1. 19 OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
11 Número de publicación: 2 237 902
51 Int. Cl.7: C22C 38/44
C22C 38/00
ESPAÑA
B23K 35/30
12 TRADUCCIÓN DE PATENTE EUROPEA T3
86 Número de solicitud europea: 99850023 .5
86 Fecha de presentación: 16.02.1999
87 Número de publicación de la solicitud: 0937783
87 Fecha de publicación de la solicitud: 25.08.1999
54 Título: Nuevo uso de un acero inoxidable de alta resistencia.
30 Prioridad: 18.02.1998 SE 9800466 73 Titular/es: SANDVIK AKTIEBOLAG
811 81 Sandviken, SE
45 Fecha de publicación de la mención BOPI: 72 Inventor/es: Delblanc-Bauer, Anna;
01.08.2005 Nyström, Magnus y
Kangas, Pasi
45 Fecha de la publicación del folleto de la patente: 74 Agente: Díez de Rivera y Elzaburu, Ignacio
01.08.2005
ES 2 237 902 T3
Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de
la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea
de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se
considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art. 99.1 del
Convenio sobre concesión de Patentes Europeas).
Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid

2. ES 2 237 902 T3
DESCRIPCIÓN
Nuevo uso de un acero inoxidable de alta resistencia.
5 La presente invención se refiere al uso de un acero inoxidable de construcción de alta resistencia para la fabricación
de componentes para la industria de procesamiento, especialmente componentes destinados a ser expuestos a sosa
cáustica.
Los aceros inoxidables ferríticos-austeníticos (dúplex) se usan hoy ampliamente como materiales de construcción
10 en un número de aplicaciones industriales. Se ha encontrado que el acero dúplex, que se describe en la solicitud
de patente sueca SE-9302139-2 y que se caracteriza por tener 28-35% de Cr, 3-10% de Ni, 1,0-4,0% de Mo y 0,2-
0,6% de N, tiene propiedades especialmente favorables y en algunos casos, propiedades sorprendentemente buenas
como un material de construcción en aplicaciones específicas. La presente invención se refiere al uso de la clase de
acero como un material de construcción en áreas donde hidróxido de sodio (NaOH) y disoluciones del mismo se
15 utilizan o se preparan, y donde se han conseguido las propiedades especialmente favorables. La aleación de acuerdo
con el documento de patente sueca SE-9302139-2 se denomina en lo sucesivo como SAF 2906, la cual contiene
preferentemente un 29-33% de Cr, un 3-7% de Ni y un 1-3% de Mo.
Se pueden alcanzar altas velocidades de corrosión cuando el acero y también otros metales, como el titanio, se
20 exponen al NaOH. En disoluciones con un 30-48% de NaOH, y a temperaturas entre 100 y 200ºC, la velocidad de
corrosión de los aceros al cromo disminuye al incrementarse el contenido en cromo al 24% y más. La velocidad de
corrosión de los aceros al cromo también se puede reducir con la adición de clorato de sodio (NaClO3 ), el cual ha sido
probado por ejemplo, para un 48% de NaOH y un contenido en cromo de al menos un 5% en el acero al cromo, y una
adición de un 0-1% de NaClO3 .
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Cuando se utilizan aceros inoxidables austeníticos en disoluciones que contienen NaOH también existe, además
de altas velocidades de corrosión, un alto riesgo de fractura por corrosión bajo tensión, riesgo que disminuye con una
cantidad creciente de níquel en el material.
30 La sosa cáustica se produce, entre otros métodos, por electrolisis de disoluciones de cloruro sódico, mediante la
cual también se produce gas cloro. Cuando se utiliza el método de diafragma, el hidróxido sódico obtenido tiene una
concentración de aproximadamente el 12% después de la electrolisis y también contiene cloruros y en algunos casos
clorato. La concentración de la disolución se aumenta mediante evaporación en varias etapas en los denominados
evaporadores de NaOH. La disolución se calienta en éstos bajo presión, se evapora el vapor de agua y se eliminan los
35 cloruros (después de cristalización). La concentración de NaOH alcanza hasta el 47% y por encima, en las últimas
etapas de la evaporación. A pesar del hecho de que los cloruros se hayan eliminado en varias etapas se ha compro-
bado la presencia de cantidades remanentes tanto de sólidos (hasta del 8%) y de cloruro disuelto (hasta del 7%). La
temperatura en los evaporadores de NaOH con la concentración de NaOH más alta es de 160-170ºC.
