Sandvik 2RE10 : Acier inoxydable austénitique premium pour résistance supérieure à la corrosion en acide nitrique

Le Sandvik 2RE10 est un acier inoxydable austénitique à teneurs extrêmement faibles en carbone et en impuretés. Ce grade se caractérise par :

• Une excellente résistance à la corrosion dans l'acide nitrique
• Une excellente résistance à la corrosion intergranulaire
• Une bonne résistance à la piqûre
• Une bonne soudabilité

Le Sandvik 2RE10 est conforme au numéro EN 1.4335, mais la composition réelle spécifiée pour cet EN autorise des teneurs maximales en C, Si, P, S et Mo considérablement plus élevées. Des taux élevés de ces éléments augmentent le potentiel de corrosion ; ils ont donc été maintenus aussi bas que possible dans le Sandvik 2RE10.

Des informations techniques complémentaires et des graphiques relatifs aux performances corrosion, mécaniques et physiques sont disponibles sur la page matière.

Fiche technique : Sandvik 2RE10
Mise à jour : 16 août 2019 (remplace toutes les éditions précédentes)

Propriétés

Général

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Densité	23 °C	7,9 g/cm³	—
Contenu recyclé	—	82,1 %	Contenu recyclé moyen

Mécaniques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Énergie de rupture Charpy	–270 °C	60 J	min., EN 13445-2 (UFPV-2) et EN 10216-5
Énergie de rupture Charpy	–196 °C	60 J	min., EN 13445-2 (UFPV-2) et EN 10216-5
Module d'élasticité	20 °C	195 GPa	—
Module d'élasticité	100 °C	190 GPa	—
Module d'élasticité	200 °C	182 GPa	—
Module d'élasticité	300 °C	174 GPa	—
Module d'élasticité	400 °C	166 GPa	—
Module d'élasticité	500 °C	158 GPa	—
Allongement	23 °C	35 %	min.
Dureté Vickers	23 °C	155 HV	—
Résistance à la traction	20 °C	500 – 670 MPa	—
Résistance à la traction	50 °C	485 MPa	—
Résistance à la traction	100 °C	470 MPa	—
Résistance à la traction	150 °C	455 MPa	—
Résistance à la traction	200 °C	440 MPa	—
Résistance à la traction	250 °C	430 MPa	—
Résistance à la traction	300 °C	420 MPa	—
Résistance à la traction	350 °C	415 MPa	—
Résistance à la traction	400 °C	410 MPa	—
Limite d'élasticité Rp0,1	20 °C	210 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,1	50 °C	225 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,1	100 °C	210 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,1	150 °C	200 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,1	200 °C	190 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,1	250 °C	180 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,1	300 °C	170 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,1	350 °C	165 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,1	400 °C	160 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	20 °C	205 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	50 °C	195 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	100 °C	180 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	150 °C	170 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	200 °C	160 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	250 °C	150 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	300 °C	145 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	350 °C	140 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	400 °C	135 MPa	min.

Thermiques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Coefficient de dilatation thermique	100 °C	1,55 × 10⁻⁵ 1/K	de 30 °C à la température indiquée
Coefficient de dilatation thermique	200 °C	1,65 × 10⁻⁵ 1/K	de 30 °C à la température indiquée
Coefficient de dilatation thermique	300 °C	1,70 × 10⁻⁵ 1/K	de 30 °C à la température indiquée
Coefficient de dilatation thermique	400 °C	1,70 × 10⁻⁵ 1/K	de 30 °C à la température indiquée
Coefficient de dilatation thermique	500 °C	1,75 × 10⁻⁵ 1/K	de 30 °C à la température indiquée
Coefficient de dilatation thermique	600 °C	1,75 × 10⁻⁵ 1/K	de 30 °C à la température indiquée
Coefficient de dilatation thermique	700 °C	1,80 × 10⁻⁵ 1/K	de 30 °C à la température indiquée
Capacité thermique massique	20 °C	470 J/(kg·K)	—
Capacité thermique massique	100 °C	495 J/(kg·K)	—
Capacité thermique massique	200 °C	530 J/(kg·K)	—
Capacité thermique massique	300 °C	555 J/(kg·K)	—
Capacité thermique massique	400 °C	580 J/(kg·K)	—
Capacité thermique massique	500 °C	600 J/(kg·K)	—
Capacité thermique massique	600 °C	615 J/(kg·K)	—
Capacité thermique massique	700 °C	630 J/(kg·K)	—
Conductivité thermique	20 °C	13 W/(m·K)	—
Conductivité thermique	100 °C	15 W/(m·K)	—
Conductivité thermique	200 °C	17 W/(m·K)	—
Conductivité thermique	300 °C	19 W/(m·K)	—
Conductivité thermique	400 °C	21 W/(m·K)	—
Conductivité thermique	500 °C	23 W/(m·K)	—
Conductivité thermique	600 °C	25 W/(m·K)	—
Conductivité thermique	700 °C	26 W/(m·K)	—

