Présentation des tubes en acier allié ASTM A335
Le marché propose des tubes en acier allié ASTM A335 conçus pour les hautes températures. Ils sont utilisés dans différents secteurs, notamment la production d’énergie, le raffinage et la pétrochimie. Ils peuvent supporter des pressions élevées et des températures extrêmes ; c’est pourquoi ils conviennent aux conditions difficiles qui exigent une résistance mécanique élevée et une faible perte thermique. Plusieurs nuances d’acier sont disponibles, notamment P5, P9, P11, P22 et P91 ; elles se distinguent par leur résistance à l’usure et à l’abrasion, leur dureté, leur facilité de coupe et leur durabilité. Elles présentent une bonne résistance mécanique et thermique, supportent les températures élevées et l’oxydation, et se prêtent au soudage lors de la fabrication. C’est pourquoi elles sont utilisées avec des produits d’apport de soudage au molybdène, dans des conditions de pression et de température élevées.’
Introduction à l’ASTM A335
L’ASTM A335 est une norme qui couvre les tubes en acier allié ferritique sans soudure destinés aux services à haute température, par exemple dans les centrales électriques, les raffineries et les installations pétrochimiques. Ces tubes sont conçus pour durer et supporter des explosions à très haute température ainsi que des charges de compression, ce qui leur permet de fonctionner efficacement dans les chaudières, les surchauffeurs et les régénérateurs. La norme comprend de nombreuses nuances présentant différents degrés de résistance à certains facteurs actifs, ce qui explique leurs performances élevées dans des environnements difficiles.L’importance des tubes sans soudure
L’importance des tubes sans soudure ne saurait être surestimée, compte tenu de leur résistance à la traction, de leur solidité et de leur stabilité supérieures, même sous l’effet d’une chaleur et d’une pression considérables. Leur fabrication sans soudure évite les points de défaillance courants observés sur les tubes soudés, un aspect essentiel dans les conditions d’utilisation difficiles. Ces tubes sont destinés aux secteurs où la sécurité et l’efficacité sont primordiales, comme la production d’énergie, la pétrochimie, les infrastructures et la construction. Dans ce contexte, la rentabilité de l’exploitation et de la maintenance est également cruciale ; il faut tenir compte des environnements de fonctionnement extrêmes existants, qui exercent un impact sévère sur les systèmes résistants.
Nuances clés : P11, P22, P91
P11- Le P11 est un acier allié ferritique conçu pour les hautes températures et doté d’une excellente résistance à la corrosion et à l’oxydation. C’est la nuance d’acier la plus courante dans les centrales électriques, les usines chimiques et d’autres installations où règnent des pressions et des températures élevées.
- Les tubes sans soudure P22 sont réputés pour leur résilience et leur capacité à supporter les contraintes, ce qui les rend également résistants à la fissuration. Ils sont généralement utilisés dans des applications à haute température, comme les systèmes de vapeur à haute pression, ainsi que dans des équipements tels que les chaudières et les échangeurs de chaleur des usines pétrochimiques.
- Les tubes P91 sont utilisés pour assurer la résistance mécanique et thermique nécessaires aux systèmes de production d’énergie les plus avancés. Ils servent souvent à fabriquer des chaudières et des turbines à vapeur de très forte puissance et de technologie avancée.
Composition chimique des tubes ASTM A335
Propriétés chimiques de l’acier allié P11
| Élément | C | Mn | P | S | Si | Cr | Moi |
| Composition chimique | 0.05 – 0.15 | 0.30 – 0.60 | ≤ 0.025 | ≤ 0.025 | 0.50 – 1.00 | 1.00 – 1.50 | 0.44 – 0.65 |
- Carbone (C) : Sa teneur se situe généralement entre 0,05 % et 0,15 % ; il contribue à la dureté et à la résistance mécanique tout en préservant la soudabilité.
- Chrome (Cr) : Sa teneur augmente progressivement jusqu’à 1,00 % – 1,50 % ; cet élément possède également des propriétés anticorrosion et antioxydantes.
- Molybdène (Mo) : Sa teneur se situe généralement entre 0,44 % et 0,65 %. Il contribue à la résistance mécanique à haute température et à la résistance thermique, car il augmente la température de fusion de la zone cohésive et du procédé de frittage.