40 Las velocidades de corrosión en un evaporador de NaOH pueden variar profundamente, sobre todo dependiendo
de la temperatura y de los caudales. En relación con la temperatura, variaciones en la misma parte de un equipo, por
ejemplo un tubo de un evaporador o una placa de desgaste pueden causar localmente velocidades de corrosión tan altas
que se obtenga una vida inaceptablemente baja, al mismo tiempo que la mayor parte del material sólo muestre una
corrosión insignificante. A las diferencias de temperatura que normalmente tienen lugar, dentro por ejemplo, de un
45 tubo de un evaporador de NaOH, o a la alteración de temperatura en conexión con cambios de proceso, materiales que
previamente han mostrado buena vida pueden, por lo tanto, mostrar altas velocidades de corrosión, que tienen como
consecuencia una reducción sustancial de la vida del material.
También existen caudales especialmente altos, además de en el interior de los tubos del evaporador, en el propul-
50 sor de la bomba de circulación y en el difusor de aire. Estas partes, por lo tanto, corren el riesgo de ser expuestas
a la corrosión por erosión, la cual es además agravada con las cantidades crecientes de sales no disueltas en la di-
solución, y consecuentemente muestran altas velocidades de corrosión. Varios materiales, que han sido utilizados en
la construcción de evaporadores de NaOH, tienen en muchos casos una vida inaceptablemente baja en estas partes
expuestas.
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Los materiales que ahora dominan en la construcción de evaporadores de NaOH son el 26-1 (UNS S44626), el
Níquel 200 (UNS N02200) y Sanicro 28 (UNS N08028). Existen, sin embargo, ciertos problemas con altas velocidades
de corrosión y corrosión por erosión, que conducen a un acortamiento de la vida de la construcción. El Níquel 200, que
esencialmente contiene 0,15% de C (máx.), 99% de Ni, 0,10% de Cu (máx.) y 0,20% de Mg (máx.) es hoy la selección
60 dominante de material gracias a su alta resistencia a la corrosión por la disolución de proceso en la evaporación de
NaOH. Se han realizado ensayos con Sanicro 28, pero el material tiene una vida limitada debido a la corrosión.
El Níquel 200 sin embargo, tiene la limitación de que su resistencia a la erosión es reducida comparada con aceros
inoxidables como Sanicro 28. La combinación de alta resistencia a la erosión y al mismo tiempo, alta resistencia a la
65 disolución de proceso en la evaporación de NaOH sería por lo tanto, óptima.
Es un objeto de esta invención evitar o aliviar los problemas de la técnica anterior.
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Es además un objeto de esta invención proporcionar un acero inoxidable de construcción de alta resistencia para la
fabricación de componentes para la industria de procesamiento.
Es un aspecto de la invención proporcionar, en el uso de materiales de construcción como componentes de química
5 de procesos para ser utilizados en ambientes de sosa cáustica, consistiendo la mejora que al menos se hace de la
porción de los componentes de una aleación de acero inoxidable ferrítico-austenítico esencialmente en (% en peso):
C máx. 0,05
Si máx. 0,8
10
Mn 0,3-4
Cr 28-35
Ni 3-10
Mo 1,0-4,0
15
N 0,2-0,6
Cu máx. 1,0
W máx. 2,0
S máx. 0,010
20 Ce máx. 0,2
y el resto, Fe con impurezas y adiciones que aparecen normalmente y en el que el contenido en ferrita es de un 30-
70% en volumen, y siendo el resto austenita.
