Quel est le matériau de la plaque AL-6XN ?

Introduction

Plaque d'acier AL-6XNest un acier inoxydable super-austénitique.

Le nom « AL-6XN » vient de ses principales caractéristiques : Al pour alliage, 6 pour 6 % de molybdène et XN pour azote supplémentaire. La désignation officielle de cet alliage est UNS N08367, et il est également vendu sous des noms comme INCOLOY® 25-6HN et 6Mo. AL-6XN est une marque déposée d'ATI Properties, LLC, mais de nombreuses usines produisent un matériau équivalent sous la désignation UNS N08367.

Composition chimique de la plaque AL-6XN

Sources de données : Wikipedia, Corrosionpedia, Fushun Special Steel, Lork Alloy

La caractéristique la plus importante de la chimie de l'AL-6XN est la combinaison d'une teneur élevée en molybdène (6 %) et en azote (0,2 %). Le PREN est calculé à l'aide de la formule : PREN=%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N. Pour l'AL-6XN, le PREN est d'environ 45, soit près du double de celui de l'acier inoxydable 316L standard.

Propriétés mécaniques de la plaque AL-6XN

L'AL-6XN n'est pas seulement résistant à la corrosion-, il est également très solide. En raison de sa teneur en azote, il a une résistance à la traction plus élevée que les aciers inoxydables austénitiques courants tout en conservant une excellente ductilité et une excellente résistance aux chocs.

Propriétés mécaniques (température ambiante, état recuit)

Sources de données : Lork Alloy, SeaTher Technology, TJC Steel

Quelle est la résistance de l’AL-6XN par rapport au 316L ?

Les contraintes admissibles ASME pour l'AL-6XN sont jusqu'à 75 % plus élevées que pour l'acier inoxydable 316L.

Un récipient sous pression qui nécessite une plaque 316L de 10 mm d'épaisseur peut n'avoir besoin que d'une plaque AL-6XN de 6 mm d'épaisseur pour supporter la même pression. Le coût du matériau par kilogramme peut être plus élevé, mais le poids total et le volume du matériau utilisé peuvent être nettement inférieurs.

Une autre façon de comprendre l'avantage de résistance de l'AL-6XN : l'AL-6XN est environ 50 % plus résistant que l'acier inoxydable standard tout en conservant une ductilité et une résistance aux chocs élevées.

Propriétés physiques de la plaque AL-6XN

Les propriétés physiques décrivent comment le matériau se comporte sans forces externes -des éléments tels que la densité, le point de fusion et comment il réagit à la chaleur et à l'électricité.

Température de service maximale : AL-6XN peut être utilisé en continu jusqu'à environ 800 degrés F (427 degrés) selon les règles du code ASME. Ceci est nettement plus élevé que de nombreuses autres qualités super-austénitiques, ce qui rend l'AL-6XN adapté aux applications à haute température telles que les échangeurs de chaleur et les équipements de traitement qui manipulent des fluides chauds.

Propriétés magnétiques : AL-6XN est non magnétique à l'état recuit, similaire aux aciers inoxydables 304 et 316. Cela le rend adapté aux applications où les interférences magnétiques doivent être évitées, telles que les équipements électroniques sensibles ou les dispositifs médicaux.

Résistance à la corrosion de la plaque AL-6XN

C'est là que l'AL-6XN brille vraiment. L’alliage a été initialement conçu pour les applications dans l’eau de mer et a fait ses preuves depuis plus de 25 ans dans les environnements les plus corrosifs de la planète.

Qu'est-ce qui rend l'AL-6XN si résistant à la corrosion ?

Trois éléments travaillent ensemble pour protéger l'AL-6XN :

Le chrome (20 à 22 %) forme une fine couche d'oxyde invisible sur la surface qui empêche la rouille et la corrosion générale. Cette couche est auto--cicatrisante-si elle est rayée, elle se reforme rapidement-en présence d'oxygène.

Le molybdène (6 à 7 %) est la clé pour lutter contre les chlorures. Il crée une barrière chimique qui empêche les ions chlorure de pénétrer dans la couche d'oxyde protectrice. Sans molybdène, les chlorures peuvent percer et commencer à se piquer.

L'azote (0,18 à 0,25 %) renforce encore la couche protectrice et rend le matériau encore plus résistant aux piqûres et à la corrosion caverneuse.

Types de corrosion auxquels AL-6XN résiste

La corrosion par piqûres crée de petits trous qui peuvent se développer et éventuellement pénétrer dans la paroi d'un tuyau ou d'un réservoir. Le PREN de l'AL-6XN d'environ 45 signifie qu'il peut tolérer des concentrations et des températures de chlorure beaucoup plus élevées que le 316L avant le début des piqûres. Par exemple, dans une étude sur l'acide acétique chaud avec des chlorures, le 316L a commencé à se piquer à seulement 3 ppm de chlorures, tandis que l'AL-6XN nécessitait 9 ppm, soit trois fois la tolérance de chlorure.

