Dans les secteurs de l'énergie et de la chimie, en particulier dans les projets de stockage et de transport de gaz naturel liquéfié (GNL), la sélection des matériaux dans des conditions de température ultra-a toujours été une préoccupation majeure des ingénieurs et du personnel chargé des achats.
Plaque d'acier ASME SA353est unTôle d'acier alliée à 9 % de nickel pour récipients à pression cryogéniquesspécialement développé pour relever ce défi. Fabriquée conformément à la norme ASME SA-353/SA-353M, la plaque d'acier doit subir des tests d'impact à-195 degrés, servant de matériau structurel essentiel qui maintient une excellente ténacité même à la température de l'azote liquide de -196 degrés.
Norme applicable deASME SA-353/SA-353M
La plaque d'acier SA353 est conforme àASME SA-353/SA-353M, ce qui est entièrement équivalent à la norme ASTM A353/A353M.
La principale différence entre le SA353 et l'ASTM A553 (tous deux aciers à 9 % de nickel) réside dans le processus de traitement thermique :
SA353 :Double-normalisé et trempé (N+N+T)
ASTM A553 :Trempé et revenu (Q+T)
Processus de traitement thermique de l'acier SA353
La plaque d'acier SA353 est fournie enDouble-normalisé et trempé (N+N+T)ouNormalisé et trempé (N+T)condition. La procédure standard de traitement thermique est la suivante :
Première normalisation
Chauffer uniformément la plaque d'acier pour900 degrés ± 15 degrés. Le temps de maintien ne doit pas être inférieur à 1 heure par pouce (2,4 min/mm) d'épaisseur de plaque, avec un temps de maintien minimum de 15 minutes, suivi d'un refroidissement à l'air.
Deuxième normalisation
Réchauffez uniformément la plaque d'acier pour790 degrés ± 15 degrésavec la même exigence de temps de maintien, puis refroidir à l'air.
Trempe
Réchauffez uniformément la plaque d'acier pour565-605 degrésavec la même exigence de maintien, suivi d'un refroidissement à l'air ou d'une trempe à l'eau à une vitesse de refroidissement d'au moins 165 degrés/h.
Remarques importantes
Si le formage à chaud est effectué dans la plage de température de 900-955 degrés, la première étape de normalisation peut être omise. De plus, le matériau SA353 est facilement magnétisé. Si le magnétisme résiduel est nocif pour la fabrication ou le service ultérieur, les outils magnétiques doivent être évités lors de la manipulation après-traitement thermique.
Composition chimique de la plaque d'acier SA353
En ajoutant8,5 % ~ 9,5 % de nickel (Ni), la plaque d'acier SA353 améliore considérablement la résistance aux chocs cryogéniques de l'acier ferritique dans des conditions de température ultra-basse. La plaque d'acier doit êtreacier entièrement tuéet répondent aux exigences de granulométrie fine de l'austénite.
Composition chimique SA353 (analyse thermique, % en poids)
| Élément | Exigence |
|---|---|
| Carbone (C) | Inférieur ou égal à 0,13 |
| Manganèse (Mn) | Inférieur ou égal à 0,90 |
| Phosphore (P) | Inférieur ou égal à 0,015 |
| Soufre (S) | Inférieur ou égal à 0,015 |
| Silicium (Si) | 0.15-0.40 |
| Nickel (Ni) | 8.50-9.50 |
Propriétés mécaniques de la plaque d'acier SA353
Les exigences en matière de propriétés de traction de la tôle d'acier SA353 reflètent sa valeur fondamentale en tant que matériau pour récipient sous pression cryogénique. L'épaisseur d'alimentation maximale conventionnelle est généralement limitée à2 po (50 mm), principalement déterminé par la capacité du matériau à répondre aux performances mécaniques spécifiées.