- Manganèse (Mn) : Présent en quantités relativement élevées, de 0.30. à 0,60 %, cet élément favorise la résistance à la traction et la ténacité.
- Silicium (Si) : En règle générale, sa teneur reste limitée et ne dépasse habituellement pas 0,50 %. Il améliore les processus d’oxydation ainsi que les propriétés mécaniques de la structure en fonction de la température.
Propriétés chimiques de l’acier allié P22
| Élément | C | Mn | P | S | Si | Cr | Moi |
| Composition chimique | 0.05 – 0.15 | 0.30 – 0.60 | ≤ 0.025 | ≤ 0.025 | ≤ 0.50 | 1.90 – 2.60 | 0.87 – 1.13 |
- Masse volumique : L’alliage d’acier P22 présente une masse volumique d’environ 7,85 g/cm3, ce qui lui confère une résistance suffisante dans différentes conditions.
- Conductivité thermique : Ce matériau présente une conductivité thermique d’environ 30,5 W/m-K, ce qui facilite le transfert de chaleur à haute température.
- Point de fusion : Cet alliage fond entre 1370 °C et 1400 °C, ce qui le rend adapté aux applications à température élevée ou aux installations qui nécessitent un transfert de chaleur.
- Résistance à la traction : Le matériau présente une résistance à la traction d’environ 415 mégapascals. Cette valeur garantit que le produit ou le composant ne cédera pas sous de lourdes charges.
- Coefficient de dilatation thermique : Le coefficient de dilatation thermique est de 11,0 µm/m° C, ce qui limite la dilatation et la contraction excessives du matériau dans différentes plages de température.
Propriétés chimiques de l’acier allié P91
| Élément | C | Mn | P | S | Si | Cr | Moi | V | Nb | N | Ni | Al |
| Composition chimique | 0.08-0.12 | 0.30-0.60 | ≤0.020 | ≤0.010 | 0.20-0.50 | 8.00-9.50 | 0.85-1.05 | 0.18-0.25 | 0.06-0.10 | 0.030-0.070 | ≤0.40 | ≤0.020 |
- Chrome (Cr) : L’alliage contient du Cr à hauteur de 8‰-9‰, ce qui favorise la formation d’une couche d’oxyde protectrice.
- Molybdène (Mo) : Sa teneur est de 0.85‰ -1.25 pour cent en masse ; l’ajout d’une quantité supplémentaire nuit à l’augmentation du rapport entre la résistance à haute température et la dilatation dans une plage de température donnée.
- Vanadium (V) : Le V est également présent en position interstitielle, dans une proportion de 0,18–0,25 % ; il augmente la résistance mécanique et facilite la résistance à la flexion.
- Carbone (C) : Sa teneur est de 0.08‰-0.12‰, ce qui permet d’équilibrer les effets sur la dureté et la résistance mécanique.
- Azote (N) : Une teneur en azote pouvant atteindre 0,03 % peut encore améliorer la résistance au fluage.
- Autres éléments : Le manganèse (Mn), le phosphore (P), le soufre (S) et le silicium (Si) sont présents en plus faibles quantités afin d’améliorer l’usinabilité et la fabrication du matériau.
Propriétés mécaniques des tubes P11, P22 et P91
Résistance à la traction et limite d’élasticité
La résistance à la traction et la limite d’élasticité des tubes en P11, P22 et P91 varient selon leur composition et leur usage. Par exemple : Tubes P11 :| Propriété | Résistance à la traction | Limite d’élasticité | Allongement | Dureté | Plage de température de fonctionnement |
| Valeur | ≥ 415 MPa | ≥ 205 MPa | ≥ 30% | ≤ 163 HB | -29°C ~ 593°C |
- Résistance à la traction : Au moins 415 MPa.
- Limite d’élasticité : Au moins 205 MPa.
| Propriété | Résistance à la traction | Limite d’élasticité | Allongement | Dureté | Plage de température de fonctionnement |
| Valeur | ≥ 415 MPa | ≥ 205 MPa | ≥ 30% | ≤ 163 HB | -29°C ~ 649°C |
- Résistance à la traction : Au moins 415 MPa.
