Caractéristiques des produits
Résistance aux très hautes températures et au fluage (principaux avantages)
Le principal avantage de l'ASTM A335 P91 réside dans sa résistance ultra-à haute température-et sa résistance au fluage. Grâce à un micro-alliage avec du vanadium (V) et du niobium (Nb), ainsi qu'à une microstructure martensitique trempée, le P91 présente une résistance à la rupture par fluage à haute -considérablement supérieure à celle du P22 et des aciers classiques au chrome-molybdène dans la plage de température de 550-650 degrés. Dans des conditions de fonctionnement de 600 degrés, la contrainte admissible du P91 est d'environ 1,5 -2 fois celle du P22, et sa résistance au fluage est d'environ 3-5 fois celle du P22. Cela lui permet de résister efficacement à la lente déformation plastique (fluage) des matériaux sous des températures et des pressions élevées, garantissant ainsi la sécurité et la fiabilité des pipelines pendant un service à long -température élevée-. Avec une résistance à la traction minimale de 585 MPa et une limite d'élasticité minimale de 415 MPa, dépassant de loin celles du P22 (supérieur ou égal à 415 MPa / supérieur ou égal à 205 MPa), le P91 permet une réduction de l'épaisseur de paroi d'environ 40 à 50 %, réduisant considérablement le poids propre du pipeline, les contraintes thermiques et le coût global.
Excellente résistance à l'oxydation à haute-température
La teneur en chrome de 9 % dans la norme ASTM A335 P91 offre une excellente résistance à l'oxydation à haute température-. Dans les environnements de vapeur à haute -température, le P91 peut former une couche d'oxyde de Cr₂O₃ dense et stable, résistant efficacement à l'oxydation à haute-température et à l'oxydation à la vapeur. Sa limite supérieure de température d'oxydation atteint 593-620 degrés, ce qui est nettement meilleur que P22 (inférieur ou égal à 565 degrés). Cette propriété en fait un matériau idéal pour les conduites de vapeur principales dans les centrales électriques ultra-supercritiques (température de la vapeur supérieure ou égale à 593 degrés).
Bonne usinabilité et formabilité
ASTM A335 P91 présente de bonnes propriétés de travail à froid et à chaud et peut subir divers processus de formage tels que le cintrage à chaud, le cintrage à froid et le forgeage. Il convient de noter que le P91 ayant une structure martensitique, sa tendance à l'écrouissage est supérieure à celle des aciers ferrite/perlite (par exemple P22). Par conséquent, il est recommandé d’inclure des étapes de recuit intermédiaires appropriées pendant les processus de formage. Son usinabilité est comparable à celle du P22, permettant un traitement selon les méthodes d'usinage conventionnelles. Il est suggéré d'utiliser des outils de coupe en carbure.
Exigences strictes en matière de performances de soudage et de-traitement thermique après soudage
ASTM A335 P91 présente une bonne soudabilité. Cependant, en raison de sa microstructure martensitique et de sa teneur élevée en chrome (9 %), il a une forte tendance à durcir dans la zone affectée thermiquement (HAZ) du soudage, imposant des exigences extrêmement strictes en matière de procédés de soudage et de traitement thermique après soudage (PWHT). Il est recommandé que la température de préchauffage avant le soudage soit de 200 - 300 degrés. Après le soudage, le PWHT doit être effectué en chauffant à 730-780 degrés, en maintenant à température, puis en refroidissant lentement pour éliminer les contraintes de soudage résiduelles, adoucir la zone affectée par la chaleur et assurer la ténacité et la résistance aux fissures du joint soudé. Les exigences en matière de processus de soudage pour le P91 sont plus strictes que celles pour le P22 et il est recommandé que des soudeurs expérimentés effectuent l'opération.
Excellente stabilité organisationnelle et-fiabilité du service à long terme
ASTM A335 P91 présente une bonne stabilité organisationnelle en service à long -à des températures inférieures ou égales à 593 degrés. Sa composition à 9 % Cr-1 % Mo-V-Nb améliore efficacement la résistance au fluage à haute température et à l'oxydation du matériau. La microstructure de martensite trempée assure le maintien de la stabilité organisationnelle et des propriétés mécaniques lors d'un service prolongé à haute température-. Après traitement thermique de normalisation et de revenu (N+T), le P91 obtient une structure martensitique trempée uniforme et fine, garantissant la stabilité organisationnelle et la fiabilité dans des conditions de service à haute température.