Électriques

Propriété	Température	Valeur
Résistivité électrique	20 °C	8,4 × 10⁻⁷ Ω·m
Résistivité électrique	100 °C	9,0 × 10⁻⁷ Ω·m
Résistivité électrique	200 °C	9,8 × 10⁻⁷ Ω·m
Résistivité électrique	300 °C	1,07 × 10⁻⁶ Ω·m
Résistivité électrique	400 °C	1,10 × 10⁻⁶ Ω·m
Résistivité électrique	500 °C	1,14 × 10⁻⁶ Ω·m
Résistivité électrique	600 °C	1,18 × 10⁻⁶ Ω·m
Résistivité électrique	700 °C	1,20 × 10⁻⁶ Ω·m
Résistivité électrique	800 °C	1,22 × 10⁻⁶ Ω·m
Résistivité électrique	900 °C	1,23 × 10⁻⁶ Ω·m
Résistivité électrique	1000 °C	1,24 × 10⁻⁶ Ω·m

Composition chimique (en % masse)

Élément	Valeur	Commentaire
Carbone	0,015	max.
Chrome	24,5	—
Fer	Base	—
Manganèse	1,8	—
Molybdène	0,1	—
Nickel	20	—
Phosphore	0,02	max.
Silicium	0,15	max.
Soufre	0,005	max.

Propriétés technologiques

Domaines d'application

Le Sandvik 2RE10 est particulièrement adapté aux tubes et tuyaux d'échangeurs de chaleur dans les procédés traitant l'acide nitrique : fabrication d'acide nitrique, fibres acryliques, nitrate d'ammonium, retraitement de combustible nucléaire. Une vaste expérience pratique dans ces applications a confirmé la supériorité du Sandvik 2RE10 sur les aciers standards tels que l'ASTM 304L et l'ASTM 329.

Préchauffeurs de gaz résiduaires : La cause principale de conditions hautement corrosives dans les préchauffeurs de gaz résiduaires est l'entraînement de gouttelettes d'acide nitrique dans le gaz résiduaire depuis la tour d'absorption. Lorsque ce gaz entre dans le préchauffeur, les gouttelettes se déposent sur la paroi chaude des tubes et se mettent à bouillir. La température du fluide caloporteur (gaz de process chaud ou vapeur) peut être très élevée. Dans ce type de conditions, l'ASTM 304L a tendance à avoir une durée de vie courte. Les tubes et tubes-plaques en Sandvik 2RE10 sont recommandés pour une longue durée de vie.

Refroidisseurs/condenseurs : Dans les refroidisseurs/condenseurs, la corrosion se rencontre normalement à l'entrée, où se forme le premier condensat. Si une réébullition de ce premier condensat se produit, les conditions deviennent très sévères, conduisant au type d'attaque illustré en figure 5. Ce problème de corrosion typique est facilement détectable. En passant au Sandvik 2RE10, la durée de vie sera substantiellement plus longue qu'avec, par exemple, l'ASTM 304L.

Certifications

Approbations : ASME Code Case 2591, Section VIII, Division 1

Formage à froid

L'excellente formabilité du Sandvik 2RE10 permet le cintrage à froid à des rayons très petits. L'écrouissage ne dégrade pas la résistance à la corrosion générale et intergranulaire. Le recuit n'est normalement pas nécessaire après cintrage à froid. Si toutefois les tubes ont été écrouis à froid et doivent être utilisés dans des conditions où la corrosion sous contrainte (SCC) est possible, un traitement de détente des contraintes est recommandé (voir « Traitement thermique »).

