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BS 7668:1994 especifica el Grado WR 355 — el único grado en el estándar — un acero resistente a la intemperie soldable para secciones huecas de estructura laminadas en caliente. WR 355 utiliza adición de aleación de cobre-cromo-níquel para formar una película de óxido estable y adherente que ralentiza significativamente la corrosión atmosférica adicional, eliminando la necesidad de revestimientos protectores en muchas aplicaciones expuestas. El límite de fluencia es de 355 MPa mínimo para t ≤ 16 mm.
BS 7668:1994 es el estándar BSI para acero de estructura soldable en forma de secciones huecas laminadas en caliente con resistencia mejorada a la corrosión atmosférica — comúnmente conocido como acero resistente a la intemperie. El estándar especifica un único grado, WR 355, que corresponde a una clase de límite de fluencia de 355 MPa con una química definida de adiciones de cobre, cromo y níquel que promueven la formación de una película de óxido adherente y autosellante en la superficie expuesta.
BS 7668 es el equivalente de sección hueca de EN 10025-5 (que cubre aceros resistentes a la intemperie de productos planos y largos). Hace referencia a EN 10210-1 para las condiciones generales de entrega de secciones huecas laminadas en caliente. El estándar es mantenido por BSI y sigue siendo la referencia para arquitectos e ingenieros estructurales del Reino Unido que especifican tubos y secciones de acero resistente a la intemperie expuestos.
Alcance y Aplicabilidad
BS 7668 se aplica a:
- Secciones huecas de estructura laminadas en caliente: circular (CHS), rectangular (RHS) y cuadrada (SHS)
- Solo Grado WR 355
- Secciones destinadas a uso en entornos expuestos donde la película de óxido puede formarse y estabilizarse sin inmersión regular o entierro
El estándar no se aplica a:
- Secciones huecas conformadas en frío (no hay equivalente de acero resistente a la intemperie en estándares BS/EN para conformado en frío)
- Secciones huecas utilizadas bajo tierra, permanentemente sumergidas o en entornos cerrados sin ventilación (la película de óxido no puede formarse; no hay beneficio anticorrosión)
- Productos planos de acero resistente a la intemperie (cubiertos por EN 10025-5, grados S235W, S355W, S355WP, S355WD)
Cobertura de Grados
BS 7668 define un único grado:
| Designación de Grado | Tipo | Clase de Límite de Fluencia | Resistencia a la Corrosión |
|---|---|---|---|
| WR 355 | Sección hueca de estructura resistente a la intemperie | 355 MPa | Resistencia mejorada a la corrosión atmosférica (EACR) |
El prefijo "WR" indica Weathering Resistant (resistencia a la intemperie). "355" es el límite de fluencia nominal en MPa para t ≤ 16 mm, consistente con S355 en el sistema EN 10025.
Requisitos de Composición Química
Límites de análisis del cuchara para el Grado WR 355 según BS 7668:1994. Todos los valores en % en masa máximo, a menos que se especifique un rango.
| Elemento | Límite | Notas |
|---|---|---|
| Carbono (C) | 0.16 máx | Controla la soldabilidad; bajo C soporta cumplimiento de CEV |
| Manganeso (Mn) | 0.50–1.50 | Contribución de resistencia y tenacidad |
| Silicio (Si) | 0.10–0.50 | Desoxidación; ayuda a la adhesión de la película de óxido |
| Fósforo (P) | 0.040 máx | Elemento que promueve película de óxido a niveles bajos; limitado para evitar fragilidad |
| Azufre (S) | 0.040 máx | Controlado para tenacidad y soldabilidad |
| Cobre (Cu) | 0.25–0.55 | Elemento primario de resistencia a la intemperie — retardo electroquímico de la disolución de hierro |
| Cromo (Cr) | 0.40–0.80 | Promueve la capa interna adherente de la película de óxido |
| Níquel (Ni) | 0.12–0.65 | Refina la estructura de la película de óxido, mejora la tenacidad a baja temperatura |
| Molibdeno (Mo) | 0.15 máx | Opcional; mejora la estabilidad de la película de óxido en ambientes industriales |
| Vanadio (V) | 0.10 máx | Microaleación opcional para resistencia |
| Aluminio (Al) | 0.015 mín | Refinamiento de grano |
Equivalente de Carbono (CEV):
CEV = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15 ≤ 0.47 (t ≤ 16 mm)
El límite CEV asegura la soldabilidad sin precalentamiento para la mayoría de los tamaños de sección y espesores prácticos.
Propiedades Mecánicas
Las propiedades se especifican por espesor nominal de pared. Las secciones huecas laminadas en caliente según BS 7668 deben cumplir con los siguientes valores mínimos:
| Propiedad | t ≤ 16 mm | 16 < t ≤ 40 mm | 40 < t ≤ 65 mm |
|---|---|---|---|
| ReH — límite de fluencia mín (MPa) | 355 | 345 | 335 |
| Rm — resistencia a la tracción (MPa) | 470–630 | 470–630 | 470–630 |
| A — alargamiento mín % (L₀ = 5.65√S₀) | 22 | 21 | 20 |
| Energía absorbida Charpy (−20 °C, longitudinal) | 27 J mín (promedio 3 probetas) | 27 J | 27 J |
Subgrado de prueba Charpy: WR 355 especifica una temperatura de prueba de −20 °C, equivalente al subgrado J2 en la terminología EN 10025. La prueba se realiza según EN ISO 148-1 en una probeta longitudinal. El mínimo de cada probeta individual es el 70% del valor promedio.
