Prodotti per tubazioni in lega: gradi dei materiali, proprietà e criteri di selezione

Aggiornato a giugno 2026. Revisionato dal team Baling Steel.

I prodotti per tubazioni in lega comprendono tubi in acciaio bassolegato al cromo-molibdeno, appartenenti alla famiglia dei gradi P ASTM A335 (P11, P22, P91 e altri), progettati per temperature e pressioni superiori rispetto all’acciaio al carbonio. Quando si parla di prodotti per tubazioni in lega, in una specifica o in una conversazione informale con un fornitore, quasi sempre ci si riferisce ai tubi in acciaio bassolegato al cromo-molibdeno: la famiglia di tubi in acciaio ferritico legato classificati secondo ASTM A335 (P11, P22, P91 e simili), adatti a temperature e pressioni di esercizio superiori rispetto ai tubi in acciaio al carbonio. Questa guida illustra le caratteristiche fondamentali di questa famiglia, la scelta del grado in funzione della temperatura, i motivi per cui alcune scelte sono «critiche per l’installazione» e come verificare di aver ricevuto effettivamente il grado ordinato.

Cosa significa davvero «prodotti per tubazioni in lega» (e cosa non significa)

Negli acquisti industriali, un tubo in acciaio legato è realizzato in acciaio bassolegato o mediamente legato e deve le sue proprietà meccaniche ad aggiunte mirate di elementi di lega, soprattutto cromo e molibdeno, con quantità controllate di manganese e silicio. Questi elementi migliorano la resistenza a trazione, la resilienza all’intaglio, il limite di snervamento, la durabilità e, soprattutto, la resistenza allo scorrimento viscoso e alla rottura rispetto all’acciaio al carbonio comune. Nei gradi bassolegati, il contenuto complessivo di elementi di lega, oltre al carbonio, è limitato a circa il 5%: questo distingue la famiglia degli acciai al carbonio e legati dagli acciai inossidabili fortemente legati. La stessa composizione chimica è utilizzata sia per i tubi sia per i tubi di precisione in acciaio legato abbinati; i tubi sono dimensionati secondo NPS e schedule, mentre per i tubi di precisione si indicano il diametro esterno e lo spessore esatti. In breve, è un tipo di acciaio progettato per tubi destinati ad alte temperature. I limiti di composizione metallurgica di queste leghe sono documentati nei brevetti sui tubi in acciaio legato (Brevetto USA 4.564.392). In pratica, per i tubi ad alta temperatura e alta pressione si usano cromo e molibdeno, con aggiunte di manganese e silicio. Il cromo conferisce resistenza all’ossidazione e alla corrosione, oltre a resistenza allo scorrimento viscoso; il molibdeno aumenta la resistenza alle alte temperature e contrasta l’attacco da idrogeno. Secondo ASTM A335/A335M, i gradi P contengono al massimo il 10% di cromo. Le ricerche sullo scorrimento viscoso del National Bureau of Standards degli Stati Uniti mostrano che gli acciai al cromo-molibdeno perdono stabilità strutturale oltre circa 650 C. Questa definizione esclude le famiglie spesso confuse con i tubi bassolegati. Un tubo in acciaio inossidabile (12%+ Cr, austenitico) offre una maggiore resistenza alla corrosione, ma una resistenza allo scorrimento viscoso e alla rottura inferiore a quella del P22. Un tubo in lega di nichel, come Alloy C-276 o Alloy 625, appartiene a una fascia di prezzo diversa ed è destinato ad applicazioni più specifiche che richiedono elevata resistenza alla corrosione. I tubi meccanici A519 4130 o 4140 sono invece più simili a profilati cavi strutturali o a materiali per applicazioni aerospaziali che a tubi per pressione. L’impiego di un tubo A519 4130 al posto di un grado P A335 ha causato costosi guasti in cantiere: i due prodotti sono disciplinati da specifiche diverse e destinati a impieghi differenti. Oltre al cromo-molibdeno, il più ampio mondo degli acciai legati comprende anche leghe di titanio, titanio non legato e gradi di alluminio scelti per l’elevato rapporto resistenza-peso nei settori automobilistico e aerospaziale, oltre a gradi con elevata resistenza all’usura e buona resistenza alla corrosione per attività minerarie e di perforazione; si tratta di un contesto utile, ma estraneo alle tubazioni per alte temperature trattate qui.

