Resistencia a la corrosión del Hastelloy B2: comportamiento en ácido clorhídrico, ácido sulfúrico y entornos reductores

La resistencia a la corrosión del Hastelloy B2 se basa en una composición con alto contenido en níquel y molibdeno, desarrollada principalmente para entornos químicos fuertemente reductores. También conocida como Aleación B2, UNS N10665 y Werkstoff 2.4617, esta aleación ofrece una resistencia excepcional al ácido clorhídrico, al cloruro de hidrógeno gaseoso, a muchas condiciones de ácido sulfúrico y a determinadas soluciones de ácido fosfórico, acético y otros ácidos reductores. A diferencia de las aleaciones de la familia C que contienen cromo, el Hastelloy B2 tiene una resistencia muy limitada frente a productos químicos fuertemente oxidantes. Los iones férricos, los iones cúpricos, el cloro libre, el ácido nítrico y otros contaminantes oxidantes pueden provocar un ataque rápido. Por lo tanto, la selección correcta del material requiere un control preciso de toda la química del proceso, la temperatura, la concentración y el nivel de contaminación.

Resumen de la resistencia a la corrosión del Hastelloy B2

El Hastelloy B2 es una aleación de níquel y molibdeno reforzada por solución sólida, diseñada para entornos reductores extremos. Su elevado contenido en molibdeno le confiere una gran resistencia al ácido clorhídrico y a otros ácidos no oxidantes en amplios rangos de concentración.

Esta aleación se utiliza en reactores químicos, tuberías de transporte de ácidos, intercambiadores de calor, bombas, válvulas, evaporadores, equipos de destilación y sistemas de cloruro de hidrógeno. También puede ser adecuada para el ácido acético, los productos intermedios farmacéuticos, el procesamiento de productos químicos orgánicos y las aplicaciones en las que se reduce el ácido sulfúrico.

El B2 no es una aleación resistente a la corrosión de uso universal. Su bajo contenido en cromo hace que no desarrolle la misma película pasiva rica en cromo que se encuentra en el C22, el C276 o el acero inoxidable. Esta característica mejora su comportamiento frente a los ácidos reductores, pero limita su resistencia a los productos químicos oxidantes y a los contaminantes oxidantes.

Por lo tanto, la selección del material debe responder a una pregunta importante: ¿se mantendrá el proceso en condiciones reductoras durante la producción normal, la puesta en marcha, la parada, la limpieza y las condiciones de funcionamiento anómalas? Si puede entrar oxígeno, cloro, iones férricos o ácido nítrico en el sistema, una aleación de níquel de la familia C puede resultar más segura.

Composición química y su papel en la resistencia a la corrosión

Elemento	Contenido típico, peso: %	Papel en el comportamiento frente a la corrosión
Níquel	Saldo	Aporta una matriz dúctil y resistencia a numerosos productos químicos reductores
Molibdeno	26.0–30.0	Ofrece una resistencia excepcional al ácido clorhídrico y a otros medios reductores
Hierro	2,0 como máximo	Restringido para preservar la resistencia a los ácidos reductores
Cromo	Aproximadamente 1,0 como máximo	Se mantiene bajo; limita la resistencia a los entornos oxidantes
Cobalto	1,0 como máximo	Elemento residual controlado
Carbono	0,02 como máximo	Controlado para reducir las precipitaciones perjudiciales
Silicio	0,10 como máximo	Se ha comprobado la estabilidad de la soldadura y la microestructura
Manganeso	1,0 como máximo	Control del procesamiento y la desoxidación

El elevado contenido en molibdeno es la característica que define al Hastelloy B2. El molibdeno mejora la resistencia a los ácidos reductores y ayuda a proteger la aleación en ácido clorhídrico en amplios rangos de concentración y temperatura.

El bajísimo contenido en cromo explica por qué el B2 no es adecuado para muchos productos químicos oxidantes. El cromo suele formar una película protectora de óxido, pero aumentar su contenido puede reducir el rendimiento de las aleaciones de níquel-molibdeno en determinados ácidos fuertemente reductores. Por lo tanto, el B2 es un material especializado, más que de uso general.

