ASME SA336 F5N Tôle tubulaire forgée en acier chrome-molybdène pour échangeur de chaleur

La partie de l'échangeur de chaleur en acier chromé-moly forgé

Quel rôle joue la feuille de tube dans l'échangeur de chaleur?

Une feuille de tubes est un composant essentiel dans les échangeurs de chaleur en coque et en tube, les récipients sous pression et les réacteurs,servant d'ancrage structurel pour les tubes tout en maintenant la séparation entre les fluides du côté de la coque et du côté du tubeLa feuille de tubes ASME SA-336 F5N est un composant spécialisé en acier forgé conçu pour les environnements de service à haute température, haute pression (HPHT) et corrosifs.Cette qualité est largement utilisée dans les industries telles que le raffinage pétrochimique, la production d'électricité et le traitement de l'hydrogène en raison de sa résistance exceptionnelle, de sa résistance à la rampe et de sa résistance à l'hydrogène.

1Spécifications du matériau

L'ASME SA-336 F5N est une forge d'acier à 5% de chrome-molybdène-vanadium (Cr-Mo-V) normalisée et trempée, conforme à la section II du code ASME sur les chaudières et les récipients sous pression (BPVC).Le suffixe "N" désigne le traitement thermique de normalisation.

Composition chimique (en pourcentage en poids)

Propriétés mécaniques

2. Traitement thermique

Le SA-336 F5N est soumis à une normalisation (chauffé à 900 ∼980 °C) suivie d'un trempage (650 ∼750 °C) pour obtenir:

• Microstructure uniforme (baïnite/martensite à grains fins)

• Résistance équilibrée, ductilité et résistance à la fissuration induite par l'hydrogène (HIC).

• Amélioration de la résistance à la rampe à des températures allant jusqu'à 565°C.

3. Principaux avantages

• Résistance à haute température: conserve ses propriétés mécaniques sous une exposition prolongée à 500°C.

• Résistance à l'hydrogène: résiste à la fragilité et à la formation de cloques par l'hydrogène dans des environnements acides (H2S) ou à haute pression.

• Résistance au glissement: Convient pour des charges thermiques cycliques à long terme (par exemple, hydrocraquers de raffinerie).

• La capacité de soudage: compatible avec le soudage à l'arc métallique protégé (SMAW) et le soudage à l'arc submergé (SAW) avec préchauffage approprié (200 ∼ 300 °C) et traitement thermique post-soudage (PWHT).

4. Norme de conception et fabrication

• ASME BPVC Section VIII: régit les règles de conception des récipients sous pression.

• ASME BPVC Section IX: spécifie les procédures de soudage et de PWHT.

• Normes TEMA: Guide de la disposition des tubes, de l'envergure et des tolérances de forage.

• Exigences relatives à la NDT:

  • Test ultrasonique (UT): détecte les défauts internes des pièces forgées.

  • Test de particules magnétiques (MT): identifie les fissures de surface.

  • Test radiographique (RT): facultatif pour les applications critiques.

5. Applications

Les feuilles de tubes SA-336 F5N sont idéales pour:

• Unités de traitement de l'hydrogène: hydrocraqueurs, réacteurs de hydrodésulfuration (HDS).

• Génération d'électricité: générateurs de vapeur à haute pression, chauffe-eau.

• Pétrochimique: réformateurs catalytiques, coqueuses retardées.

• Systèmes de refroidissement des réacteurs (circuits secondaires).

6Considérations de fabrication

Machinerie

• Requiert des outils à pointe de carbure en raison de sa haute dureté.

• Tolérance de forage des trous du tube: ±0,05 mm pour un alignement précis.

Soudage

• Les métaux de remplissage: AWS E8018-B2 (SMAW) ou ER80S-B2 (GTAW).

• PWHT: Obligatoire à 650°C à 700°C pendant une heure par épaisseur de 25 mm pour soulager les contraintes résiduelles.

Le revêtement

• En option, revêtement en acier inoxydable (par exemple, 309L/347) ou en alliage de nickel (Inconel 625) pour une résistance élevée à la corrosion.

7. Comparaison avec des grades similaires

8. Limites

• Ne convient pas à un fonctionnement cryogénique: dureté limitée inférieure à -20 °C.

• Corrosion dans des environnements chlorés: nécessite un revêtement pour l'exposition à l'eau de mer ou au chlorure acide.