A387 Gr 11 Cl 1est une plaque d'acier allié ASTM (chrome-molybdène) pour les récipients sous pression et les chaudières à haute-température, offrant une excellente résistance à la chaleur, une résistance au fluage et une soudabilité excellentes, la classe 1 indiquant un traitement thermique spécifique (normalisé/normalisé et revenu) qui offre une résistance légèrement inférieure à la classe 2 mais est idéale pour les applications exigeantes de la pétrochimie et de la production d'électricité-.
Composition Chimique :
| C | Mn | P | S | Si | Cr | Mo |
| 0.04 - 0.17 | 0.35 - 0.73 | 0.035 | 0.035 | 0.44 - 0.86 | 0.94 - 1.56 | 0.40 - 0.7 |
Propriétés mécaniques :
| Grade | Épaisseur | Limite d'élasticité | Résistance à la traction | Allongement en 2"1) (min %) |
Allongement en 8"1) (min %) |
|---|---|---|---|---|---|
| 11e année, classe 1 | 0.185 - 3.60 4.70 - 91.4 |
35 | 60 - 85 | 22 | 19 |
| Grade | Type de produit | Épaisseur dans |
Largeur | Longueur dans |
|---|---|---|---|---|
| 11e année | Plaque | 0.185 - 3.60 4.70 - 91.4 |
60 - 131.9 1500 - 3350 |
73 - 590 1900 - 15000 |
Exigences de traction
| Désignation: | Exigence: | 11e année |
| A387 11e année | Résistance à la traction, ksi [MPa] | 75 à 100 [515 à 690] |
| Limite d'élasticité, min, ksi [MPa]/(décalage de 0,2 %) | 43 [310] | |
| Allongement en 8 po [200 mm], % min. | 18 | |
| Allongement en 2 po [50 mm], min, % | 22 | |
| Réduction de superficie, min % | ––– |
traitement
1. Sidérurgie et fonderie
Processus de fusion : L’acier est généralement produit à l’aide d’un four électrique ou d’un procédé basique à l’oxygène. Il doit être entièrement calmé pour garantir une structure à grain fin et une grande durabilité.
Laminage : l'acier est laminé à chaud-à l'épaisseur requise (allant de 4 mm à plus de 150 mm selon l'application).
2. Traitement thermique (obligatoire)
Selon les normes ASTM A387, les matériaux de classe 1 doivent subir des traitements thermiques spécifiques pour atteindre leurs propriétés mécaniques :
Normalisation : chauffage des plaques à une plage de température de 900 degrés - 950 degrés (1 650 degrés F - 1750 degrés F), suivi d'un refroidissement à l'air.
Trempe : Chauffage à un minimum de 650 degrés (1 200 degrés F) pour améliorer la ductilité et soulager les contraintes internes.
Recuit : Alternativement, les plaques peuvent être fournies dans un état recuit.
3. Fabrication et usinage
Découpe : un oxycoupage CNC ou un découpage au plasma est utilisé. Étant donné que l'acier Cr-Mo a tendance à durcir, un préchauffage peut être nécessaire avant la découpe thermique pour éviter la fissuration des bords.
Formage : Cintrage/laminage à froid ou à chaud en coques cylindriques pour récipients sous pression. En cas de formage à chaud, la température doit être strictement contrôlée pour éviter de dégrader les propriétés du matériau.
4. Processus de soudage
A387 Gr 11 appartient au groupe P-Non. 4 dans les codes ASME, nécessitant des contrôles de soudage spécifiques :
Préchauffage : Une température de préchauffage minimale de 121 degrés (250 degrés F) est généralement requise pour éviter les fissures à froid dans la zone affectée par la chaleur (ZAT).
Métaux d'apport : des électrodes ou des fils à faible-hydrogène (par exemple, E8018-B2 pour SMAW ou ER80S-B2 pour GTAW/GMAW) sont utilisés pour correspondre à la composition à 1,25 % de Cr - 0.5 % de Mo.
Traitement thermique post-soudage (PWHT) : obligatoire pour la plupart des épaisseurs afin de réduire la dureté et de restaurer la ténacité. La plage de température PWHT typique est de 650 degrés - 700 degrés (1 200 degrés F - 1300 degrés F).
5. Tests et inspections
Essais mécaniques : la résistance à la traction doit être comprise entre 60 et 85 ksi (415 et 585 MPa), avec une limite d'élasticité minimale de 35 ksi (240 MPa).
CND (essais non-destructifs) : essais 100 % par ultrasons (UT) pour le laminage des plaques et essais radiographiques (RT) pour l'intégrité des soudures.
Tests de dureté : souvent requis pour garantir l'efficacité du PWHT (généralement en maintenant la HAZ inférieure à 225 HBW).
Applications principales
Le matériau est principalement utilisé pour les équipements des secteurs de l’énergie et de la transformation chimique :
Pétrochimie et Raffinage :Fabrication de réacteurs d'hydrogénation, d'unités d'hydrocraquage, de séparateurs et de réservoirs de stockage haute-pression.
