Enquêtes sur les joints soudés de tuyaux en acier allié ASTM A335 P5 sur le comportement à la corrosion
Enquêtes sur le comportement à la corrosion des joints soudés dans les tuyaux en acier allié ASTM A335 P5
Introduction
La corrosion est l'un des défis les plus critiques en termes de performances et de longévité des joints soudés., en particulier dans les applications à haute température et haute pression telles que celles impliquant des tuyaux en acier allié. Acier allié ASTM A335 P5, connu pour son excellente résistance à haute température et sa résistance à l’oxydation, est largement utilisé dans des industries comme la production d'électricité, pétrochimique, et de l'huile & gaz. Cependant, le processus de soudage peut introduire des vulnérabilités qui affectent la résistance à la corrosion du matériau. Cet article se penche sur le comportement à la corrosion des joints soudés dans les tuyaux en acier allié ASTM A335 P5., explorer les facteurs qui influencent la corrosion, les types de corrosion observés, et les méthodes pour atténuer ces effets.
Présentation de l'acier allié ASTM A335 P5
Composition et propriétés
ASTM A335 P5 est un acier allié au chrome-molybdène conçu pour un service à haute température. Sa composition chimique comprend généralement:
- Chrome (Cr): 4.0-6.0%
- Molybdène (Mo): 0.45-0.65%
- Carbone (C): 0.15% maximum
- Silicium (Et): 0.50% maximum
- Manganèse (Mn): 0.30-0.60%
L'ajout de chrome offre une résistance à l'oxydation et à la corrosion, tandis que le molybdène améliore la résistance du matériau et sa résistance au fluage à haute température.. Ces propriétés rendent l'ASTM A335 P5 idéal pour une utilisation dans des environnements où la résistance mécanique et la résistance à la corrosion sont requises..
Applications
Les applications courantes des tuyaux en acier allié ASTM A335 P5 comprennent:
- Conduites de vapeur dans les centrales électriques
- Raffineries pétrochimiques
- Échangeurs de chaleur
- Chaudières haute pression
Soudage de l'acier allié ASTM A335 P5
Techniques de soudage
Le soudage de l'acier allié ASTM A335 P5 nécessite un examen attentif de la technique de soudage et du traitement thermique après soudage. (PWHT) pour préserver les propriétés mécaniques du matériau et sa résistance à la corrosion. Les techniques de soudage courantes comprennent:
- Soudage à l'arc au gaz tungstène (GTAW): Aussi connu sous le nom de soudage TIG, cette méthode est souvent utilisée pour le soudage de précision des aciers alliés.
- Soudage à l'arc métallique blindé (SMAW): Cette méthode est couramment utilisée pour les travaux de soudage et de réparation sur le terrain..
- Soudage à l'arc submergé (SCIE): Utilisé pour les tuyaux de grand diamètre, SAW offre une pénétration profonde et des taux de dépôt élevés.
Traitement thermique après soudage (PWHT)
Le PWHT est crucial pour les joints soudés en acier allié ASTM A335 P5. Il permet de soulager les contraintes résiduelles induites par le soudage et de restaurer les propriétés mécaniques du matériau. PWHT joue également un rôle essentiel dans l’atténuation du risque de fissuration par corrosion sous contrainte. (CSC) et autres formes de corrosion.
Comportement à la corrosion des joints soudés
Types de corrosion
Les joints soudés dans les tuyaux en acier allié ASTM A335 P5 sont sensibles à divers types de corrosion, en fonction de l'environnement de service et de la qualité de la soudure. Les formes de corrosion les plus courantes comprennent:
- Corrosion par piqûres: Corrosion localisée qui se traduit par de petites piqûres ou trous dans le matériau. Ceci est souvent dû à la rupture de la couche protectrice d'oxyde à la surface de l'acier..
- Corrosion intergranulaire: Se produit le long des joints de grains du matériau, en particulier dans les zones touchées par le soudage. Ce type de corrosion est souvent associé à un traitement thermique inapproprié ou à une sensibilisation..
- Fissuration par corrosion sous contrainte (CSC): Une combinaison de contraintes de traction et d'un environnement corrosif peut conduire à une FCS, ce qui est particulièrement dangereux car cela peut provoquer une défaillance soudaine du matériau.
