Evaluación en servicio de tubos de aleación formadores de alúmina extraídos de los serpentines de craqueo de etileno

En los procesos petroquímicos a alta temperatura, como el craqueo de etileno, los materiales de los serpentines de los hornos se ven sometidos a tensiones térmicas y químicas extremas, lo que provoca oxidación, carburación y degradación mecánica. El desarrollo de aleaciones avanzadas con una estabilidad superior del óxido superficial y una mayor resistencia microestructural es esencial para garantizar la fiabilidad y prolongar la vida útil de los componentes. Paralloy Group se especializa en la fundición centrífuga de tubos de acero refractario con alto contenido en níquel y cromo, diseñados para entornos severos de alta temperatura y corrosivos. Entre ellas, la aleación patentada formadora de alúmina, XAl4, ha sido diseñada para mejorar la resistencia a la oxidación mediante la formación de una capa protectora de alúmina (Al₂O₃) estable y adherente.

Nuestro estudio analiza el comportamiento de los tubos de XAl₄ extraídos de un horno de craqueo de etileno tras un servicio prolongado a temperaturas superiores a 1 000 °C. Se llevó a cabo una evaluación exhaustiva, mediante diversas técnicas, para valorar la integridad mecánica, la evolución microestructural y la degradación superficial en diferentes secciones de la bobina. Los resultados confirman que la capa de alúmina sobre el XAl₄ se mantuvo continua y adherente durante todo el servicio, lo que proporcionó una excelente resistencia a la oxidación y a la carburación. Se produjo una desprendimiento mínimo incluso en las zonas más expuestas térmicamente, lo que corrobora la estabilidad protectora de la capa de Al₂O₃. Las observaciones microestructurales revelaron una matriz austenítica estable con un engrosamiento limitado de los carburos, lo que indica una solidez metalúrgica robusta bajo exposición prolongada. Los ensayos mecánicos mostraron que el XAl4 conservó una parte significativa de su resistencia inicial a la tracción y a la fluencia, con variaciones correlacionadas con las condiciones locales de funcionamiento.

En general, estos resultados demuestran la resistencia a altas temperaturas del XAl₄ y ponen de relieve la eficacia de las aleaciones formadoras de alúmina para aplicaciones en hornos de última generación. Este trabajo ofrece información fundamental para la evaluación del ciclo de vida, las estrategias de mantenimiento y la optimización de las aleaciones, y destaca la importancia de realizar una evaluación específica para cada ubicación en la caracterización posterior al servicio.

Nagesh Narasimha Prasad 1, Kevin Dourgaparsad 1, Abel Rapetti 1, Begoña Gómez Ferrer 1, Naveen Manikanteswaran 2, Dominique Flahaut 2

1 Manoir France SAS, 12 Rue des Ardennes, 27590 Pîtres

2 Paralloy Ltd, Paralloy House, Nuffield Road, Billingham, TS23 4DA