- Limite d’élasticité : Au moins 205 MPa.
| Propriété | Résistance à la traction | Limite d’élasticité | Allongement | Dureté | Plage de température de fonctionnement | Résilience aux chocs |
| Valeur | ≥ 585 MPa | ≥ 415 MPa | ≥ 20% | ≤ 250 HB | -29°C ~ 650°C | ≥ 27 J (température ambiante) |
- Résistance à la traction : Au moins 585 MPa.
- Limite d’élasticité : Au moins 415 MPa.
Résistance aux chocs
La tolérance aux dommages des alliages est un critère essentiel pour des produits tels que les tubes en acier allié, soumis à diverses conditions de fonctionnement, y compris transitoires et extrêmes. L’acier inoxydable austénitique est notamment un matériau qui a constitué un avantage, en particulier dans l’industrie. Les étudiants sensibles à l’environnement s’intéressent ensuite plus en détail aux composants mécaniques généraux, comme si le fer et l’acier étaient prescrits à des fins médicales et entraînaient des responsabilités environnementales inévitables. Certains étudiants se tournent vers le génie civil pour étudier les valeurs esthétiques. Cependant, la plupart des étudiants restent des bricoleurs et suivent généralement les voies de la société, comme l’agriculture, le bâtiment et la construction, entre autres.
Performances à haute température
Pour que des matériaux tels que les tubes P11, P22 et P91 fonctionnent efficacement à haute température, il est essentiel de préserver leurs propriétés mécaniques dans ces conditions thermiques élevées. Ils sont spécialement conçus pour offrir résistance mécanique, résistance au fluage et résistance au flambage selon la série, autant de caractéristiques indispensables aux secteurs de l’énergie et de la chimie. Le respect des directives ou des spécifications telles que l’ASTM A335 permet, autrement dit, de masquer les risques liés à une mauvaise utilisation de ces matériaux au fil du temps. Pour tenir compte d’une exposition prolongée à la chaleur, le contrôle de l’évolution microstructurale, par exemple par revenu et normalisation, stabilise davantage ces matériaux et prolonge la durée de vie de la caractéristique.
Applications courantes des tubes ASTM A335
Utilisation dans la production d’énergie
Les secteurs de la production d’énergie ont besoin de matériaux résistants, capables de supporter des pressions élevées et de résister à une chaleur extrême. C’est pourquoi ces matériaux, notamment les tubes ASTM A335, sont largement utilisés dans les chaudières, les surchauffeurs et les échangeurs de chaleur. L’efficacité et la résistance mécanique des matériaux ou des structures sont essentielles. Leurs performances supérieures et leur résistance à la fatigue provoquée par les variations de température permettent de les utiliser efficacement dans des environnements difficiles, comme les systèmes de vapeur et les composants de turbines.
Applications dans l’industrie pétrochimique
Les tubes ASTM A335 sont largement utilisés dans différents secteurs de l’industrie pétrochimique grâce à leurs excellentes propriétés mécaniques et à leur capacité à supporter les conditions de fonctionnement les plus sévères, qui exigent d’autant plus ces propriétés. Leurs principales utilisations sont les suivantes :- Dans les complexes chimiques et pétrochimiques, le réseau de tuyauterie constitue la nouvelle activité, en remplacement du transport par conteneurs-citernes.
- Élaboration de systèmes de décharge à proximité des unités de traitement, notamment des colonnes de distillation et des unités de craquage catalytique.
- Équipements de colonnes de distillation et d’unités de craquage catalytique, en particulier les réseaux de tubes, notamment les échangeurs de chaleur et les conduites de procédé qui transportent des substances corrosives et réactives.
- Dans les installations de traitement du gaz, les applications à températures cryogéniques et élevées nécessitent généralement les températures métalliques les plus basses possibles ainsi que des températures élevées.
- Unités de réaction, colonnes à garnissage en vrac ou autre, agitateurs, ainsi que les équipements de couverture des cuves et des colonnes.
- Le transport des fluides dans des espaces annulaires étroits est perturbé par la présence de sources de poussière.