- Corrosion caverneuse: Se produit dans les zones où il y a un espace ou une crevasse, comme entre la soudure et le métal de base. Ce type de corrosion est souvent exacerbé par des conditions stagnantes et la présence de chlorures.
Facteurs influençant la corrosion
Plusieurs facteurs influencent le comportement à la corrosion des joints soudés dans les tuyaux en acier allié ASTM A335 P5:
- Qualité de soudure: Défauts tels que la porosité, fusion incomplète, et les inclusions de scories peuvent agir comme sites d'initiation de la corrosion.
- Zone affectée par la chaleur (ZAT): La ZAT est la zone du métal de base qui est thermiquement affectée par le processus de soudage.. Les changements dans la microstructure de la ZAT peuvent la rendre plus sensible à la corrosion..
- Traitement thermique après soudage (PWHT): Un PWHT inadéquat ou inapproprié peut entraîner des contraintes résiduelles et des changements microstructuraux qui augmentent le risque de corrosion..
- Environnement de service: La présence d'agents corrosifs tels que les chlorures, composés soufrés, et l'humidité peut accélérer la corrosion des joints soudés.
Méthodes d'enquête sur le comportement en corrosion
Tests électrochimiques
Méthodes de tests électrochimiques, tels que la polarisation potentiodynamique et la spectroscopie d'impédance électrochimique (EIE), sont utilisés pour évaluer la résistance à la corrosion des joints soudés. Ces tests donnent un aperçu du potentiel de corrosion, taux de corrosion, et comportement de passivation du matériau.
Analyse métallographique
L'analyse métallographique consiste à examiner la microstructure du joint soudé, en particulier la zone affectée par la chaleur (ZAT) et le métal soudé. Cette analyse permet d'identifier les changements microstructuraux susceptibles de contribuer à la corrosion., comme la sensibilisation aux joints de grains ou la précipitation de carbures.
Test au brouillard salin
Les essais au brouillard salin sont une méthode courante pour évaluer la résistance des joints soudés à la corrosion par piqûres et fissures.. Les échantillons soudés sont exposés à un brouillard salin pendant une durée déterminée, et l'étendue de la corrosion est évaluée.
Fissuration par corrosion sous contrainte (CSC) Essai
Les tests SCC consistent à soumettre les joints soudés à une combinaison de contraintes de traction et d'un environnement corrosif pour évaluer leur susceptibilité à la fissuration par corrosion sous contrainte.. Ce test est particulièrement important pour les applications impliquant de la vapeur à haute pression ou des produits chimiques corrosifs.
Stratégies d'atténuation de la corrosion
Techniques de soudage appropriées
Utiliser des techniques de soudage appropriées et garantir la qualité de la soudure sont essentiels pour prévenir la corrosion.. Cela inclut la sélection du bon matériau de remplissage, maintenir un apport de chaleur adéquat, et éviter les défauts de soudure.
Traitement thermique après soudage (PWHT)
Réaliser un PWHT approprié est essentiel pour réduire les contraintes résiduelles et restaurer la résistance à la corrosion du matériau.. Le processus PWHT doit être soigneusement contrôlé pour garantir que la microstructure du matériau est optimisée pour la résistance à la corrosion..
Revêtements résistants à la corrosion
Application de revêtements résistant à la corrosion, tels que les revêtements époxy ou les revêtements métalliques, peut fournir une couche de protection supplémentaire pour les joints soudés. Ces revêtements aident à prévenir l'exposition du métal de base aux agents corrosifs.
Protection Cathodique
La protection cathodique est une technique utilisée pour prévenir la corrosion en faisant du joint soudé la cathode d'une cellule électrochimique.. Cette méthode est couramment utilisée dans les pipelines et autres structures enterrées ou immergées..