Che cos’è un tubo in acciaio legato?

Un tubo in acciaio legato è un tubo al quale sono aggiunti determinati elementi, soprattutto cromo e molibdeno, che migliorano la resilienza, la resistenza a trazione e il limite di snervamento, la resistenza alle alte temperature e la resistenza alla corrosione e all’ossidazione rispetto agli acciai al carbonio. Nel settore dei tubi per alta temperatura e alta pressione, il termine indica in genere uno dei vari tubi al cromo-molibdeno conformi ai gradi ASTM A335. Ciascun grado ASTM A335 definisce un intervallo percentuale per due elementi, cromo e molibdeno, associato a una temperatura massima di esercizio stimata.

Acciaio legato, al carbonio, inossidabile o al cromo-molibdeno 4130: quando conviene il cromo-molibdeno

Qual è la differenza tra un tubo in acciaio al carbonio e un tubo in acciaio legato?

Il tubo in acciaio al carbonio comune (ASTM A106) è economico e facile da saldare, ma non è adatto a temperature molto superiori a circa 425 °C (797 °F) o 454 °C (850 °F): a queste temperature, lo scorrimento viscoso può compromettere seriamente la resistenza, un limite coerente con i dati sullo scorrimento viscoso per l’acciaio 2.25Cr-1Mo del DOE degli Stati Uniti. È a questo che serve il tubo in acciaio legato al cromo-molibdeno: l’aggiunta di cromo e molibdeno mantiene la resistenza del metallo a temperature molto più elevate e in ambienti ossidanti. La scelta dipende quindi da temperatura e pressione, non dall’idea generica che una lega sia sempre superiore. Il confronto corretto è tra tubo in acciaio legato e tubo in acciaio al carbonio, in base alla temperatura di esercizio e non alla reputazione. Le prove comparative di scorrimento viscoso su cinque acciai quantificano perché il cromo-molibdeno duri più dell’acciaio al carbonio comune alle alte temperature (NIST). Nel complesso, questi gradi combinano resistenza e resistenza allo scorrimento viscoso e contrastano corrosione e ossidazione alle alte temperature; per questo, acciaio al carbonio e acciaio legato sono specificati in modo così diverso a seconda dell’impiego. Il 4130 al cromo-molibdeno A519, invece, è un tubo meccanico utilizzato in applicazioni strutturali e per aste di perforazione, apprezzato per il rapporto resistenza-peso e non per una specifica pressione nominale.

La scala dei gradi al cromo-molibdeno: P5, P9, P11, P22, P91, P92

Per acquistare un tubo in acciaio legato al cromo-molibdeno, la guida più utile è una mappa che mette in relazione grado e temperatura. La chiamiamo finestra di esercizio dei gradi P: confronta ciascun grado ASTM A335 in base al contenuto di cromo e molibdeno e all’intervallo di temperatura che ne giustifica il sovrapprezzo. Queste specifiche dei tubi al cromo-molibdeno sono importanti perché salire di grado significa aumentare il contenuto di cromo e la resistenza allo scorrimento viscoso e, dal P91 in poi, rispettare regole di saldatura molto più rigorose.

Quali sono i principali tipi di acciaio legato al cromo-molibdeno?

In pratica, la maggior parte delle esigenze rientra in quattro famiglie: il gruppo 1¼Cr (P11/P12) per il surriscaldamento moderato; il gruppo 2¼Cr (P22) per le linee principali e di risurriscaldamento; il gruppo 5–9% Cr al cromo-molibdeno semplice (P5/P9) per raffinerie e processi ad alta temperatura; e il gruppo ferritico al 9% Cr con resistenza allo scorrimento viscoso migliorata (P91/P92) per il vapore ultra-supercritico. Il compromesso principale è tra P22 e P91: la resistenza allo scorrimento viscoso e alla rottura aumenta all’incirca da due a tre volte, ma la finestra di trattamento termico diventa molto ristretta, come illustrato più avanti.

