Sandvik 2RK65™

Les applications typiques de Sandvik 2RK65™ se trouvent dans les raffineries de pétrole et dans l'industrie chimique et pétrochimique. Sandvik 2RK65™ est également utilisé dans l'industrie des pâtes et papiers, l'industrie minérale et métallurgique, l'industrie alimentaire, le refroidissement par eau de mer et dans de nombreux autres domaines.

Cette nuance est une excellente alternative aux aciers inoxydables austénitiques standard dans les échangeurs de chaleur utilisant de l'eau à haute température contaminée par des chlorures.

Approbations :

À des températures élevées :l'acier ne doit pas être exposé à des températures supérieures à environ 550 °C (1020 °F) pendant des périodes prolongées, car cela conduit à la précipitation de phases intermétalliques, ce qui peut avoir un effet négatif sur les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion. de l'acier.

La bonne ductilité de Sandvik 2RK65™ permet un cintrage à froid aux plus petits rayons de cintrage réalisables avec les méthodes et les machines modernes. Le recuit n'est pas nécessaire après le cintrage à froid. Si, toutefois, les tubes ont été fortement écrouis et doivent être utilisés dans des conditions où la fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) est susceptible de se produire, un recuit de mise en solution est recommandé (voir sous 'Traitement thermique').

Pour les applications d'appareils sous pression en Allemagne, un traitement thermique peut être nécessaire après déformation à froid conformément à VdTÜV-Wb 421. Le traitement thermique doit être effectué par recuit de mise en solution.

Corrosion générale :L'acier a été développé à l'origine pour être utilisé dans l'acide sulfurique. Sa bonne résistance est obtenue grâce à une teneur élevée en molybdène et à un alliage avec du cuivre. La figure 1 est un diagramme d'isocorrosion pour Sandvik 2RK65™, Sanicro® 28 et ASTM 316L dans de l'acide sulfurique désaéré.

L'acide phosphorique technique fabriqué au moyen de la méthode «humide» contient des quantités variables d'impuretés provenant du matériau de départ, la roche phosphatée. Les plus dangereuses de ces impuretés sont les chlorures, Cl-, et les fluorures sous forme libre, F-. Sandvik 2RK65 a été utilisé avec succès dans de nombreuses applications dans les usines d'acide phosphorique et pour la manipulation d'acide technique. Cependant, pour les conditions de corrosion les plus sévères, Sanicro® 28, qui a été développé spécialement pour les applications d'acide phosphorique, offre une résistance supérieure à la corrosion.

Dans l'acide acétique pur, Sandvik 2RK65™ et ASTM 316L sont complètement résistants à toutes les températures et concentrations à la pression atmosphérique. Cependant, à des températures et des pressions élevées, l'ASTM 316L se corrodera tandis que le Sandvik 2RK65™ restera résistant. L'expérience de la production d'acide acétique a montré que l'acide acétique contaminé par l'acide formique est toujours corrosif. Dans un acide de ce type, Sandvik 2RK65 est beaucoup plus résistant que ASTM 316L, voir tableau 1 ci-dessous. L'expérience d'exploitation pratique a également confirmé la supériorité de Sandvik 2RK65™ sur la norme ASTM 317L.

Dans l'acide formique, le Sandvik 2RK65™ fortement allié présente une meilleure résistance que les aciers conventionnels de type ASTM 316L, voir Figure 3. Dans l'acide oxalique, le Sandvik 2RK65™ présente de meilleures performances que l'ASTM 316L, voir Figure 4. Le 2RK65 est résistant (taux de corrosion <0,1 mm/an) dans l'acide lactique à toutes les concentrations à des températures jusqu'à ou légèrement inférieures au point d'ébullition à la pression atmosphérique. Cela signifie une résistance à la corrosion similaire ou légèrement supérieure à la norme ASTM 316L dans l'acide lactique. En raison de sa teneur en molybdène, Sandvik 2RK65™ est moins résistant à l'acide nitrique que les aciers de type ASTM 304L et ASTM 310L, couramment utilisés dans ces environnements.

Une teneur élevée en molybdène est un avantage dans l'acide chlorhydrique, et Sandvik 2RK65™, avec ses 4,5 % de Mo, est par conséquent beaucoup plus résistant que, par exemple, ASTM 316L. Sandvik 2RK65 convient donc à une utilisation dans des solutions de procédés chimiques contenant de petites quantités d'acide chlorhydrique. Le diagramme d'isocorrosion est présenté sur la figure 5. Il faut cependant garder à l'esprit le risque de piqûres. Également dans l'acide fluorhydrique, Sandvik 2RK65™ bénéficie de sa teneur élevée en molybdène, bien que l'acide fluorhydrique soit un acide encore plus agressif que l'acide chlorhydrique, voir le diagramme d'isocorrosion à la Figure 6.

Tableau 1. résultats d'essais en laboratoire d'une durée de 1+3+3 jours dans des mélanges bouillants d'acide acétique et formique.

En raison de sa teneur élevée en chrome et en nickel, Sandvik 2RK65™ possède une bien meilleure résistance à l'hydroxyde de sodium que les normes ASTM 304 et ASTM 316, voir Figure 7.

Comme on peut le voir, le risque de fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) augmente à des températures élevées. Ce risque est accru en présence de chlorures. L'alliage Sanicro® 28 offre une meilleure résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte et à la corrosion générale que le Sandvik 2RK65™.

Corrosion par piqûres :Les fortes teneurs en chrome et molybdène de cet acier le rendent très résistant aux piqûres. Cela a été vérifié par une vaste expérience pratique de service impliquant des solutions de processus contenant du chlorure et un refroidissement à l'eau de mer.

