Sanicro 41 Alliage Nickel Écroui à Froid : Résistance Supérieure à la Corrosion & Performance de Soudage

Sanicro® 41 est particulièrement adapté pour les échangeurs de chaleur pour pétrole brut et raffineries, surtout où de hautes concentrations de sulfure d'hydrogène et de chlorures sont présentes.

Approbations :

• Approuvé par l'American Society of Mechanical Engineers (ASME) pour utilisation selon le Code ASME Chaudières et Vaisseaux sous Pression, Section I et Section VIII, div. 1, et Division 2, Classe 1 et Classe 2.
• Code ASME B&PV Section III, Division 1, Classes 1 et 3.
• L'alliage, UNS N08825, est approuvé sous le Code ASME Vaisseaux sous Pression, div. 1, Section VIII pour utilisation jusqu'à 538°C.

L'excellente formabilité du Sanicro® 41 permet au matériau d'être cintré à froid à des rayons extrêmement petits. Un recuit après cintrage n'est normalement pas nécessaire.

Corrosion générale : Sanicro® 41 possède une excellente résistance à la corrosion. Le matériau est bien supérieur aux aciers alliés au molybdène tels que AISI 316L, particulièrement exposé aux milieux non oxydants comme l'acide sulfurique ou phosphorique. Il a aussi une résistance satisfaisante aux agents hautement oxydants comme l'acide nitrique. Sanicro® 41 a une résistance à la corrosion dans l'acide formique significativement meilleure que les aciers inoxydables austénitiques standards.

Les résultats des essais de corrosion dans l'acide nitrique sont tabulés ci-dessous. La résistance à l'acide sulfurique est illustrée dans la Figure 1. Noter que la corrosivité de l'acide sulfurique dépend de la teneur en oxygène. L'acide sulfurique en contact avec l'air est donc plus corrosif que l'acide déaéré.

Corrosion par piqûres et en crevasses : Les essais en solutions de chlorure de sodium indiquent que la résistance du Sanicro® 41 aux piqûres et crevasses est supérieure à celle de l'AISI 316 – résultat des teneurs plus élevées en chrome et molybdène. Les températures critiques de piqûres (CPT) pour les deux nuances en solution 3% NaCl à différents pH sont tracées en Figure 2.

Corrosion sous contrainte : La haute teneur en nickel favorise une excellente résistance à la corrosion sous contrainte induite par les chlorures et alcalins. Les résultats d'essais en chlorure de calcium 40% sont montrés en Figure 3.

Sanicro® 41 affiche une excellente résistance à la corrosion sous contrainte en environnements acides. Des essais menés au Nickel Development Institute (NIDI) ont conclu que Sanicro® 41 peut être utilisé en environnements acides jusqu'à 260°C avec des teneurs en H₂S correspondant à une pression partielle jusqu'à 10000 psi, en l'absence de soufre élémentaire. Le matériau montre aussi une immunité à toutes concentrations de CO₂, selon NIDI. Sanicro 41 est utilisé dans l'industrie pétrolière et gazière en environnements jusqu'à 200°C (392°F), pression partielle H₂S 60 psi et chlorures présents.

Selon ISO 15156/NACE MR0175, il est acceptable pour utilisation en état écroui à froid et recuit sans limites environnementales quant aux pressions partielles de H₂S ou soufre élémentaire.

Corrosion intergranulaire : Même dans les plus fortes dimensions, Sanicro® 41 peut être soudé sans risque de précipitation de carbures causant la corrosion intergranulaire. Ceci est dû en partie à la faible teneur en carbone, mais aussi au fait qu'il est stabilisé au titane.

Les tubes sont livrés en état traité thermiquement. Si un traitement supplémentaire est nécessaire suite à un traitement ultérieur, voici ce qui est recommandé :

Recuit de mise en solution : 1000-1100°C (1830-2010°F), 5-10 minutes, refroidissement rapide à l'air ou à l'eau.

Formes de fourniture :

Tubes et tuyaux sans soudure – finitions et dimensions : Tubes d'échangeurs de chaleur, droits ou cintrés sur spécification, avec ou sans traitement thermique des cintrages, peuvent être fournis. Tubes et tuyaux sans soudure en Sanicro® 41 peuvent être fournis jusqu'à 260 mm (10") de diamètre extérieur. L'état de livraison est recuit en solution et soit décapé blanc, soit recuit brillant.

Matériaux pour production pétrolière et gazière

Tubes sans soudure écrouis à froid :

• Pour les tubages de production et gaines en production pétrolière/gazière, Sanicro® 41 est fourni écroui à froid avec hautes propriétés mécaniques (Sanicro 41-110).

Gamme de dimensions :

• Diamètre extérieur : 2 3/8" - 7" (60,33-177,8 mm)
• Épaisseur de paroi : 0,190"-0,590" (4,83-14,99 mm)

La soudabilité du Sanicro® 41 est bonne. Les méthodes de soudage par fusion adaptées sont le soudage à l'arc manuel (MMA/SMAW) et le soudage à l'arc sous gaz, avec la méthode TIG/GTAW comme premier choix.

Comme le matériau a une faible conductivité thermique et une forte dilatation thermique, les plans de soudage doivent être soigneusement sélectionnés à l'avance pour minimiser les distorsions du joint soudé. Si les contraintes résiduelles sont un souci, un recuit de mise en solution peut être effectué après soudage.

Pour Sanicro® 41, un apport de chaleur <1,0 kJ/mm et une température d'interpasse <100°C (210°F) sont recommandés. Une technique de cordon en corde doit être utilisée.

Métaux d'apport recommandés selon température :

• Soudage TIG/GTAW ou MIG/GMAW
  • ISO 18274 S Ni 8065/AWS A5.14 ERNiFeCr-1 (ex. Exaton Sanicro 41 Cu)
  • ISO 14343 S 27 31 4 Cu L/AWS A5.9 ER383 (ex. Exaton 27.31.4.LCu)
• Soudage MMA/SMAW
  • ISO 14172 E Ni 8025, E Ni 8165
  • ISO 3581 E 27 31 4 Cu L R/AWS A5.4 E383-16 (ex. Exaton 27.31.4.LCuR)

Soudage de revêtement :

• ISO 18274 S Ni 8065/AWS A5.14 ERNiFeCr-1 (ex. Exaton Sanicro 41 Cu) fil ou électrodes en bande sont recommandés pour le revêtement de tubes à plaques et vaisseaux haute pression où une résistance à la corrosion égale à celle du Sanicro® 41 est requise.