracción (alrededor de 590 MPa) y límite elástico (alrededor de 440 MPa) y un menor alargamiento (alrededor del 20%) y resistencia al impacto (alrededor de 33 J). Generalmente se producen mediante laminación en caliente y laminación controlada.

Las especificaciones y tolerancias exactas para estos grados de acero pueden variar según las normas nacionales o internacionales y las prácticas de los fabricantes. Sin embargo, deben cumplir con los requisitos mínimos de composición química, microestructura y propiedades mecánicas, según lo especificado por las autoridades pertinentes.

Normas y reglamentos para cilindros de gas.

Los cilindros de gas están sujetos a diversas normas y regulaciones para garantizar su seguridad, calidad y compatibilidad con las necesidades de los usuarios y el medio ambiente. Algunas de las normas y reglamentos más importantes para los cilindros de gas son:

ISO 11119-2. Esta norma especifica los requisitos y métodos de prueba para cilindros de gas no recargables fabricados de materiales metálicos, como acero, aluminio y titanio. Cubre el diseño, construcción, pruebas, etiquetado y marcado de cilindros para diversos gases, como hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono. También establece el peso y volumen máximo permitido de cilindros para diferentes aplicaciones.

ES 1964-1. Esta norma europea especifica los requisitos y métodos de prueba para bombonas de gas recargables fabricadas en acero sin costura con una capacidad de agua de hasta 150 litros. Cubre el diseño, fabricación, prueba, inspección y mantenimiento de cilindros para diversos gases, como GLP, GNC y oxígeno. También define las marcas, etiquetas y documentación de los cilindros.

PUNTO-39. Este reglamento del Departamento de Transporte de EE. UU. (DOT) especifica los requisitos y métodos de prueba para cilindros de especificación fabricados de acero sin costura con una capacidad de agua de hasta 75 litros. Cubre el diseño, fabricación, prueba, inspección y aprobación de cilindros para diversos gases, como propano, helio y acetileno. También regula el etiquetado, marcado y mantenimiento de registros de los cilindros.

Otras normas y regulaciones para cilindros de gas pueden pertenecer a países, regiones, aplicaciones o industrias específicas. Pueden cubrir cuestiones tales como compatibilidad, transporte, almacenamiento, llenado, vaciado y eliminación de cilindros. El cumplimiento de estas normas y reglamentos es fundamental para la seguridad y legalidad de los cilindros de gas y sus usuarios.

Conclusión

El acero es un material vital para los cilindros de gas, ya que proporciona solidez, tenacidad y resistencia a la alta presión y la corrosión. Las propiedades y grados del acero para cilindros de gas dependen de los gases, presiones y temperaturas específicas involucradas, así como de las normas y regulaciones que rigen su producción y uso. Para garantizar la seguridad y confiabilidad de los cilindros de gas, es importante elegir el acero adecuado y seguir las normas y reglamentos pertinentes.