SA 387 Gr. 22 Cl. 1 est une plaque d'acier en alliage de chrome-molybdène (ASME SA387) conçue pour les récipients sous pression à haute-température, contenant environ 2,25 % de chrome et 1 % de molybdène, offrant une bonne résistance à l'oxydation/à la corrosion et des résistances à la traction/élasticité spécifiées pour sa catégorie de classe 1 (résistance inférieure), différant de la classe 2 principalement par les propriétés mécaniques, et non par la composition.
Spécifications de la feuille et de la plaque en acier allié SA387 Gr.22 CL 1 :
| Caractéristiques | ASME SA387 |
|---|---|
| Épaisseur | 5mm-150mm |
| Largeur | 1000mm-4500mm |
| Longueur | 3000mm -18000mm |
| Dureté | Selon ASME A et NACE MR 175 |
| Testé aux chocs | Testé aux chocs -52 degrés C |
| Finition | Tôle laminée à chaud (HR), Tôle laminée à froid (CR) |
Composition chimique des tôles et plaques d'acier allié SA387 Gr.22 CL 1
| C | Mn | P | S | Si | Cr | Mo |
| 0.04 – 0.15 | 0.25 – 0.66 | 0.035 | 0.035 | 0,5 maximum | 1.88 – 2.62 | 0.85 – 1.15 |
Propriétés mécaniques des tôles et plaques en acier allié A387 Gr.22 CL 1
| SA387 Catégorie 22 | Classe 1 |
| Résistance à la traction (ksi) | 60-85 |
| Résistance à la traction (MPa) | 415-585 |
| Limite d'élasticité (ksi) | 30 |
| Limite d'élasticité (MPa) | 205 |
| Allongement en 200mm (%) | – |
| Allongement en 50mm (%) | 18 |
| Réduction de superficie en % | 45 |
Flux de processus clé
Contrôle de la fusion et de la composition :
L'acier est fondu à l'aide d'un four à arc électrique (EAF), d'un four de poche (LF) et d'autres équipements de raffinage, avec un contrôle strict de la teneur en carbone (C), silicium (Si), manganèse (Mn), phosphore (P), soufre (S) et les principaux éléments d'alliage chrome (Cr) et molybdène (Mo). En particulier, la teneur en carbone est généralement maintenue relativement faible pour améliorer la soudabilité tout en garantissant le maintien de la composition standard de l'alliage 2,25 % Cr-1 % Mo.
Formage et laminage :
La billette d'acier est chauffée à la température de laminage appropriée, puis laminée en plaques de l'épaisseur requise à l'aide de laminoirs.
Traitement thermique (après travail à chaud) :
Normalisation : il s’agit d’une étape critique. La plaque est chauffée à la température d'austénitisation, puis refroidie à l'air-pour homogénéiser la microstructure, soulager les contraintes internes et obtenir une structure de perlite + ferrite à grains fins-.
Revenu : Le revenu est effectué après normalisation (ou après trempe, le cas échéant), en ajustant davantage la dureté et la ténacité pour répondre aux propriétés mécaniques requises.
Inspection et tests :
Des tests non-destructifs (CND), tels que des tests par ultrasons (UT) et des tests par magnétoscopie (MT), sont effectués pour garantir l'absence de défauts internes ou de surface. Des tests de propriétés mécaniques, notamment des tests de traction, d'impact et de dureté, ainsi qu'une analyse de la composition chimique, sont effectués pour garantir la conformité à la norme ASME SA 387 Gr.22 Cl 1.
Avantages clés :
Résistance à haute température :Amélioré par du molybdène, il conserve une résistance à la traction supérieure et résiste au fluage à des températures élevées (jusqu'à environ 600 degrés).
Résistance à la corrosion et à l'oxydation :La teneur en chrome offre une excellente résistance à l’oxydation et à la corrosion, cruciale pour les environnements agressifs.
Capacité de service acide :Bien-adapté aux applications impliquant du gaz acide (sulfure d'hydrogène), courant dans le pétrole et le gaz.
Bonne soudabilité :Peut être soudé efficacement, même à des températures plus élevées, bien que la classe 2 (normalisée et trempée) offre une meilleure ténacité.
Rentable-pour les besoins à haute-température :Fournit un équilibre entre performances et coût pour les conditions exigeantes où l’acier inoxydable pourrait être excessif.
En tant que-Condition de roulement (Classe 1) :Souvent fourni sans traitement thermique supplémentaire, offrant des propriétés mécaniques (résistance) adéquates pour de nombreuses applications à un coût inférieur à celui de la classe 2.
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Quel traitement thermique est utilisé ?
