Introduction aux tubes de chaudière couramment utilisés (2)

15Mo3 (15MoG) : Il s'agit d'un tube en acier conforme à la norme DIN 17175. C'est un tube en acier au carbone-molybdène de petit diamètre destiné aux chaudières et aux surchauffeurs, et un acier à haute résistance à chaud de type nacré. En 1995, il a été transféré àGB5310Cet acier, appelé 15MoG, possède une composition chimique simple, mais contient du molybdène, ce qui lui confère une meilleure résistance thermique que l'acier au carbone tout en conservant les mêmes performances de mise en œuvre. Grâce à ses bonnes performances et à son faible coût, il est largement utilisé dans le monde. Cependant, cet acier a tendance à se graphitiser après une utilisation prolongée à haute température. Sa température de fonctionnement doit donc être maintenue en dessous de 510 °C et la quantité d'aluminium ajoutée lors de la fusion doit être limitée afin de contrôler et de retarder ce processus. Ce tube en acier est principalement utilisé pour les surchauffeurs et les resurchauffeurs basse température. La température de paroi est inférieure à 510 °C. Sa composition chimique est la suivante : C 0,12-0,20 ; Si 0,10-0,35 ; Mn 0,40-0,80 ; S ≤ 0,035 ; P ≤ 0,035 ; Mo 0,25-0,35. Niveau de résistance normal σs≥270-285, σb≥450-600 MPa ; Delta plastique 22 ou plus.

15CrMoG :GB5310L'acier -95 (correspondant aux aciers 1CR-1/2Mo et 11/4CR-1/2MO-Si largement utilisés dans le monde) possède une teneur en chrome supérieure à celle de l'acier 12CrMo, ce qui lui confère une meilleure résistance thermique entre 500 et 550 °C. Au-delà de 550 °C, sa résistance thermique diminue significativement. Lors d'une utilisation prolongée entre 500 et 550 °C, la graphitisation ne se produit pas, mais la sphéroïdisation des carbures et la redistribution des éléments d'alliage entraînent une diminution de la résistance thermique. Cet acier présente une bonne résistance à la relaxation à 450 °C et se prête bien aux procédés de fabrication de tubes et de soudage. Il est principalement utilisé comme conduit de vapeur haute et moyenne pression et comme boîte de raccordement avec des paramètres de vapeur inférieurs à 550 °C, comme tube de surchauffeur avec une température de paroi inférieure à 560 °C, etc. Sa composition chimique est la suivante : C 0,12-0,18, Si 0,17-0,37, MN 0,40-0,70, S ≤ 0,030, P ≤ 0,030, CR 0,80-1,10, MO 0,40-0,55 ; dans des conditions de revenu normales, le niveau de résistance est σs ≥ 235 MPa, σb ≥ 440-640 MPa ; delta plastique p 21.

T22 (P22), 12Cr2MoG : T22 (P22) sontASME SA213 (SA335) les documents de code, qui sont inclus dansGB5310-95. Dans la série des aciers CR-Mo, ses performances en matière de résistance thermique sont relativement élevées ; à température égale, sa résistance durable et sa contrainte admissible sont même supérieures à celles de l'acier 9CR-1Mo. De ce fait, il est largement utilisé dans les centrales thermiques, les centrales nucléaires et les appareils à pression à l'étranger. Cependant, son rapport coût-efficacité est inférieur à celui de notre acier 12Cr1MoV, ce qui explique sa moindre utilisation dans la fabrication de chaudières pour centrales thermiques en Chine. Son utilisation est réservée aux cas de nécessité (notamment pour les installations conçues et fabriquées conformément au code ASME). Cet acier est insensible aux traitements thermiques et présente une grande plasticité durable ainsi qu'une bonne soudabilité. Le tube de petit diamètre T22 est principalement utilisé comme tube de chauffe pour surchauffeurs et resurchauffeurs dont la température de paroi métallique est inférieure à 580 °C, etc.P22Les tubes de grand diamètre sont principalement utilisés dans les boîtes de raccordement des surchauffeurs/resurchauffeurs et dans la conduite principale de vapeur, lorsque la température de la paroi métallique ne dépasse pas 565 °C. Leur composition chimique est la suivante : C ≤ 0,15 %, Si ≤ 0,50 %, Mn 0,30-0,60 %, S ≤ 0,025 %, P ≤ 0,025 %, Cr 1,90-2,60 %, M0 0,87-1,13 %. Dans des conditions de revenu normales, leur résistance est de σs ≥ 280 MPa et σb ≥ 450-600 MPa. Leur allongement à la rupture est supérieur ou égal à 20.

12Cr1MoVG :GB5310L'acier 12Cr1MoV, conforme à la norme nano-95, est largement utilisé en Chine pour la fabrication de surchauffeurs de chaudières, de boîtes de collecte et de conduites de vapeur principales dans les centrales électriques haute pression, ultra-haute pression et subcritiques. Sa composition chimique et ses propriétés mécaniques sont similaires à celles de l'acier 12Cr1MoV. Sa composition chimique est simple, avec une teneur totale en éléments d'alliage inférieure à 2 %, ce qui en fait un acier à haute résistance à chaud, faiblement allié et à faible teneur en carbone, de type nacré. Le vanadium peut former un carbure VC stable avec le carbone, ce qui favorise la présence du chrome et du molybdène dans la ferrite et ralentit leur transfert de la ferrite vers le carbure. L'acier est ainsi plus stable à haute température. La quantité totale d'éléments d'alliage dans cet acier est deux fois moins importante que dans l'acier 2,25Cr1Mo, largement utilisé à l'étranger, mais sa résistance à la traction à 580 °C et après 100 000 heures est supérieure de 40 % à celle de ce dernier. De plus, son procédé de fabrication est simple et sa soudabilité est excellente. Pourvu que le traitement thermique soit rigoureux, les performances globales et la résistance thermique sont garanties. L'exploitation réelle de la centrale électrique démontre que la conduite principale de vapeur en acier 12Cr1MoV reste opérationnelle après 100 000 heures de fonctionnement en toute sécurité à 540 °C. Les tubes de grand diamètre servent principalement de collecteur et de conduit principal pour les vapeurs dont la température est inférieure à 565 °C, tandis que les tubes de petit diamètre sont utilisés pour les tubes de chauffe de la chaudière dont la température de paroi métallique est inférieure à 580 °C.