Comme le montre la figure 8, la température critique moyenne de piqûres (CPT) pour Sandvik 2RK65™ est d'environ 75 °C (165 °F) à un potentiel de 400 mV SCE dans une solution neutre (pH =6) avec le même chlorure contenu que l'eau de mer. Cette valeur est supérieure de 50 °C (120 °F) à celle de l'ASTM 316 et de 20 °C (68 °F) à celle de l'alliage 825 (21Cr42Ni3Mo).

Fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) :les aciers austénitiques ordinaires des types ASTM 304 et ASTM 316 sont sensibles à la fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) dans des solutions contenant des chlorures à des températures supérieures à environ 60 °C (140 oF). A des températures élevées, au-dessus d'environ 100°C (212°F), des teneurs en chlorure aussi faibles que de l'ordre du ppm (10-4 %) sont suffisantes pour provoquer une fissuration par corrosion sous contrainte dans ces aciers. Une teneur en nickel de 25% est suffisante pour assurer une très bonne résistance dans les conditions pratiques. Des tests en laboratoire dans du chlorure de calcium confirment la supériorité de Sandvik 2RK65™ dans la résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte par rapport aux normes ASTM 304 et ASTM 316. Comme le montre la figure 9, la contrainte seuil (la contrainte nécessaire pour induire une rupture dans le temps de test maximal) est considérablement plus élevé pour Sandvik 2RK65™ que pour ASTM 304 et ASTM 316. Sandvik 2RK65™ est résistant jusqu'à au moins 0,9 fois la résistance à la traction. Les tests en autoclave à différentes teneurs en chlorure et températures fournissent des données précieuses pour la sélection des matériaux. De plus, ce type de test démontre la bonne résistance SCC de Sandvik 2RK65™, bien meilleure que les aciers ASTM 304 et ASTM 316, voir Figure 10. Il est important d'être conscient du fait que les contraintes résiduelles autour d'une soudure qui a n'ont pas subi de traitement thermique correspondent souvent à la résistance à l'épreuve du matériau. Ces contraintes correspondent à des rapports contrainte/résistance à la traction appliqués de seulement 0,3 à 0,5, ce qui est suffisant pour dépasser la contrainte seuil et provoquer ainsi une fissuration par corrosion sous contrainte dans les normes ASTM 304 et ASTM 316.

Corrosion caverneuse :Les tests en laboratoire et l'expérience pratique ont montré que Sandvik 2RK65™ est nettement plus résistant à la corrosion caverneuse que l'ASTM 316L. Ceci est illustré dans le tableau 2. Les crevasses doivent néanmoins être évitées autant que possible, en particulier dans les solutions chlorurées. Tableau 2. Résultats des tests de corrosion caverneuse dans une solution stagnante aérée de NaCl (1,8% Cl⁻) pH =6, période de test 58 jours. Le rapport de surface entre la surface crevassée et non crevassée sur le spécimen est de 1/12.

Unités métriques

Unités impériales

Les tubes sont livrés en état traité thermiquement. Si un traitement thermique supplémentaire est nécessaire après un traitement ultérieur, ce qui suit est recommandé.

Recuit de mise en solution :1080–1150 °C (1975–2100 °F), 5–30 minutes, trempe rapide à l'air ou à l'eau.

Formes d'approvisionnement :

Les tubes et tuyaux sans soudure sont fournis dans des dimensions allant jusqu'à 230 mm (9,1 po) de diamètre extérieur à l'état recuit en solution et décapé à blanc ou à l'état recuit brillant. Les tubes peuvent être cintrés selon les plans du client et, sur demande, recuits après cintrage.

Raccords :90 degrés. Les coudes sont fabriqués en standard en Sandvik 2RK65™ conformément à la norme ANSI B16.9 et, le cas échéant, à la norme ASTM A403. Les brides sont fabriquées en standard selon la norme ANSI B16.5 sous la forme de brides à enfiler (classe 150) et de brides à collerette à souder (classe 300), et selon les sections pertinentes de la norme ASTM A182. Les raccords peuvent être fabriqués selon d'autres normes par accord. D'autres types de raccords tels que des réducteurs, des tés et des raccords peuvent également être fournis sur demande.

Autres formes d'approvisionnement :

The weldability of Sandvik 2RK65™ is good. Welding must be carried out without preheating, and normally there is no need for any subsequent heat treatment. Les méthodes de soudage par fusion appropriées sont le soudage manuel à l'arc métallique (MMA/SMAW) et le soudage à l'arc sous protection gazeuse, avec la méthode TIG/GTAW comme premier choix.

In common with all fully austenitic stainless steels, Sandvik 2RK65™ has low thermal conductivity and high thermal expansion. Les plans de soudage doivent donc être soigneusement sélectionnés à l'avance, afin que les déformations du joint soudé soient minimisées. Si les contraintes résiduelles sont un problème, un recuit de mise en solution peut être effectué après le soudage.

For Sandvik 2RK65™, heat-input of <1.0 kJ/mm and interpass temperature of <100°C (210°F) are recommended. Une technique de soudage par cordons doit être utilisée.

Recommended filler metals for temperature:

• Soudage TIG/GTAW ou MIG/GMAW
  • ISO 14343 S 20 25 5 Cu L/ AWS A5.9 ER385 (e.g. Exaton 20.25.5.LCu)
• Soudage MMA/SMAW
  • ISO 3581 E 20 25 5 Cu N L R/ AWS A5.4 E385-16 (e.g. Exaton 20.25.5.LCuR)
  • ISO 14343 S 20 25 5 Cu L wire or strip electrodes are recommended for overlay welding of tube sheets and high-pressure vessels in cases where corrosion resistance, equal to that of Sandvik 2RK65™, is required.