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Superalliages/ Superalloys
Résistance générale à la corrosion des alliages spéciaux aux acides
MOINS RÉSISTANT PLUS RÉSISTANT
Choix du Matériau selon le domaine d’utilisation
Matière première Domaines d’utilisation Nom commercial
commun
HASTELLOY
Composition :
• Alliage de nickel-‐
molybdène.
Composants d'avion
Turbines à gaz
Récipients chauds pour l'alimentation et
l'eau
Camions citernes
Cuves sous pression et échangeurs de
chaleur
Réacteurs chimiques et nucléaires
Utilisation :
• Excellent pour les
environnements
corrosifs modérés à
sévères.
Hastelloy Alloy C276 Industries du pétrole et du gaz
Traitements chimiques
Pétrochimie et raffinerie
Échangeurs de chaleur à tubes
Hastelloy® C-‐276
Industries navales et maritimes
Production d’énergie
Pharmaceutique
Installations de traitement de l’eau
Industries électroniques
Hastelloy Alloy 22 Traitements chimiques
Pétrochimie et raffinerie
Pharmaceutique
Installations de traitement de l’eau
Industries électroniques
Hastelloy® C-‐22
Hastelloy Alloy B2 Pétrochimie et raffinerie
Installations de traitement de l’eau
Hastelloy® B-‐2
INCONEL
Composition :
• Superalliage
austénitique à base de
nickel-‐chrome
• Même famille que
l'Incoloy
• Principal avantage :
permettre la résistance à
la corrosion par
oxydation de l'alliage.
• Particularité : lorsqu'il
est exposé à des
températures élevées,
Utilisation :
• Offre une résistance
mécanique
exceptionnelle, une
résistance
substantielle à la
corrosion et une
capacité à supporter
de larges températures
de service (allant de la
cryogénie à 1800°
F/982° C).
l'Inconel forme une
couche d'oxyde épaisse
et stable qui protège la
surface contre toute
nouvelle attaque.
• Offre aussi une
extraordinaire
résistance au chlorure
de sodium (sel) dans
une large gamme de
températures.
Inconel Alloy 600 Industries du pétrole et du gaz
Construction de moteurs et de turbines à réaction
Applications marines
Traitements chimiques
Pétrochimie et raffinerie
Production d’énergie
Inconel® 600
Inconel Alloy 625 Industries du pétrole et du gaz
Traitements chimiques
Pétrochimie et raffinerie
Industries navales et maritimes
Production d’énergie
Inconel® 625
Inconel Alloy 718 Industries du pétrole et du gaz
Traitements chimiques
Pétrochimie et raffinerie
Échangeurs de chaleur à tubes
Industries navales et maritimes
Production d’énergie
Aérospatial
Inconel® 718
MONEL
Monel 400 Alloy
Monel® 400
Composition :
• Composés
principalement de
cuivre, de fer, de nickel
et d'autres oligo-‐
éléments.
• Contient les mêmes
proportions de nickel et
de cuivre que celles que
l'on trouve
naturellement dans le
minerai de nickel de
certaines mines.
Industries du pétrole et du gaz
Traitements chimiques et des hydrocarbures
Pétrochimie et raffinerie
Industries navales et maritimes
Industries électroniques
Réservoirs d’eau douce et d’essence
Échangeurs de chaleur
Tuyaux, raccords et valves
Utilisation :
• Sa construction en
alliage nickel-‐cuivre lui
confère une grande
résistance à l'eau de
mer et à la vapeur à
haute température,
ainsi qu'une excellente
résistance au sel et aux
solutions caustiques.
• Présente non
seulement une
excellente résistance à
la corrosion dans une
grande variété de
milieux, mais il offre
également une bonne
soudabilité et une
résistance mécanique
modérée à élevée,
ainsi que de très
bonnes propriétés
mécaniques lors de
fortes variations de
température (de moins
de zéro à 1020° F/549°
C).
Monel K-‐500 Alloy Industries du pétrole et du gaz
Traitements chimiques
Pétrochimie et raffinerie
Monel® K-‐500
Échangeurs de chaleur à tubes
Industries navales et maritimes
Production d’énergie
Industries électroniques
DUPLEX STAINLESS STEEL
Duplex 2205 Alloy 2205
Composition :
• Microstructure à deux
phases ("duplex") qui se
compose d'acier
inoxydable austénitique
et de grains de fer, ce
qui les rend presque
deux fois plus résistants
que les aciers
inoxydables ordinaires.
