Tube en alliage de nickel ASTM B163 Inconel 625

Tube en alliage de nickel ASTM B163 Inconel 625est l'alliage de nickel que les équipes d'ingénierie recherchent lorsque le service est trop agressif pour l'acier inoxydable, trop exigeant pour le 316L et trop chaud pour la plupart des autres qualités de nickel. L'alliage, UNS N06625, combine deux capacités qui vont rarement ensemble : une résistance exceptionnelle à la corrosion dans les environnements d'eau de mer et de chlorure, et une résistance utile à des températures allant jusqu'à environ 650-700 degrés.

 

Ce double caractère est la raison pour laquelle le tube 625 apparaît dans les échangeurs de chaleur refroidis par eau de mer, les conduites de commande hydrauliques offshore, les serpentins de réacteur chimique et les faisceaux de chauffe-eau d'alimentation de chaudière - applications où le tube doit survivre à la fois à la chimie du processus et à la température de fonctionnement.

Faits rapides en un coup d'oeil

Article	Valeur
Désignation UNS	N06625 (W.Nr 2.4856)
Normes	ASTM B444 (tuyaux et tubes sans soudure), ASTM B163 (tube échangeur de chaleur-), ASME SB-444 / SB-163
État de livraison	Mise en solution (Gr 1) ou écrouie-à froid (Gr 2) selon B444
Densité	8,44 g/cm³
Plage de fusion	1290 - 1350 degré (environ)
Certificat	FR 10204 3.1 / 3.2, avec PMI sur demande

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Composition chimique selon ASTM B444

Les limites d'analyse thermique-ci-dessous sont tirées de la norme ASTM B444 pour UNS N06625. Le nickel est l'élément d'équilibre à 58,0 % minimum, et la combinaison du molybdène et du niobium donne à l'alliage sa résistance exceptionnelle et sa résistance aux piqûres.

 

Élément	Limite de composition, %
Ni	58,0 min (solde)
Cr	20.0 - 23.0
Mo	8.0 - 10.0
Nb + Ta	3.15 - 4.15
Fe	5,0 maximum
Co	1,0 maximum
C	0,10 maximum
Mn	0,50 maximum
Si	0,50 maximum
Al	0,40 maximum
Ti	0,40 maximum
P	0,015 maximum
S	0,015 maximum

 

Trois éléments portent la personnalité de l'alliage. Le molybdène à 8,0-10,0 % confère au 625 sa résistance exceptionnelle à la corrosion par piqûres et fissures dans les milieux chlorés, rendant le tube efficacement immunisé contre la fissuration par corrosion sous contrainte de chlorure en service normal. Le niobium (columbium), à 3,15-4,15 %, est l'élément que les concurrents ont du mal à égaler : il fournit une grande partie de la résistance de l'alliage sans nécessiter de traitement thermique de précipitation, et il stabilise le métal fondu contre la fissuration.

 

Le chrome à 20,0-23,0 % offre une résistance à l'oxydation jusqu'à environ 980 degrés et équilibre la résistance de l'alliage dans les milieux oxydants et réducteurs. La teneur en fer est maintenue à 5,0 % maximum pour maintenir la matrice entièrement riche en nickel et la résistance aux piqûres élevée.

 

Propriétés mécaniques du tube 625

ASTM B444 divise le produit en deux conditions. Le grade 1 est recuit en solution et constitue la livraison standard pour l'échangeur de chaleur - et le tube de traitement ; Le grade 2 est travaillé à froid-pour une résistance plus élevée. Les exigences minimales pour les tubes recuits de grade 1 sont :

 

Propriété	Grade 1 (recuit) minimum	Niveau 2 (travaillé à froid-) minimum
Résistance à la traction	827 MPa (120 ksi)	965 MPa (140 ksi)
Limite d'élasticité, compensation de 0,2 %	414 MPa (60 ksi)	621 MPa (90 ksi)
Allongement en 2 po (50,8 mm)	30%	20%