Resistencia a los entornos reductores

El Hastelloy B2 ofrece un rendimiento óptimo en entornos reductores o no oxidantes. Entre estas condiciones se incluyen el ácido clorhídrico, el cloruro de hidrógeno, el ácido sulfúrico reductor, determinadas soluciones de ácido fosfórico y varios ácidos orgánicos.

Los entornos reductores tienen un bajo potencial de oxidación y, por lo general, no favorecen la formación de las películas pasivas estables propias de los aceros inoxidables ricos en cromo. En estas condiciones, el B2 se basa en sus propiedades químicas de níquel y molibdeno, en lugar de en la pasivación del cromo.

Esta aleación puede ofrecer índices de corrosión mucho más bajos que el acero inoxidable 316L, el acero inoxidable dúplex y muchas aleaciones que contienen cromo en entornos con ácido clorhídrico concentrado. Sin embargo, pequeñas cantidades de contaminación oxidante pueden alterar esta ventaja.

Resistencia a la corrosión por ácido clorhídrico

La resistencia al ácido clorhídrico es una de las principales razones por las que se elige el Hastelloy B2. Esta aleación ofrece un buen comportamiento en un amplio rango de concentraciones de ácido clorhídrico, incluidas aquellas condiciones en las que el acero inoxidable y muchas aleaciones de níquel-cromo sufren un ataque rápido.

Entre sus aplicaciones más habituales se incluyen los reactores de ácido clorhídrico, los depósitos de almacenamiento, las tuberías de transferencia, las bombas, las válvulas, los equipos de destilación, los sistemas de recuperación de ácido y los intercambiadores de calor.

La temperatura sigue siendo un factor importante. Las reacciones de corrosión suelen acelerarse a medida que aumenta la temperatura, y las condiciones de ebullición pueden ser más severas que la exposición a temperatura ambiente. La concentración también puede variar debido a la evaporación o la dilución.

Los contaminantes oxidantes requieren una atención especial. El cloruro férrico, el cloruro cúprico, el cloro disuelto, el hipoclorito y el oxígeno pueden aumentar la velocidad de corrosión. Un proceso descrito simplemente como “ácido clorhídrico” puede no ser adecuado para B2 si hay una presencia significativa de iones oxidantes.

Resistencia a la corrosión por ácido sulfúrico

El Hastelloy B2 ofrece una gran resistencia a numerosas condiciones reductoras del ácido sulfúrico. Su comportamiento depende de la concentración del ácido, la temperatura, la aireación y las impurezas.

El ácido sulfúrico diluido puede ser muy corrosivo debido a su conductividad, mientras que el ácido concentrado puede volverse cada vez más oxidante. La opción B2 resulta más adecuada cuando el ácido sulfúrico sigue siendo reductor y se controlan los contaminantes oxidantes.

Entre sus aplicaciones se pueden incluir equipos de transferencia de ácido, reactores, depósitos de almacenamiento y sistemas de recuperación. En el caso de ácidos calientes o concentrados, los datos sobre corrosión deben abarcar la combinación exacta de concentración y temperatura.

Si el proceso puede pasar a condiciones de ácido sulfúrico fuertemente oxidantes, el C22 o el C276 podrían constituir una opción más equilibrada. La decisión debe tener en cuenta los productos químicos utilizados en la puesta en marcha, la parada y la limpieza, y no limitarse únicamente a la producción normal.

Resistencia a los ácidos fosfórico y acético

Ácido fosfórico

El Hastelloy B2 ofrece una buena resistencia a las soluciones de ácido fosfórico puro o reductor. El ácido fosfórico industrial obtenido mediante proceso en húmedo puede contener fluoruros, cloruros, ácido sulfúrico, compuestos de hierro y otras impurezas oxidantes.

Cuando hay contaminantes oxidantes presentes, el C22 o el C276 pueden ofrecer un rendimiento más fiable. Se recomienda realizar pruebas reales con el líquido de proceso en el caso de corrientes contaminadas procedentes de la producción de fertilizantes y ácido fosfórico.