• Microstructure
composée d'environ
50% d'austénite et 50%
de ferrite. Cela leur
confère une résistance à
la corrosion supérieure à
celle d'autres qualités
courantes d'acier
inoxydable, telles que
les aciers 304 et 316.
• Magnétiques, ils
peuvent être facilement
différenciés des qualités
Pétrochimie et raffinerie
Réservoirs de cargaison et systèmes de
tuyauterie dans les navires-‐citernes pour
produits chimiques
Épuration des gaz de combustion
Échangeurs de chaleur
Réservoirs de stockage
Chauffe-‐eau
Utilisation :
• En raison de leur
teneur élevée en
chrome, molyum et
azote, les aciers duplex
offrent une très bonne
résistance à la
corrosion localisée et
uniforme.
• Microstructure unique
qui permet une
excellente résistance à
l'abrasion, à l'érosion
et à la fatigue et des
résistances
mécaniques
supérieures à celles
des aciers inoxydables
304 et 316 standard,
en plus d'une très
bonne soudabilité.
courantes d'acier
inoxydable.
Super Duplex 2507 Alloy 2507
Composition :
• Contient 25 % de
chrome, 4 % de
molybdène et 7 % de
nickel.
• Alliage austénitique-‐
ferrique, fer-‐chrome-‐
nickel avec ajout de
molybdène
• Offre une très bonne
résistance à la corrosion
et possède une
résistance à la traction
supérieure à la normale
par rapport à la plupart
des autres matériaux.
Pétrochimie et raffinerie
Pharmaceutique
Installations de traitement de l’eau
Pâtes et papiers
Les usines de dessalement
Forage en fond de puits, exploration,
diagraphie ou autres applications de
forage profond O&G
Échangeurs de chaleur
Composants de la lutte contre la pollution
Utilisation :
• En raison de sa teneur
élevée en chrome,
l'alliage présente une
excellente résistance
aux acides, aux
chlorures d'acide, aux
solutions caustiques et
autres environnements
difficiles.
• Comparé aux aciers
inoxydables
austénitiques
classiques, le Super
Duplex SS offre une
résistance supérieure à
la fissuration par
corrosion sous
contrainte à des
températures
modérées.
Super Duplex S32760 Pétrochimie et raffinerie
Pharmaceutique
ZERON® 100, F55 Duplex
STAINLESS STEEL
Alloy A-‐286 Industries du pétrole et du gaz
Production d’énergie
Incoloy® A-‐286, A-‐286
Stainless
Aérospatial
Alloy 218 Nitronic® 60, N-‐60 Stainless
Alloy 316/316L
Composition :
• Acier inoxydable
austénitique au
molybdène contenant
du nickel.
Initialement mis au point pour être utilisé
dans les usines de papier, mais il est
fréquemment utilisé dans :
• Équipement de brasserie
• Équipements chimiques et
pétrochimiques
• Conteneurs de transport de
produits chimiques
• Matériel de transformation des
aliments
• Échangeurs de chaleur
• Équipement de laboratoire
• Implants médicaux
• Aménagement des navires et des
bateaux
Alloy 310S Industries du pétrole et du gaz
Pétrochimie et raffinerie
Échangeurs de chaleur à tubes
Stainless Steel 310S
Alloy 317L Industries du pétrole et du gaz
Stainless Steel 317L
Alloy 321 Industries du pétrole et du gaz
Traitements chimiques
Pétrochimie et raffinerie
Échangeurs de chaleur à tubes
Stainless Steel 321
Alloy 904L Industries du pétrole et du gaz
Stainless Steel 904L
6% MOLY
AL-‐6XN® Installations de traitement de l’eau
Pâtes et papiers
AL-‐6XN®
Alloy 25-‐6Mo, Alloy 926 Alloy 25-‐6Mo, Alloy 926
Composition :
• Acier inoxydable super
austénitique composé
de niveaux élevés de
molybdène et d'azote
Condenseurs refroidis à l'eau de mer
Conduites d'eau de service dans les
centrales nucléaires
Tuyauterie
Appareils à pression et réservoirs
Cuves de mélange
Échangeurs de chaleur
Composants des épurateurs de
désulfuration des gaz de combustion
Cristllliseurs
Matériel de traitement chimique
Épurateurs de désulfuration des gaz de
combustion
Matériel de transformation des aliments
Équipement de production de pétrole et
de gaz
Systèmes de blanchiment des usines de
pâte à papier
Utilisation :
• Offre une résistance
supérieure à la
corrosion dans les
environnements à
forte teneur en
chlorure, tels que l'eau
salée, l'eau de mer, les
usines de blanchiment
des usines de pâte à
papier et d'autres
procédés à forte
teneur en chlorure.
