Quels sont les principaux éléments qui affectent la résistance à la corrosion des tuyaux moulés en acier inoxydable ?
Tuyaux en fonte d'acier inoxydable sont largement utilisés dans la pétrochimie, les équipements de traitement thermique, la métallurgie et les systèmes de combustion à haute température en raison de leur excellente résistance mécanique, de leur stabilité thermique et de leur excellente résistance à la corrosion. En particulier dans les environnements à haute température, haute pression et fortement corrosifs, la résistance à la corrosion des matériaux est l'un des principaux indicateurs qui affectent la stabilité et la durée de vie du produit.
Wuxi Dongmingguan Special Metal Manufacturing Co., Ltd., située sur les rives du magnifique lac Taihu, a accumulé une base technique approfondie dans le domaine des pièces moulées résistantes à la chaleur, à l'usure et à la corrosion avec une capacité de coulée annuelle de 5 000 tonnes et une plate-forme de processus avancée. Ses séries de tubes coulés centrifuges en alliage élevé, tels que les tubes à rayonnement, les rouleaux enfonceurs, les rouleaux de machines à papier, etc., ont été largement utilisées dans le traitement thermique, le verre, la fabrication du papier, la métallurgie et d'autres industries, et sont exportées vers l'Europe, l'Amérique du Sud, le Japon et d'autres pays et régions.
Chrome (Cr) - l'élément central pour la formation du film de passivation
Le chrome est l'élément central qui détermine la caractéristique fondamentale de la « résistance à la corrosion » de l'acier inoxydable. Habituellement, l'acier avec une teneur en chrome supérieure à 10,5 % a la capacité de former un film de passivation stable. Ce film d'oxyde riche en chrome peut rapidement recouvrir la surface du matériau et empêcher efficacement la poursuite de la réaction d'oxydation.
Wuxi Dongmingguan utilise des alliages résistants à la chaleur à haute teneur en chrome pour garantir que la teneur en chrome est supérieure à 18 % lors de la production de tubes à rayonnement, de rouleaux coulants et d'autres produits. Même dans des atmosphères oxydantes à haute température ou des environnements contenant du soufre, il peut toujours maintenir un film protecteur d'oxyde de surface stable, prolongeant considérablement la durée de vie. La compacité et les propriétés d'auto-cicatrisation du film de passivation sont la clé pour améliorer la stabilité des raccords de tuyauterie dans des milieux hautement corrosifs.
Nickel (Ni) – Stabilise la structure austénitique et améliore la résistance à la corrosion et la ténacité
Le nickel est un stabilisant austénitique qui peut non seulement améliorer la résistance à la corrosion des tuyaux moulés en acier inoxydable, mais également améliorer considérablement la ductilité à haute température, la résistance aux chocs et la transformabilité. Surtout dans des milieux tels que le sulfure d'hydrogène et le chlorure, plus la teneur en nickel est élevée, meilleure est la résistance à la corrosion.
Wuxi Dongmingguan utilise largement des systèmes d'alliages avec une teneur en nickel de 8 à 35 % dans les processus de coulée de précision et de coulée centrifuge. En particulier, dans les tubes à rayonnement à haute température, les rouleaux inférieurs des fours de chauffage et d'autres scénarios d'application, des alliages à haute teneur en nickel-chrome (tels que HK40, HP, HU, HT et d'autres alliages standard ASTM A297) sont utilisés pour garantir que le matériau présente une excellente stabilité structurelle et une excellente résistance à la corrosion dans les atmosphères oxydantes et réductrices.
Molybdène (Mo) - Améliore la résistance à la corrosion par piqûres et fissures
L'ajout de molybdène améliore considérablement la résistance aux piqûres des tuyaux moulés en acier inoxydable dans les environnements contenant des ions chlorure (tels que l'eau de mer et les brouillards salins) et constitue un élément d'alliage essentiel dans les environnements marins et les usines chimiques. Il résiste à la corrosion locale en renforçant la stabilité du film de passivation.