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Se han llevado a cabo un número de ensayos para obtener información sobre la resistencia y las propiedades del
material ferrítico-austenítico al ser expuesto en diferentes ambientes de sosa cáustica. En paralelo con nuestro nuevo
material, que hemos decidido denominar SAF 2906, se han incluido un número de otros materiales comerciales. El
principal análisis de nuestro nuevo material SAF 2906, así como, de los otros materiales que se comparan se muestra
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en la Tabla 1 a continuación.
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Los ensayos han incluido ensayos de corrosión en NaOH en ebullición con diferente concentración. El resultado se
ilustra en la Figura 1. Los aceros inoxidables dúplex tienen una reconocida buena resistencia a la fractura por corrosión
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bajo tensión. Los ambientes con hasta un 50% de NaOH se consiguen en la evaporación de NaOH, donde por ejemplo,
los aceros dúplex SAF 2205, SAF 2304 y SAF 2507 muestran altas velocidades de corrosión. El Sanicro 28 muestra
una mejor resistencia que estas clases de acero. La nueva clase de acero de la patente 9302139-2 ha sido ensayada
para corrosión en NaOH en ebullición de diferentes concentraciones. Sorprendentemente se muestra que se alcanza
una velocidad de corrosión muy baja, mejor resistencia que los hasta ahora conocidos aceros dúplex y también mejor
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que el Sanicro 28.
En paralelo con esto, se han realizado ensayos adicionales de nuestro nuevo material SAF 2906 en disoluciones
de NaOH/ NaCl/ NaClO3 a dos concentraciones diferentes; una que contiene un 10% de NaOH y un 2% de NaCl, la
otra que contiene un 50% de NaOH y un 7% de NaCl. Las disoluciones han contenido 800 ppm de ClO3 en todos los
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casos. Los resultados se han expresado como cantidad de material corroído en mm/año, lo que se muestra en la Tabla
2 a continuación.
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Sorprendentemente se ha mostrado, como se puede ver en la tabla, que el nuevo material denominado SAF 2906 es
considerablemente mejor que los mejores materiales anteriores Sanicro 28 y Ni 200. Los aceros austeníticos-ferríticos
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tienen además de eso, una reconocida buena resistencia a la corrosión por erosión. Los resultados explican, como se
puede ver, la posibilidad de un incremento sustancial en la vida mediante la selección de materiales para los evapora-
dores de NaOH. Este incremento en la vida se prevé posible en el uso del material (SAF 2906) como tubo, plancha,
barra, material de soldadura y fundición.
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Los principios, realizaciones preferidas y modos de operación de la presente invención se han descrito en la me-
moria descriptiva precedente. La invención que desea proteger se define por las reivindicaciones adjuntas.
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REIVINDICACIONES
1. Uso de una aleación de acero inoxidable ferrítico-austenítico que consiste (% en peso) en:
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C máx. 0,05
Si máx. 0,8
Mn 0,3-4
10 Cr 28-35
Ni 3-10
Mo 1,0-4,0
N 0,2-0,6
15 Cu máx. 1,0
W máx. 2,0
S máx. 0,010
Ce máx. 0,2
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y el resto es Fe con impurezas y adiciones que normalmente aparecen, donde el contenido en ferrita es de un 30-
70% en volumen, como material para la producción de aparatos, que cumplirá las exigencias de buena resistencia a la
erosión y a la corrosión frente a disoluciones de proceso de NaOH/ NaCl/ NaClO3 en la fabricación de sosa cáustica.
25 2. Uso de un acero ferrítico-austenítico según la reivindicación 1, caracterizado porque la aleación contiene
C 0,02
Si 0,3
30 Mn 1,0
Cr 29
Ni 6,7
Mo 2,2
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N 0,37
Cu máx. 0,5
3. Uso de un acero ferrítico-austenítico según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que el material se utiliza
40 para evaporadores de NaOH en forma de tubo, plancha, barra, material de soldadura o fundición.
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