12Cr2MoWVTiB (G102) :GB5310L'acier -95, développé en Chine dans les années 1960, est un acier faiblement allié (à faible teneur en carbone et en alliage léger) de type bainitique à haute résistance à chaud. Dès les années 1970, il a été intégré à la norme YB529-70 du ministère de l'Industrie métallurgique, devenue depuis la norme nationale. Fin 1980, il a fait l'objet d'une homologation conjointe par le ministère de l'Industrie métallurgique, le ministère des Machines et le ministère de l'Énergie électrique. Cet acier présente d'excellentes propriétés mécaniques globales, et sa résistance thermique ainsi que sa température de service sont supérieures à celles d'aciers similaires étrangers, atteignant le niveau de certains aciers austénitiques au chrome-nickel à 620 °C. Ceci s'explique par la présence de nombreux éléments d'alliage, notamment du chrome et du silicium, ajoutés pour améliorer la résistance à l'oxydation, permettant ainsi d'atteindre une température de service maximale de 620 °C. L'exploitation en centrale électrique a démontré que la structure et les propriétés des tubes en acier restent stables même après une utilisation prolongée. Il est principalement utilisé comme tube de surchauffeur et tube de resurchauffeur pour les chaudières à très hautes performances (température du métal ≤ 620 °C). Sa composition chimique est la suivante : C 0,08-0,15 %, Si 0,45-0,75 %, Mn 0,45-0,65 %, S ≤ 0,030 %, P ≤ 0,030 %, Cr 1,60-2,10 %, M0 0,50-0,65 %, V 0,28-0,42 %, Tl 0,08-0,18 %, W 0,30-0,55 %, B 0,002-0,008 %. Dans des conditions de revenu normales, sa résistance est de σs ≥ 345 MPa et σb ≥ 540-735 MPa. Son allongement à la rupture est de 18 MPa.

Sa-213t91 (335P91) : Numéro d'acier enASME SA-213(335) norme. Développée par le Laboratoire national de Rubber Ridge aux États-Unis, cette norme est utilisée dans le domaine de l'énergie nucléaire (et peut également être utilisée dans d'autres applications). Cet acier, dérivé de l'acier T9 (9CR-1MO), présente une teneur en carbone limitée, ainsi qu'un contrôle plus strict des teneurs en P, S et autres éléments résiduels. Un nouvel acier allié ferritique réfractaire a été obtenu par l'ajout de traces de N (0,030-0,070 %), V (0,18-0,25 %) et Nb (0,06-0,10 %) afin de répondre aux exigences d'affinage du grain.ASME SA-213L'acier standard de la colonne, qui a été transplanté dansGB5310La norme de 1995 correspond à la nuance 10Cr9Mo1VNb. La norme internationale ISO/DIS9399-2 la désigne par la référence X10 CRMOVNB9-1.

Grâce à sa teneur élevée en chrome (9 %), cet acier présente une meilleure résistance à l'oxydation et à la corrosion, une résistance mécanique à haute température et une faible tendance à la graphitisation que les aciers faiblement alliés. Le molybdène (1 %) améliore principalement la résistance mécanique à haute température et inhibe la fragilisation à chaud de l'acier au chrome. Comparé à l'acier T9, ses propriétés de soudage et de résistance à la fatigue thermique sont améliorées, sa résistance mécanique à 600 °C est trois fois supérieure et l'excellente résistance à la corrosion à haute température de l'acier T9 (9CR-1Mo) est conservée. Comparé aux aciers inoxydables austénitiques, son coefficient de dilatation est faible, sa conductivité thermique est bonne et sa résistance mécanique est plus élevée (par exemple, avec l'acier austénitique TP304, la température de contrainte maximale est de 607 °C contre 625 °C pour l'acier inoxydable austénitique). Il présente donc de meilleures propriétés mécaniques globales, une structure et des propriétés stables avant et après vieillissement, de bonnes propriétés de soudage et de mise en œuvre, ainsi qu'une résistance mécanique et une résistance à l'oxydation élevées. Il est principalement utilisé dans les surchauffeurs et les réchauffeurs de chaudières dont la température du métal est inférieure ou égale à 650 °C. Sa composition chimique est la suivante : C 0,08-0,12 %, Si 0,20-0,50 %, Mn 0,30-0,60 %, S ≤ 0,010 %, P ≤ 0,020 %, Cr 8,00-9,50 %, Mn 0,85-1,05 %, V 0,18-0,25 %, Al ≤ 0,04 %, Nb 0,06-0,10 %, N 0,03-0,07 %. Dans des conditions de revenu normales, sa résistance est de σs ≥ 415 MPa et σb ≥ 585 MPa. Son allongement à la rupture est supérieur ou égal à 20.

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Date de publication : 7 septembre 2022

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