En coopération avec des clients japonais et européens, Dongmingguan a ajouté 2 % à 3 % d'éléments Mo à certains rouleaux de four de traitement thermique et rouleaux d'enfoncement haut de gamme, améliorant ainsi considérablement la stabilité de service du produit dans des atmosphères contenant des chlorures ou des atmosphères acides, et garantissant qu'il n'y a pas de piqûres ni de pelage sur la surface pendant un fonctionnement à long terme.
Silicium (Si) et aluminium (Al) - Améliorent la résistance à l'oxydation à haute température et la résistance à la carburation
Le silicium et l'aluminium peuvent améliorer la résistance à l'oxydation de l'acier inoxydable dans des environnements à haute température et empêcher une oxydation supplémentaire et une érosion du carbone en formant un film d'oxyde dense. Son rôle est particulièrement important dans des produits tels que les tubes à rayonnement traités thermiquement et les rouleaux de fond de four à haute température.
Wuxi Dongmingguan introduit une teneur de 1,5 % à 3,0 % de silicium dans les pièces moulées en alliage élevé selon les besoins de personnalisation du client, et simule et optimise l'évolution organisationnelle des pièces moulées dans des atmosphères à haute température grâce à un logiciel de simulation tel qu'ANYCASTING, de sorte que les tubes à rayonnement maintiennent toujours un faible taux d'oxydation et une bonne intégrité structurelle au-dessus de 1 000 °C.
Quels sont les procédés de coulée couramment utilisés dans la fabrication de tubes coulés en acier inoxydable ?
Dans les domaines industriels à haute température et haute pression tels que la pétrochimie, le traitement thermique métallurgique et les équipements d'économie d'énergie, les tuyaux moulés en acier inoxydable sont largement utilisés en raison de leur excellente résistance aux températures élevées, à la corrosion et à la résistance mécanique. Afin de répondre aux exigences élevées en matière de précision dimensionnelle des tuyaux, de densité organisationnelle et de cohérence des performances dans des conditions de travail complexes, le processus de coulée utilisé dans le processus de fabrication est devenu un maillon clé dans la détermination de la qualité.
Moulage de précision / Moulage de mousse perdue EPC
Le moulage de précision est un processus de moulage de haute précision, proche de la forme nette, particulièrement adapté aux pièces moulées en acier inoxydable présentant des formes complexes, des dimensions précises et des exigences de surface élevées. Dongmingguan peut produire de manière stable des joints de tuyaux coulés, des sections de brides et des raccords de tuyauterie personnalisés avec des structures complexes et une épaisseur de paroi uniforme en adoptant un processus de sol de silice et une ligne de production de mousse perdue (EPC).
Avantages techniques :
Finition de surface élevée (la valeur Ra peut atteindre 3,2 μm), petit volume de traitement ultérieur ;
Haute précision dimensionnelle géométrique (peut être contrôlée au niveau CT4-6) ;
Peut fabriquer de petits lots de raccords de tuyauterie personnalisés multi-variétés, répondre de manière flexible aux besoins des clients ;
Le processus de simulation utilise ANYCASTING pour l'analyse de l'écoulement et de la solidification afin d'éviter efficacement les défauts tels que les pores et les fermetures à froid.
En particulier dans la production de raccords de tuyauterie en fonte de forme spéciale, tels que les barres de grille pour les incinérateurs de déchets et les joints de tuyaux de four pour le traitement thermique, le moulage de précision est devenu le procédé préféré en raison de sa capacité de réplication de moule et de sa bonne rétention de forme.
Coulée centrifuge - La technologie de base des tuyaux de coulée en acier inoxydable fortement alliés
La coulée centrifuge est un processus qui utilise la force centrifuge pour façonner le métal en fusion en le projetant vers la paroi interne à travers un moule rotatif à grande vitesse. Il est largement utilisé pour fabriquer des pièces moulées en acier inoxydable à parois épaisses, de grand diamètre et à haute densité. Dans le système de produits de Dongmingguan, les pièces moulées centrifuges haut de gamme telles que les tubes radiants, les rouleaux enfonceurs et les rouleaux de machines à papier sont des applications typiques de ce processus.