SA 387 Gr.22 Cl 1 est généralement traité thermiquement par normalisation suivie d'un revenu. La normalisation consiste à chauffer l'acier à une température d'environ 890 à 940 degrés, à le maintenir pour assurer l'uniformité, puis à le refroidir à l'air. Ce processus affine la structure du grain et améliore la ténacité. La trempe est effectuée à un minimum de 675 degrés pour réduire les contraintes résiduelles, améliorer la ductilité et stabiliser la microstructure. Les températures exactes peuvent varier en fonction de l'épaisseur de la plaque et des pratiques du fabricant.
Que signifie « Classe 1 » ?
La « Classe 1 » indique que la tôle d'acier doit subir un niveau de test par ultrasons (UT) plus élevé que la Classe 2. Cette inspection plus stricte garantit que le matériau présente moins de défauts internes tels que des laminages, des inclusions ou des vides. L’objectif est de fournir un matériau plus fiable pour les applications critiques d’appareils sous pression où l’intégrité structurelle est essentielle. Les plaques qui ne répondent pas aux normes de classe 1 peuvent être reclassées en classe 2 si elles répondent aux exigences d'inspection inférieures.
Quelles normes s'appliquent à ce matériau ?
SA 387 Gr.22 Cl 1 est couvert par le code ASME des chaudières et des appareils à pression. Il est répertorié dans la section II de l'ASME, partie A (SA-387) et est référencé dans d'autres sections telles que la section VIII (appareils sous pression) et la section I (chaudières électriques). Le matériau doit également être conforme à des exigences supplémentaires en matière de chimie, de propriétés mécaniques et de CND, comme spécifié dans ces codes.
Quelles sont ses applications courantes ?
SA 387 Gr.22 Cl 1 est largement utilisé dans les industries du pétrole et du gaz, de la pétrochimie et de la production d'électricité. Les applications typiques incluent les récipients sous pression, les chaudières, les échangeurs de chaleur, les tubes de reformage et autres équipements fonctionnant à haute température et pression. Il est particulièrement adapté aux pièces exposées à des environnements riches en hydrogène-et à de la vapeur à haute-température.
Quel CND est réalisé sur ces plaques ?
Les plaques SA 387 Gr.22 Cl 1 sont soumises à des tests non destructifs rigoureux-. La principale exigence est le test par ultrasons (UT) pour garantir la solidité interne, comme spécifié pour la classe 1. Des inspections supplémentaires peuvent inclure une inspection visuelle (VI) pour la qualité de la surface, un test par particules magnétiques (MT) pour les fissures de surface dans les matériaux ferromagnétiques et un test par ressuage (PT) pour détecter les discontinuités de surface. Certaines applications peuvent également nécessiter des tests radiographiques (RT) en fonction de la conception et des spécifications du client.
En quoi le SA 387 Gr.22 Cl 1 diffère-t-il du SA 387 Gr.11 ?
Le SA 387 Gr.22 Cl 1 a une teneur en chrome plus élevée (environ 2,25 % Cr) que le SA 387 Gr.11 (environ 1,25 % Cr). Cela confère au Gr.22 une meilleure résistance aux températures élevées, au fluage et à l'oxydation, ce qui le rend adapté aux applications de récipients sous pression plus exigeantes. Le Gr.11 est souvent utilisé à des températures plus basses et dans des services moins sévères où le coût est un facteur à prendre en compte.
Quelle est la différence entre SA 387 Gr.22 Classe 1 et Classe 2 ?
La principale différence réside dans le niveau d’inspection par ultrasons. La classe 1 nécessite une UT plus stricte pour garantir moins de défauts internes tels que des laminages ou des inclusions. La classe 2 a des critères d’inspection plus cléments. La classe 1 est généralement choisie pour les composants critiques des appareils sous pression où une fiabilité élevée est essentielle, tandis que la classe 2 peut être utilisée dans des zones moins critiques.
Comment le SA 387 Gr.22 Cl 1 se compare-t-il aux tôles d'acier au carbone ?
Contrairement aux aciers au carbone standard, le SA 387 Gr.22 Cl 1 contient du chrome et du molybdène, qui améliorent considérablement sa résistance aux températures élevées, sa résistance au fluage et sa résistance à la fragilisation par revenu. Les aciers au carbone se ramollissent et perdent de leur résistance à des températures élevées, ce qui les rend impropres à de nombreuses applications de récipients sous pression et de chaudières dans lesquelles le Gr.22 excelle.
Quelle est la différence entre le SA 387 Gr.22 Cl 1 et le SA 516 Gr.70 ?
Le SA 516 Gr.70 est un acier au carbone conçu pour le service dans des récipients sous pression à température faible-à-modérée, tandis que le SA 387 Gr.22 Cl 1 est un acier allié au Cr-Mo pour les applications à haute-température. SA 516 Gr.70 offre une bonne ténacité à basses températures mais n'a pas la résistance au fluage et à l'oxydation du Gr.22. Le Gr.22 est utilisé dans les raffineries et les centrales électriques, tandis que le SA 516 Gr.70 est courant dans les réservoirs de stockage et les récipients à basse température.