SA 387, 12e année, classe 2 est une norme ASME/ASTM pour les tôles d'acier en alliage de chrome-molybdène principalement utilisées dans la construction de récipients sous pression soudables et de chaudières industrielles conçues pour un service à température élevée.
La plaque ASME SA387 Grade 12 Classe 2 est une plaque d'acier allié Cr-Mo spécifiée pour les applications de récipients sous pression et de chaudières à températures élevées. Il offre une bonne résistance aux températures élevées, au fluage et à l'oxydation. La classe 2 signifie qu'il est fourni dans un état normalisé et revenu, offrant une meilleure ténacité et ductilité que la classe 1.
Caractéristiques clés
Composition de l'alliage :Il contient des montants nominaux de1% de chromeet0,5% de molybdène. Le chrome offre une résistance à la corrosion et à l'oxydation, tandis que le molybdène améliore la résistance à la traction à haute température.
Classe 2 vs Classe 1 :Bien que les deux classes partagent la même composition chimique,Classe 2est traité thermiquement-pour obtenir des limites de traction et d'élasticité supérieures à celles de la classe 1.
Equivalents
| Désignation | Teneur nominale en chrome (%) | Teneur nominale en molybdène (%) |
|---|---|---|
| SA387, 12e année | 1.00% | 0.50% |
Teneur en Chrome & Molybdène (selon la spécification ASME) :
| Désignation | Exigence | 12e année |
|---|---|---|
| SA387, 12e année | Résistance à la traction, ksi [MPA] | 65 à 85 [450 à 585] |
| Limite d'élasticité, min, ksi [MPa]/(décalage de 0,2 %) | 40 [275] | |
| Allongement en 8 po [200 mm], % min. | 19 | |
| Allongement en 2 po [50 mm], min, % | 22 | |
| Réduction de superficie, min % |
Exigences de traction pour les plaques de classe 2
| BS | FR | ASTM/ASME | VACARME |
|---|---|---|---|
| 620B | 13CrMo45 | SA387-12-2 | 13CrMo44 |
Composition chimique de l'ASME SA387 Grade 12 Classe 2
| Carbone (C) | % |
| Analyse thermique : Analyse du produit : |
0.05 - 0.17 0.04 - 0.17 |
| Manganèse (Mn) | % |
| Analyse thermique : Analyse du produit : |
0.40 - 0.65 0.35 - 0.73 |
| Phosphore (P) | % |
| Analyse thermique : Analyse du produit : |
0.035 0.035 |
| Soufre (S) (Max) | % |
| Analyse thermique : Analyse du produit : |
0.035 0.035 |
| Silicium (Si) | % |
| Analyse thermique : Analyse du produit : |
0.15 - 0.40 0.13 - 0.45 |
| Chrome (Cr) | % |
| Analyse thermique : Analyse du produit : |
0.80 - 1.15 0.74 - 1.21 |
| Molybdène (Mo) | % |
| Analyse thermique : Analyse du produit : |
0.45 - 0.60 0.40 - 0.65 |
techniques de traitement
1. Fabrication d’acier et moulage
Fusion : généralement produite via un four à arc électrique (EAF) ou un four à oxygène basique (BOF).
Affinage : L'acier doit être tué (désoxydé) pour garantir une structure chimique uniforme. Le dégazage sous vide est souvent utilisé pour minimiser les impuretés comme l'hydrogène et l'oxygène.
Laminage : les plaques sont principalement laminées à chaud-(HR) pour obtenir l'épaisseur et les dimensions requises.
2. Traitement thermique (critique pour la classe 2)
Pour atteindre la résistance supérieure requise pour la classe 2, les plaques doivent subir des traitements thermiques spécifiques :
Recuit ou normalisation : chauffage à la température austénitisante pour affiner la structure du grain.
Trempe : Réchauffage à une température minimale de 1 150 degrés F (620 degrés) pour améliorer la ténacité et la ductilité tout en maintenant une résistance à la traction élevée (450 à 585 MPa).
Refroidissement accéléré en option : dans certains cas, une trempe liquide ou un soufflage d'air est utilisé avant le revenu pour améliorer les propriétés mécaniques.
3. Fabrication et soudage
Découpe : les méthodes incluent la découpe au plasma, à la flamme ou au jet d'eau-. Un préchauffage peut être nécessaire pour le coupage à la flamme/au plasma afin d'éviter la fissuration des bords.
Préchauffage (soudage) : Une température de préchauffage de 150 degrés à 200 degrés est généralement requise pour éviter les fissures à froid.
Consommables : des métaux d'apport compatibles tels que E8018-B2 (pour SMAW) ou ER80S-B2 (pour GMAW) sont utilisés pour correspondre à la composition 1 % Cr - 0.5 % Mo.
Traitement thermique après-soudage (PWHT) : obligatoire pour le soulagement des contraintes, généralement effectué entre 650 degrés et 700 degrés.
4. Tests et contrôle qualité
Essais mécaniques : comprend la vérification de la traction, de l'allongement et de la limite d'élasticité.
Tests non-destructifs (CND) : les procédures standard impliquent 100 % de radiographie (RT) ou de tests par ultrasons (UT) pour garantir l'intégrité interne.