Norme che disciplinano i tubi in lega: A335, A213, A691, A234, A182

Non esiste un’unica specifica valida per tutti i prodotti in acciaio legato al cromo-molibdeno. L’acquisto in base al documento appropriato garantisce che il materiale sia realizzato nella forma richiesta. La composizione al cromo-molibdeno è la stessa in molti di questi prodotti; cambiano soltanto la forma del prodotto e il metodo di fabbricazione. Un «tubo P22» è quindi realizzato nello stesso materiale ASTM A335 del tubo di precisione «T22»; il gomito abbinato è A234 WP22 e la flangia è A182 F22: stessa composizione chimica, quattro specifiche. Per un tubo destinato ad alte temperature e pressioni, quando l’acciaio al carbonio non soddisfa i requisiti di resistenza, si sceglie un tubo A335 finito a caldo o un A691 saldato; per linee a temperatura inferiore e meno critiche si può usare un tubo ERW (saldato a resistenza elettrica) invece di un tubo al cromo-molibdeno qualificato per lo scorrimento viscoso. Se però si indica la specifica sbagliata, arriva la forma di prodotto errata: ordinare un tubo A335 quando il lavoro richiede raccordi A234 può bloccare per giorni una fermata di raffineria. Consultare una tabella degli schedule dei tubi per lo spessore della parete e confrontare la composizione chimica del grado con quella del tubo in acciaio al carbonio A106 Grado B quando l’acciaio al carbonio è al limite.

Impieghi delle tubazioni in lega: caldaie, surriscaldatori, raffinerie, industria petrolchimica

Il tubo al cromo-molibdeno è indicato per temperature e pressioni elevate. Nella produzione di energia da combustibili fossili e nei cicli combinati, trasporta vapore ad alta temperatura alle turbine: P11 e P22 per il surriscaldamento moderato, P91 e P92 nelle linee principali e di risurriscaldamento a vapore ultra-supercritico. Nelle raffinerie e nell’industria petrolchimica, il P22 al 2¼Cr offre la resistenza all’idrogeno necessaria negli impianti di hydrocracking e nei forni di cracking ad alta temperatura, mentre i gradi al 5–9% Cr (P5, P9) proteggono dalla corrosione da composti solforati nei processi di raffinazione e chimici. Gli studi sullo scorrimento viscoso del National Laboratory di Oak Ridge associano questi gradi alle rispettive temperature di esercizio. Gli stessi gradi sono impiegati nelle linee idrauliche e del vapore ad alta pressione, nelle applicazioni offshore, nelle condotte per il settore petrolifero e del gas e nei servizi ad alta temperatura correlati agli OCTG, dove il calore esclude il normale acciaio al carbonio. Il fattore comune a questi prodotti in acciaio è l’affidabilità alle alte temperature e pressioni. I dati di prova DOE/OSTI descrivono le proprietà di trazione e di scorrimento viscoso alle alte temperature rilevanti per caldaie e surriscaldatori (OSTI). Un errore frequente in cantiere è specificare P91 quando il P22 è più che sufficiente. Si consideri un collettore di risurriscaldamento a 540 °C: il P22 è adeguato, eppure molte squadre scelgono il P91 «per sicurezza». Nella pratica, il materiale è costoso e richiede un programma impegnativo di saldatura e trattamento termico, senza offrire vantaggi in esercizio: il costo aggiuntivo è concreto. Gli ingegneri sul campo segnalano che gli interventi con P91 costano molto più degli equivalenti in P22 una volta conteggiati i requisiti aggiuntivi di saldatura e PWHT. Ecco perché il grado va scelto in base all’applicazione, non alla reputazione.

Le 6 fasce di esercizio che determinano il grado

Dimensioni, schedule, misure e peso

I tubi in acciaio legato ASTM A335 possono avere un diametro esterno da 50.8 (2 in) a 860 mm (33.86 in) e uno spessore della parete da 2,77 mm (0.109 in) a 100 mm (3.94 in). Possono essere ordinati secondo NPS, ma in genere sono specificati tramite diametro esterno (OD) e spessore della parete. Se la parete è troppo sottile, la linea può non superare la prova idrostatica; se è troppo spessa, si pagano acciaio e trasporto non necessari. Per esempio, chi ordina uno spool P22 da 6-inch Sch 80 dovrebbe verificare diametro esterno e spessore rispetto alla tolleranza del produttore prima della fabbricazione. Il diametro esterno è soggetto a tolleranze molto più ristrette: circa +/‐ 0,79 mm (+/‐ 0.031 in) per NPS 4 (OD 114,3 mm [4.5 in]) e inferiori, fino a circa +/‐ 1% per le dimensioni maggiori. I tubi finiti a caldo hanno in genere una tolleranza sullo spessore della parete di +20%/0%. Lo spessore della parete è determinato in definitiva dalla tensione ammissibile, verificata per il Grado 91 nei dati sulle tensioni della Sezione II-D ASME del DOE degli Stati Uniti. Gli intervalli realizzabili di spessore e diametro dipendono dai metodi di produzione dei tubi con laminatoio a mandrino (Brevetto EP 1.805.340). La maggior parte dei tubi al cromo-molibdeno ASTM A335 è fornita senza saldatura, formata mediante perforazione o estrusione; i tubi saldati di dimensioni maggiori sono invece realizzati con procedimenti LSAW o SSAW a partire da lamiere o bobine. Nel confrontare i processi, l’acquirente valuta le proprietà meccaniche e chimiche indicate sul certificato del produttore, poiché il processo senza saldatura non presenta un cordone da qualificare.