Spécifications techniques
Composition chimique (ASTM A335 / ASME SA335)
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Élément |
Exigences standard |
Note |
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C |
0.08 - 0.12% |
Équilibrer force et résilience |
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Mn |
0.30 - 0.60% |
Renforcement de la solution solide, améliore la résistance |
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P |
Inférieur ou égal à 0,020% |
Éléments nocifs, strictement contrôlés |
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S |
Inférieur ou égal à 0,010% |
Éléments nocifs, strictement contrôlés |
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Si |
0.20 - 0.50% |
Désoxydant, améliore la résistance à l'oxydation à haute-température |
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Cr |
8.00 - 9.50% |
Éléments de base offrant une excellente-résistance à l'oxydation à haute température et à la corrosion |
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Mo |
0.85 - 1.05% |
Éléments de base pour améliorer-la résistance à la rupture par fluage à haute température |
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V |
0.18 - 0.25% |
Les éléments de microalliage, renforçant par précipitation, améliorent considérablement la résistance au fluage à haute température- |
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Nb |
0.06 - 0.10% |
Les éléments de microalliage, le raffinement du grain, améliorent la résistance et la ténacité à haute-température |
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N |
0.03 - 0.07% |
Renforcement de solution solide pour améliorer la résistance à haute-température |
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Al |
Inférieur ou égal à 0,02% |
Contrôle strict pour garantir la pureté |
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Fe |
Quantité restante (≈ 89%) |
Élément matriciel |
Propriétés physiques
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Performance |
Valeur numérique/plage |
Conditions d'essai |
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Densité |
≈ 7,75 g/cm³ |
Température ambiante (20 degrés) |
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Point de fusion |
≈ 1360-1400 degrés |
- |
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Résistance électrique |
≈ 0.45 μΩ·m |
Température ambiante |
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Conductivité thermique |
≈ 32 W/(m·K) |
Température ambiante |
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Coefficient de dilatation thermique (20-100 degrés) |
≈ 11.0 × 10⁻⁶ /K |
- |
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Module élastique (module de Young) |
≈ 195 GPa |
Température ambiante |
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Coefficient de Poisson |
≈ 0.28 |
Température ambiante |
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Magnétisme |
Ferromagnétique |
Structure martensitique, magnétique |
Propriétés mécaniques (normalisées + trempées, valeurs typiques, ASTM A335)
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Performance |
Valeur typique |
Normes de mise en œuvre |
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Résistance à la traction |
Supérieur ou égal à 585 MPa |
ASTMA335 |
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Limite d'élasticité (décalage de 0,2 %) |
Supérieur ou égal à 415 MPa |
ASTMA335 |
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Allongement (longueur de jauge 2 pouces/50 mm) |
Supérieur ou égal à 20% |
ASTMA335 |
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Dureté |
Inférieur ou égal à 250 HB (valeur typique) |
- |
Note: The strength level of P91 is significantly higher than that of P22 (≥415 MPa / ≥205 MPa). Its core advantages lie in the ultra-high high-temperature strength and creep resistance brought about by V-Nb micro-alloying and tempered martensite microstructure, which can achieve a wall thickness reduction of approximately 40-50%. For higher temperature grades (>620 degrés), il est recommandé de sélectionner P92.
Performances à haute-température
ASTM A335 P91 maintient un niveau élevé de résistance à des températures élevées et convient aux conditions de service à long -haute température-à température inférieure ou égale à 593 degrés :
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Température |
Résistance à la traction (MPa, environ) |
Taux de rétention des performances |
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Température ambiante (20 degrés) |
Supérieur ou égal à 585 |
100% |
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400 degrés |
≈ 520 |
Supérieur ou égal à 89 % |
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500 degrés |
≈ 480 |
Supérieur ou égal à 82% |
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593 degrés |
≈ 400 |
Supérieur ou égal à 68% |
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620 degrés |
≈ 350 |
Supérieur ou égal à 60% |
Stabilité thermique et stabilité microstructurale à long-terme
ASTM A335 P91 présente une bonne stabilité microstructurale pendant un service à long -terme à des températures inférieures ou égales à 593 degrés. Le microalliage V-Nb et la microstructure de martensite trempée améliorent efficacement la résistance au fluage à haute température-et à l'oxydation. Cependant, la stabilité microstructurale diminue et la résistance au fluage diminue considérablement lorsqu'elle est utilisée à long terme-au-dessus de 620 degrés ; ainsi, il n'est pas recommandé pour un service à long terme-au-dessus de 620 degrés. Pour les grades de températures plus élevées, P92 est recommandé.
Système de traitement thermique
Les performances finales de l'ASTM A335 P91 dépendent fortement du régime de traitement thermique, avec des spécifications communes comme suit :
1. Traitement normalisant (normalisation)
Chauffer à 1040-1065 degrés, maintenir pendant un temps suffisant (environ 1 heure par pouce d'épaisseur de paroi), puis refroidir à l'air ou par ventilateur. Il en résulte une structure martensitique fine et uniforme, la préparant pour un revenu ultérieur.
2. Traitement de trempe(Trempe)
Chauffer à 730-780 degrés, maintenir pendant suffisamment de temps, puis laisser refroidir à l'air. Cela élimine les contraintes induites par la normalisation, obtient une microstructure de martensite trempée, optimise la ténacité et la plasticité et obtient les propriétés de service finales.
3. Recuit complet (facultatif)
Chauffer à 850-900 degrés, maintenir à température, puis refroidir le four à environ 650 degrés, suivi d'un refroidissement à l'air jusqu'à température ambiante. Ceci est utilisé pour éliminer les contraintes de travail à froid ou améliorer la formabilité par travail à froid.
Attention:
La température de traitement thermique du P91 (normalisant 1040-1065 degrés) est beaucoup plus élevée que celle du P22 (900-960 degrés) et doit être strictement contrôlée.