Importance dans le secteur pétrolier et gazier
Les matériaux avancés jouent un rôle essentiel dans l’industrie pétrolière et gazière, car ils contribuent à l’efficacité de fonctionnement, à la sécurité et à la longévité des structures dans des environnements difficiles. Ils sont indispensables à la construction de pipelines, de réservoirs de stockage et d’équipements de traitement soumis à des pressions et des températures élevées ainsi qu’à des milieux corrosifs. Ils réduisent ainsi les opérations de maintenance périodique et les réparations d’urgence, tout en offrant de meilleures garanties de performance et des économies sur les coûts d’exploitation. Les secteurs qui adoptent cette technologie peuvent répondre aux enjeux de sécurité, de santé et d’environnement sans nécessairement réduire les niveaux de performance.
Avantages des tubes ASTM A335 P11, P22 et P91
Durabilité et longévité
Les tubes ASTM A335 P11, P22 et P91 se caractérisent par une grande durabilité grâce à leur excellente résistance aux températures et aux pressions élevées. Ils sont fabriqués en acier chrome-molybdène, qui améliore leurs propriétés mécaniques et prolonge leur durée de service. Les environnements agressifs ne compromettent pas la résistance de l’acier, utilisé notamment dans les systèmes de production d’énergie, les installations pétrochimiques et les fluides de raffinage. Grâce à ces propriétés, ces câbles de catalyse nécessitent beaucoup moins de remplacements, ce qui réduit les dépenses d’exploitation et permet ainsi de réaliser des économies à long terme.
Résistance aux hautes températures et à la pression
- Propriétés en cyclage thermique : Les nuances d’acier sont conçues pour supporter des variations cycliques de température sans perdre leurs caractéristiques mécaniques. Elles offrent ainsi des performances adéquates dans les situations où les températures alternent rapidement pendant de longues périodes au cours des processus industriels.
- Comportement face à la corrosion : Un alliage chrome-molybdène est principalement utilisé à haute température et sous pression élevée afin de limiter l’oxydation et la corrosion, et d’assurer une longue durée de fonctionnement dans les environnements salins.
- Limite d’élasticité : L’alliage renforcé aide les tubes à supporter la pression, même à haute température, ce qui limite les risques de déformation ou de défaillance en fonctionnement.
Rentabilité et efficacité
Les tubes en acier allié chrome-molybdène constituent un investissement très efficace grâce à leur longévité et à leur faible besoin de maintenance. Leur excellent rapport puissance-poids permet d’économiser des matières premières, car ils peuvent être fabriqués avec des parois plus minces sans perte de résistance mécanique, réduisant ainsi la quantité d’acier utilisée. De plus, ils se dégradent moins rapidement, contrairement à ce qui se produit souvent lors du nettoyage de pièces couvertes de rouille, de boue séchée ou d’autres matières étrangères. Ces avantages expliquent pourquoi de nombreux responsables choisissent d’installer des tubes en acier allié chrome-molybdène dans les usines de fabrication de produits chimiques, malgré leur prix d’achat élevé : ces matériaux offrent de meilleures performances dans des environnements très exigeants.
Comparaison avec d’autres tubes en acier allié
Différences entre ASTM A335 et ASTM A213
En résumé, l’ASTM A335 couvre les tubes en acier allié ferritique sans soudure destinés aux services à haute température et à haute pression, tandis que l’ASTM A213 concerne les tubes en acier allié ferritique et austénitique sans soudure destinés aux chaudières, aux surchauffeurs et aux échangeurs de chaleur. Le tableau ci-dessous présente les principales différences de manière concise :|
Paramètre |
ASTM A335 |
ASTM A213 |
|---|---|---|
|
Forme |
Tube de tuyauterie |
Tube |
|
Matériau |
Alliage ferritique |
Ferritique/austénitique |
|
Applications |
Haute température, pression |
Chaudières, échangeurs |
|
Plage de température |
Élevée |
Élevée |
|
Corrosion |
Modérée |
Élevée |
|
Épaisseur de paroi |
Nominale/minimale |
Fine |
|
Nuances |
P1, P5, P91 |
T5, T9, T91 |
|
Utilisation |
Centrales électriques |
Transfert de chaleur |
Comparaison avec les tubes en acier inoxydable
La comparaison des tubes en acier inoxydable avec les tubes en acier ferritique/austénitique et ferritique fait ressortir plusieurs différences : Résistance à la corrosion- Par rapport aux tubes en acier allié ferritique, les tubes en acier inoxydable combattent activement la corrosion. Leurs caractéristiques de conception les rendent adaptés à une utilisation dans des environnements chimiques difficiles et en milieu marin.