La corrosion caverneuse se produit dans les espaces restreints où le fluide est emprisonné, comme sous les joints ou entre les brides boulonnées. La teneur élevée en molybdène et en azote de l'AL-6XN offre une résistance exceptionnelle aux attaques de crevasses, même dans l'eau de mer stagnante.

La fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) se produit lorsque des contraintes de traction se combinent avec un environnement corrosif. Les chlorures sont une cause fréquente de SCC dans les aciers inoxydables standards. La teneur élevée en nickel de l'AL-6XN (24 %) lui confère une immunité pratique à la fissuration par corrosion sous contrainte de chlorure, ce qui signifie qu'il ne se fissure tout simplement pas dans les environnements de chlorure de sodium où les 304 et 316 échoueraient.

Avantages du matériau de la plaque AL-6XN

Résistance supérieure au chlorure. L'AL-6XN résiste aux piqûres, à la corrosion caverneuse et à la fissuration par corrosion sous contrainte dans l'eau de mer, les saumures et autres environnements riches en chlorures où le 316L échouerait en quelques mois.

Haute résistance. Avec des contraintes admissibles ASME jusqu'à 75 % supérieures à celles du 316L, l'AL-6XN permet aux ingénieurs de concevoir des équipements plus légers et plus fins sans sacrifier la sécurité ou la durabilité.

Alternative rentable-aux alliages de nickel. Bien que l'AL-6XN coûte plus que le 316L, il est nettement moins cher que les alliages à haute teneur en nickel comme le C-276 tout en offrant une résistance à la corrosion comparable dans de nombreux environnements.

Excellente soudabilité. L'AL-6XN peut être soudé à l'aide de techniques standard, bien que des procédures appropriées doivent être suivies pour maintenir la résistance à la corrosion.

Expérience avérée. Avec plus de 25 ans de service réussi dans l’eau de mer et autres environnements agressifs, l’AL-6XN est un matériau fiable et éprouvé.

Bonne formabilité. L'AL-6XN peut être plié, laminé et formé à l'aide de méthodes standard, bien que des forces plus élevées soient requises en raison de sa résistance accrue par rapport aux aciers inoxydables austénitiques standard.

Large plage de température. L'AL-6XN fonctionne bien à des températures cryogéniques allant jusqu'à 800 degrés F (427 degrés), couvrant la plupart des exigences des processus industriels.

Applications industrielles de la plaque AL-6XN

Les plaques AL-6XN sont utilisées dans les industries où la résistance à la corrosion et la résistance sont toutes deux essentielles. Vous trouverez ci-dessous les applications les plus courantes.

Eau de mer et applications marines

L'AL-6XN a été initialement développé pour le service de l'eau de mer. Il est largement utilisé dans :

Échangeurs de chaleur et condenseurs à eau de mer

Systèmes de tuyauterie sur les plateformes pétrolières et gazières offshore

Systèmes d'incendie sur les navires et les plates-formes

Équipements, pompes et canalisations d'usine de dessalement manipulant des saumures à haute teneur en -chlore

Traitement chimique

Les usines chimiques traitent des fluides agressifs qui détruisent les aciers inoxydables standards. Les plaques AL-6XN sont utilisées pour :

Réservoirs, cuves et pipelines de traitement

Échangeurs de chaleur manipulant des produits chimiques corrosifs

Colonnes de distillation et équipement de distillation de tall-oil

Équipement manipulant des chlorures, des acides oxydants et des environnements acides mixtes

Systèmes de désulfuration des gaz de combustion (FGD)

Les centrales électriques et les installations industrielles utilisent des systèmes FGD pour éliminer le dioxyde de soufre des gaz d'échappement. Les boues d'épuration sont très corrosives et contiennent des chlorures et des acides à des températures élevées. Les plaques AL-6XN sont utilisées dans :

Tours d'absorption et conduits FGD

Réchauffeurs et tuyauterie d'eau sanitaire

Buses de pulvérisation et composants internes

Industrie des pâtes et papiers

Les usines de blanchiment utilisent du dioxyde de chlore et d’autres produits chimiques agressifs pour blanchir la pâte. Les plaques AL-6XN se trouvent dans :

Rondelles filtrantes, cuves et rouleaux presseurs

Équipement de blanchiment au dioxyde de chlore

Pipelines manipulant les liqueurs des usines de blanchiment

Fabrication pharmaceutique et biopharmaceutique

L'industrie biopharmaceutique nécessite des matériaux qui résistent à la corrosion et maintiennent la pureté du produit. Les plaques AL-6XN sont utilisées pour :

Fermenteurs et cuves de bioréacteur

Réservoirs et tuyauteries de procédés pharmaceutiques

Matériel de stérilisation

Transformation des aliments

Même les produits alimentaires peuvent être étonnamment corrosifs. Par exemple, le jus de tomate corrodera l'acier inoxydable 316L à des températures de pasteurisation de 210 degrés F (100 degrés). L'AL-6XN résiste à cette corrosion tout en offrant les propriétés bénéfiques de l'acier inoxydable.