Le traitement thermique post-soudage (PWHT) doit être effectué après le soudage. Il s'agit de chauffer à 730-780 degrés, de maintenir à température, puis de refroidir lentement pour éliminer les contraintes de soudage résiduelles et adoucir la zone affectée par la chaleur.
Les exigences en matière de processus de soudage pour le P91 sont plus strictes que celles pour le P22. Il est recommandé de contrôler strictement l'apport de chaleur de soudage et la température de préchauffage (200-300 degrés).
La température et la durée du traitement thermique doivent être strictement contrôlées pour éviter le grossissement des grains ou les fluctuations de performances.
Médias applicables
Vapeur à haute-température
Conduites de vapeur principales des centrales électriques ultra-supercritiques/supercritiques (inférieures ou égales à 593 degrés), collecteurs de chaudière, tubes de surchauffeur, tubes de réchauffeur
Gaz de procédé à haute-température et haute-pression
Pipelines à haute-température et haute-pression pour les équipements chimiques tels que la synthèse d'ammoniac, la production de méthanol et les engrais chimiques
Centrale nucléaire
Tuyaux d'échangeur de chaleur d'îlot nucléaire, tuyaux de générateur de vapeur
Eau chaude
Réseau de chaleur, système de chauffage
Huile caloporteuse et caloporteurs
Pipelines pour systèmes de transfert de chaleur chimique
Remarque : ASTM A335 P91 ne convient pas aux milieux fortement corrosifs tels que les acides oxydants forts et les chlorures à haute -température et haute-concentration. Sa limite supérieure de résistance à l'oxydation est d'environ 593 à 620 degrés ; P92 est recommandé lorsque cette température est dépassée. Le P91 a des exigences élevées en matière de processus de soudage et il est conseillé de l'utiliser par des soudeurs expérimentés.
ASTM A335 P91 convient aux conditions d'ultra-haute température et de haute-pression allant de 550 à 593 degrés. C'est l'un des matériaux préférés pour les centrales électriques ultra-supercritiques et les projets nucléaires, recommandé pour une utilisation dans les domaines suivants :
Champs d'application
-
Production d’électricité à partir de combustibles fossiles (application principale)
● Tuyauterie de vapeur principale pour les centrales électriques ultra-supercritiques/supercritiques (inférieur ou égal à 593 degrés)
● Tambour de chaudière, tambour de surchauffeur
● Tuyaux de réchauffeur-à haute température, tubes de surchauffeur-à haute température
● Système de canalisations de vapeur-à haute température -
Production d'énergie nucléaire (application principale)
● Tuyaux d'échangeur de chaleur de centrale nucléaire
● Tuyauterie du générateur de vapeur de l'îlot nucléaire
● Pipelines de traitement à haute-température et-pression dans les centrales nucléaires -
Pétrochimique
● Canalisations haute-température et haute-pression pour les unités d'hydrotraitement/hydrocraquage des raffineries
● Tuyauterie de processus de l'unité de reformage catalytique
● Pipelines à haute-température dans les unités de craquage d'éthylène -
Industrie chimique et des engrais
● Tuyauterie de processus-à haute température pour les usines de synthèse d'ammoniac
● Gazoducs de reformatage d'une usine de méthanol
● Tuyauterie à haute-température et haute-pression dans les usines d'engrais -
Raccords de tuyauterie haute-température et haute-pression
● Coudes, tés et réducteurs-haute température
● Raccords de tuyauterie forgés, brides
Livraison et personnalisation
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Formes matérielles personnalisables
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Formulaire |
 Tuyau en acier sans soudure
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 Tuyau à paroi épaisse-de grand-diamètre
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 Tuyau en acier allié
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Gamme Conventionnelle |
Diamètre extérieur : 10.3 - 1067 mm ; Épaisseur de paroi : 1 - 150 mm |
Diamètre extérieur : 219 - 1067 mm ; Épaisseur de paroi : 20 - 150 mm |
Diamètre extérieur : 10.3 - 610 mm ; Épaisseur de paroi : 1 - 50 mm |
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Capacité de personnalisation |
Tubes sans soudure laminés à chaud{{0}/étirés à froid-, coupe à longueur fixe-, usinage en biseau, filetages d'extrémité de tuyaux, conditions de traitement thermique spéciales (normalisation + revenu/recuit) |
Expansion à chaud, coupe à longueur fixe-, usinage en biseau, conditions de traitement thermique spéciales |
Tubes de précision-étirés à froid, coupe à longueur fixe-, traitement de surface spécial |
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FAQ
Q : Quels sont les principaux avantages de la norme ASTM A335 P91 ?
Q : Quelle est la différence entre ASTM A335 P91 et P22 ? Comment choisir entre eux ?
Q : Quelles sont les différences entre ASTM A335 P91 et P92 ? Comment choisir entre eux ?
Q : Quelle est la température de service maximale pour ASTM A335 P91 ?
Q : Quelles sont les performances de soudage de la norme ASTM A335 P91 ?
Q : Quelle est la résistance à la corrosion de la norme ASTM A335 P91 ?
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