- Les tubes en acier inoxydable supportent les températures élevées comme les basses températures, tandis que les tubes en acier allié ferritique fonctionnent généralement à haute température.
- Les tubes en acier inoxydable se caractérisent par une proportion relativement élevée de chrome et de nickel dans leur composition, ce qui leur confère une résistance mécanique et une résistance à la corrosion exceptionnelles, absentes des alliages ferritiques.
- Les applications diffèrent : les tubes en acier inoxydable sont largement utilisés dans les secteurs de l’alimentation, de la chimie et de la pharmacie, tandis que les tubes ferritiques sont généralement conçus pour les tuyauteries soumises à des températures et des contraintes élevées, par exemple dans les centrales électriques.
- En général, en raison du coût de l’acier et de sa qualité, les tubes ordinaires en acier inoxydable sont plus chers que les tubes en acier ferritique ou ferritique/austénitique.
- Même si les aciers inoxydables sont résistants et ductiles, la résistance mécanique et la ductilité des tubes en acier allié ferritique sont essentielles, en particulier dans les applications soumises à des contraintes de traction.
- Pour l’usinage ou le soudage, les tubes en acier inoxydable sont difficiles à travailler à basse température, tandis que les tubes en acier allié ferritique sont plus faciles à fabriquer pour les applications à haute température.
Analyse des nuances P5 et P9
Nuance P5- Composition : Les tubes de nuance P5 comportent deux composants principaux, le chrome et le molybdène, qui leur permettent de résister aux hautes températures et les protègent efficacement contre l’oxydation et la corrosion.
- Applications : Cette nuance est largement utilisée dans les secteurs du pétrole et du gaz, de la pétrochimie, du travail des métaux et de la production d’énergie, en particulier dans les situations de haute pression.
- Performances thermiques : Sa qualité change très peu sous l’effet de la chaleur ; elle est couramment utilisée dans des systèmes caractérisés par des températures de fonctionnement élevées.
- Propriétés mécaniques : Elle offre une résistance adéquate à la dilatation et au fluage lorsqu’elle est utilisée à haute température.
- Soudabilité : Cela tient au fait que sa composition particulière, mentionnée précédemment, nécessite des températures de préchauffage spécifiques et des traitements thermiques après soudage.
- Composition : Comme la nuance P5, elle utilise le chrome, le molybdène et l’acier comme principaux composants d’alliage. Dans ce cas, les concentrations de chrome et de molybdène sont plus élevées, ce qui améliore sa résistance à la corrosion et à l’oxydation.
- Applications : Elle est idéale lorsque le matériau doit résister à des environnements très corrosifs, par exemple à l’acidité des chaudières et à l’alcalinité des échangeurs de chaleur des installations.
- Performances thermiques : Sa résistance thermique est également supérieure à celle de la nuance P5 ; elle est conçue pour supporter des conditions de fonctionnement extrêmes.
- Propriétés mécaniques : La résistance aux contraintes élevées, ainsi que la ductilité, la résistance mécanique et la résistance à l’usure font partie de ses propriétés mécaniques.
- Soudabilité : Ses caractéristiques de soudage sont moins favorables en raison de sa forte concentration en éléments d’alliage ; des techniques de fabrication exigeantes doivent donc être employées lors du soudage.
Foire aux questions (FAQ)
Q : Que désignent les tubes ASTM A335 P11, P22 et P91 ?
R : Les tubes ASTM A335 P11, P22 et P91 sont des types spécifiques de tubes en acier allié ferritique sans soudure destinés aux services à haute température. Ils sont largement utilisés dans les secteurs de la production d’énergie et de la pétrochimie grâce à leur résistance mécanique élevée, à leur résistance à la fatigue et à leur résistance à la corrosion sous contrainte.Q : Quelle est l’incidence des proportions du P91 lorsqu’il est utilisé dans des applications à température plus élevée ?