Équipement de traitement de l'eau de
mer
Colonnes et équipements de distillation
de pétrole
Instrumentation et applications de
construction navale.
Alloy 254 SMO Alloy 254 SMO
INCOLOY
Industries pétrolière et gazière Utilisation :
• La forte teneur en fer
de l'Incoloy lui permet
souvent d'être plus
rentable pour de
nombreuses
applications.
• Certaines qualités
d'Incoloy ont été
conçues pour une
résistance accrue à la
corrosion dans des
environnements
difficiles.
• Sa résistance aux
températures élevées
et à la saumure, au
chlorure, à l'eau de
mer et au gaz acide en
font un très bon choix
pour la construction de
composants utilisés
dans les industries
pétrolière et gazière.
• Résistant aux acides
sulfurique et
phosphorique, au
combustible nucléaire
et à d'autres matériaux
et environnements
hautement corrosifs
sur le plan chimique.
Incoloy Alloy 800H & 800HT Industries du pétrole et du gaz
Pétrochimie et raffinerie
Échangeurs de chaleur à tubes
Production d’énergie
Industries électroniques
Incoloy® 800H & 800HT
Incoloy Alloy 825
Incoloy® 825
Composition :
Alliage austénitique de nickel-‐fer-‐
chrome qui contient également
du cuivre, du molybdène et du
titane.
Industries du pétrole et du gaz
Pétrochimie et raffinerie
Production d’énergie
Industries électroniques
Traitement chimique
Production d’acide
Utilisation :
• Très polyvalent et offre
d'excellentes
propriétés
mécaniques, de la
température ambiante
à des températures
élevées (> 1000°
F/538° C)
• Développé pour offrir
une résistance
extraordinaire à la
corrosion dans les
environnements
oxydants ou dans des
conditions
atmosphériques dans
lesquelles l'oxydation
est empêchée par
l'élimination de
l'oxygène et d'autres
gaz ou vapeurs
oxydants. Ces
conditions corrosives
sont causées par des
gaz activement
réducteurs tels que
l'hydrogène, le
monoxyde de carbone
et le sulfure
d'hydrogène qui
seraient oxydés par
toute présence
d'oxygène.
Incoloy Alloy 925 Industries du pétrole et du gaz
Pétrochimie et raffinerie
Échangeurs de chaleur à tubes
Production d’énergie
Industries électroniques
Incoloy® 925
NICKEL
Nickel 200 Nickel 200
Nickel 201 Nickel 201
ZIRCONIUM
Zr 702 Traitements chimiques
Zircadyne®, Zirconium 702
Zr 705 Traitements chimiques
Zircadyne®, Zirconium 705
TITANIUM
Ti-‐Gr-‐2 Échangeurs de chaleur à tubes
Industries navales et maritimes
Aérospatial
Pâtes et papiers
Titanium Grade 2
Ti-‐6AI-‐4V Industries du pétrole et du gaz
Échangeurs de chaleur à tubes
Industries navales et maritimes
Production d’énergie
Aérospatial
Titanium Grade 5
Ti-‐Gr-‐7 Titanium Grade 7
Ti6AL-‐4V ELI Titanium Grade 23
Les domaines d’utilisation
1. Industries pétrolière et gazière
Les fixations en alliage de nickel en Inconel® 600, Inconel® 625, Inconel® 718, Incoloy® 800, Incoloy® 925, Hastelloy® C-‐276, Titane Gr-‐5, Monel® 400, Monel® K-‐500, Duplex 2205, Super Duplex, A-‐286, SS321, SS310S et SS904L sont utilisées dans l'industrie du pétrole et du gaz. Selon l'endroit où ces opérations sont menées, les boulons Hastelloy®, Incoloy® 825 sont souvent utilisés dans des environnements d'acide chlorhydrique et sulfurique.
