Tuyaux en acier allié au nickel : Grades, applications et performances

Dans les secteurs exigeants du pétrole et du gaz, du traitement chimique et de la production d'énergie, la défaillance des matériaux n'est pas une option. Tube en acier allié au nickel est la première solution pour les environnements où l'acier au carbone standard ou même l'acier inoxydable 304 échoue. En alliant l'acier avec de fortes concentrations de nickel, de chrome et de molybdène, les ingénieurs obtiennent une tuyauterie qui résiste à des contraintes thermiques extrêmes et à des milieux très corrosifs.

Pourquoi choisir le tube en acier allié au nickel ?

Le principal avantage de la tube en acier allié au nickel réside dans sa structure atomique. Le nickel agit comme un stabilisateur de l'austénite. Lorsqu'il est ajouté en quantités suffisantes, il transforme la structure cristalline de l'acier et lui confère des propriétés mécaniques uniques.

• Résistance à la corrosion : Il offre une résistance exceptionnelle à l'oxydation, aux produits chimiques réducteurs et aux piqûres.

• Stabilité thermique : Contrairement à l'acier standard, les alliages de nickel conservent leur intégrité structurelle à des températures cryogéniques et à des chaleurs extrêmes (jusqu'à 1200∘C).

• Dilatation thermique : Certains alliages de nickel offrent de faibles coefficients de dilatation thermique, ce qui est essentiel pour les instruments de précision.

Comparaison des principales qualités de tubes en acier allié au nickel

Principales qualités et spécifications

Lors de l'acquisition tube en acier allié au nickel, Il est donc essentiel de connaître la qualité spécifique du produit. Tous les “tuyaux en nickel” ne sont pas créés égaux.

1. Monel (alliages Ni-Cu)

Souvent désigné comme Monel 400, Cet alliage contient environ 67% de nickel et de cuivre. Il est pratiquement insensible à la corrosion fissurante due au chlorure. C'est la norme tube en acier allié au nickel pour le génie maritime et les installations d'alkylation de l'acide fluorhydrique.

2. Inconel (alliages Ni-Cr)

Inconel 600 et 625 sont les poids lourds des applications à haute température. La teneur élevée en nickel empêchant la fissuration sous contrainte, ces tubes sont indispensables dans les composants de fours et les réacteurs nucléaires. L'ajout de chrome permet à ces tuyaux d'être plus résistants. tube en acier allié au nickel pour résister aux composés sulfurés et aux environnements oxydants.

3. Hastelloy (alliages Ni-Mo-Cr)

Pour les environnements chimiques les plus agressifs, l'Hastelloy C-276 est la référence. Cette nuance de tube en acier allié au nickel excelle dans la manipulation du chlore gazeux humide, de l'hypochlorite et des solutions de dioxyde de chlore qui dissoudraient les métaux de moindre importance.

Applications industrielles

La polyvalence des tube en acier allié au nickel lui permet de servir d'épine dorsale à diverses industries lourdes :

• Extraction de pétrole et de gaz : Utilisé dans les tubes de fond de puits et les pipelines de gaz corrosif dans les cas suivants H2​S et CO2​ Les pressions sont élevées.

• Traitement chimique : Essentiel pour les échangeurs de chaleur et les évaporateurs manipulant des acides et des alcalis.

• Production d'électricité : Les tubes des surchauffeurs des centrales nucléaires et des centrales à combustibles fossiles dépendent de la résistance à la rupture par fluage des alliages de nickel.

Considérations relatives à l'approvisionnement : Sans soudure ou soudé

Pour les tâches à haute pression, tube sans soudure en acier allié au nickel (souvent ASTM B161, B165, B167) est préférée car elle élimine le point faible d'un cordon de soudure. Cependant, pour les tuyauteries de grand diamètre et à basse pression, les variantes soudées (EFW) constituent une alternative économique sans sacrifier la résistance chimique de la matrice de nickel.

Foire aux questions (FAQ)

Q1 : Quelle est la différence entre un tube en acier inoxydable et un tube en acier allié au nickel ? A : L'acier inoxydable contient du nickel, tube en acier allié au nickel contient généralement un pourcentage de nickel beaucoup plus élevé (souvent supérieur à 30%, jusqu'à 75%). Cette teneur plus élevée en nickel offre une résistance nettement supérieure à la chaleur extrême et aux formes spécialisées de corrosion, telles que la corrosion fissurante sous contrainte, qui peuvent compromettre l'acier inoxydable standard.

Q2 : Les tubes en acier allié au nickel peuvent-ils être soudés ? A : Oui, mais cela nécessite des procédures spécifiques. La soudure tube en acier allié au nickel exige une propreté extrême pour éviter la contamination (comme le soufre ou le plomb) qui provoque des fissures. Le soudage TIG (GTAW) est généralement utilisé avec des métaux d'apport adaptés afin de garantir que la zone de soudure présente la même résistance à la corrosion que le tube de base.

Q3 : Quelles sont les normes ASTM courantes pour les tuyaux en acier allié au nickel ? A : Les normes courantes dépendent de la qualité de l'alliage. Par exemple, la norme ASTM B165 couvre le Monel (Ni-Cu), la norme ASTM B167 couvre l'Inconel (Ni-Cr-Fe) et la norme ASTM B622 couvre les tuyaux sans soudure en Hastelloy. Il convient de toujours vérifier la norme ASTM spécifique afin de s'assurer que le tuyau sans soudure est conforme à la norme ASTM B165. tube en acier allié au nickel répond aux exigences de votre projet en matière de pression et de produits chimiques.