Saldatura, preriscaldo e PWHT: perché l’installazione dei tubi in lega è critica

È in questo intervallo di temperatura che i tubi in lega iniziano a comportarsi diversamente dai tradizionali acciai al carbonio. I gradi a basso contenuto di cromo, come P11 e P22, sono piuttosto tolleranti. Per molti interventi di riparazione può essere sufficiente un preriscaldo moderato e un rinvenimento subcritico post-saldatura (circa 650-675 C). Per i gradi di lega superiori, invece, non è così: P91 e P92 devono essere normalizzati vicino a 1040 C e poi rinvenuti; dopo la saldatura richiedono un trattamento termico post-saldatura (PWHT) in una finestra relativamente ristretta, di circa 730-800 C. Al di sotto di questa finestra, la saldatura può risultare troppo dura e fragile; a temperature troppo elevate, perde resistenza allo scorrimento viscoso. Le sfide metallurgiche che rendono critica l’installazione del Grado 91 sono illustrate nella documentazione tecnica NRC (NRC). Come regola pratica, il PWHT richiede in genere un’ora per pollice di spessore della parete (circa 25 mm), anche se per pareti meno spesse può bastare un tempo minimo di mantenimento di circa 30 min. Per una parete P91 da 30 mm, si può quindi stimare un mantenimento di circa 1.2 ore a ~745-775 C dopo un preriscaldo mantenuto vicino a ~200-250 C, sostenendo l’intero assieme dall’avviamento allo spegnimento. Si tenga inoltre presente che ASME ha riclassificato il P91 da P-No 5B a P-No 15E Group 1, modificando le regole applicabili alla procedura di saldatura e al PWHT.

«La recente riduzione dei valori ammissibili di tensione per l’acciaio Grado 91 rende il Grado 92 più interessante per applicazioni simili.»

Fattori che determinano i prezzi dei tubi in lega e modalità di acquisto

I tubi in lega costano più di quelli in acciaio al carbonio per ragioni concrete. I principali fattori di costo sono quattro: il contenuto di lega (il P91 e il P92 al 9% Cr costano più del P11 all’1,25% Cr), il processo produttivo (i tubi senza saldatura ottenuti per perforazione o estrusione costano più dei tubi saldati o ERW), il grado e la dimensione, nonché i trattamenti termici e le prove richiesti dai gradi superiori. L’acciaio al carbonio comune resta la scelta economica predefinita finché le temperature non impongono di passare a gradi superiori nella gamma degli acciai legati. A tutto questo si aggiungono le variazioni del mercato delle materie prime: è quindi preferibile considerare ogni preventivo come un’indicazione generale, verificandone la data e confrontandolo con l’affidabilità del fornitore nel lungo periodo. In pratica, chi acquista per uso industriale e confronta un preventivo per A691 saldato con uno per A335 senza saldatura dovrebbe valutare l’affidabilità nel ciclo di vita, non solo il risparmio iniziale; Baling Steel offre preventivi per entrambi i processi con certificato di collaudo del produttore e tolleranze specificati, per consentire un confronto omogeneo. Se serve resistenza allo scorrimento viscoso a lungo termine alle alte temperature, scegliere un tubo senza saldatura A335 di grado P. Altrimenti, per diametri maggiori e applicazioni non critiche, una linea A691 saldata realizzata con bobina d’acciaio può ridurre i costi. La nostra gamma di tubi in lega senza saldatura e tubi in acciaio legato al cromo-molibdeno comprende i gradi P più frequentemente specificati.