Selon l'étape du procédé ou de l'équipement, les alliages spéciaux de fixation comprennent l’Hastelloy®, Inconel® et Incoloy®, Monel®, Duplex, Super Duplex, SS310S et SS321.
L'industrie pétrochimique et de raffinage utilise des récipients sous pression, des échangeurs de chaleur, des pompes et des vannes qui doivent résister à des contraintes extrêmes. Selon l'étape du procédé ou de l'équipement, les alliages spéciaux courants pour les fixations comprennent Hastelloy®, Inconel® et Incoloy®. Veuillez contacter Desormeau pour les exigences particulières.
Des fixations métalliques spéciales en Inconel® 718, Incoloy® 800, Incoloy® 925, Hastelloy® C-‐276, Titane Gr-‐2 Gr-‐5, Monel® K-‐500, SS310S, SS321, Duplex 2205 et Super Duplex 2507 sont utilisées dans les échangeurs de chaleur.
Ces échangeurs se retrouvent dans :
• Les réchauffeurs de pétrole brut (Crude oil heater)
• Les réchauffeurs d’eau d’alimentation de chaudière (Boiler feedwater heater)
• Les réchauffeurs et condenseur de gaz sulfureux et de gaz corrosifs (Sour gas heater)
• Les réchauffeurs de liqueur noir (Black Liquor heater)
• Les réchauffeurs et condenseur de gaz de synthèse (Syngas heater)
• Les réchauffeurs et condenseur de gaz d’effluents (Effluent gas heater and feedgas heater)
• Les réchauffeur d’huile thermique (Thermal oil heater).
2. Industrie des traitements chimiques
En fonction de l'application, les alliages spéciaux de fixation comprennent l'Hastelloy® C-‐276, l'Hastelloy® C-‐22, le Monel® 400, le Monel® K-‐500, l'Inconel® 600, l'Inconel® 625 et l'Inconel® 718, le Zirconium® 702, le Zirconium 705 et le SS321.
L'industrie de traitement chimique comprend les fabricants d'acides, de produits agricoles, d'engrais et de polymères. Selon l'application, les alliages spéciaux de fixation comprennent l'Hastelloy® C-‐276 pour la résistance aux acides, le C22 pour l'utilisation dans les oxydants tels que la production d'engrais, et le Monel® pour la protection contre l'acide fluorhydrique.
Résistance générale à la corrosion des alliages spéciaux aux acides
MOINS RÉSISTANT PLUS RÉSISTANT
(Peut changer considérablement en fonction de l'acide et des conditions spécifiques)
3. Production d’énergie
Les fixations Desormeau en Hastelloy® C-‐276, Inconel® 600, Inconel® 625, Inconel® 718,
Incoloy® 800, Incoloy® 825, Incoloy® 925, Monel® K-‐500, Titane Gr-‐5 et A-‐286 sont
utilisées dans l'industrie de la production d'énergie.
Les entreprises de production d'énergie au charbon, au nucléaire, au GPL, à l'énergie
solaire ou éolienne ont toutes besoin d'attaches en alliage nickelé.
4. Installations de traitement de l’eau
Les usines de dessalement, les installations de traitement des eaux usées et les sites de
traitement des eaux usées industrielles ont besoin d'éléments de fixation en alliage de
nickel résistant à la corrosion. Tous ont des exigences différentes en matière d'attaches
en alliage qui dépendent des produits chimiques utilisés pour restaurer l'eau. Les usines
de dessalement utilisent souvent des fixations en alliage AL-‐6XN® et Duplex 2507 pour
résister à la corrosion de l'eau de mer, tandis que les fixations Hastelloy® sont
couramment utilisées dans les installations de traitement des eaux usées.
5. Pâtes et papiers
Les fixations en alliage de nickel résistant aux chlorures sont utilisées dans l'industrie des pâtes et papiers pour résister à la corrosion et aux températures extrêmes. Le procédé consistant à utiliser des chaudières et des évaporateurs avec des produits chimiques (c.-‐à-‐d. de l'eau de Javel) pour blanchir le papier crée un environnement très corrosif pour l'équipement. Certains équipements fonctionnent à des températures supérieures à 1000°F. Selon l'application, les alliages recommandés comprennent AL-‐6XN®, Titane 2 et Duplex 2507.
