Que couvre la norme ASTM B564 pour les brides Incoloy 825 ?
ASTM B564 est la spécification standard pour les pièces forgées en alliage de nickel et couvre les brides, raccords, vannes et formes forgées similaires en Incoloy 825 de qualité N08825 - nécessitant une composition chimique définie, une résistance à la traction minimale de 85 ksi (586 MPa), une limite d'élasticité de 35 ksi (241 MPa) et un allongement de 30 %, ainsi qu'une vérification de la granulométrie et des tests non destructifs.
Ces minimums mécaniques sont sensiblement inférieurs à ceux des alliages de nickel-chrome-molybdène "Hastelloy" et "Inconel" qui partagent le groupe de matériaux ASME B16.5 du N08825, discuté ci-dessous - un rappel que les alliages peuvent être regroupés à des fins de pression de bride-à des fins de pression nominale tout en différant considérablement en termes de résistance de base, car les tableaux de notation sont construits à partir du code ASME autorisé de chaque alliage. valeurs de contrainte, pas une seule hypothèse de résistance partagée.
À quel groupe de matériaux ASME B16.5 appartient le N08825 ?
N08825est attribué au groupe de matériaux ASME B16.5 3.8, le même groupe qui couvre N06625 (alliage 625), N10276 (Hastelloy C-276), N06022 (Hastelloy C-22), N06200 (Hastelloy C-2000), N10001, N10003 et N06455 -, ce qui signifie tous ces éléments chimiquement. des alliages de nickel distincts partagent un seul tableau d'évaluation pression-température dans la norme.
Le regroupement de plusieurs alliages distincts sous un seul tableau de pression-température est une pratique courante dans l'ensemble de la norme ASME B16.5 -. La norme définit 44 tableaux d'évaluation distincts couvrant des dizaines de qualités de matériaux individuelles, et le regroupement réduit ce nombre à un nombre gérable en combinant des alliages dont les valeurs de contrainte admissibles du Code ASME des chaudières et des appareils à pression, section II, partie D sont suffisamment proches pour partager un seul tableau.
La conséquence pratique pour un acheteur ou un concepteur est qu'une bride N08825, une bride N06625 et une bride N10276 de la même classe et NPS afficheront des valeurs de pression de service maximale identiques sur le tableau du groupe 3.8 à n'importe quelle température dans leur plage commune - mais, surtout, pas nécessairement la même température maximale autorisée, qui fait l'objet de la section suivante.
Quelle est la température maximale autorisée du N08825 selon ASME B16.5 ?
Le N08825 ne peut pas être utilisé au-dessus de 538 degrés (1 000 degrés F) selon l'ASME B16.5 -, un plafond sensiblement inférieur à celui de plusieurs de ses camarades de table du groupe 3.8-, puisque le N10276 est évalué à 675 degrés (1 247 degrés F) et le N06625 à 645 degrés (1 193 degrés F) dans le même tableau, tandis que le N10001, N06455 et N06200 partagent la portée inférieure du N08825, plafonnée à 425 degrés (797 degrés F).
C’est le fait le plus important et le plus souvent négligé dans cet article. Étant donné que tous les alliages du groupe 3.8 partagent les mêmes valeurs bar/psi dans le tableau de notation, il est facile de supposer que la plage de températures complète du tableau s'applique également à tous les alliages du groupe -, ce qui n'est pas le cas. Un concepteur travaillant à partir d'un tableau du groupe 3.8 sans vérifier la note de bas de page spécifique à l'alliage - pourrait lire par erreur une pression nominale pour le N08825 à 600 degrés ou 650 degrés, températures auxquelles le tableau affiche toujours des valeurs (car le N06625 et le N10276 sont évalués à ce point) mais auxquelles le N08825 lui-même n'est plus un matériau qualifié selon la norme. Tout bon de commande, dessin ou tableau d'évaluation des brides pour l'Incoloy 825 doit explicitement porter le plafond de 538 degrés (1 000 degrés F), indépendamment de ce que le tableau partagé indique pour des températures plus élevées.
Quelles sont les valeurs nominales de pression-température réelles des brides N08825, par classe ?
Dans la plage valide de N08825 - jusqu'à 538 degrés (1 000 degrés F) - Les brides de classe 150 sont évaluées entre environ 290 psi (20,0 bar) à 38 degrés jusqu'à environ 20 psi (1,4 bar) au plafond à 538 degrés, tandis que les brides de classe 2500 s'étendent sur environ 6 251 psi (430,9 bar) vers le bas. à environ 3 030 psi (208,9 bar) sur la même plage de température.
Le schéma présenté dans ce tableau est le même que celui suivi par tous les groupes de matériaux ASME B16.5 : la capacité de pression diminue régulièrement à mesure que la température augmente, car la contrainte de conception admissible du matériau sous-jacent diminue avec la température. Ce qui est spécifique au N08825, c'est l'endroit où cette table doit s'arrêter à - 538 degrés, et non la plage de 645 à 700 degrés à laquelle la même table physique s'étend pour l'alliage 625, ou le plafond encore plus élevé pour le C-276.
Pourquoi différents alliages dans le même groupe de matériaux ont-ils des plafonds de température différents ?