Production d'énergie

Tubes de condenseur dans les centrales nucléaires et fossiles

Tuyauterie d'eau sanitaire manipulant de l'eau de mer ou de l'eau saumâtre

Chauffe-eau et échangeurs de chaleur

Normes et spécifications pour la plaque AL-6XN

AL-6XN (UNS N08367) est couvert par de nombreuses normes internationales. Lors de l'achat d'une plaque AL-6XN, demandez toujours un certificat de test en usine (MTC) confirmant la conformité aux spécifications pertinentes pour votre application.

Sources de données : spécifications ASTM, Neonickel, HiteAlloy

Les formes de produits courantes disponibles pour l'AL-6XN comprennent les tôles, les plaques, les bobines, les barres, les tuyaux sans soudure et soudés, les tubes, les brides, les raccords et les pièces forgées. L'épaisseur des plaques varie généralement de 0,5 mm à 100 mm, avec des largeurs allant jusqu'à 3 000 mm et des longueurs jusqu'à 12 000 mm.

Fabrication et soudage de la plaque AL-6XN

Soudage:AL-6XN a une bonne soudabilité. Il peut être soudé en utilisant des procédés standards tels que TIG (GTAW), MIG (GMAW) et SMAW. La teneur en azote de l'alliage aide à stabiliser la zone de soudure et à maintenir la résistance à la corrosion.

Toutefois, des procédures de soudage qualifiées sont recommandées pour obtenir des résultats optimaux. Utilisez des métaux d'apport correspondants (tels que ERNiCrMo-3 ou ERNiCrMo-10) pour de meilleures performances. Le traitement thermique après soudage n'est généralement pas requis pour la plupart des applications, mais le soulagement des contraintes peut être bénéfique pour les sections lourdes.

Formation:L'AL-6XN peut être formé à froid par pliage, laminage ou pressage en utilisant des méthodes standard. Cependant, comme l’alliage a une résistance supérieure à celle des aciers inoxydables standards, des forces plus élevées sont nécessaires pour le déformer. Il faut éviter de se pencher sur une matrice mâle pointue, car cela pourrait provoquer des fissures. Après un formage à froid sévère, une détente ou un recuit complet suivi d'une trempe à l'eau est recommandé pour restaurer les propriétés mécaniques et de corrosion.

Usinage:Le travail AL-6XN-durcit plus rapidement que les aciers inoxydables austénitiques standards. Pour de meilleurs résultats, utilisez des outils de coupe tranchants, des configurations rigides et un liquide de refroidissement adéquat. Des vitesses de coupe faibles et des angles de coupe positifs sont recommandés. À l'état recuit, l'usinabilité est similaire à celle des autres aciers inoxydables austénitiques à haute teneur en molybdène.

Traitement thermique :AL-6XN est généralement fourni dans un état recuit en solution. La température de recuit standard est d'environ 2 050 degrés F (1 120 degrés), suivi d'un refroidissement rapide (trempe à l'eau) pour empêcher la précipitation de phases indésirables et maintenir la résistance à la corrosion.

Conclusion

Le matériau de la plaque AL-6XN est un acier inoxydable super-austénitique spécialement conçu pour résoudre le problème de la corrosion des chlorures. Avec environ 24 % de nickel, 20 % de chrome et 6 % de molybdène, combinés à un renforcement à l'azote, il offre une combinaison unique de propriétés :

Résistance exceptionnelle aux piqûres, à la corrosion caverneuse et à la fissuration par corrosion sous contrainte dans l'eau de mer et d'autres environnements riches en chlorures.

Haute résistance avec des contraintes admissibles ASME jusqu'à 75 % supérieures à celles du 316L.

Bonne fabricabilité avec une excellente soudabilité et formabilité.

Une alternative rentable-aux alliages coûteux à base de nickel-comme le C-276.

Large plage de températures allant de la cryogénie jusqu'à 800 degrés F (427 degrés).

Que votre application implique des systèmes de refroidissement à l'eau de mer, des cuves de traitement chimique, des équipements de désulfuration des gaz de combustion ou des bioréacteurs pharmaceutiques, l'AL-6XN offre la résistance à la corrosion et la résistance mécanique nécessaires pour un service à long terme.

Lorsque vous spécifiez AL-6XN, vérifiez toujours que le matériau répond aux normes ASTM ou ASME appropriées (telles que ASTM B688 ou ASME SA-240) et demandez des certificats de test complets en usine pour la traçabilité.

Pour undevis détailléou pour savoir si l'AL-6XN convient à votre projet, contactez notre équipe technico-commerciale avec vos exigences spécifiques.