Tube recuit brillant en acier inoxydable ASTM A213 TP321 : propriétés et utilisations

Qu'est-ce que le tube en acier inoxydable ASTM A213 TP321 ?

ASTM A213 couvre les tubes de chaudière, de surchauffeur et d'échangeur de chaleur en acier ferritique et austénitique sans soudure. La nuance TP321 est un acier inoxydable austénitique stabilisé au titane-. Le titane se combine préférentiellement avec le carbone, de sorte que les carbures de chrome ne précipitent pas aux joints de grains lorsque l'acier est maintenu dans la plage de sensibilisation de 427-816 degrés Celsius (800-1 500 degrés Fahrenheit). Le TP321 résiste donc à la corrosion intergranulaire après soudage et en service à haute température où les aciers de type 304 seraient sensibilisants.

Comparé au 304 et au 304H, le TP321 offre des propriétés supérieures de fluage et de rupture sous contrainte-dans la plage de températures-élevées, combinées à une bonne ténacité-aux basses températures. Il ne peut pas être durci par traitement thermique ; le renforcement n'est obtenu que par écrouissage. L'acier est facilement soudé et fabriqué selon les pratiques d'atelier standard.

Notes équivalentes

Standard	Grade	UNS	FR Désignation	JIS	BS
ASTMA213/A312	TP321	S32100	1.4541 / X6CrNiTi18-10	SUS321TP	321S31
ASTMA213/A312	TP321H	S32109	1.4878 / X8CrNiTi18-10	SUS321HTP	321S51

Composition chimique (ASTM A213)

Les limites du titane sont exprimées par rapport à la teneur en carbone, puisque le titane a pour fonction de stabiliser le carbone de l'acier.

Élément, %	TP321	TP321H
Carbone C	0,08 maximum	0.04-0.10
Manganèse Mn	2,00 maximum	2,00 maximum
Phosphore P	0,045 maximum	0,045 maximum
Soufre S	0,030 maximum	0,030 maximum
Silicium Si	0,75 maximum	0,75 maximum
Chrome Cr	17.0-19.0	17.0-19.0
NickelNi	9.0-12.0	9.0-12.0
Titane Ti	5 x C min, 0,70 max	4 x C min, 0,70 max

Propriétés mécaniques (ASTM A213)

Propriété	TP321	TP321H
Résistance à la traction Rm	515 MPa (75 ksi) min	515 MPa (75 ksi) min
Limite d'élasticité de 0,2% Rp0,2	205 MPa (30 ksi) min	205 MPa (30 ksi) min
Allongement en 50 mm	35 % minimum	35 % minimum
Dureté	192 HBW / 90 HRB maximum	192 HBW / 90 HRB maximum
Température de recuit de solution	1040 degrés C min.	1095 degrés C min.

Finition recuite brillante

Le recuit brillant est un traitement thermique final effectué dans une atmosphère protectrice, généralement de l'hydrogène ou un mélange hydrogène-azote, au lieu de l'air. Étant donné qu'aucun oxygène n'atteint la surface, aucune calamine d'oxyde ne se forme et le tube sort du four avec une surface lisse, brillante et réfléchissante qui ne nécessite aucun décapage ni nettoyage mécanique.

Pour le tube TP321, la finition recuite brillante offre plusieurs avantages pratiques : une surface propre qui est plus facile à désinfecter dans les services alimentaires et pharmaceutiques, une résistance à la corrosion améliorée grâce à un film passif continu et une faible rugosité de surface généralement spécifiée à Ra de 0,4 micromètres ou moins. Le tube BA est donc privilégié pour les lignes hygiéniques, les tubes d'instruments, les tubes d'échangeurs de chaleur et toute application où la propreté des surfaces est importante.

Applications typiques

Tubes de surchauffeur, de réchauffeur et de chaudière dans la production d'électricité.

Échangeurs de chaleur et condenseurs à calandre-et-à tubes dans les usines chimiques et pétrochimiques.

Équipement de préparation des aliments, en particulier dans les environnements contenant du chlorure-.

Panneaux architecturaux côtiers, garde-corps et boiseries.

Systèmes d'échappement pour avions et raccords marins.

Conteneurs de produits chimiques, y compris les navires de transport.

Foire aux questions

T1. Pourquoi du titane est-il ajouté au TP321 ?

Le titane est un solide formateur de carbure. Il réagit avec le carbone de préférence au chrome, de sorte que les carbures de chrome ne précipitent pas aux joints de grains lors d'une exposition à 427-816 degrés Celsius. Cela évite la sensibilisation et la corrosion intergranulaire.

Q2. Quelle est la différence entre le TP321 et le TP321H ?

Le TP321 a une limite carbone de 0,08 % maximum. Le TP321H a une plage de carbone contrôlée de 0,04 à 0,10 %, ce qui offre une résistance au fluage et à la rupture plus élevée à température élevée. Les deux qualités nécessitent une stabilisation du titane et le TP321H est recuit en solution à une température minimale plus élevée.

Q3. Quelle est la différence entre le recuit brillant et le recuit conventionnel ?

Le recuit conventionnel s'effectue à l'air et produit une calamine d'oxyde qui doit être éliminée par décapage. Le recuit brillant est effectué dans une atmosphère protectrice d'hydrogène ou d'azote, de sorte que la surface reste sans oxyde-, lisse et réfléchissante sans traitement supplémentaire.

Q4. Quelle est la température maximale de service du TP321 ?

Le TP321 convient à un service continu jusqu'à environ 816 degrés Celsius et est largement utilisé dans la plage de 427 à 816 degrés Celsius, où le 304 serait sensibilisant. Au-delà de cette plage, la résistance au fluage et la résistance à l'oxydation deviennent des facteurs limitants.

Q5. Comment le TP321 se compare-t-il au TP304 ?

Le TP304 n'a aucun élément stabilisant et peut sensibiliser dans la plage de 427-816 degrés Celsius. Le TP321 résiste à la sensibilisation et possède des propriétés supérieures de fluage et de rupture sous contrainte à haute température, c'est pourquoi il est choisi pour les surchauffeurs et les services chimiques à haute température.

Q6. Quelle spécification couvre les tubes de chaudière et d'échangeur de chaleur en acier inoxydable sans soudure ?

ASTM A213/ASME SA213 couvre les tubes ferritiques et austénitiques sans soudure pour les chaudières, les surchauffeurs et les échangeurs de chaleur-. Les spécifications associées sont ASTM A312 pour les tuyaux et ASTM A269 pour les tubes sans soudure et soudés de service général.