Le tableau partagé du groupe 3.8 donne à chaque alliage membre les mêmes chiffres de pression de service-car ces chiffres ont été initialement calculés à partir d'une courbe de contrainte admissible représentative pour le groupe, mais la propre note de bas de page de température maximale-d'utilisation-de chaque alliage est définie indépendamment, en fonction du comportement métallurgique connu de cet alliage spécifique à température élevée - pour le N08825, sa teneur en chrome, molybdène et nickel comparativement plus faible par rapport au Les alliages de la famille Hastelloy-du même groupe limitent sa stabilité à long terme-et sa résistance au fluage aux températures les plus élevées que ces alliages plus riches peuvent tolérer.
Il ne s’agit pas d’un défaut de la norme ; il reflète une véritable différence métallurgique. N10276 et N06625 contiennent beaucoup plus de chrome et de molybdène que N08825, et ces éléments sont essentiels au maintien de la résistance, de la résistance à l'oxydation et de la stabilité microstructurale à l'extrémité la plus élevée de la plage de température de l'alliage de nickel -. Le N08825, en revanche, a été développé principalement pour une excellente résistance à la corrosion aqueuse - en particulier à l'acide sulfurique et phosphorique et à la fissuration par corrosion sous contrainte de chlorure - plutôt que pour un service structurel à température - élevée, de sorte que son plafond de température ASME B16.5 reflète cette intention de conception même si sa pression nominale à température ambiante - se trouve être tabulée aux côtés d'alliages construits dans un but différent.
Comment fonctionne la sélection de la classe de bride pour un système de tuyauterie Incoloy 825 ?
La sélection de la classe de bride correcte signifie vérifier la pression de conception par rapport au tableau nominal N08825 à la température de conception réelle et choisir la classe la plus basse dont la pression nominale à cette température atteint ou dépasse la pression de conception - l'interpolation entre les températures du tableau est autorisée, mais l'interpolation entre les classes ne l'est pas.
À titre d'exemple concret : une ligne de traitement transportant un fluide à 300 degrés (572 degrés F) à une pression de conception de 130 psi pourrait être satisfaite par une bride de classe 150 N08825, qui est évaluée à environ 148 psi à cette température - confortablement au-dessus de l'exigence. Mais si la pression de conception de la même conduite était plutôt de 500 psi, la classe 150 (148 psi) serait bien courte ; La classe 300, évaluée à environ 622 psi à 300 degrés, répondrait à l'exigence et deviendrait la classe minimale adéquate. C'est exactement le genre de vérification qui doit être effectuée directement par rapport au tableau de la section précédente - ou à l'édition actuelle en vigueur de l'ASME B16.5 - pour chaque combinaison spécifique de pression de conception et de température de conception, plutôt que supposée par habitude ou à partir des valeurs nominales utilisées sur un alliage différent ou un projet différent.
Quels tests et certifications la norme ASTM B564 exige-t-elle pour les brides N08825 ?
La norme ASTM B564 exige une analyse chimique par la chaleur, un test de tension et une détermination de la taille des grains-sur le matériau représentant chaque lot, ainsi qu'un examen par ultrasons de chaque pièce forgée, offrant ainsi aux acheteurs un ensemble défini et vérifiable de points de contrôle de qualité au-delà de la pression-température elle-même.
- Analyse chimique - un lot par chaleur, en vérifiant les limites de composition dans le tableau ci-dessus.
- Test de tension - confirmant les minimums de traction de 85 ksi / rendement de 35 ksi / 30 % d'allongement, avec un lot défini comme tous les matériaux provenant de la même chaleur, taille, finition et condition traités en même temps.
- Détermination de la granulométrie, réalisée sur la même base de lot que l'essai de tension.
- Examen par ultrasons de chaque pièce forgée, selon la pratique référencée applicable.
- Inspection visuelle et dimensionnelle par rapport au dessin ou au croquis de forgeage applicable, la pièce forgée étant amenée aussi près que possible à sa forme finie par travail à chaud, conformément aux propres exigences en matière de matériaux de l'ASME B16.5.
Pour le service acide ou d'autres applications critiques en matière de corrosion, les acheteurs ajoutent généralement des exigences supplémentaires au-delà de la qualification de base du service acide ASTM B564 - NACE MR0175/ISO 15156-, de l'identification positive des matériaux (PMI) ou des tests de corrosion intergranulaire selon ASTM G 28 - et celles-ci doivent être indiquées explicitement sur le bon de commande, car aucun d'entre eux n'est une exigence par défaut de la spécification de base.
Quels types de brides sont disponibles en Incoloy 825 ?
L'Incoloy 825 est disponible dans la même gamme de types de brides que l'acier au carbone et l'acier inoxydable sous ASME B16.5 - col à souder, à enfiler-on, à emboîtement, fileté, à recouvrement et aveugle -, le col à souder restant le choix préféré pour les services les plus élevés-pression, -température la plus élevée et la plupart des services critiques en matière de corrosion-en raison de sa pénétration complète-soudée bout à bout au tuyau et chemin d'écoulement interne plus fluide.