 

Les valeurs de production typiques d'un recuit sont plus élevées : environ 930 MPa en traction et 517 MPa en rendement avec un allongement de 40 %. La limite d'élasticité du 625 recuit est à peu près le double de celle de l'acier inoxydable 316L, ce qui est l'une des raisons pour lesquelles le tube 625 à paroi mince - est utilisé là où un tube en acier inoxydable de la même paroi ne supporterait pas la pression de conception. À température élevée, l'alliage conserve une résistance utile jusqu'à environ 650 degrés en service continu, et il a été utilisé jusqu'à 815 degrés dans des applications de traitement thermique-où la résistance à l'oxydation plutôt que la portance de charge est l'exigence dominante.

 

Tailles, dimensions et tolérances des tubes

Le tube Inconel 625 est fourni dans l'enveloppe suivante, avec des tailles spécifiques au projet-disponibles sur demande :

 

Paramètre	Gamme
Diamètre extérieur	6,0 mm à 114,3 mm (plus grand que le tube sans soudure selon B444)
Épaisseur de paroi	0,5 mm à 12,7 mm
Longueur	Fixe 6 m, longueurs aléatoires, ou coupé-à-longueur pour les paquets
Finition finale	Extrémité lisse, biseautée ou expansée pour le laminage de plaques tubulaires
Surface	Recuit brillant ou décapé, OD/ID selon les spécifications

 

Étant donné que le tube est dimensionné en fonction du diamètre extérieur exact x paroi plutôt que selon un programme, les tolérances sont exprimées sous forme de valeurs exactes. ASTM B444 spécifie une tolérance sur le diamètre extérieur-d'environ +/-0,10 mm sur les tubes de petit-diamètre, en serrant en fonction de la taille, et une tolérance de paroi de +/-10 % sur la paroi nominale. Pour les tubes échangeurs de chaleur fournis selon la norme ASTM B163, le système de tolérance est la même classe de précision, car le tube doit rouler dans la plaque tubulaire et se sceller sous la pression d'essai.

 

Lorsque le dessin spécifie « tube 625 », la demande doit indiquer le diamètre extérieur exact, la paroi et la norme - B444 pour le tube général, B163 pour les faisceaux d'échangeurs de chaleur - - car les deux normes diffèrent dans les exigences d'examen et de certification.

 

Performances anticorrosion

Le tube Inconel 625 est un alliage à double usage-, et la moitié de sa personnalité en matière de corrosion est définie par sa teneur élevée en molybdène et en niobium. Dans l'eau de mer et les environnements marins, le 625 est efficacement immunisé contre la fissuration par corrosion sous contrainte de chlorure - et offre une résistance exceptionnelle à la corrosion par piqûres et fissures - les modes de défaillance qui éliminent les qualités inoxydables standard en service de chlorure chaud.

 

En milieu acide, l'alliage résiste aux acides chlorhydrique, sulfurique, phosphorique et nitrique dilués sur une large plage de concentrations, et c'est l'un des rares alliages qui gère alternativement les conditions oxydantes et réductrices sans pénalité de corrosion significative.

 

Environnement	Comportement du tube 625
Eau de mer et ambiances marines	Excellent; immunisé contre le chlorure SCC
Service de piqûres de chlorure/crevasse	Excellent; PREN ~ 51
Diluer l'acide sulfurique/chlorhydrique	Bon à très bon, dépend de la concentration
Acide phosphorique (procédé humide)	Très bien
Acide nitrique	Bon, surtout avec une surface riche en chrome-
Solutions caustiques	Bonnes concentrations jusqu'à modérées

 

Pour l'acheteur de tubes, la conséquence pratique est simple : le tube 625 est la spécification standard pour les échangeurs de chaleur à eau de mer sur les plates-formes offshore, pour les conduites d'injection hydrauliques et chimiques dans les contrôles sous-marins et pour tout procédé contenant du chlorure- où le tube doit survivre pendant toute la durée de vie de l'usine sans tolérance de corrosion. Il est plus cher que l'acier inoxydable super austénitique à 6 % de molybdène, et lorsque la température et la pression le permettent, les ingénieurs remplacent parfois la qualité moins chère -, mais lorsque la conception nécessite un alliage de nickel, le 625 est le matériau de tube de référence.