Avantages techniques :
Le métal a une haute densité, presque pas de trous de retrait, d'inclusions de scories et de fortes performances anti-pénétration ;
La structure est uniforme, le grain est raffiné et la résistance au fluage est bonne, ce qui est particulièrement adapté au fonctionnement à haute température et à long terme ;
L'épaisseur de la paroi du tube est contrôlable et les alliages intérieurs et extérieurs peuvent être optimisés par coulée à double flux (comme les tubes bimétalliques) ;
Il présente une forte résistance à l'oxydation à haute température et à la fatigue thermique et convient aux fours à chauffage continu et aux systèmes de tubes radiants.
À l'heure actuelle, Dongmingguan peut produire des tubes de coulée centrifuge en acier inoxydable d'un diamètre allant de 50 mm à 1 000 mm et d'une longueur allant jusqu'à 4 000 mm, qui sont largement exportés vers des marchés de haut niveau tels que l'Europe, l'Amérique du Sud et le Japon. S'appuyant sur des plateformes de simulation avancées (ABAQUS, ANYCASTING), l'entreprise prédit et analyse la fluidité, le comportement de solidification et la répartition des contraintes résiduelles des tuyaux coulés, améliorant considérablement le taux de réussite au premier essai et la stabilité de service des produits.
Moulage au sable de résine - Une solution flexible pour les tuyaux coulés de grande taille et non standard
Pour tuyaux de coulée en acier inoxydable avec de grandes tailles, des formes spéciales ou des lots limités, tels que de grandes coques de tuyaux de four, des bases de rouleaux de four ou des sections de connexion, le moulage au sable en résine est encore largement utilisé en raison de sa modélisation flexible et de sa forte adaptabilité.
Avantages techniques :
Faible coût, cycle court, adapté aux commandes de petits et moyens lots et à la production d’essais techniques ;
Des pièces moulées avec de grandes structures de pipeline de forme spéciale ou des structures de surface en plusieurs parties peuvent être fabriquées ;
Le modèle peut être modélisé en trois dimensions via CAO et UG, combiné avec GEOMAGIC CON et un équipement de numérisation 3D pour la comparaison et la vérification de la précision dimensionnelle.
Avec son propre groupe de fours de traitement thermique et son centre d'usinage, Dongmingguan peut effectuer divers processus tels que le traitement en solution solide, le traitement de vieillissement, le tournage, la finition de surface interne et externe une fois le tuyau de moulage en sable de résine terminé, garantissant que le produit est livré dans un « état utilisable ».
Quel est l'effet du processus de traitement thermique sur les performances des tuyaux coulés ?
Les tuyaux moulés en acier inoxydable sont largement utilisés dans les environnements de travail à haute température et haute pression tels que la métallurgie, le traitement thermique, la pétrochimie, l'incinération des déchets et l'électricité. Leurs performances dépendent non seulement des matériaux fortement alliés sélectionnés et du processus de coulée, mais également du processus de traitement thermique ultérieur. Un traitement thermique raisonnable peut améliorer considérablement les propriétés mécaniques, la stabilité organisationnelle, la résistance à la fatigue thermique et la résistance à la corrosion des tuyaux en fonte, et constitue le lien essentiel pour le passage des « produits qualifiés » aux « produits de haute qualité ».
Régulation de l'organisation : le traitement thermique rend la microstructure plus « scientifique »
Pendant le processus de coulée, en raison d'une vitesse de refroidissement inégale et de la ségrégation des éléments d'alliage, les tuyaux en acier inoxydable forment souvent des structures défectueuses telles que des grains grossiers, une ségrégation de dendrites et des réseaux de carbure. Grâce à des processus de traitement thermique tels que le traitement en solution et le traitement de vieillissement, l'état organisationnel peut être considérablement amélioré :
Traitement de la solution : chauffez le tuyau coulé à 1 050 ~ 1 150 ℃, puis refroidissez-le rapidement pour favoriser la dissolution complète des carbures et autres phases précipitées, et transformer l'organisation en phase mixte austénite ou austénite δ uniforme, éliminant ainsi la contrainte de coulée et la phase cassante.