Requisitos de Prueba de Impacto
La prueba de impacto Charpy con muesca en V es obligatoria para todo el material WR 355:
| Parámetro de Prueba | Requisito |
|---|---|
| Temperatura de Prueba | −20 °C |
| Energía Absorbida Promedio Mínima | 27 J (3 probetas) |
| Energía Mínima de Probeta Individual | 19 J (≥ 70% del promedio mínimo) |
| Estándar de Prueba | EN ISO 148-1 |
| Orientación de Probeta | Longitudinal |
El requisito de impacto se fija en −20 °C para todos los espesores; no hay opción de subgrado JR (temperatura ambiente) dentro de BS 7668.
Pruebas Adicionales
Las siguientes pruebas complementarias pueden ser invocadas por referencia de orden de compra al estándar EN aplicable:
| Prueba | Estándar | Aplicación |
|---|---|---|
| Examen Ultrasónico | EN 10160 | Nodos estructurales críticos, secciones de pared gruesa |
| Tolerancias Dimensionales y de Sección | EN 10210-2 | Inspección de Recepción |
| Calidad Z (a través del espesor) | EN 10164 | Conexiones Soldadas en Dirección Z |
| Envejecimiento Acelerado (prueba de película de óxido) | ASTM G101 o equivalente | Verificación del Índice de Resistencia a la Corrosión para Entornos Desafiantes |
Resistencia a la Corrosión y Formación de Película de Óxido
El mecanismo de protección contra la corrosión de WR 355 difiere fundamentalmente de los aceros recubiertos:
Proceso de formación de película de óxido: En la exposición inicial, WR 355 se oxida de la misma manera que el acero al carbono. Durante 3–5 años de exposición cíclica húmeda-seca, las adiciones de cobre, cromo y níquel promueven la formación de una capa interna densa y adherente de goethita (α-FeOOH) entre la superficie del acero y la capa de óxido externa. Esta capa interna actúa como una barrera de difusión que reduce la velocidad de corrosión en un factor de 3–8 en comparación con el acero al carbono ordinario.
Índice de Corrosión (I): ASTM G101 define un índice de corrosión para aceros resistentes a la intemperie:
I = 26.01(Cu) + 3.88(Ni) + 1.20(Cr) + 1.49(Si) + 17.28(P) − 7.29(Cu)(Ni) − 9.10(Ni)(P) − 33.39(Cu)²
WR 355 típicamente logra I ≥ 6.0, que es el umbral para el desempeño ventajoso de resistencia a la intemperie en la mayoría de los entornos atmosféricos templados.
Entornos donde WR 355 funciona bien:
- Atmósferas rurales y urbanas (Categorías ISO 9223 C1–C3)
- Atmósferas industriales con ciclo húmedo-seco adecuado
- Ubicaciones costeras alejadas de la niebla salina (> 1–2 km de la niebla salina marina)
Entornos donde WR 355 no debe usarse sin revestimientos:
- Zonas de salpicadura marina directa (la corrosión acelerada por cloruro previene la estabilización de película)
- Condiciones permanentemente húmedas o enterradas (sin ciclo húmedo-seco; sin estabilización de película)
- Grietas cerradas y detalles con charcos de agua (la humedad atrapada causa corrosión continua)
- Entornos industriales de alto contenido de cloruro (amoníaco, SO₂ por encima de C4)
Para secciones huecas específicamente, el sellado de ambos extremos es crítico. Las secciones huecas abiertas atrapan la humedad internamente y se corroen desde adentro; la corrosión interna no es detenida por el mecanismo de resistencia a la intemperie.
Marcado UKCA vs CE
BS 7668 es un estándar de producto BSI. Las secciones huecas fabricadas según BS 7668 que son productos de construcción bajo el CPR del Reino Unido requieren marcado UKCA cuando se comercializan en el mercado de Gran Bretaña (después del 1 de julio de 2025). El régimen es idéntico al descrito para acero estructural BS EN 10025. El DoP del Reino Unido debe hacer referencia a BS 7668 y nombrar al organismo aprobado por UKAS responsable de la certificación FPC (Sistema 2+).
Equivalentes Entre Normas
| BS 7668 | EN 10025-5 | ASTM | JIS / Otro |
|---|---|---|---|
| WR 355 (sección hueca) | S355W / S355WP (productos planos/largos) | A588 Grado A (equivalente Corten B) | JIS G 3114 SMA400W |
| — | S235W | A242 Tipo 1 (equivalente Corten A) | — |
| — | S355WD | A588 Grado B | — |
Corten A vs Corten B: Estos son nombres comerciales, no estándares. "Corten A" corresponde aproximadamente a ASTM A242 / EN S235W — resistencia más baja, contenido de P más alto para película de óxido. "Corten B" corresponde aproximadamente a ASTM A588 / EN S355W — resistencia más alta, P más bajo, agrega Cr y Ni. WR 355 en BS 7668 es más cercano a la familia Corten B / A588 / S355W.
