A516, année 70est un type de plaque d'acier pour récipient sous pression conçu pour être utilisé dans des conditions de service à température modérée et basse. Il fait partie de la spécification ASTM A516, qui couvre les aciers au carbone-manganèse-silicium adaptés au soudage par fusion. Cette nuance est connue pour sa bonne ténacité et sa bonne résistance, ce qui la rend adaptée aux applications où le confinement de la pression est critique. Le matériau est couramment utilisé dans la fabrication de chaudières, de réservoirs de stockage et d'appareils sous pression qui manipulent des liquides ou des gaz sous diverses pressions de fonctionnement. Sa composition et son traitement thermique sont optimisés pour offrir des performances fiables et une résistance à la rupture fragile, même dans des environnements où des fluctuations de température peuvent se produire.
Rendement/résistance à la traction
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Métrique |
Impérial |
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Résistance à la traction, ultime |
482 – 620 MPa |
70 – 90 ksi |
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Résistance à la traction, rendement |
262 MPa |
38 ksi |
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Élongation |
17 |
17 |
Chimie des matériaux
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C |
MN |
P |
SI |
S |
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0.27 – 0.31% |
1 – 1.7% |
0.025% |
0.15 – 0.40% |
0.025% |
traitement
1. Traitement initial
Découpe : principalement traitée par découpe à l'oxy-carburant, au plasma ou au laser. Pour les composants de précision, la découpe au jet d’eau est utilisée pour éviter une zone affectée par la chaleur (ZAT).
Préparation des bords : le biseautage (rainures en V, U ou X-) est généralement effectué par fraisage ou meulage pour garantir une soudure à pénétration totale-des joints des récipients sous pression.
2. Traitement thermique
Il s’agit de l’étape la plus critique pour atteindre les propriétés mécaniques requises par les normes 2026 :
Normalisation : obligatoire pour les plaques d'une épaisseur > 1,5 pouce (38 mm). La plaque est chauffée à 1 650-1 750 degrés F (900-950 degrés) et refroidie à l'air-pour affiner la structure du grain et améliorer la ténacité à basse-température.
Soulagement du stress (PWHT) : le traitement thermique après-soudage est effectué à environ 1 150 degrés F (620 degrés). Le temps de trempage est généralement de 1 heure par pouce d'épaisseur pour éliminer les contraintes résiduelles du soudage.
3. Formage
Formage à froid : A516-70 présente une bonne formabilité. Cependant, en raison de sa grande résistance, il nécessite des machines à rouler les coques cylindriques de grande capacité.
Formage à chaud : si la déformation dépasse 5 % de déformation, le matériau est souvent formé à chaud-au-dessus de sa température critique. Si elle est formée à chaud-, la plaque peut nécessiter une re-normalisation pour restaurer sa ténacité d'origine.
4. Soudage
L'A516-70 est hautement soudable mais nécessite des protocoles spécifiques :
Préchauffage : essentiel pour les sections épaisses (généralement 200 degrés F/95 degrés ou plus) pour éviter les fissures induites par l'hydrogène-.
Métaux d'apport : utilise généralement le E7018 (électrodes à faible teneur en hydrogène) pour SMAW ou ER70S-6 pour les processus GMAW/GTAW.
Contrôle de l'hydrogène : les pratiques à faible-hydrogène doivent être strictement maintenues tout au long du processus de soudage.
5. Tests et inspections supplémentaires
Pour garantir l'intégrité de la pièce traitée :
Tests par ultrasons (UT) : effectués selon ASTM A435 ou A578 pour détecter les stratifications ou inclusions internes.
Test d'impact Charpy V-Notch (CVN) : effectué pour vérifier la ténacité à des températures basses spécifiques (par exemple, -50 degrés F).
Tests HIC et SSC : Pour le « Sour Service » (pétrole et gaz), des tests de résistance à la fissuration induite par l'hydrogène et à la fissuration sous contrainte par sulfure sont requis.
Applications principales
Production d'énergie et d'électricité :Utilisé pour les composants critiques comme les chaudières industrielles, fûts à vapeur, et les coques de réacteurs nucléairesen raison de sa capacité à supporter une pression et une chaleur élevées.
Pétrole, Gaz et Pétrochimie :Utilisation intensive dans les séparateurs, colonnes de distillation, réacteurs, et échangeurs de chaleur.
Service aigre :Des variantes spécialement testées (HIC/SSC) sont utilisées dans des environnements 𝐻2𝑆 humides pour éviter les fissures induites par l'hydrogène-.
Stockage à basse-température :Indispensable pour les réservoirs de stockage cryogéniqueset pipelines arctiques, car il reste ductile et résistant à la rupture fragile jusqu'à -46 degrés (-50 degrés F).
Infrastructures lourdes :Trouvé dans les ponts, bâtiments, wagons-citerneset des-équipements de construction lourdsoù l’intégrité structurelle sous charge est primordiale.
Avantages clés
Haute résistance à la traction :Possède la plus haute résistance parmi les qualités A516, avec une plage de traction de 70 à 90 ksi (485 à 620 MPa)..
Résistance supérieure aux encoches :Sa structure à grains fins-(généralement obtenue par normalisation) offre une excellente résistance aux chocs, même à des températures glaciales.
