Acier inoxydable 309 ou 310S : sélection d'alliages résistants à l'oxydation à haute-température

 

Quelles sont les compositions chimiques et les capacités à haute-température du 309 et du 310S ?
Le grade 309 contient généralement 22-24 % de chrome et 12 à 15 % de nickel. Le grade 310S (la version à faible teneur en carbone du 310) contient 24 à 26 % de chrome et 19 à 22 % de nickel. La teneur plus élevée en alliage du 310S lui permet de former une couche d'oxyde de chrome plus stable et protectrice.. 309 est généralement adaptée à un service continu jusqu'à environ 1 050 degrés (1 922 degrés F), tandis que le 310S peut être utilisé en continu jusqu'à environ 1 150 degrés (2 102 degrés F) dans des atmosphères oxydantes.

Dans quelles atmosphères et composants spécifiques du four le 310S est-il le choix préféré ?
Le 310S est préféré dans les atmosphères fortement oxydantes aux températures les plus élevées, pour des composants tels que les tubes de brûleurs radiants, les composants internes du calcinateur à haute température-et les tubes de reformage dans les usines pétrochimiques. C'est également le meilleur choix dans les atmosphères de carburation ou de sulfuration en raison de sa teneur plus élevée en nickel. Pour les applications impliquant des cycles thermiques fréquents ou un impact direct de flamme, la calamine d'oxyde stable du 310S offre une durée de vie plus longue.

En quoi la fabrication et le soudage diffèrent-ils entre ces deux alliages similaires ?
Les deux alliages ont des taux d'écrouissage élevés-, nécessitant plus de puissance pour le formage et entraînant une usure plus rapide des outils pendant l'usinage. Le soudage est effectué à l'aide de métaux d'apport correspondants (ER309 ou ER310). Une étape critique pour les deux est le recuit de solution après-soudage pour restaurer une résistance optimale à la corrosion et à la chaleur en dissolvant les carbures secondaires. Leur coefficient de dilatation thermique élevé doit être pris en compte lors de la conception pour gérer les contraintes thermiques.

Du point de vue des coûts, quand est-il obligatoire de spécifier le 310S, plus cher ?
La spécification du 310S est obligatoire lorsque la température de fonctionnement continu dépasse la limite de sécurité du 309, ou lorsque l'atmosphère est fortement cémentée. Si un composant fabriqué à partir de 309 tombe en panne prématurément en raison d'une mise à l'échelle, d'une distorsion ou d'une fragilisation excessive, la mise à niveau vers le 310S est une étape nécessaire. Pour les nouveaux équipements conçus pour fonctionner aux limites supérieures de capacité de l’acier inoxydable, le 310S garantit la durabilité et évite les temps d’arrêt imprévus coûteux.

Quelle directive finale un concepteur de four doit-il suivre pour la sélection des matériaux ?
Basez la sélection sur la température de fonctionnement continue maximale et la composition de l'atmosphère du four. Pour un service jusqu'à 1 050 degrés dans des conditions oxydantes, le 309 est un choix rentable-et robuste. Pour des températures supérieures à 1050 degrés, ou pour des atmosphères de cémentation/sulfuration, le 310S est obligatoire. Consultez toujours les spécifications du fabricant de l'équipement et les guides des meilleures pratiques de l'industrie, et documentez la justification de la sélection en faisant référence aux conditions de service.