Conclusion
Les joints soudés dans les tuyaux en acier allié ASTM A335 P5 sont sensibles à diverses formes de corrosion, en particulier dans les environnements difficiles. Le processus de soudage, zone affectée par la chaleur, et le traitement thermique après soudage jouent tous un rôle essentiel dans la détermination du comportement à la corrosion du matériau.. En employant des techniques de soudage appropriées, mener un PWHT adéquat, et en utilisant des revêtements résistants à la corrosion, le risque de corrosion peut être considérablement atténué. Comprendre les facteurs qui influencent la corrosion et mettre en œuvre des stratégies d'atténuation appropriées sont essentiels pour garantir les performances et la fiabilité à long terme des joints soudés dans les tuyaux en acier allié ASTM A335 P5..
FAQ
À quoi sert l’acier allié ASTM A335 P5?
L'acier allié ASTM A335 P5 est couramment utilisé dans les applications à haute température et haute pression., comme les conduites de vapeur, raffineries pétrochimiques, et centrales électriques.
Pourquoi le traitement thermique après soudage (PWHT) important pour ASTM A335 P5?
Le PWHT est essentiel pour soulager les contraintes résiduelles et restaurer les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion du matériau après soudage..
Quels types de corrosion peuvent affecter les joints soudés selon ASTM A335 P5?
Les joints soudés selon ASTM A335 P5 peuvent être affectés par la corrosion par piqûre., corrosion intergranulaire, fissuration par corrosion sous contrainte (CSC), et corrosion caverneuse.
Comment atténuer la corrosion des joints soudés?
La corrosion peut être atténuée en utilisant des techniques de soudage appropriées, mener un PWHT adéquat, appliquer des revêtements résistants à la corrosion, et en utilisant une protection cathodique.
Quelles méthodes d'essai sont utilisées pour étudier le comportement à la corrosion des joints soudés?
Les méthodes de test courantes incluent les tests électrochimiques, analyse métallographique, essai au brouillard salin, et fissuration par corrosion sous contrainte (CSC) essai.
Tuyaux ERW NOIR. Soudé par résistance électrique (Restes explosifs de guerre) Les tuyaux sont fabriqués à partir de bobines laminées à chaud / Fentes. Toutes les bobines entrantes sont vérifiées sur la base du certificat de test reçu de l'aciérie pour leurs propriétés chimiques et mécaniques.. Le tuyau ERW est formé à froid pour lui donner une forme cylindrique, non formé à chaud.
Le tuyau sans soudure est fabriqué en extrudant le métal à la longueur souhaitée; par conséquent, les tuyaux ERW ont un joint soudé dans leur section transversale, tandis que le tuyau sans soudure n'a aucun joint dans sa section transversale sur toute sa longueur. Dans un tuyau sans soudure, il n'y a pas de soudure ni de joints et est fabriqué à partir de billettes rondes solides.
Le 3 éléments de dimension du tuyau Normes de dimension des tuyaux en acier au carbone et en acier inoxydable (ASME B36.10M & B36.19M) Tableau des tailles de tuyaux (Calendrier 40 & 80 tuyau en acier signifie) Moyens de taille nominale du tuyau (NPS) et diamètre nominal (DN) Tableau des dimensions des tuyaux en acier (Tableau des tailles) Calendrier des classes de poids des tuyaux (WGT)
Les tuyaux sans soudure sont fabriqués selon un procédé de perçage, où une billette solide est chauffée et percée pour former un tube creux. Tubes soudés, d'autre part, sont formés en joignant deux bords de plaques d'acier ou de bobines à l'aide de diverses techniques de soudage.
Le tuyau en acier au carbone est très résistant aux chocs et aux vibrations, ce qui le rend idéal pour le transport de l'eau., huile & gaz et autres fluides sous les chaussées. Dimensions Taille: 1/8″ à 48″ / Épaisseur DN6 à DN1200: Sch 20, MST, 40, XS, 80, 120, 160, Type XXS: Tube sans soudure ou soudé Surface: Apprêt, Huile antirouille, FBE, 2PE, 3Matériau enduit de LPE: ASTMA106B, A53, API 5L B, X42, X46, X52, X56, X60, X65, Service X70: Coupe, Biseautage, Enfilage, Rainurage, Revêtement, Galvanisation
Les spécifications internationales ASTM pour les tubes en acier énumèrent les exigences standard pour les tubes de chaudières et de surchauffeurs., tubes de service général, tubes en acier en service de raffinerie, tubes d'échangeur de chaleur et de condenseur, tubes mécaniques et structurels.
