ASTM A537 Classe 2est une plaque d'acier au carbone-manganèse-silicium à haute résistance, trempée et revenue, principalement utilisée pourfusion-réservoirs et structures sous pression soudés. Son rendement supérieur et sa résistance à la traction en font un choix standard pour les industries fonctionnant dans des conditions de haute pression et de température variable.
Propriétés mécaniques
|
Grade |
Limite d'élasticité |
Résistance à la traction |
Allongement en 2" |
|---|---|---|---|
|
A537 Classe 2 |
60 |
80 - 100 |
22 |
Composition chimique
|
C |
Mn 1) |
P 2) |
S 2) |
Si |
Cu |
Ni 1) |
Cr |
Mo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
0.24 |
1.60 |
0.020 |
0.010 |
0.50 |
0.35 |
0.25 |
0.25 |
0.080 |
Équivalent carbone
|
Épaisseur (po) |
0.375 - 2.00 |
|---|---|
|
CET typique (% en poids) |
0.33 |
|
CEV typique (% en poids) |
0.45 |
Propriétés de formabilité
|
Épaisseur (po [mm]) |
Axe de courbure perpendiculaire à la direction de roulement, rayon intérieur, R (min.) |
Axe de courbure perpendiculaire à la direction de roulement Largeur de matrice, W (min.) |
Axe de courbure parallèle à la direction de roulement, rayon intérieur, R (min.) |
Axe de courbure parallèle à la direction de roulement Largeur de matrice, W (min.) |
|---|---|---|---|---|
|
0.375 – 1.00 [9.5 – 25.4] |
1.5t |
8t |
2.25t |
10t |
|
1.00 – 2.00 [25.4 – 50.1] |
2.0t |
8t |
3.0t |
10t |
Soudabilité
|
Processus de soudage |
Épaisseur (po [mm]) |
Température minimale de préchauffage et entre les passes (degré F [degré]) |
Consommables |
|---|---|---|---|
|
Arc métallique blindé (SMAW) |
Inférieur ou égal à 3/4 [ Inférieur ou égal à 19] |
50 [10] |
AWSE7015-X, E7016-X, E7018-X |
|
Arc métallique blindé (SMAW) |
>3/4 – 1.5 [19 – 38] |
50 [10] |
AWSE7015-X, E7016-X, E7018-X |
|
Arc métallique blindé (SMAW) |
>1.50 – 2.00 [>38 – 50] |
150 [65] |
AWSE7015-X, E7016-X, E7018-X |
|
Arc gaz-métal (GMAW) |
Inférieur ou égal à 3/4 [ Inférieur ou égal à 19] |
50 [10] |
AWS ER70S-X |
|
Arc gaz-métal (GMAW) |
>3/4 – 1.5 [19 – 38] |
50 [10] |
AWS ER70S-X |
|
Arc gaz-métal (GMAW) |
>1.50 – 2.00 [>38 – 50] |
150 [65] |
AWS ER70S-X |
|
Arc submergé (SAW) |
Inférieur ou égal à 3/4 [ Inférieur ou égal à 19] |
50 [10] |
AWS F7XX-EXXX-XX |
|
Arc submergé (SAW) |
>3/4 – 1.5 [19 – 38] |
50 [10] |
AWS F7XX-EXXX-XX |
|
Arc submergé (SAW) |
>1.50 – 2.00 [>38 – 50] |
150 [65] |
AWS F7XX-EXXX-XX |
|
Arc fourré (FCAW) |
Inférieur ou égal à 3/4 [ Inférieur ou égal à 19] |
50 [10] |
AWS E7XTX-X |
|
Arc fourré (FCAW) |
>3/4 – 1.5 [19 – 38] |
50 [10] |
AWS E7XTX-X |
|
Arc fourré (FCAW) |
>1.50 – 2.00 [>38 – 50] |
150 [65] |
AWS E7XTX-X |
Processus pour l'acier A537 classe 2
Processus de trempe et revenu (Q&T):
L'A537 Classe 2 subit une trempe et un revenu obligatoires. Tout d’abord, il est austénitisé à température contrôlée, puis rapidement trempé pour former une structure martensitique. Suivi d'un revenu à 595-650 degrés (1100-1200 degrés F) pour améliorer la ténacité et réduire les contraintes résiduelles.
Charpy V-Processus de test d'impact d'encoche:
Pour la vérification de la ténacité à basse-température, les tests sont effectués à -29 degrés (-20 degrés F). Les spécimens sont préparés selon les normes ASTM, puis impactés par un pendule. L'énergie d'impact minimale requise est de 27 J (20 pi-lb) par éprouvette pour éviter une rupture fragile.
Processus de soudage:
Les méthodes courantes incluent SMAW, GMAW, FCAW et SAW. Le préchauffage est recommandé pour éviter les fissures à froid, et un traitement thermique post-soudage (PWHT) est effectué après le soudage pour garantir des propriétés mécaniques uniformes dans la zone de soudure.
Processus de traitement de surface:
Les plaques laminées à chaud-sont décapées pour éliminer le tartre, puis huilées pour les protéger de la rouille. Cela fournit une surface propre pour les traitements ultérieurs comme le soudage et le revêtement.
Processus de test mécanique:
Outre les tests d'impact, des tests de traction, de dureté et de flexion sont effectués. Les tests de traction vérifient la résistance (485-620 MPa), tandis que les tests de dureté vérifient l'efficacité du traitement thermique.
Applications
Fabrication d'appareils sous pression: Domaine d'application principal, y compris les équipements clés tels que les réservoirs de stockage de pétrole et de gaz, les composants sous pression des chaudières et les réacteurs pétrochimiques, qui nécessitent une résistance fiable à la température et à la pression du fluide.