Résistance à la corrosion

Corrosion générale : Le Sandvik 2RE10 a été développé pour résoudre les problèmes de corrosion en service acide nitrique. Grâce à sa haute teneur en chrome et ses faibles impuretés, il offre une résistance considérablement meilleure à l'acide nitrique que les aciers type ASTM 304L, comme le montre le diagramme isocorrosion (figure 1). Dans ces applications, le Sandvik 2RE10 surpasse largement l'ASTM 304L, l'ASTM 321 et l'ASTM 329. Les taux de corrosion de ces nuances en acide nitrique à 65 % (essai Huey) sont comparés en figure 2.

Le Sandvik 3R12 est la version Sandvik de l'ASTM 304L. Les résultats portent sur le matériau recuit mis en solution (état de livraison) et sur le matériau sensibilisé 650 °C (1202 °F) pendant 1 h. L'ASTM 329 a été sensibilisé à 650 °C pendant seulement 5 min.

Corrosion sous contrainte (SCC) : La teneur plus élevée en nickel rend le Sandvik 2RE10 légèrement plus résistant au SCC que les aciers inoxydables austénitiques conventionnels comme l'ASTM 304L.

Corrosion intergranulaire : Le Sandvik 2RE10 est hautement résistant à la corrosion intergranulaire même après sensibilisation prolongée. La figure 3 montre les résultats d'essais Huey (ébullition dans l'acide nitrique à 65 % pendant 5 × 48 h) sur éprouvettes sensibilisées de Sandvik 2RE10 et d'un acier type ASTM 304L. La faible tendance à la sensibilisation est un avantage pour les opérations de soudage complexes.

En essai de réception par test Huey, le taux de corrosion maximal garanti pour le Sandvik 2RE10 est de 0,12 mm/an (5 mpy) en état recuit mis en solution, et de 0,20 mm/an (8 mpy) après sensibilisation à 675 °C (1250 °F). Des valeurs encore plus basses peuvent être garanties par accord dans certains cas. La figure 3 montre que la sensibilisation n'augmente pas fortement le taux de corrosion en essai Huey, alors que celui de l'ASTM 304L augmente significativement.

Corrosion par piqûres : Le Sandvik 2RE10 a une résistance à la piqûre considérablement supérieure à l'ASTM 304L et surpasse également l'ASTM 329 (figure 4).

Traitement thermique

Les tubes sont livrés en état traité thermiquement. Si un autre traitement est nécessaire suite à une transformation ultérieure :

Détente des contraintes : 850–950 °C (1560–1740 °F), 10–15 min, refroidissement rapide à l'air. Alternative : 1000–1050 °C (1830–1920 °F), environ 1 min, refroidissement rapide à l'air.

Recuit de mise en solution : 1000–1100 °C (1830–2010 °F), 5–20 min, refroidissement rapide à l'air ou à l'eau.

Formes de fourniture

Tubes et tuyaux : dimensions jusqu'à 80 mm (3,15 po) diamètre extérieur, en état recuit mis en solution et décapé blanc ou recuit brillant.

Le Sandvik 2RE10 est également fourni sous forme de :

• Électrodes enrobées
• Tôles et feuilles
• Barres (grade Sandvik 2RE69)

Soudage

La soudabilité du Sandvik 2RE10 est bonne. Méthodes de soudage par fusion recommandées : soudage à l'arc manuel (MMA/SMAW) et soudage à l'arc sous gaz, le TIG/GTAW étant le premier choix.

Comme tous les aciers inoxydables entièrement austénitiques, le Sandvik 2RE10 a une faible conductivité thermique et une forte dilatation thermique. Les plans de soudage doivent être soigneusement sélectionnés à l'avance pour minimiser les déformations du joint. En cas de contraintes résiduelles préoccupantes, un recuit de mise en solution peut être effectué après soudage.

Pour le Sandvik 2RE10, on recommande : apport de chaleur < 1,0 kJ/mm et température interpasses < 100 °C (210 °F). Une technique de cordon en ligne doit être utilisée.

Métaux d'apport recommandés :

• TIG/GTAW ou MIG/GMAW :
  • 25.20.L (ex. Exaton 25.20.L)
  • ISO 14343 S 25 22 2 N L (ex. Exaton 25.22.2.LMn)
• MMA/SMAW :
  • ISO 3581 E 25 22 2 N L B (ex. Exaton 25.22.2.LMnB)
  • Fils ou électrodes enrubannées ISO 14343 S 25 22 2 N L recommandés pour le revêtement de tubes-plaques et d'enveloppes haute pression lorsque une résistance à la corrosion équivalente au Sandvik 2RE10 est requise.