R : La nuance P91 est également un tube en acier allié destiné aux applications à haute température. Elle contient notamment davantage de chrome et de molybdène, ce qui contribue à accroître sa résistance mécanique intrinsèque et sa durée de vie, et la rend adaptée aux centrales et aux autres applications soumises à de fortes contraintes.Q : Les alliages A-335 sont-ils davantage fabriqués sous forme de tubes sans soudure que sous d’autres formes ?
R : Un tube A 335 pour haute température est contrôlé par des méthodes non destructives et ne comporte aucun rayon, ce qui garantit une résistance uniforme et accrue à la pression et à la température. De plus, les tubes A 335 sans soudure sont fabriqués sans assemblage de composants, contrairement aux tubes soudés, qui ont davantage tendance à se rompre sous l’effet de la tension.Q : Savez-vous pourquoi les tubes en acier allié sans soudure P91 sont très demandés ?
R : Les tubes en acier allié sans soudure P91 sont couramment utilisés pour des applications à haute température, notamment dans les centrales électriques, les raffineries et les industries de transformation chimique. Grâce à leur structure, ils résistent à des températures extrêmes sans se déformer.Q : Quelles pratiques d’installation existe-t-il pour les matériaux de tuyauterie ASTM A335 ?
R : Pour comprendre l’utilité de cette spécification, il est important de connaître les pratiques propres à l’application des exigences chimiques et des propriétés mécaniques des tubes en acier allié ferritique sans soudure finis destinés aux applications à haute température.Q : Peut-on utiliser des tubes A335 P9 à haute température ?
R : Les tubes A335 P9 peuvent être utilisés dans des applications à haute température ; ils sont notamment très répandus dans le secteur de la production d’électricité. Leur résistance au fluage thermique est suffisante dans cette plage de température et, de plus, ils peuvent être cintrés pour s’adapter à différentes configurations de tuyauterie.Q : Quels sont les avantages des tubes en chrome-molybdène pour les systèmes industriels ?
R : Les alliages chrome-molybdène, et en particulier les tubes en chrome-molybdène conformes aux nuances ASTM A335, offrent une résistance accrue, ainsi qu’une meilleure résistance à la température, à l’oxydation, à l’usure et à la corrosion. Ces propriétés sont essentielles dans les centrales électriques à haute température et les industries de transformation.Q : Quels types de raccords de tuyauterie sont compatibles avec les tubes ASTM A335 ?
R : La tuyauterie ASTM A335 peut utiliser des coudes, mais qui a décidé de les fabriquer en alliages chrome-molybdène, comme l’acier 4150 CrMo ? Les raccords sont placés entre les tubes, où ils interrompent l’écoulement et permettent de modifier la section.Q : Quels facteurs prendre en compte pour choisir les dimensions des tubes destinés à une installation ASTM A335 ?
R : Les dimensions des tubes utilisés dans les composants ASTM A335 dépendent de plusieurs paramètres, notamment le débit requis, la pression de fonctionnement du système, la température et l’application. Il faut les choisir avec soin pour optimiser le rendement et utiliser efficacement les tubes A335, en particulier dans les applications à haute température.Q : Comment exprime-t-on l’épaisseur minimale des tubes ASTM A335 ?
R : L’épaisseur minimale admissible de la paroi des tubes ASTM A335 est déterminée par les conditions de pression et de température de fonctionnement, ainsi que par les prescriptions de la norme ASTM. Cela protège les tubes contre les dommages mécaniques causés par les charges en service.Sources de référence
1. Étude des dommages et des propriétés mécaniques d’un tube ASTM A335 P11 utilisé dans une tuyauterie de vapeur après une longue période de service (Li et al., 2025)- Date de publication : 24 avril 2025
- Auteurs : Xiaowei Li et al.
- Méthodologie : Cet article examine l’amélioration de la résistance aux dommages et des propriétés mécaniques des matériaux de tuyauterie après l’adoption de l’ASTM A335 P11. Le résumé seul ne présente aucune méthode particulière.
- Principaux résultats : Comme pour les méthodes, les résultats ne sont pas non plus présentés.
- Publié en : 2025
- Auteurs : Emerson André Pinto Bento et al.