- Col à souder - bout à bout-soudé au tuyau, moyeu conique pour une transition de contrainte en douceur ; préféré pour un service à haute-pression, haute-température ou cyclique.
- Le tuyau à enfiler-sur - se glisse dans l'alésage de la bride et est soudé en filet-en haut et en bas ; un coût inférieur et un alignement plus facile, mais un indice de fatigue inférieur à celui du col à souder.
- Tuyau à souder par emboîtement - inséré dans un évidement usiné et soudé en angle- ; courant sur les conduites de plus petit-alésage et de pression plus élevée-où le soudage à pénétration complète n'est pas pratique.
- Fileté - aucune soudure requise ; utile pour les réparations sur le terrain ou les travaux dans des zones dangereuses-où le soudage est restreint, au détriment de la concentration des contraintes à la racine du filetage.
- Joint à recouvrement - utilisé avec une extrémité de talon séparée, permettant à la bride (souvent à moindre coût-en acier au carbone ou allié) elle-même d'être réutilisée ou tournée pour l'alignement des trous de boulon-.
- Disque plein aveugle - utilisé pour fermer un tronçon de tuyau, une dérivation ou une ouverture de cuve.
Que devez-vous spécifier sur un bon de commande pour les brides Incoloy 825 ?
Un bon de commande complet doit indiquer la désignation UNS, ASTM B564 comme spécification directrice, la classe ASME B16.5 et le type de revêtement, la taille, la température de conception explicitement vérifiée par rapport au plafond de 538 degrés du N08825, ainsi que la certification et les tests supplémentaires requis - laissant l'un de ces éléments implicites est la source la plus courante d'une livraison incompatible ou non conforme.
- UNS N08825, faisant référence à ASTM B564 (pièces forgées) et, le cas échéant, ASTM B424 (plaque pour brides borgnes ou réductrices).
- Classe ASME B16.5 (150 à 2500), type de face (face surélevée, joint de type anneau-, face plate) et type de bride (col à souder, à enfiler-, soudure à emboîtement, fileté, joint à recouvrement ou aveugle).
- NPS et, pour les brides à col soudé, le programme de raccordement des tuyaux/épaisseur de paroi.
- Pression et température de conception, explicitement confirmées par le tableau de notation N08825 et son plafond de 538 degrés (1 000 degrés F) - et non simplement « classé groupe 3,8 ».
- Niveau de certificat d'essai en usine requis (EN 10204 3.1 ou 3.2) et tout essai supplémentaire (NACE MR0175, PMI, ASTM G28/G48).
Foire aux questions
Q : Quelle spécification ASTM couvre les brides Incoloy 825 ?
R : ASTM B564, la spécification standard pour les pièces forgées en alliage de nickel, couvre les brides, raccords, vannes et formes forgées similaires en Incoloy 825 (UNS N08825), nécessitant une résistance à la traction minimale de 85 ksi (586 MPa), une limite d'élasticité minimale de 35 ksi (241 MPa) et un allongement minimum de 30 %.
Q : À quel groupe de matériaux ASME B16.5 appartient l'Incoloy 825 ?
R : Groupe de matériaux 3.8, le même groupe couvrant l'Inconel 625, l'Hastelloy C-276, l'Hastelloy C-22 et l'Hastelloy C-2000. Tous les alliages de ce groupe partagent les mêmes valeurs de pression nominales par classe et température.
Q : Quelle est la température maximale pour les brides Incoloy 825 selon ASME B16.5 ?
A : 538 degrés (1 000 degrés F). C'est inférieur à plusieurs autres alliages partageant le même tableau de notation du groupe 3.8 - L'Hastelloy C-276 est évalué à 675 degrés (1 247 degrés F) et l'Inconel à 625 à 645 degrés (1 193 degrés F) dans le tableau identique.
Q : Quelle est la pression nominale d’une bride Incoloy 825 de classe 150 ?
R : Environ 290 psi (20,0 bar) à 38 degrés (100 degrés F), tombant à environ 20 psi (1,4 bar) au plafond de 538 degrés (1 000 degrés F) du N08825. Les notes des classes 300 à 2 500 suivent la même tendance décroissante à des pressions proportionnellement plus élevées.
Q : Une bride Incoloy 825 peut-elle être utilisée à la même température qu'une bride Inconel 625 ou Hastelloy C-276 de la même classe ?
R : Seulement jusqu'à 538 degrés (1 000 degrés F). Au-dessus de cette température, le N08825 n'est plus un matériau qualifié selon ASME B16.5 même si le tableau du groupe 3.8 continue d'indiquer les pressions nominales pour l'Inconel 625 (jusqu'à 645 degrés) et l'Hastelloy C-276 (jusqu'à 675 degrés) à ces températures plus élevées.
Q : Quels tests la norme ASTM B564 exige-t-elle pour les brides Incoloy 825 ?
R : Analyse chimique par chaleur, tests de tension et détermination de la taille des grains-par lot, et examen par ultrasons de chaque pièce forgée. La qualification de service acide NACE MR0175, le PMI et les tests de corrosion (ASTM G28/G48) sont des ajouts supplémentaires courants, et non des exigences par défaut.