Tests d'impact : des tests Charpy V-Notch sont effectués pour évaluer la résistance à basse-température, parfois jusqu'à -52 degrés.
Avantages de SA 387 Grade 12 Classe 2
Le principal avantage de la classe 2 par rapport à la classe 1 est sa résistance mécanique améliorée., obtenu grâce à des traitements thermiques spécifiques tout en conservant la même composition d'alliage.
Résistance supérieure à la température :Conçu pour maintenir l'intégrité structurelle et la résistance à la traction à des températures allant jusqu'à environ 575 degrés (1 067 degrés F).
Haute résistance à la corrosion et à l'oxydation :L'ajout de chrome et de molybdène offre une protection robuste contre l'oxydation et diverses formes de corrosion, notamment les piqûres, les crevasses et l'érosion..
Performance du service aigre :Il est très efficace dans les environnements « acides » contenant du sulfure d'hydrogène (𝐻2𝑆), offrant une résistance à la fissuration induite par l'hydrogène-(HIC)et la fissuration sous contrainte des sulfures.
Excellentes qualités de fabrication :Malgré sa haute résistance, il conserve une bonne soudabilité et formabilité, permettant la construction de composants industriels complexes sans sacrifier la sécurité.
Durabilité à long terme :Sa résistance à la fatigue thermique et au fluage(déformation permanente sous contrainte constante à haute température) garantit une durée de vie plus longue et des coûts de maintenance réduits.
Applications principales
Pétrole, gaz et pétrochimie :
Réacteurs et séparateurs :Utilisé dans les équipements qui traitent le pétrole, le gaz et les produits chimiques sous des contraintes élevées.
Échangeurs de chaleur :Crucial pour un transfert thermique efficace dans les raffineries.
Réservoirs de stockage :Spécifiquement pour les gaz ou liquides sous pression et les environnements de service acides.
Production d’énergie et d’électricité :
Chaudières industrielles :Utilisé dans les tambours de chaudières et les surchauffeurs qui fonctionnent à des températures de vapeur élevées.
Nucléaire et hydroélectrique :Des composants tels que des conduites d'eau-à haute pression et des volutes de turbine.
Traitement chimique :
Construire des équipements résistants aux produits chimiques agressifs, aux acides et à l'oxydation à haute -température.
Aéronautique et Défense :
Utilisé pour les véhicules militaires, les navires de guerre et les composants nécessitant une haute résistance à la fatigue thermique.
Ingénierie lourde générale :
Appareils à pression :Conteneurs de gaz à haute-pression et bouteilles d'oxygène.
Tuyauterie et raccords :Conduits, brides et supports de tuyauterie haute-température.
Les spécifications complètes et les détails sont disponibles sur demande. Les informations ci-dessus sont fournies à titre indicatif uniquement. Pour des exigences de conception spécifiques, veuillez contacter notre équipe technico-commerciale.
Quelle est la plage typique de teneur en carbone de ce matériau ?
Sa teneur en carbone varie de 0,15 % à 0,20 %. Cette gamme équilibre la dureté et la soudabilité, ce qui la rend adaptée à la fabrication de composants contenant une pression-.
Quelle est la conductivité thermique de ce matériau à température ambiante ?
À température ambiante, sa conductivité thermique est d'environ 42 W/(m·K). Cette propriété est cruciale pour les calculs de transfert de chaleur dans la conception des échangeurs de chaleur.
Le SA 387 Grade 12 Classe 2 a-t-il une bonne résistance au fluage ?
Oui, il présente une excellente résistance au fluage. L'alliage de chrome-molybdène empêche la déformation permanente sous des charges de température et de pression-à long terme-élevées.
Quelle est la plage de dureté Brinell (HB) de ce matériau ?
Sa dureté Brinell varie de 130 à 180 HB. Cette dureté modérée équilibre la résistance à l’usure et l’usinabilité pour la fabrication industrielle.
Ce matériau est-il résistant aux attaques de l'hydrogène ?
Oui, il présente une bonne résistance aux attaques de l'hydrogène lorsqu'il est correctement traité thermiquement-. Il convient aux environnements contenant de l'hydrogène à des températures et des pressions élevées.
Quelle teneur en chrome le SA 387 Grade 12 Classe 2 contient-il ?
Il contient 0,80 % à 1,15 % de chrome. Le chrome améliore la résistance à la corrosion et à l'oxydation, essentielles pour les conditions de service à haute -température.
À quelle plage de température le SA 387 Grade 12 Classe 2 est-il adapté ?
Il fonctionne bien entre -29 degrés (-20 degrés F) et 593 degrés (1 100 degrés F). Au-delà de cette plage, ses propriétés mécaniques peuvent se dégrader significativement.
Le SA 387 Grade 12 Classe 2 est-il soudable ?
Oui, il est facilement soudable avec les procédures appropriées. Le préchauffage et le traitement thermique après-soudage sont recommandés pour éviter les fissures à froid et soulager les contraintes résiduelles.
Quelle est la plage de teneur en molybdène de cette qualité ?
La teneur en molybdène est de 0,45 % à 0,60 %. Le molybdène améliore la résistance au fluage et à la chaleur, ce qui permet une utilisation dans des processus industriels à température élevée-.