Tube de chaudière en acier inoxydable ASTM A249 TP 316Ti

Qu'est-ce que l'ASTM A249 TP316Ti ?

ASTM A249 / ASME SA249 couvre les tubes soudés de chaudière, de surchauffeur, d'échangeur de chaleur et de condenseur en acier inoxydable austénitique. Le TP316Ti est la version stabilisée au titane du TP316 : l'ajout de titane, à un minimum de 5 fois la teneur combinée en carbone et en azote avec un maximum de 0,70 %, lie le carbone en carbures stables afin que le chrome ne soit pas appauvri aux joints de grains pendant le soudage ou le service à température élevée-. Le résultat est un tube soudé qui résiste à la corrosion intergranulaire et ne nécessite pas de recuit après le soudage, ce qui constitue un avantage important en matière de fabrication et d'inspection pour la fabrication de chaudières et d'échangeurs de chaleur. Les tailles de tubes typiques couvertes par la spécification vont de 6 mm à 304,8 mm de diamètre extérieur et de 0,5 mm à 6 mm d'épaisseur de paroi, dans des finitions telles que recuit et décapé ou recuit brillant.

Pourquoi la stabilisation du titane est importante

La norme 316 a la même chimie de base que le 316L sauf pour le carbone : le 316L limite le carbone à 0,03 % maximum pour minimiser le risque de sensibilisation. Le TP316Ti emprunte une voie différente : au lieu de réduire le carbone, il ajoute du titane, qui a une plus forte affinité pour le carbone que pour le chrome. Le titane forme des particules de TiC stables lors du soudage, laissant du chrome en solution solide dans la matrice. En raison de cette stabilisation, le TP316Ti peut être utilisé à l'état brut de soudure sans traitement thermique après soudage, même à des températures de service qui traversent la plage de sensibilisation de 425 à 815 degrés. Cela rend le TP316Ti particulièrement adapté aux applications pétrochimiques, de production d'électricité, alimentaires et pharmaceutiques où les tubes soudés doivent conserver leur résistance à la corrosion.

Composition chimique

Les limites de composition ci-dessous sont celles requises par la norme ASTM A249 pour le TP316Ti.

Élément	Composition (% en poids)
Carbone (C)	0,08 maximum
Silicium (Si)	0,75 maximum
Manganèse (Mn)	2,00 maximum
Phosphore (P)	0,045 maximum
Soufre (S)	0,030 maximum
Chrome (Cr)	16.0-18.0
Nickel (Ni)	10.0-14.0
Molybdène (Mo)	2.0-3.0
Azote (N)	0,10 maximum
Titane (Ti)	5 x (C + N) min, 0,70 max

Propriétés mécaniques

Les propriétés mécaniques minimales à température ambiante requises par la norme ASTM A249 pour le TP316Ti sont indiquées ci-dessous.

Propriété	Valeur
Résistance à la traction min (MPa)	515 (75 ksi)
Limite d'élasticité min (MPa)	205 (30 ksi)
Allongement min (%)	35
Dureté maximale (HRB)	90

Les valeurs d'allongement s'appliquent à l'essai en tube à section complète-et dépendent de l'épaisseur de la paroi ; la spécification fournit des valeurs réduites pour les tubes à paroi mince-. La présence de molybdène confère également au TP316Ti une meilleure résistance au fluage que les qualités austénitiques sans -molybdène à des températures élevées.

Tolérances dimensionnelles selon ASTM A1016/A1016M

Les tolérances dimensionnelles pour le diamètre extérieur, autres que les tolérances d'épaisseur de paroi, sont régies par ASTM A1016/A1016M. Les tolérances représentatives du diamètre extérieur-pour les tubes soudés sont indiquées ci-dessous.

Diamètre extérieur (mm)	Tolérance (mm)
En dessous de 25h40	+/- 0.10
25h40 à 38h1	+/- 0.15
38,1 à 50,8	+/- 0.20
50,8 à 63,5	+/- 0.25
63,5 à 76,2	+/- 0.30
76,2 à 101,6	+/- 0.38
101,6 à 190,5	+ 0.38 / - 0.64
190,5 à 228,6	+ 0.38 / - 1.14

Les tolérances d'épaisseur de paroi sont données dans le corps principal de la norme ASTM A249 et varient en fonction de la taille du tube ; la vérification est effectuée sur le tube fini après toutes les opérations de formage et de traitement thermique.

Applications

Les tubes soudés TP316Ti sont spécifiés pour les tubes de chaudières et de surchauffeurs, les chauffe-eau d'alimentation, les faisceaux d'échangeurs de chaleur et de condenseurs, ainsi que les lignes de traitement dans les industries pétrochimique, de production d'électricité, de transformation des aliments et pharmaceutique. La forme soudée offre des avantages économiques et dimensionnels par rapport aux tubes sans soudure pour les longues longueurs droites, tandis que la stabilisation en titane préserve la résistance à la corrosion dans la zone de soudure, permettant au tube d'être utilisé sans recuit post-soudure. Lorsque le service l'exige, les tubes sont fournis avec le traitement thermique, l'examen non-destructif et les tests hydrostatiques ou pneumatiques applicables requis par la norme ASTM A249.

FAQ

Quelle est la différence entre le 316 et le 316Ti ?

La nuance 316 est un acier inoxydable austénitique contenant du molybdène - ; Le 316L est sa version à faible -carbone (0,03 % de carbone maximum). 316Ti est la version stabilisée au titane-, qui ajoute du titane à 5 x (C + N) minimum jusqu'à 0,70 % afin que le carbone soit lié sous forme de carbures stables. Cela confère au 316Ti une résistance à la corrosion intergranulaire à l'état brut de soudure sans nécessiter de recuit après soudage.

Pourquoi du titane est-il ajouté à l’acier des tubes de chaudière ?

Le titane a une plus grande affinité pour le carbone que le chrome, il forme donc des carbures TiC stables lors du soudage et du service à haute -température. Cela évite l'épuisement du chrome aux joints de grains, qui autrement provoquerait une corrosion intergranulaire et une défaillance prématurée du tube.

Le TP316Ti soudé nécessite-t-il un recuit après-soudure ?

Non. Étant donné que la stabilisation en titane empêche la précipitation du carbure de chrome, le tube soudé conserve sa résistance à la corrosion sans recuit post-soudage. C'est l'une des principales raisons pour lesquelles le TP316Ti est spécifié pour les tubes soudés de chaudières et d'échangeurs de chaleur.

Quelle norme couvre les tolérances dimensionnelles ?

ASTM A1016/A1016M, la spécification générale pour les tubes de chaudière et de surchauffeur en acier ferritique, austénitique et allié duplex, couvre les tolérances dimensionnelles référencées par ASTM A249.

Quelles tailles sont disponibles pour le tube soudé TP316Ti ?

Les gammes de fourniture typiques vont de 6 mm à 304,8 mm de diamètre extérieur avec une épaisseur de paroi de 0,5 mm à 6 mm, en finitions recuites et décapées ou recuites brillantes. La plage exacte dépend de la capacité du broyeur et des exigences de la norme ASTM A249.

L'A249 est-il destiné aux tubes sans soudure ou soudés ?

ASTM A249 couvre les tubes soudés de chaudière, de surchauffeur, d'échangeur de chaleur et de condenseur en acier austénitique. La contrepartie sans soudure pour le même service est couverte par la norme ASTM A213, où la qualité stabilisée en titane-est également désignée TP316Ti.