Ácido acético

El B2 ofrece, por lo general, una excelente resistencia al ácido acético, especialmente en condiciones reductoras. Se puede considerar su uso en reactores de ácido acético, sistemas de destilación, tuberías de transporte y equipos de química orgánica.

Los catalizadores, los cloruros, el oxígeno disuelto y otros ácidos orgánicos pueden alterar el comportamiento frente a la corrosión. Se debe revisar la mezcla completa del proceso antes de la selección definitiva.

Resistencia al gas cloruro de hidrógeno

El Hastelloy B2 ofrece una gran resistencia al cloruro de hidrógeno gaseoso en condiciones reductoras adecuadamente controladas. Se puede utilizar en equipos de generación de gas, conductos de transferencia, absorbedores, reactores y conexiones de proceso.

El cloruro de hidrógeno seco y el cloruro de hidrógeno húmedo no constituyen el mismo entorno corrosivo. La humedad puede generar ácido clorhídrico concentrado en la superficie metálica, mientras que la contaminación por oxígeno o cloro puede hacer que el condensado sea más oxidante.

Entre las variables importantes se incluyen:

• Temperatura del gas
• Nivel de agua y punto de rocío
• Concentración de oxígeno
• Contenido de cloro libre
• Condensación durante el arranque y la parada
• Velocidad del flujo y erosión
• Sedimentos y zonas de estancamiento

Las zonas de condensación suelen ser más corrosivas que el gas en su conjunto. En el análisis de los materiales deben tenerse en cuenta la temperatura más baja de la pared y las propiedades químicas previstas del condensado.

Resistencia a la corrosión por picaduras y en hendiduras

El Hastelloy B2 ofrece una gran resistencia a la corrosión localizada en numerosos entornos reductores con cloruro y ácidos. Su elevado contenido en molibdeno mejora la resistencia a la corrosión por picaduras y en hendiduras cuando el proceso se mantiene en condiciones reductoras.

Su resistencia a la corrosión localizada no es tan estable en condiciones oxidantes como la del C22 o el C276. Los contaminantes oxidantes pueden provocar corrosión en hendiduras, bajo depósitos o cerca de las interfaces vapor-líquido.

El diseño de los equipos debe reducir al mínimo:

• Grietas en las juntas
• Uniones solapadas
• Piernas pesadas
• Conexiones roscadas para procesos
• Sedimentos y sólidos en suspensión
• Soldaduras irregulares o incompletas
• Zonas que no se pueden drenar por completo

Una tasa media de corrosión baja no garantiza que no se produzcan ataques localizados. Las inspecciones y los ensayos deben centrarse específicamente en detectar picaduras y daños en las ranuras.

Resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión

El Hastelloy B2 ofrece, por lo general, una gran resistencia a la corrosión bajo tensión inducida por cloruros en comparación con los aceros inoxidables austeníticos comunes. Esto resulta útil en entornos ácidos y con presencia de cloruros, en los que los equipos soldados o conformados en frío conservan tensiones residuales de tracción.

La corrosión por fisuración bajo tensión requiere un material susceptible, un entorno específico y una tensión de tracción. Aunque el B2 reduce la susceptibilidad en muchos entornos reductores, las condiciones excepcionales en las que intervienen oxidantes, sustancias cáusticas, compuestos de azufre o altas temperaturas requieren una evaluación individual.

Las tensiones residuales pueden deberse a la soldadura, el conformado, el mecanizado, el enderezado o el montaje. Los procedimientos de soldadura homologados y una fabricación controlada reducen el riesgo de agrietamiento y deformación.

Resistencia a la corrosión a diferentes temperaturas y concentraciones

La temperatura y la concentración deben tenerse en cuenta conjuntamente. Una prueba a temperatura ambiente con ácido diluido no permite predecir el comportamiento en condiciones de servicio con ácido concentrado a alta temperatura.

