Los pernos «inoxidables» agrietados de la válvula: 9 % de cromo, 16 % de manganeso y un campo de especificación que dice Not available

Siete pernos

Los pernos sujetaban el bonete de una válvula de compuerta de vástago ascendente (OS&Y) de 6 pulgadas, en el sistema de diluvio contra incendios de la planta. El cuerpo era de fundición gris ASTM A126 Class B, con cuatro pernos en el bonete. El entorno era una atmósfera marina húmeda y salina, y el cloruro del agua de refrigeración estaba cerca de su límite de 300 ppm.

Los investigadores recibieron siete: dos rotos en el radio de transición entre cabeza y caña, dos agrietados en el mismo lugar, tres aparentemente intactos. Cabezas, arandelas y tuercas estaban pintadas de rojo; las cañas tenían una capa de óxido marrón oscuro.

Cuatro cifras en la composición

No figura níquel. Las tuercas tenían 14 % Mn y 11 % Cr; las arandelas, 14 % Mn y 13 % Cr. El artículo clasifica el material como acero TWIP, un acero austenítico de alto manganeso endurecido por maclado de deformación.

ISO 3506-1:2020, apartado 3.5, define el acero inoxidable como acero con al menos 10,5 % de cromo y como máximo 1,2 % de carbono. 9,10 % queda por debajo. La tuerca y la arandela superan el umbral; el perno, no. Las recomendaciones del mismo artículo siguen llamando a estas piezas «componentes de acero inoxidable de alta resistencia» (traducción).

El campo de especificación: Not available

La tabla 1 del artículo recoge las condiciones de servicio. Su primera fila, el material de pernos, tuercas y arandelas, dice Not available, igual que la fila de tensiones. Los investigadores tenían piezas, no una especificación, y la única base para identificar el material fue su propio análisis. Que los pernos nuevos tengan la misma composición significa que así se compraron; no es algo que ocurriera en servicio.

Para compras, esa es la parte útil. Un pedido que no nombra norma ni grado no puede estar equivocado sobre lo que llega, porque no hay nada con qué compararlo. En otra página, este sitio mostró cómo el nombre de taller del inoxidable ya apunta a más de un material (un nombre, tres materiales); este artículo describe un perno que lo aparenta y queda fuera de la definición.

Dónde empezaron las grietas

Todas las grietas estaban en el mismo lugar, el radio de transición entre cabeza y caña y el cuello, y partían de picaduras de corrosión. Las picaduras se formaron en el intersticio entre la cabeza y la arandela y la tuerca situadas debajo, donde se acumulaba la sal del aire; el artículo también señala corrosión galvánica del cuerpo de fundición, menos noble. Las grietas crecieron perpendiculares a la tensión de tracción del apriete.

El radio de transición es también la zona más dura. Conformada en frío y sin tratamiento térmico, la superficie de la cabeza tenía unos 435 HV, el radio unos 470 HV y el núcleo de la caña unos 225 HV. Las superficies de fractura mostraban hoyuelos, cuasiclivaje y agrietamiento intergranular, y el artículo concluye corrosión bajo tensión por cloruros asistida por fragilización por hidrógeno. El ensayo de tracción dio un límite elástico de 514 MPa y una resistencia a la tracción de 690 MPa.

Intersticio, radio y zona más dura coinciden. En el retiro de VW por pernos de dirección, escrito el mismo día, la rotura informada también estaba en la cabeza, también después de que entrara humedad alrededor del perno.

Las tres recomendaciones del artículo

Primera: en ambientes marinos, considerar el efecto del NaCl sobre los componentes inoxidables de alta resistencia al seleccionar el material. Segunda: aplicar una precarga adecuada a cada perno; sin control, aparecen grietas por fatiga, fretting y sobreapriete. Tercera: considerar pernos con un radio de transición mayor entre cabeza y caña.

Un comprador puede añadir una cuarta: poner la norma y el grado en el pedido, por ejemplo ISO 3506-1 A4-70, pedir un certificado de material en la recepción (Cómo leer un certificado de material) y analizar la composición en caso de duda. Esa no está en el artículo; se deduce del campo Not available.

Lo que esta página no puede concluir

El artículo no nombra al fabricante ni el origen de los pernos, y esta página no lo adivina. Los 690 MPa no se comparan con ninguna clase de resistencia de inoxidable, porque el artículo no dice con qué grado se compraron los pernos. Es un solo caso y no dice nada sobre la composición de los elementos de fijación inoxidables en general. Solo se cita el apartado 3.5 de ISO 3506-1; su tabla de composición queda fuera de la vista previa pública.

Este artículo trata el paso 6: documentación. El orden completo es sustrato, rosca, cabeza, accionamiento, acabado y documentación. El artículo inglés Specifying a screw explica por qué alterarlo genera retrabajo.

Preguntas frecuentes

¿Un perno con 9 % de cromo es de acero inoxidable?

No según ISO 3506-1:2020, apartado 3.5, que define el acero inoxidable con al menos 10,5 % de cromo y como máximo 1,2 % de carbono. El análisis de falla clasifica el material como acero TWIP de alto manganeso (15,8 % Mn, 1,70 % Cu, sin níquel), aunque sus recomendaciones siguen hablando de componentes inoxidables de alta resistencia.

¿Por qué se agrietaron los pernos de la válvula?

Según el artículo, las grietas partieron de picaduras de corrosión en el intersticio entre la cabeza del perno, la arandela y la tuerca, en el radio de transición entre cabeza y caña y en el cuello, donde se acumulaba la sal del aire marino, con corrosión galvánica por el cuerpo de fundición. El radio era la zona más dura, con unos 470 HV. La conclusión fue corrosión bajo tensión por cloruros asistida por fragilización por hidrógeno.

Referencias

• El-Zomor et al. (2025) — Failure analysis of bolts in deluge valve bonnet in cooling tower system in petrochemical plant, Scientific Reports 15:14133 (open access)
• ISO 3506-1:2020 — Mechanical properties of corrosion-resistant stainless steel fasteners, Part 1. Clause 3.5 (public preview)
• Un perno inoxidable 304 falla primero bajo la tuerca — el intersticio medido por separado

El artículo se leyó completo; las cifras de las tablas 1 y 2, la dureza, los resultados de tracción y las conclusiones se citan tal como se publicaron. Se encontró con un recopilador de artículos ejecutado el 2026-10-02 (corrosión de elementos de fijación, acceso abierto). De ISO 3506-1 solo se cita la definición del apartado 3.5.