Traitement de vieillissement/traitement thermique de stabilisation : maintenir la chaleur à basse température pendant plusieurs heures pour favoriser la précipitation uniforme de phases bénéfiques telles que les carbures finement dispersés, et améliorer la résistance au fluage et la résistance à la fatigue thermique.
Dans la production de tuyaux moulés typiques en alliage élevé tels que des tubes à rayonnement, des rouleaux coulants et des rouleaux de fond de four, Dongmingguan adaptera avec précision le système de traitement thermique en fonction du type de matériau (tel que HK40, HP-Nb, HP-MA) et combinera un logiciel d'analyse de simulation (tel qu'ABAQUS, ANYCASTING) pour prédire les changements de contrainte, optimisant ainsi les paramètres du processus et atteignant un équilibre dynamique entre l'organisation et les performances.
Amélioration des performances : amélioration globale de la « dureté » à la « ténacité »
Différents tuyaux coulés sont soumis à différents types de tests de contrainte lors de leur utilisation, tels que les contraintes de traction à haute température, la fatigue thermique à température alternative, les piqûres dans des milieux corrosifs, etc. Le traitement thermique peut améliorer efficacement les propriétés suivantes :
Résistance au fluage améliorée : lors d'un fonctionnement prolongé à haute température (telle que 1 000 ℃), le tuyau moulé traité thermiquement peut maintenir une bonne stabilité dimensionnelle et une bonne stabilité organisationnelle, et s'adapter aux environnements de charge thermique à long terme tels que les fours de craquage pétrochimique et les incinérateurs.
Résistance aux chocs améliorée : le refroidissement rapide de l'isolation à haute température peut affiner les grains et réduire l'agrégation des carbures aux limites des grains, améliorant ainsi la capacité d'absorption des chocs des tuyaux coulés dans des conditions de travail complexes.
Résistance à la corrosion améliorée : en particulier pour les alliages riches en Cr, en Ni et en Nb, un film de passivation dense et une excellente phase austénitique se forment après le traitement thermique, ce qui contribue à améliorer la résistance à la corrosion de surface et la résistance à l'oxydation.
Pour example, the high-sulfur easy-to-cut centrifugal cast pipes produced by Dongmingguan, in addition to ensuring the mechanical processing performance, heat treatment also needs to take into account the stability of the organization and the resistance to heat corrosion. By optimizing the temperature-time curve, it is ultimately ensured that the product meets the dual standards in terms of mechanical properties and durability.
Libérez les contraintes résiduelles pour garantir la stabilité dimensionnelle et la durée de vie
Les tuyaux en acier inoxydable moulé génèrent inévitablement des contraintes résiduelles internes pendant le processus de solidification et de refroidissement. Si cette contrainte n’est pas maîtrisée, elle peut provoquer des fissures, des déformations, voire une défaillance précoce en cours d’utilisation. Grâce à un traitement de trempe ou de recuit à haute température, il peut obtenir :
Libération et homogénéisation des contraintes résiduelles ;
Contrôle de la déformation de forme pour améliorer la stabilité dimensionnelle ;
Réduisez le risque d’amorçage de sources de fissures et augmentez la durée de vie globale.
Dongmingguan utilise un four de traitement thermique pour le traitement global de chauffage et de refroidissement lent, et utilise un scanner 3D et le logiciel GEOMAGIC CON pour comparer les changements dimensionnels des tuyaux coulés avant et après le chauffage, garantissant ainsi que les produits peuvent être utilisés sans soucis dans l'équipement du client après la livraison.
Optimisation du renforcement de surface et de la capacité anti-oxydante
Pour cast pipes such as furnace rollers, hot air ducts, incinerator components, etc. that are exposed to high-temperature oxidizing atmospheres for a long time, Dongmingguan can also perform special heat treatments according to customer needs, such as surface aluminizing, chromizing, anti-oxidation layer treatment, etc., to improve surface oxidation resistance and high-temperature gas erosion resistance.
Coulée centrifuge