Condiciones de funcionamiento	Comportamiento general del B2	Orientación para la selección
Diluir el ácido reductor a temperatura ambiente	En general, excelente	Comprueba que el nivel de impurezas oxidantes se mantenga bajo
Ácido reductor concentrado a temperatura ambiente	A menudo excelente	Revisar los datos sobre corrosión específicos para cada concentración
Ácido clorhídrico caliente	Gran resistencia en numerosas condiciones	Comprueba las condiciones de ebullición y la presencia de impurezas
Ácido sulfúrico caliente	Eficaz en condiciones reductoras	Evita aplicar datos de ácidos reductores a ácidos oxidantes.
Interfaz vapor-líquido	Potencialmente más agresivo que el líquido a granel	Evaluar la entrada de oxígeno y la composición química del condensado
Gas a alta temperatura	Específico para cada aplicación	Revisar la composición de los gases, la oxidación y la estabilidad de fase

La temperatura local de las paredes puede ser superior a la temperatura del líquido en su conjunto cerca de los calentadores, los evaporadores y las superficies de los intercambiadores de calor. La evaporación también puede provocar la concentración de impurezas contra el metal.

Limitaciones en entornos oxidantes

La principal limitación del Hastelloy B2 es su escasa resistencia a los productos químicos fuertemente oxidantes y a los contaminantes oxidantes. Su bajo contenido en cromo no proporciona la misma estabilidad de la película pasiva que el C22 o el C276.

Entre las especies oxidantes potencialmente nocivas se incluyen:

• Ácido nítrico
• Cloruro férrico
• Cloruro cúprico
• Cloro libre
• Hipocloritos
• Cloratos
• Peróxidos
• Alto nivel de oxígeno disuelto
• Catalizadores oxidantes potentes

Incluso pequeñas cantidades de iones férricos o cúpricos pueden alterar el comportamiento frente a la corrosión. La contaminación puede proceder de las materias primas, de la corrosión en etapas anteriores del proceso, de los productos químicos de limpieza, de las corrientes de proceso recicladas o de fugas de aire.

No se debe elegir el B2 cuando el potencial de oxidación del proceso sea incierto o pueda variar durante el funcionamiento. Una aleación que contenga cromo, como el C22 o el C276, suele ofrecer un equilibrio más seguro para entornos mixtos, tanto oxidantes como reductores.

Tabla de resistencia a la corrosión del Hastelloy B2

Química o medio ambiente	Resistencia general	Aspecto importante a tener en cuenta
Ácido clorhídrico	Excelente	Control de la contaminación por ferros, cupricos y cloro
Cloruro de hidrógeno gaseoso	De excelente a muy bueno	Analiza la humedad, el oxígeno y la condensación
Ácido sulfúrico reductor	De excelente a muy bueno	Comprueba la concentración y la temperatura
Ácido fosfórico	Muy eficaz en condiciones reductoras	Los contaminantes industriales pueden alterar el rendimiento
Ácido acético	Excelente	Repasa los catalizadores, los cloruros y el oxígeno
Ácido fórmico	Muy bien	Confirmar las condiciones de alta concentración
Soluciones reductoras de cloruro	Muy bien	Los iones oxidantes pueden provocar un ataque localizado
Ácido nítrico	Deficiente o inadecuado	Sustancia química fuertemente oxidante
Cloruro férrico	Limitado o inadecuado	Contaminante fuertemente oxidante
Cloruro cúprico	Limitado o inadecuado	Puede provocar una corrosión rápida
Cloro húmedo	Limitado	Por lo general, se prefieren las aleaciones de la familia C
Hipoclorito de sodio	Deficiente o con condiciones	Entorno fuertemente oxidante
Agua de mar	Condicional	El oxígeno y la actividad biológica hacen que sea oxidante
Corrientes de ácidos mixtos	Específico para cada aplicación	Cualquier componente oxidante puede influir en la selección