Advertencias de equivalencia clave:
- EN 10025-5 cubre productos planos y largos; BS 7668 es específicamente secciones huecas. Una sección hueca etiquetada "S355W" típicamente se fabrica según EN 10025-5 combinada con EN 10210-1, no BS 7668.
- ASTM A588 tiene un límite de fluencia de 345 MPa (50 ksi) vs 355 MPa para WR 355 — una diferencia menor raramente significativa en el diseño.
- Los límites químicos para P y Cu difieren entre A588 y WR 355; verifique las composiciones reales en el MTC antes de la sustitución.
Lista de Verificación MTC
Un certificado de prueba de molino conforme para material BS 7668 WR 355 debe contener:
| # | Campo | Qué Verificar |
|---|---|---|
| 1 | Referencia de Estándar | "BS 7668:1994" |
| 2 | Grado | "WR 355" |
| 3 | Tipo de Sección y Dimensiones | CHS/RHS/SHS con OD/ancho nominal × espesor de pared |
| 4 | Número de Carga | Coincide con el marcado en los extremos de la sección |
| 5 | Análisis Químico | Todos los elementos dentro de los límites BS 7668; Cu 0.25–0.55%, Cr 0.40–0.80%, Ni 0.12–0.65% |
| 6 | CEV | ≤ 0.47 (t ≤ 16 mm) |
| 7 | Propiedades Mecánicas | ReH, Rm y A% dentro de los requisitos para el espesor declarado |
| 8 | Resultados Charpy | Resultados de 3-probeta a −20 °C, promedio ≥ 27 J, ninguno individual < 19 J |
Preguntas Frecuentes
¿Necesita BS 7668 WR 355 un revestimiento protector?
En entornos adecuados (rurales, urbanos o industriales ligeros con ciclo húmedo-seco), no se necesita revestimiento una vez que la película de óxido se estabiliza. La película de óxido en sí proporciona la barrera anticorrosión a largo plazo. Sin embargo, debe aceptarse un período inicial de oxidación de superficie (apariencia similar al acero al carbono sin protección) que dura 2–5 años. En zonas de salpicadura marina, entornos permanentemente húmedos o detalles de grietas, los revestimientos aún son necesarios porque la película de óxido no puede estabilizarse.
¿Es BS 7668 lo mismo que acero Corten?
Corten es un nombre comercial (USS Steel / ArcelorMittal) para aceros resistentes a la intemperie. Corten A corresponde aproximadamente a ASTM A242/EN S235W. Corten B corresponde aproximadamente a ASTM A588/EN S355W/BS 7668 WR 355. El término "Corten" se usa ampliamente en la construcción pero no es una designación estándar — el certificado de prueba de molino debe hacer referencia al estándar real (BS 7668, EN 10025-5 o ASTM A588) para cumplimiento de especificación.
¿Se pueden soldar secciones huecas BS 7668 sin precalentamiento?
Para espesores de hasta aproximadamente 25–30 mm, WR 355 típicamente puede soldarse sin precalentamiento siempre que CEV ≤ 0.47% y la restricción de junta no sea excesiva. En mayores espesores o bajo alta restricción, se recomienda precalentamiento de 75–125 °C. Los consumibles de soldadura deben coincidir con la química del acero resistente a la intemperie (que contengan cobre o específicamente designados para soldadura de acero resistente a la intemperie) para preservar el mecanismo de resistencia a la corrosión en la zona de soldadura.
¿Por qué las secciones huecas BS 7668 deben tener ambos extremos sellados?
El diámetro interno de una sección hueca no experimenta ciclo húmedo-seco — la humedad puede entrar pero no se seca eficientemente. Sin ciclo, el mecanismo de resistencia a la intemperie no puede formar una película de óxido estable internamente. Las secciones huecas sin sellar se corroen desde adentro a la misma velocidad que el acero al carbono ordinario, a menudo sin ser detectadas hasta que la sección pierde un espesor de pared significativo. BS 5950-1 y la guía de buenas prácticas de BCSA recomiendan sellar ambos extremos antes de la erección para prevenir el ingreso de humedad.
¿Cuál es el tiempo de estabilización de película de óxido para WR 355 en clima del Reino Unido?
En un clima templado típico del Reino Unido con contaminación del aire moderada (Categoría ISO 9223 C2–C3), la película de óxido en WR 355 generalmente se estabiliza a una apariencia marrón oscuro-púrpura estéticamente consistente dentro de 3–5 años. Durante los primeros 1–2 años, debe anticiparse el manchado por escurrimiento marrón de superficies adyacentes (hormigón, mampostería, pavimento) y diseñarse proporcionando espacio de drenaje adecuado y márgenes de manchado sacrificial.
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