Brevet FR2485568A1 — publié le 19811231

L'invention concerne un alliage d'acier austénitique- ferritique hautement allié et passivable, résistant notam- ment au gaz naturel (gaz acide), et elle concerne aussi un procédé de fabrication de tubes ou de récipients en partant d'ébauches de cet alliage, ainsi que leur utilisa- tion. Les problèmes posés par l'utilisation d'aciers haute- ment allies pour le traitement, le transport et la trans- formation d'un gaz acide sont connuspar le DE-OS 2 616 599 L'alliage d'acier décrit présente la composition suivante, en poids: - 0,001 à 0, 12% de carbone, - 0,2 à-1,5% de silicium, - 0,5 à 8% de manganèse, - 12 à 30% de chrome, - 2 à 16% de nickel, - 0,1 à 5% de molybdène, - 0,01 à 1, 2% de titane, - 0,01 à 1,6% de niobium, - 0,01 à 3,5% de cuivre, - 0,010 à 0,35% d'azote, le reste étant formé de fer et d'impuretés usuelles. En ce qui concerne la résistance à la corrosion, le matériau proposé par le document cité a donné satisfaction dans le cas o le gaz naturel contient du sulfure d'hydro- gène et du dioxyde de carbone, ainsi que des chlorures, jusqu'à des teneurs limites critiques. L'invention a pour but de fournir un alliage d'acier servant à fabriquer des tubes ou des récipients pour l'usage mentionné, qui présentent non seulement une bonne résistance à la corrosion en même temps que de grandes résistances atteignant 430 N/mm2 (Rp 0,2) ainsi qu'une bonne soudabilité, mais en outre de très bonnes propriétés de ténacité, surtout à de basses températures pouvant être inférieures à -700C. Selon l'invention, le problème est résolu grâce à un alliage d'acier austénitique-ferritique hautement allié, -2 - passivable, ayant une grande résistance, une limite d'allon- gement élevée et une bonne soudabilité, présentant un rap- port austénite/ferrite d'environ 50/50%, contenant au plus 0,05% de carbone, 20 à 25% de chrome, 5,0 à 9,5% de nickel, 3,0 à 6,0% de molybdène, 0,01 à 2,5% de cuivre, 0,1 à 1,5% de silicium, 0,5 à 2,5% de manganèse et 0,05 à 0,30% d'azo- te et caractérisé par le fait que, pour assurer une grande ténacité transversalement à la direction principale de déformation, il contient du soufre à raison de au plus 0,005%. L'invention propose également un procédé de fabrication de tubes et récipients en partant d'ébauches d'un alliage comme ci-dessus, caractérisé par le fait que l'on applique aux ébauches, de préférence après un recuit de mise en solution, une déformation à froid à un taux d'au moins 3%. L'invention concerne enfin l'application de tubes ou récipients en un tel acier, fabriqués par le procédé ci-dessus, au transport, au stockage ou à la transformation de fluides contenant des chlorures, du sulfure d'hydrogène et du dioxyde de carbone, en particulier de gaz naturel (gaz acide), les tubes ou récipients résistant à la corro- sion fissurante sous tension et à la corrosion pénétrante et ayant une grande ténacité à de basses températures. Comme le montrent nettement les Tableaux 1 et 2 ainsi que les graphiques des dessins annexés, la teneur en soufre des matériaux austénitiquesferritiques hautement alliés a une influence décisive sur les propriétés de ténacité réalisables, aussi-bien après le recuit de mise en solution qu'après la déformation à froid. Sur les dessins, les figures 1 à 3 illustrent la variation de la ténacité d'un acier en fonction de divers paramètres indiqués sur ces figures. Le Tableau 1 désigne, sous les né 1 et 2, des composi- tions d'alliage d'acier selon l'invention, tandis que les no 3 à 5 se rapportent à des alliages à plus haute teneur en soufre. Au Tableau 2, on a indiqué les qualités techno- logiques de ces alliagesaprès recuit de mise en solution; cela permet de voir que les valeurs de ténacité de l'alliage d'acier selon l'invention sont notablement meilleures que celles des alliages n0 3 à 5, surtout transversalement à la direction de laminage. Les valeurs de ténacité déterminées sur un acier aus- ténitiqueferritique typique, en direction transversale et longitudinale, après recuit de mise en solution, montrent, selon les figures 1 et 2,une diminution uniforme de la ténacité à mesure que la teneur en soufre augmente. Par contre, en abaissant la teneur en soufre à 0,005% au maximum, on obtient des valeurs notablement améliorées de la ténacité en direction transversale et longitudinale. En particulier, grâce à la teneur en soufre diminuée, on arrive à ce que le matériau à utiliser puisse servir aussi bien à de très basses températures, pouvant être inférieures à -70C (figure 2), qu'à l'état écroui (figure 3), grace à leur bonne ténacité en directions longitudinale et transversale. t-IttLI t6 Ls t0 tL ItO O 0 L I E 1 c l :,,: tL': 089: 0-'Z: t'O: tO'O:6000: /L't:g" 90 90: :,,: C 'c 96'9: CZ 1004: [ O 000:OtO'o ' qo 9O& : [ 9-C: L9 96'Lz Ct'O: 00aO:600'0: 9L't: 9O: C' 0L oon % NP % U% T% 0 L avale cd 0 44.e t -'..... 0c Qcà + - 0> ON 4 0 0 P El eq el ee ee # H OH r4> 0 I O d (0 @0 (N t 4 CC C.C et t o > p s. -P CD N *r4H MI Pi ÀF.' '-' Yo e è, e 0 _ Zl Z ii i C0 \D Ir, o U'\ N N _- o- C Ua e** Ce *e ee *e ee e Cee e ee O o O N 'O (7%\O N O N N N N CN j a o 4 t- 4 *CCCeC et CC et,..et, et,CC 0 i uM\ 4 0 Oan C N n N n Nm nq ewl Uq ul Ir% t.. C. t.4..te. i- 0o o Ln r4 Ocm I I. e -6- REVENDICATIONS 1.- Alliage d'acier austénitique-ferritique hautement allié, passivable, ayant une grande résistance, une limite d'allongement élevée et une bonne soudabilité, présentant un rapport austénite/ferrite d'environ 50/50%, contenant au plus 0,05% de carbone, 20 à 25% de chromes 5,0 à 9,5% de nickel, 3,0 à 6,0% de molybdène, 0,01 à 2,5% de cuivre, 0,1 à 1,5% de silicium, 0,5 à 2,5% de manganèse et 0,05 à 0,30% d'azote et caractérisé par le fait que, pour assurer une grande ténacité transversalement à la direction prin- cipale de déformation, il contient du soufre à raison de au plus 0,005%. 2.- Procédé de fabrication de tubes et récipients en partant d'ébauches d'un alliage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on applique aux ébauches, de préférence après un recuit de mise en solution, une déformation à froid à un taux d'au moins 39e. 3.- Application de tubes ou récipients en alliage d'acier selon la revendication 1, fabriqués selon la reven- * 20 dication 2, au transport, au stockage ou à la transforma- tion de fluides contenant-des chlorures, du suffure d'hy- drogène et du dioxyde de carbone, en particulier de gaz naturel (gaz acide), les tubes ou récipients résistant à la corrosion fissurante sous tension et à la corrosion pé- nétrante et ayant une grande ténacité à de bassestempéra- tures.