Hastelloy B2 frente a B3, C22 y C276

Material	Punto fuerte principal	Limitación principal o nota de selección
Hastelloy B2	Excelente resistencia al ácido clorhídrico y a los ácidos reductores	Resistencia a la oxidación limitada y menor estabilidad térmica que el B3
Hastelloy B3	Excelente resistencia a los ácidos reductores y mayor estabilidad térmica	Sigue habiendo restricciones en cuanto a los productos químicos fuertemente oxidantes
Hastelloy C22	Excelente equilibrio en entornos oxidantes, reductores y con cloruro	Puede que no alcance el rendimiento de la familia B en todas las condiciones de ácido reductor puro.
Hastelloy C276	Amplia resistencia a los ácidos reductores, a una mezcla de sustancias químicas y a los cloruros	Es más versátil que el B2, pero su composición y su coste son diferentes

El Hastelloy B3 se desarrolló para mejorar la estabilidad térmica y las características de fabricación del B2, al tiempo que se mantiene una elevada resistencia a los ácidos reductores. Suele tenerse en cuenta para equipos nuevos cuando se requiere una aleación de la familia B.

Los tipos C22 y C276 contienen una cantidad considerable de cromo y resultan más adecuados para corrientes de proceso que contienen contaminantes oxidantes. El tipo B2 puede seguir siendo el material preferido cuando la composición química es claramente reductora y la resistencia al ácido clorhídrico es el requisito principal.

Aplicaciones resistentes a la corrosión del Hastelloy B2

Procesamiento del ácido clorhídrico

Los reactores, los depósitos de almacenamiento, las tuberías, las bombas, las válvulas y los intercambiadores de calor pueden utilizar B2 siempre que se controle estrictamente la presencia de contaminantes oxidantes.

Sistemas de cloruro de hidrógeno

Los generadores de gas, las líneas de transferencia, los absorbedores y las conexiones de proceso pueden utilizar B2 en aplicaciones con cloruro de hidrógeno seco o húmedo, una vez que se haya revisado la composición química completa del gas y del condensado.

Equipos para ácido sulfúrico

El B2 puede seleccionarse para los sistemas de transporte, almacenamiento, reacción y recuperación de ácido sulfúrico.

Producción de productos químicos orgánicos

El ácido acético, determinados ácidos orgánicos, los productos intermedios farmacéuticos, los colorantes y los productos químicos especializados pueden requerir condiciones de proceso reductoras adecuadas para B2.

Equipos de vacío y destilación

Los evaporadores, condensadores, columnas y recalentadores pueden utilizar B2 cuando se reducen vapores ácidos y hay condensados presentes.

Procesamiento farmacéutico

El B2 puede utilizarse en determinados equipos de reacción y transferencia en los que se manipulan ácidos reductores y se excluyen o se controlan cuidadosamente los productos químicos de limpieza oxidantes.

Preguntas frecuentes sobre la resistencia a la corrosión del Hastelloy B2

¿A qué sustancias químicas es resistente el Hastelloy B2?
El Hastelloy B2 es muy resistente al ácido clorhídrico, al cloruro de hidrógeno gaseoso, a muchas soluciones reductoras de ácido sulfúrico y a determinados ácidos fosfóricos, acéticos y orgánicos. Su idoneidad depende de la temperatura, la concentración y la ausencia de contaminantes oxidantes.

¿Es el Hastelloy B2 adecuado para productos químicos oxidantes?
Por lo general, no. El B2 tiene un bajo contenido en cromo y una resistencia limitada al ácido nítrico, al cloruro férrico, al cloruro cúprico, al cloro libre, a los hipocloritos y a otros productos químicos fuertemente oxidantes. El C22 o el C276 suelen ser más adecuados cuando hay oxidantes presentes.

¿Cuál es la diferencia entre el Hastelloy B2 y el B3?
Ambas son aleaciones de níquel-molibdeno diseñadas para la reducción de ácidos. La aleación B3 se desarrolló con una estabilidad térmica y unas características de fabricación mejoradas, lo que reduce el riesgo de fragilización durante la soldadura y la exposición a altas temperaturas, al tiempo que conserva una elevada resistencia al ácido clorhídrico.