Ingénierie offshore: Largement utilisé dans les systèmes sous pression des plates-formes offshore, s'adaptant aux environnements de travail offshore difficiles grâce à son excellente ténacité et résistance.
Transport de fluides : appliqué dans les canalisations de transport de fluides à haute-pression, garantissant une livraison sûre de fluides industriels dans des conditions de température et de pression moyennes.
Conteneurs sous pression industriels: Convient à la fabrication de conteneurs sous pression industriels qui doivent résister à des températures et pressions moyennes, répondant aux principaux besoins opérationnels des scénarios industriels associés.
Conditions de candidature
Conditions de température : Convient pour un service à-température modérée. La température de fonctionnement maximale sûre est de 343 degrés (650 degrés F) et la température de service minimale est de -29 degrés (-20 degrés F). Au-delà de cette plage, sa résistance et sa ténacité se dégraderont, ce qui peut affecter la sécurité opérationnelle.
Conditions environnementales: Adaptable aux environnements industriels doux. Dans des scénarios corrosifs difficiles (par exemple, industries marines et chimiques), des mesures anti-corrosion telles que le revêtement ou la galvanisation doivent être prises pour éviter la rouille et prolonger la durée de vie.
Conditions de pression : Conçu pour des conditions de travail à moyenne et haute-pression, correspondant à sa limite d'élasticité minimale de 345 MPa et à sa résistance à la traction de 485 à 620 MPa, ce qui est conforme aux exigences de la norme ASTM A537 pour les applications de récipients sous pression.
Conditions de traitement : Le soudage doit adopter des méthodes appropriées telles que SMAW et GMAW, avec préchauffage et traitement thermique post-obligatoires (PWHT). Le formage à froid doit éviter une déformation excessive et un traitement de soulagement des contraintes est requis après le traitement.
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Quelle est la durée de conservation des tôles d'acier A537 Classe 2 si elles sont stockées correctement ?
Lorsqu'elles sont stockées dans un environnement sec et couvert (à l'abri de l'humidité, du sel et des substances corrosives), les plaques A537 Classe 2 ont une durée de conservation indéfinie. Un stockage approprié prévient la rouille et la dégradation, tout en conservant leurs propriétés mécaniques d'origine et la qualité de leur surface.
Quelle est la densité de l’acier A537 Classe 2 ?
La densité de l'acier A537 Classe 2 est d'environ 7,85 g/cm³ (0,284 lb/in³), la même que celle de la plupart des aciers au carbone et faiblement-alliés. Cette valeur est utilisée pour le calcul du poids lors de la conception des équipements et de la planification du transport.
Quel est le coefficient de dilatation thermique de l’acier A537 Classe 2 ?
Le coefficient de dilatation thermique pour l'A537 Classe 2 est d'environ 11,7 × 10⁻⁶ par degré (6,5 × 10⁻⁶ par degré F) entre 20 degrés et 300 degrés. Cette propriété est essentielle pour concevoir des équipements soumis à des fluctuations de température.
Quel traitement thermique après-soudage (PWHT) est recommandé pour l'acier A537 classe 2 ?
Le PWHT recommandé pour l'A537 classe 2 est un revenu entre 595 degrés et 650 degrés (1 100 degrés F à 1 200 degrés F) pendant une durée suffisante, suivi d'un refroidissement lent. Cela réduit les contraintes résiduelles de soudure, améliore la ténacité et garantit des propriétés mécaniques uniformes dans la zone de soudure.
L’acier A537 Classe 2 peut-il être usiné ? Quels paramètres d'usinage sont recommandés ?
Oui, l'A537 Classe 2 peut être usiné à l'aide de méthodes standard. Les paramètres recommandés incluent l'utilisation d'outils en acier rapide ou en carbure, des fluides de coupe appropriés pour réduire la chaleur et des vitesses de coupe et des avances modérées pour éviter l'usure des outils et les dommages matériels.
Quelle est l'énergie d'impact d'une encoche Charpy V-exigence pour l'acier A537 classe 2 ?
À -29 degrés (-20 degrés F), A537 Classe 2 nécessite une énergie d'impact d'encoche Charpy V-minimale de 27 J (20 pi-lb) par spécimen. Cela garantit que l'acier a une ténacité suffisante pour résister à une rupture fragile sous des charges d'impact à basse température.
Comment l’épaisseur de l’acier A537 Classe 2 affecte-t-elle ses propriétés mécaniques ?
Les plaques A537 Classe 2 plus épaisses peuvent avoir une ténacité légèrement inférieure en raison d'un refroidissement plus lent pendant le traitement thermique, conduisant à une structure de grain plus grossière. Pour conserver leurs propriétés, les plaques plus épaisses nécessitent un contrôle précis du traitement thermique et des tests d'impact supplémentaires.
Quelle est la différence entre l'acier A537 Classe 2 et l'acier A36 ?
L'A537 Classe 2 est un acier pour récipients sous pression trempé et revenu avec une résistance plus élevée (rendement minimum de 345 MPa contre 250 MPa pour l'A36) et une meilleure ténacité, tandis que l'A36 est un acier de construction au carbone pour la construction générale, avec une résistance inférieure et un traitement plus simple.
Quels sont les principaux avantages de l’utilisation de l’acier A537 Classe 2 dans la fabrication d’appareils sous pression ?
Les principaux avantages incluent un rapport résistance-/-poids élevé, une excellente soudabilité, une bonne-ténacité à basse température, la conformité aux normes relatives aux récipients sous pression (ASTM A537) et l'aptitude à un service à température- modérée, garantissant un fonctionnement sûr et fiable des équipements sous pression.