Tube sans soudure en acier inoxydable ASTM A312 TP310S : propriétés et applications

Qu'est-ce que le tube sans soudure en acier inoxydable ASTM A312 TP310S ?

ASTM A312 TP310S est une qualité de tube en acier inoxydable austénitique sans soudure couverte par ASTM A312, la spécification standard pour les tuyaux en acier inoxydable austénitique sans soudure, soudés et fortement travaillés à froid. Désigné UNS S31008, le TP310S contient 24,00-26,00 % de chrome et 19,00-22,00 % de nickel, une combinaison qui offre une résistance exceptionnelle à l'oxydation, au fluage et à une résistance à température élevée. La faible teneur maximale en carbone de 0,08 % limite la précipitation du carbure de chrome pendant le soudage, aidant ainsi le tube à conserver sa résistance à la corrosion en service après soudage sans traitement thermique obligatoire après soudage.

Composition chimique (ASTM A312)

Les limites de composition chimique ci-dessous sont spécifiées dans la norme ASTM A312 pour la qualité TP310S (UNS S31008), exprimées en pourcentage en poids.

Élément	Limite (%)
Carbone (C)	0,08 maximum
Manganèse (Mn)	2,00 maximum
Phosphore (P)	0,045 maximum
Soufre (S)	0,030 maximum
Silicium (Si)	0,75 maximum
Chrome (Cr)	24.00-26.00
Nickel (Ni)	19.00-22.00

Propriétés mécaniques (température ambiante)

Propriétés mécaniques minimales requises par ASTM A312 pour le TP310S dans l'état de recuit en solution- :

Propriété	Valeur
Résistance à la traction	515 MPa min.
Limite d'élasticité (compensation de 0,2 %)	205 MPa min.
Élongation	40 % minimum
Dureté	217 HBW maximum / 95 HRB maximum

La densité du TP310S est d'environ 7 750 kg par mètre cube. Sa microstructure entièrement austénitique reste essentiellement non-magnétique à l'état recuit, bien qu'une légère magnétisation puisse apparaître après un écrouissage sévère.

Traitement thermique et service à-haute température

Les tubes TP310S sont livrés à l'état de solution-recuit. La norme ASTM A312 exige un recuit de mise en solution à une température minimale de 1 040 °C, suivi d'un refroidissement rapide dans l'eau ou l'air. Les teneurs élevées en chrome et en nickel créent une couche d'oxyde de chrome stable et auto-réparatrice qui protège la surface dans les atmosphères oxydantes ; le service continu est généralement évalué à environ 1 035 degrés C, avec un service intermittent possible jusqu'à environ 1 150 degrés C. Dans les atmosphères de cémentation ou de sulfuration, la limite pratique doit être évaluée au cas par cas, car ces environnements peuvent attaquer le tartre de protection.

Applications typiques

Tubes et tresses de four de craquage d'éthylène (pyrolyse), où la température du métal du tube dépasse 900 degrés C.

Tubes d'échangeur de chaleur pour réacteurs et récupérateurs-refroidis au gaz-à haute température.

Tubes de surchauffeur dans les déchets-vers-incinérateurs énergétiques.

Serpentins radiants et à convection dans les réchauffeurs de procédé à feu, ainsi que conduits de gaz chauds et tubes de protection des puits thermométriques.

Fabrication et soudure

Le TP310S peut être formé par travail conventionnel à froid et à chaud, et la forme du produit sans soudure élimine la ligne de soudure longitudinale. Le soudage est généralement effectué avec une charge austénitique correspondante telle que AWS ER310, en utilisant les procédés TIG, MIG ou SMAW. Étant donné que la nuance repose sur son équilibre élevé en chrome et nickel plutôt que sur la stabilisation du titane ou du niobium, un recuit de solution de soudage après -est recommandé lorsqu'une résistance maximale à la corrosion est requise en service au-dessus d'environ 500 degrés C. Les extrémités des tubes pour un service à haute -température doivent être préparées sans encoches pointues qui concentrent les contraintes thermiques.

Foire aux questions

Quelle est la différence entre le TP310 et le TP310S ?Le TP310S est la version à faible-carbone du TP310 (UNS S31000) avec une teneur maximale en carbone de 0,08 %, offrant une meilleure résistance à la précipitation du carbure et une soudabilité améliorée tout en conservant la même base de chrome-nickel. TP310H (UNS S31009) est la variante à haute teneur en carbone avec 0,04 à 0,10 % de carbone pour une résistance au fluage plus élevée à des températures très élevées.

Quelle est la température maximale de service des tubes TP310S ?Dans les atmosphères oxydantes, le service continu est généralement évalué à environ 1 035 degrés C et le service intermittent à environ 1 150 degrés C, à condition que le tube soit chargé dans les limites de contrainte admissibles.

Le TP310S est-il magnétique ?Non. Le TP310S est entièrement austénitique et essentiellement non-magnétique à l'état recuit ; un léger magnétisme peut se développer après un travail à froid intense.

Les tubes sans soudure TP310S peuvent-ils être soudés ?Oui. TIG, MIG et SMAW avec une charge correspondante telle que AWS ER310 sont courants. Un recuit avec solution de soudage après-est recommandé lorsque la construction soudée fonctionnera au-dessus d'environ 500 degrés C.

Le TP310S est-il adapté à l’eau de mer ?Non. Le TP310S ne contient pas de molybdène, il n'est donc pas recommandé pour les services riches en chlorure- ou marins ; les nuances de molybdène-telles que le TP316, le duplex 2205 ou les alliages super-austénitiques y sont préférées.

Quelles normes régissent les tubes sans soudure TP310S ?ASTM A312 / ASME SA312 couvrent la forme du produit de tuyauterie ; les plaques et les feuilles sont couvertes par la norme ASTM A240 et la désignation équivalente JIS est SUS310S selon JIS G4304/G4305.