 

Applications typiques

Le tube sans soudure Inconel 625 est spécifié pour les services suivants :

 

• Échangeurs de chaleur et condenseurs refroidis à l'eau de mer dans les usines côtières et offshore
• Conduites de contrôle d'injection hydraulique, pneumatique et chimique offshore (tube de petit calibre)
• Serpentins de réacteur chimique, tubes plongeurs et barboteurs en service de chlorure et d'acide
• Faisceaux de chauffe-eau d'alimentation de chaudière et tubes de vapeur à haute température-
• Usine de blanchiment de pâtes et papiers ; tube échangeur de chaleur-
• Tubes de réchauffeur de désulfuration des gaz de combustion (FGD) où l'acier inoxydable 6Mo est marginal

 

Dans chacun de ces services, le tube est acheté pour sa résistance à un mode de défaillance spécifique - piqûres, SCC ou oxydation à haute -température - et l'ingénieur sélectionne 625 lorsque les candidats les moins chers ont été éliminés par le devoir. L'alliage est également l'alliage de nickel soudable sur site par défaut-, ce qui en fait le choix pratique pour les réparations et les rénovations où la soudure est réalisée en place et ne peut pas être traitée thermiquement après-soudure.

 

Soudure et fabrication

L'Inconel 625 est soudé avec le métal d'apport correspondant ERNiCrMo-3 (AWS A5.14), qui appartient à la même famille chimique que l'alliage de base. Aucun préchauffage n'est requis et aucun traitement thermique après-soudage n'est normalement requis, car l'alliage tire sa résistance de la solution solide-et de la matrice stabilisée au niobium- plutôt que d'une réponse au traitement thermique.

 

Il s'agit du principal avantage de fabrication du 625 par rapport aux qualités durcissables par précipitation : une soudure réalisée sur le terrain avec un tube 625 conserve sa résistance à la corrosion et sa ductilité à l'état tel que-soudé.

 

Pour les joints de plaques tubulaires, le tube est généralement roulé puis scellé-soudé avec GTAW, la soudure étant réalisée sous protection contre un gaz inerte des deux côtés là où l'accès le permet. L'alliage-durcit plus rapidement que l'acier inoxydable, c'est pourquoi le cintrage des tubes doit utiliser un cintrage au mandrin pour des rayons serrés, et la coupe doit utiliser un outil tranchant avec des vitesses d'avance contrôlées.

 

Que préciser sur la commande

Pour éviter les confusions de spécifications-qui retardent les livraisons de 625 tubes, indiquez ce qui suit dans la demande :

 

• Norme et qualité : "ASTM B444 Gr 1" ou "ASTM B163", UNS N06625, pas seulement "625 tube"
• Dimensions exactes : OD x mur en millimètres, et si le mur est une base minimale-mur ou nominale-mur.
• Longueur et état final : longueurs fixes de 6 m, aléatoires ou coupées ; extrémité lisse ou biseautée
• Etat : recuit (Gr 1) ou travaillé à froid (Gr 2)
• Examen : hydrostatique ou courant de Foucault-selon la norme et format du certificat (EN 10204 3.1/3.2)

 

Le tube Inconel 625 est un produit en alliage de nickel-de première qualité dont le prix reflète la matière première et le contrôle dimensionnel strict de la fabrication du tube. La décision d'achat doit reposer sur les droits de corrosion et de température, pas uniquement sur le prix - et la demande doit nommer la norme, la qualité et les dimensions exactes afin que le tube livré soit le tube requis par la conception.

 

 

 

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