A387 22e année classe 2est un type de tôle d'acier allié conçue pour être utilisée dans les récipients sous pression soudés où une ténacité et une résistance au fluage améliorées sont requises à des températures élevées. Il appartient à la famille des aciers au chrome-molybdène, offrant une bonne rétention de résistance et une bonne résistance aux attaques de l'hydrogène dans des environnements de service-à haute température. Cette qualité est généralement utilisée dans les équipements de raffinerie, les unités de traitement pétrochimique et les systèmes de production d'électricité où des performances fiables sous contrainte thermique sont essentielles.
Composition chimique
| Grade | C | Mn | P | S | Si | Cr | Mo |
| A387 Gr.22 | 0.05-0.15 | 0.30-0.60 | 0.035 | 0.035 | 0,50 maximum | 2.00-2.50 | 0.90-1.10 |
Propriétés mécaniques
| Classe | Traction (MPa) | Rendement (MPa) | Allongez-vous. (50mm) | Allongez-vous. (200mm) | Réduction de superficie* |
| Classe 1 | 415 - 585 | 205 minutes | 18 % minimum | - | 40 % minimum |
| Classe 2 | 515 - 690 | 310 minutes | 18 % minimum | - | 40 % minimum |
Notes équivalentes
| PAYS | UE FR |
États-Unis - | Allemagne DIN,WNr |
Japon JIS |
France AFNOR |
Angleterre BS |
Italie UNI |
Chine FR |
Suède SS |
| NORMES | 10CrMo9-10 | A387Gr.22 Gr.P22 |
10CrMo9-10 | SCMV4 | 10CD9-10 12CD9-10 |
622 622Gr.31 |
10CrMo9-10 12CrMo9-10 |
12CrMo | 2218 |
traitement
1. Sidérurgie et raffinage
L'acier doit être entièrement calmé avec un grain fin.
Fusion : généralement produite via un four à arc électrique (EAF).
Raffinage secondaire : les usines modernes utilisent le LF (four à poches) et le VOD/VD (dégazage sous vide) pour minimiser les impuretés comme le soufre (S), le phosphore (P) et les gaz (O, H, N).
Contrôle chimique : un alliage précis de chrome (2,00 % à 2,50 %) et de molybdène (0,90 % à 1,10 %) est essentiel.
2. Casting
L'acier fondu est coulé en brames par coulée continue ou par coulée en lingot (pour les plaques très-épaisses) pour garantir l'intégrité structurelle interne.
3. Laminage à chaud
Les dalles sont réchauffées à environ 1 150 degrés – 1 250 degrés.
L'acier est laminé en plusieurs passes pour atteindre l'épaisseur et la largeur cibles.
Un traitement de contrôle thermomécanique (TMCP) peut être appliqué pour affiner la structure du grain lors de la déformation.
4. Traitement thermique (définissant la classe 2)
La différence entre la Classe 1 et la Classe 2 réside dans le traitement thermique et les propriétés mécaniques qui en résultent.
Normalisation : chauffage dans une plage de température (généralement entre 900 et 960 degrés) et refroidissement à l'air.
Trempe : Réchauffage à un minimum de 720 degrés (1 325 degrés F) pour obtenir la ductilité et la ténacité requises tout en maintenant les niveaux de résistance plus élevés de la classe 2.
Refroidissement accéléré : Pour les épaisseurs élevées, "Quench and Temper" (Q+T) peut être utilisé pour garantir des propriétés uniformes dans toute la plaque.
5. Inspection et tests
Essais mécaniques : la classe 2 nécessite une résistance à la traction plus élevée (515 à 690 MPa / 75 à 100 ksi) par rapport à la classe 1.
Tests par ultrasons (UT) : effectués selon la norme ASTM A435 ou A578 pour détecter les stratifications internes ou les défauts.
Test d'impact Charpy V-Notch : garantit que le matériau reste résistant à basse température.
Test de dureté : garantit que le matériau ne dépasse pas les limites maximales de dureté, ce qui est vital pour les environnements de service acide (H2S).
6. Post-traitement (fabrication)
Découpe : Découpe CNC à la Flamme ou au Plasma.
Préchauffage : Indispensable avant le soudage pour éviter les fissures à froid.
PWHT (Traitement thermique post- : une fois le récipient soudé, il doit subir un PWHT pour soulager les contraintes résiduelles et optimiser la microstructure de la-zone affectée thermiquement (HAZ).
applications clés
1. Industrie pétrolière, gazière et pétrochimique
En raison de sa résistance supérieure à la corrosion, à l’oxydation et aux environnements de gaz corrosifs (H₂S), il s’agit d’un choix standard pour :
Réacteurs pétrochimiques : utilisés dans les unités d’hydrogénation et les réacteurs de traitement chimique.
Réservoirs de stockage : spécifiquement pour les produits chimiques sous pression, les liquides chauds ou les gaz acides.
Raffineries : appliqué dans les unités de raffinage du pétrole et les séparateurs.