Ispezione e verifica: certificato di collaudo del produttore, PMI e protezione dalla contraffazione

Poiché la percentuale esatta degli elementi di lega nell’acciaio non è visibile, una fornitura affidabile dipende dal controllo qualità prima della spedizione dei tubi. Una volta installata la linea, non è più possibile verificare queste proprietà meccaniche e la composizione chimica: occorre quindi confermare prima per iscritto la resistenza, la resistenza alla corrosione e le condizioni di trattamento termico. Verificare ogni colata con il «Four-Field Mill-Cert Read» prima che i tubi lascino lo stabilimento.

• Un lotto di produzione dell’acciaieria (o numero di colata), identificabile nel rapporto del produttore e stampigliato sulla superficie del tubo.
• Analisi chimica rispetto alla specifica tecnica: il contenuto di cromo e molibdeno deve rientrare nell’intervallo previsto per il grado del prodotto (per esempio, il P91 deve contenere 8,0–9,5% Cr).
• Verificare se il metallo è stato sottoposto a trattamento termico e confrontare la durezza: confermare che sia normalizzato e rinvenuto, quindi accertarsi che la durezza sia corretta (max ~25 HRC; una durezza inferiore a ~190 HB deve destare sospetti).
• Marcature sul tubo: confrontare tutte le informazioni con il certificato, compresi specifica tecnica, grado, numero di colata e dimensioni.

Aggiungere l’identificazione positiva del materiale (PMI) sui tubi importati per verificare i livelli effettivi di cromo, senza affidarsi soltanto ai rapporti del produttore. Baling Steel può fornire agevolmente tubi in lega con certificati di collaudo EN 10204 nell’ambito di un sistema qualità ISO 9001; le nostre strutture e il nostro team sono a disposizione per l’ispezione professionale dei materiali che produciamo. Consultare il nostro servizio di rapporti di ispezione di terzi.

Prospettive del settore: tendenza verso i gradi P91/P92

Il cambiamento principale e più rilevante nei requisiti delle tubazioni riguarda l’assoggettamento dei materiali di qualità più diffusi e di grado superiore a una regolamentazione molto più rigorosa, anziché la semplice espansione del mercato. ASME ha rivisto al ribasso la valutazione della resistenza allo scorrimento viscoso in servizio ad alta temperatura rispetto ai dati del 2015 e ha pubblicato una dichiarazione per spiegare i valori inferiori di tensione ammissibile del P91. Con la realizzazione di impianti supercritici, la sostituzione di impianti usurati e le installazioni per la cattura di idrogeno e CO2 (CCUS) che innalzano le temperature di esercizio, il baricentro delle specifiche tecniche si sta spostando dai tubi P11/P22 verso i P91 e P92, resistenti allo scorrimento viscoso. Per il gestore di un impianto che sostituisce collettori P22 obsoleti in un’unità ultrasupercritica, il rischio è concreto: specificare un trattamento termico errato per il nuovo grado 9Cr può causare la fessurazione di una saldatura durante il servizio, mentre la fabbricazione qualificata di P91/P92 allunga i tempi di consegna di settimane. Baling Steel lo rileva nella domanda attuale per l’esportazione: sempre più acquirenti richiedono P91 e P92 dove cinque anni fa bastava il P22, spinti dalle norme più rigorose sullo scorrimento viscoso e non dall’espansione del mercato. I percorsi di sviluppo dei gradi ferritici di nuova generazione sono documentati dall’Oak Ridge National Laboratory (ORNL). Per gli acquisti, da qui al 2026, questo comporta tre aspetti: prevedere controlli più rigorosi sul PWHT e verifiche della durezza per i lavori su 9Cr, tenere conto di tempi di consegna più lunghi in caso di saldatura di P91/P92 e assicurarsi che il fabbricante operi secondo l’edizione corrente di ASME B31.1-2024 e le regole P-No 15E. Le attuali domande di brevetto sugli acciai ferritici al 9-12% Cr resistenti allo scorrimento viscoso confermano questa tendenza. Nel complesso, il mercato dei tubi in acciaio cresce a un CAGR di circa 3,9% (dato indicativo, solo come contesto di mercato); è la variazione nella composizione dei gradi a modificare le specifiche tecniche.

Domande frequenti