Production d'énergie :Utilisé dans les chaudières industrielles, les collecteurs de vapeur, les tubes de surchauffeur et les tambours de chaudière où un fonctionnement continu entre 400 et 550 degrés est requis.
Transfert de chaleur :Largement utilisé dans les échangeurs de chaleur à calandre-et-à tubes et dans les fours industriels.
Systèmes de tuyauterie :Pipelines à haute-pression et collecteurs de raffinerie exposés aux cycles thermiques et aux fluides de traitement agressifs.
Service de gaz acide :Convient aux environnements riches en hydrogène-et aux milieux contenant du H₂S-en raison de sa résistance à la fissuration induite par l'hydrogène-(HIC).
Avantages clés
Comparé aux aciers au carbone standards ou aux aciers inoxydables à alliage supérieur-, l'A387 Gr 11 CL 1 offre un équilibre unique de propriétés :
Stabilité à haute-température :L'ajout de 0,5% de molybdène améliore considérablementrésistance au fluage, empêchant la déformation structurelle sous-contraintes thermiques à long terme.
Résistance à l'oxydation et à la corrosion :Environ 1,25 % de chrome offre une protection supérieure contre l'oxydation et la sulfuration à haute température.
Résistance à l'attaque de l'hydrogène :La chimie de l'alliage est conçue pour résister aux « attaques d'hydrogène » (décarbonisation) dans des environnements de raffinage sévères.
Résistance et ductilité optimisées :La classe 1 offre une résistance à la traction inférieure (60 à 85 ksi) par rapport à la classe 2 mais offreallongement et ductilité plus élevés, ce qui peut être avantageux pour des processus de formage spécifiques et la résistance aux cycles thermiques.
Rentabilité :Il constitue une alternative économique aux matériaux à haute teneur en alliage-plus coûteux lorsqu'une résistance modérée à des températures élevées est suffisante.
Excellente soudabilité :Lorsqu'un traitement thermique de préchauffage et de post--post-soudage (PWHT) approprié est appliqué, il maintient une intégrité structurelle fiable au niveau des joints de soudure.
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De quel type de matériau est A 387 Gr 11 CL 1 ?
Une 387 Gr 11 CL 1 est une plaque d'acier à faible -alliage de chrome-molybdène (Cr-Mo), principalement conçue pour les applications de récipients sous pression à des températures élevées.
Quels sont les principaux composants chimiques du A 387 Gr 11 CL 1 ?
Les composants chimiques clés (valeurs typiques) comprennent : Carbone (C) 0,15 à 0,25 %, Manganèse (Mn) 0,40 à 0,65 %, Phosphore (P) Inférieur ou égal à 0,035 %, Soufre (S) Inférieur ou égal à 0,035 %, Silicium (Si) 0,50 à 0,80 %, Chrome (Cr) 1,00 à 1,50 % et molybdène (Mo) 0,45 à 0,65 %.
Que signifie « CL 1 » en A 387 Gr 11 CL 1 ?
« CL » fait référence à « Classe ». CL 1 indique que cette nuance a une exigence de résistance à la traction inférieure à celle de CL 2 de la même série A 387 Gr 11, adaptée aux conditions de service à haute -température moins exigeantes.
Quelle norme spécifie A 387 Gr 11 CL 1 ?
A 387 Gr 11 CL 1 est spécifié par la norme SA-387 de l'American Society of Mechanical Engineers (ASME), qui couvre les tôles d'acier allié pour les récipients sous pression et les chaudières fonctionnant à des températures élevées.
L'A 387 Gr 11 CL 1 peut-il être soudé ?
Oui, c'est soudable. Cependant, un préchauffage (généralement 150-260 degrés / 300-500 degrés F) et un traitement thermique après soudage (PWHT) sont nécessaires pour éviter les fissures à froid et réduire les contraintes résiduelles, garantissant ainsi l'intégrité des joints de soudure.
Quels procédés de soudage conviennent pour A 387 Gr 11 CL 1 ?
Les procédés de soudage courants appropriés comprennent le soudage à l'arc sous protection métallique (SMAW), le soudage à l'arc sous gaz tungstène (GTAW/TIG), le soudage à l'arc sous gaz métallique (GMAW/MIG) et le soudage à l'arc submergé (SAW).
Le formage à froid est-il possible pour l'A 387 Gr 11 CL 1 ?
Oui, il peut être formé à froid, mais il a une résistance supérieure à celle de l'acier au carbone, des forces de formage plus élevées sont donc nécessaires. Il est recommandé d'effectuer le formage à température ambiante et d'éviter toute déformation excessive pour éviter les fissures.
Quelle est la différence entre le A 387 Gr 11 CL 1 et le A 387 Gr 12 CL 1 ?
La principale différence réside dans la teneur en molybdène : le Gr 11 CL 1 contient 0,45-0,65 % de Mo, tandis que le Gr 12 CL 1 contient 0,87 à 1,13 % de Mo. Le Gr 12 CL 1 offre une meilleure résistance à haute température et au fluage, mais est plus cher.