Propriétés de traction SA353
| Propriété | Exigence |
|---|---|
| Résistance à la traction (Rm) | 690-825 MPa |
| Limite d'élasticité (Rp0,2) | Supérieur ou égal à 515 MPa |
| Allongement (A) | Supérieur ou égal à 18 % (par A20/A20M) |
Tableau des notes équivalentes mondiales
Le SA353 a des notes équivalentes dans les principaux systèmes de normes mondiales. Comprendre ces équivalents facilite la substitution de matériaux et les achats internationaux dans différents codes de projet.
| Système standard | Note équivalente | Remarques |
|---|---|---|
| ASME (États-Unis) | SA-353 | Double normalisation et revenu, identique à ASTM A353 |
| ASTM (États-Unis) | A353 | Entièrement équivalent au SA353 |
| Chine GB 24510 | 06Ni9DR, 9Ni490, 9Ni590A, 9Ni590B | Produit par Wuyang, TISCO, Nansteel, etc. |
| Europe EN 10028-4 | X7Ni9, X8Ni9+NT640, X8Ni9+QT680 | Norme européenne pour l'acier des récipients sous pression cryogéniques |
| Japon JIS G3127 | SL9N520, SL9N590 | Acier japonais pour récipients sous pression cryogéniques |
| Allemagne DIN 17280 | X8Ni9 / 1.5662 | Qualité standard allemande |
Principales applications de la tôle d'acier SA353
Spécialement conçue pour les récipients sous pression soudés à basse température-, la tôle d'acier SA353 peut être utilisée à une température minimale de-196 degréset se classe parmi les meilleurs aciers ferritiques en termes de ténacité dans des conditions de service cryogénique.
Principaux scénarios d'application :
Réservoirs de stockage de GNL et navires transporteurs
La température du GNL est d'environ -162 degrés. Le revêtement intérieur du réservoir en SA353 constitue la structure centrale des terminaux de réception de GNL et des navires transporteurs. Avec la croissance continue du commerce mondial du GNL, la demande du marché pour l’acier SA353 continue d’augmenter régulièrement.
Navires de stockage et de transport de gaz cryogéniques
Pour l'oxygène liquide, l'azote liquide, l'argon liquide et d'autres gaz cryogéniques dont la température de stockage est inférieure à -196 degrés, une ténacité extrêmement élevée à basse température est requise.
Usines d'éthylène et équipements pétrochimiques à basse-température
Les processus de séparation cryogénique et de stockage dans les projets pétrochimiques nécessitent également cette qualité de tôle d'acier à basse température.
Autres composants structurels à très-température
Tels que les pipelines cryogéniques, les vannes et les pièces de support.
Caractéristiques de l'acier SA353teneur élevée en nickel, haute pureté, haute résistance, résistance aux chocs cryogéniques exceptionnelle et bonne soudabilité, ce qui en fait un matériau clé irremplaçable pour les conditions de travail cryogéniques extrêmes.
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FAQ
Quelle est la relation entre SA353 et ASTM A353 ?
Ils sontcomplètement identique. ASME SA-353/SA-353M et ASTM A353/A353M partagent des exigences techniques identiques, appartenant respectivement aux systèmes standards de l'ASME et de l'ASTM. Ils sont entièrement interchangeables en termes d'approvisionnement et d'application pratique.
Quelle est la différence entre SA353 et ASTM A553 ? Comment sélectionner ?
Les deux sont des aciers cryogéniques à 9 % de nickel mais diffèrent par leur traitement thermique : le SA353 adopte un double processus de normalisation et de revenu, tandis que l'ASTM A553 utilise un processus de trempe et de revenu. L'A553 peut atteindre des niveaux de résistance plus élevés grâce à des taux de refroidissement plus rapides.
Le SA353 peut-il remplacer l’acier inoxydable pour les réservoirs de stockage de GNL ?
Absolument oui. Depuis les années 1960, l'acier à 9 % de Ni est le matériau principal pour les réservoirs de GNL à grande échelle. Comparé à l'acier inoxydable austénitique et à l'alliage d'aluminium, l'acier à 9 % de Ni présente un coefficient de dilatation thermique plus faible, une résistance plus élevée et un meilleur rapport qualité-prix, et est devenu le choix courant dans l'industrie.
Quelle est la limite d'épaisseur de la tôle d'acier SA353 ?
Théoriquement, l'épaisseur maximale n'est limitée que par la capacité du matériau à répondre aux exigences de propriétés mécaniques. En production réelle, la plupart des aciéries limitent l'épaisseur maximale à2 po (50 mm). L'épaisseur dans cette plage nécessite une négociation et une confirmation séparées avec le fabricant.