- Étude menée : Cette étude porte sur l’influence de différentes températures de traitement thermique après soudage (PWHT) sur le comportement mécanique et la microstructure de l’acier ASTM A335 Gr P91. Le terme « daylight » est bien connu pour ses propriétés mécaniques ; des essais mécaniques ont été réalisés et étudiés à température ambiante et à 600 °C. Deux conditions de PWHT ont également été comparées de manière créative. En outre, les changements microstructuraux ont fait l’objet d’une analyse visuelle.
- Principaux résultats : La microstructure présentait notamment de la bainite résiduelle, ainsi que des zones HAZ et EFZ. La résistance à la traction au centre a diminué à mesure que la température finale augmentait. Dans le même temps, l’allongement a évolué différemment selon la température et la zone, à savoir le métal de base, la HAZ et l’EFZ. Les essais de tolérance aux dommages ont révélé des modes de propagation des fissures et des variations de l’absorption d’énergie selon les zones. À 600 °C, la ténacité s’est dégradée dans les zones BM et HAZ ; une amélioration a toutefois été constatée dans l’EFZ, ce qui suggère des mécanismes UD dans des conditions de température inférieures.
- Date de publication : 2023-01-31
- Auteurs : Aswin Aswin, Ahmad Hasnan
- Méthodologie : Pour étudier le problème, les auteurs ont utilisé le logiciel CAESAR II, qui a effectué le calcul des contraintes dans la tuyauterie du système, fabriquée en ASTM A335-P11, à une pression de conception de soixante-cinq bars et à 480 degrés Celsius. L’étude a examiné et comparé l’influence de différents supports de tuyauterie sur les contraintes de celle-ci.
- Principaux résultats : Les résultats ont montré que les valeurs de contrainte dépendaient fortement du type de supports des tubes. La contrainte maximale apparaissait sous l’effet d’une charge de dilatation. Il a été conclu que la tuyauterie conçue présentait une marge de sécurité plus élevée, car la contrainte maximale était inférieure à la contrainte admissible (93,6 % de la contrainte admissible).
- Date de publication : 2022-12-13
- Auteurs : A. Bui et al.
- Méthodologie : Cette étude examine l’évolution des caractéristiques mécaniques de l’acier de nuance P22 pour surchauffeur (ASTM A335) sous une pression de charge constante de 9,68 MPa, appliquée à différentes températures comprises entre 500 et 700 °C. Plus précisément, les échantillons ont été soumis à un chauffage cyclique pendant 24 heures, 48 heures et 72 heures. Les résultats ont été évalués au moyen d’essais de traction et d’images obtenues par microscopie électronique à balayage.
- Principaux résultats : L’exposition à la température et au temps a entraîné une baisse des propriétés mécaniques de la nuance d’acier. La diminution de la teneur en carbone autour des grains était due à l’alliage et à la diffusion, elle-même attribuée à la réduction du volume des carbures. En outre, les carbures se concentraient aux joints de grains et restaient présents dans les zones triples lorsque la température augmentait et que la durée d’exposition s’allongeait. La plupart des grains et leur taille cristalline sont restés presque identiques ; toutefois, la teneur en carbures était élevée aux joints de phase et, en trois étapes, le nombre de carbures dans la matrice d’acier a diminué, réduisant ainsi la résistance mécanique.
- Date de publication : 2020-04-01
- Auteurs : A. Bui et al.
- Méthodologie : Cette étude a examiné l’évolution des propriétés mécaniques de l’acier de nuance 11 (ASTM A335 P11) sous des charges constantes à température ambiante. Les éprouvettes ont été soumises à différentes contraintes (6,45–9,68–12,9 MPa) pendant différentes durées (2160 et 4320 heures). Des essais de traction, la microscopie optique et la microscopie électronique à balayage (SEM) ont été utilisés pour étudier la microstructure.
- Principaux résultats : La résistance a d’abord augmenté avec l’augmentation de la contrainte (à 2160 heures), puis a légèrement diminué à 4320 heures. Les changements microstructuraux (fractions volumiques de ferrite et de perlite, taille des grains) n’étaient pas prononcés. L’augmentation initiale de la résistance était due à l’écrouissage, tandis que la diminution qui a suivi révélait le début du fluage sous l’effet de charges prolongées. L’absence de changements microstructuraux marqués suggère que la dégradation en conditions d’utilisation dépend de la température.