Excellente soudabilité :La faible teneur en carbone permet d'obtenir des soudures robustes et de haute-qualité à l'aide de procédés standards tels que SMAW, GMAW ou SAW, ce qui est essentiel pour les assemblages soudés à haute-pression.
Polyvalence environnementale :Capable de fonctionner sur un large spectre thermique de -46 degrés à 538 degrés (-50 degrés F à 1 000 degrés F).
Coût-Efficacité :En tant qu'acier au carbone, il offre un rapport performances-/-coût élevé par rapport aux aciers alliés plus chers pour la plupart des applications de récipients sous pression à température-modérée.
Fiabilité éprouvée :Adhère au strict code ASME des chaudières et des appareils sous pression (BPVC)et NACEnormes, garantissant la conformité mondiale en matière de sécurité.
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L'A516 Grade 70 est-il résistant à la corrosion- ?
Il a une certaine résistance à la corrosion à l'atmosphère et à l'eau douce, mais n'est pas résistant à la corrosion par les acides forts, les alcalis forts et les milieux contenant du chlore-. Dans des conditions de travail corrosives, des mesures telles qu'un revêtement, un revêtement ou une protection cathodique doivent être prises pour améliorer la résistance à la corrosion et prolonger la durée de vie.
Quelle est la plage de spécifications d'épaisseur habituelle des tôles d'acier A516 de qualité 70 ?
La spécification d'épaisseur courante est de 6 mm à 200 mm, la largeur est généralement de 1 500 mm à 4 000 mm et la longueur est de 3 000 mm à 12 000 mm. Des spécifications spéciales peuvent être personnalisées en fonction des besoins de fabrication des équipements, et une communication préalable avec l'aciérie est requise.
Quel est le numéro complet de la norme d’exécution pour l’A516 Grade 70 ?
Le numéro de version complet est ASTM A516/A516M-22, où « A516 » est le numéro de norme principale, « M » indique les unités métriques et « 22 » est l'année de la dernière version. Cette norme spécifie diverses exigences techniques pour le matériau.
L'A516 Grade 70 peut-il être utilisé pour fabriquer des fûts de chaudière ?
Oui, car il présente une bonne résistance, ténacité et résistance à la fatigue à moyennes et basses températures, ce qui répond aux exigences des fûts de chaudière pour les matériaux sous pression-. Lors de la fabrication, un contrôle strict de la qualité du soudage et des tests non destructifs - sont nécessaires pour garantir un fonctionnement sûr.
Quelle est l'exigence d'allongement pour l'A516 Grade 70 ?
L'allongement (δ5) est supérieur ou égal à 21 %. L'indice d'allongement reflète la capacité de déformation plastique de la tôle d'acier. Un allongement plus élevé permet à la plaque d'acier d'être moins sujette à la rupture lorsqu'elle est sollicitée et facilite le traitement et le formage (comme le pliage et l'emboutissage).
Quelle électrode faut-il choisir pour le soudage A516 Grade 70 ?
L'électrode couramment utilisée est la E7018 (type à faible teneur en hydrogène), qui correspond à la résistance et à la ténacité du métal de base. Pendant le soudage, l'électrode doit être séchée (350 à 400 degrés, conservation de la chaleur pendant 1 à 2 heures) pour éviter les défauts de soudage tels que la porosité et les fissures et garantir la qualité des joints.
Quelles sont les similitudes et les différences entre les matériaux A516 Grade 70 et Q345R ?
Les deux sont des plaques d’acier pour récipients sous pression. Q345R est une norme nationale (GB/T 713) avec une limite d'élasticité de 345 MPa, supérieure à celle du grade 70 ; ce dernier est une norme américaine avec une meilleure ténacité à basse température-. Leurs scénarios applicables et normes d’exécution sont différents et ne peuvent être remplacés arbitrairement.
Quelles sont les exigences de qualité de surface pour les tôles d'acier A516 grade 70 ?
La surface doit être exempte de défauts nuisibles tels que fissures, bulles, cicatrices et plis. Des piqûres et rayures mineures sont autorisées et la profondeur des défauts ne doit pas dépasser la moitié de la tolérance d'épaisseur de la tôle d'acier. L'inspection doit être effectuée par inspection visuelle ou par des tests non-destructifs.
L'A516 Grade 70 peut-il être renforcé par traitement thermique ?
Il peut subir des traitements thermiques tels que la normalisation et le revenu. La normalisation peut affiner les grains et améliorer la ténacité, tandis que le revenu peut éliminer les contraintes de soudage. Cependant, ce matériau est de l'acier au carbone et l'effet de renforcement par trempe est limité, donc le traitement de trempe n'est généralement pas adopté.
Quels sont les avantages de l'A516 Grade 70 dans la fabrication de réservoirs de stockage de gaz naturel ?
Les avantages sont une bonne soudabilité, qui facilite le soudage et le formage de grands réservoirs de stockage ; une excellente ténacité à moyenne et basse température, adaptée aux conditions de travail à basse -température du stockage de gaz naturel ; la résistance répond aux exigences de pression-et le coût est relativement inférieur à celui des plaques d'acier alliées.