Plates-formes offshore/onshore : utilisées pour les pipelines-haute pression, les cuves de traitement et les condenseurs dans des environnements difficiles.
2. Production d'électricité
Sa résistance au fluage et sa stabilité thermique le rendent indispensable pour :
Chaudières industrielles : utilisées pour les fûts de chaudière et les surchauffeurs qui gèrent la vapeur à des températures élevées.
Énergie nucléaire : Idéal pour les cuves sous pression des réacteurs nucléaires en raison de sa capacité à maintenir l’intégrité structurelle sous des contraintes thermiques extrêmes.
Turbines : appliquées aux turbines à gaz et à vapeur des centrales thermiques.
Générateurs de vapeur à récupération de chaleur (HRSG) : essentiels pour une production d'énergie efficace.
3. Composants de l'équipement
La haute résistance à la traction du matériau (515-690 MPa) permet la fabrication de pièces critiques :
Échangeurs de chaleur : manipulation des fluides thermiques dans les systèmes de chauffage des procédés chimiques.
Tuyauterie et conduits : tuyauterie et conduits à haute-température pour les fours industriels.
Vannes et raccords : y compris les brides, les colliers de serrage et les vannes haute-pression.
4. Autres secteurs industriels
Machinerie lourde : doublures pour goulottes, cuves, bacs et doublures d'usure de carrosserie de camion.
Construction navale : utilisé pour les composants structurels et les équipements de rétention de pression-dans les navires.
Chimie & Pharmaceutique : Réacteurs et stockage de substances chimiques corrosives.
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Quelle est la composition du matériau principal de l'A387 Grade 22 Classe 2 ?
Il s'agit d'un acier allié au chrome-molybdène (Cr-Mo), contenant principalement 2,25 % de chrome et 1 % de molybdène. Sa teneur en carbone est strictement contrôlée pour garantir une excellente soudabilité et une résistance fiable à haute température-pour les applications industrielles.
Quelle est la température maximale de service de l’A387 Grade 22 Classe 2 ?
Il peut fonctionner en continu jusqu'à 593 degrés (1 100 degrés F) et par intermittence à des températures légèrement plus élevées. Cette résistance à haute-température le rend idéal pour la fabrication de récipients sous pression à haute-température dans diverses industries.
L'A387 Grade 22 Classe 2 est-il un matériau soudable ?
Oui, il possède une bonne soudabilité. Cependant, un préchauffage et un traitement thermique post-soudage (PWHT) sont généralement nécessaires pendant le soudage pour éviter les fissures à froid et soulager efficacement les contraintes résiduelles dans les joints soudés.
Dans quelles industries l’A387 Grade 22 Classe 2 est-il couramment utilisé ?
Il est largement utilisé dans les industries du pétrole et du gaz, de la pétrochimie, de la production d'électricité et de la transformation chimique, principalement pour la fabrication de récipients sous pression, de réacteurs et d'échangeurs de chaleur à haute température en raison de ses excellentes performances.
L'A387 Grade 22 Classe 2 peut-il être utilisé pour des applications à basse -température ?
Il n'est pas idéal pour un service en dessous de -29 degrés (-20 degrés F) car sa résistance aux chocs diminue à basse température. Pour les environnements à basse température, les aciers A516 Grade 70 ou inoxydables sont des choix plus appropriés.
Quelle est la température de préchauffage recommandée pour le soudage A387 Grade 22 Classe 2 ?
La température de préchauffage recommandée varie de 150 degrés à 200 degrés (302 degrés F à 392 degrés F), qui varie en fonction de l'épaisseur du matériau et du processus de soudage spécifique adopté pour garantir la qualité du soudage.
Quel traitement thermique après-soudage (PWHT) est requis pour l'A387 Grade 22 Classe 2 ?
Le PWHT est généralement effectué entre 620 degrés et 675 degrés (1 150 degrés F à 1 247 degrés F). Le temps de maintien dépend de l'épaisseur du matériau, dans le but de soulager les contraintes résiduelles et d'améliorer la ténacité des joints soudés.
L'A387 Grade 22 Classe 2 peut-il être normalisé et trempé ?
Oui, la normalisation et la trempe sont courantes pour cela. La normalisation implique un chauffage à 890-925 degrés puis un refroidissement à l'air, et le revenu suit les paramètres PWHT pour optimiser globalement ses propriétés mécaniques.
Comment la conductivité thermique de l'A387 Grade 22 Classe 2 se compare-t-elle à celle de l'acier inoxydable 304 ?
Le grade 22 classe 2 a une conductivité thermique plus élevée (≈45 W/m·K à 20 degrés) que l'acier inoxydable 304 (≈16 W/m·K), ce qui le rend plus efficace dans les applications de transfert de chaleur.
Quelle est la différence entre l'A387 Grade 22 Classe 1 et Classe 2 ?
La principale différence réside dans les processus de fabrication et les exigences mécaniques. La classe 2 est soumise à un contrôle de qualité plus strict, comprenant des tests d'impact supplémentaires et des limites de composition chimique plus strictes que la classe 1.