6. Pharmaceutique
Les fixations en Hastelloy® C-‐276, Hastelloy® C-‐22, Super Duplex 2507 et Super Duplex
S32760 sont utilisées dans l'industrie pharmaceutique.
Les fixations en alliage de nickel sont utilisées par l'industrie pharmaceutique car elles
sont non réactives et très résistantes à la corrosion.
7. Industries électroniques
Les fixations Hastelloy® C-‐276 sont utilisées dans la production de semi-‐conducteurs car
elles ont une résistance élevée à l'acide sulfurique. D'autres, tels que Hastelloy® C-‐22 et
Incoloy® sont utilisés pour empêcher la corrosion due à l'oxydation de l'acide nitrique.
Le Monel® résiste aux acides et aux températures élevées et est souvent utilisé dans la
fabrication de composants à base de silicium.
8. Industries navales et maritimes
Selon l'application, les boulons QQ-‐N-‐281 (Monel® 400), QQ-‐N-‐286 (Monel® K-‐500),
Inconel® 625, Inconel® 718, Titane Gr-‐2, Titane Gr-‐5 et A-‐286 ont été largement utilisés
pour les projets maritimes et navals. Pour une résistance accrue à la corrosion, les
boulons Hastelloy® C-‐276 peuvent être spécifiés.
9. Aérospatial
Selon l'application, les alliages comprennent l'Inconel® 718, l'A-‐286 et le titane Gr-‐2 et
Gr-‐5.
Les fixations en alliage de nickel sont utilisées dans toute l'industrie aérospatiale en
raison des exigences extrêmes imposées à ces matériaux. Les cellules d'avion, les
compresseurs, les moteurs à réaction et autres systèmes avancés exigent une résistance
à la corrosion, une solidité et une résistance à la chaleur élevée. Selon l'application, les
alliages de fixation spéciaux comprennent l'Inconel® 718 pour les sections chaudes des
moteurs, le titane pour la résistance des assemblages de pales de soufflante et le
MP35N® pour les applications spéciales.
Informations techniques
Superalliages
Les superalliages, ou alliages à haute performance, offrent une résistance mécanique et
une résistance au glissement exceptionnelles à haute température, une résistance à la
corrosion et à l'oxydation et une stabilité de surface fiable. Les superalliages sont
largement utilisés dans l'industrie pétrolière et gazière, dans le traitement chimique et
pétrochimique, dans les centrales électriques et dans de nombreuses autres
applications en environnement difficile. Ils comprennent un certain nombre de
combinaisons spéciales d'alliages pour constituer des matériaux allant du Monel® à
l'Hastelloy®.
Alliages spéciaux -‐ Composition et applications
Tous les aciers alliés sont fabriqués à partir d'acier au carbone et d'autres matériaux d'alliage, notamment l'aluminium, le chrome, le cuivre, le manganèse, le nickel, le silicium ou le titane. Ces métaux sont combinés avec l'acier au carbone pour créer des propriétés spécifiques qui permettent d'augmenter la dureté, la résistance et/ou la résistance à la corrosion.
Alliages courants
Les alliages les plus courants et les plus familiers sont le laiton et l'acier au carbone.
Le laiton est composé de cuivre et de zinc dont les proportions et les propriétés mécaniques et électriques varient pour développer différents types d'alliages de laiton. Le laiton est fréquemment utilisé pour fabriquer une large gamme de raccords de tuyaux, de fixations filetées, de raccords de tubes et de raccords évasés. En raison de sa résistance exceptionnelle à la rouille et de sa dureté, de sa flexibilité et de sa durabilité, le laiton est fréquemment utilisé dans les applications de plomberie pour les tubes et les raccords de tuyauterie.
L'acier au carbone est une combinaison de fer et de carbone, et contient souvent d'autres éléments à faible pourcentage maximum, comme le cuivre (0,60% maximum), le manganèse (1,65% maximum) ou le silicium (0,60% maximum). Les raccords en acier au carbone sont largement utilisés dans les équipements industriels, de construction et agricoles en raison des exigences de haute pression, de haute résistance et de faibles coûts. L'acier au carbone est le métal le plus utilisé, puisqu'il représente près de 85 % de la production mondiale d'acier. Même s'il a une résistance à la corrosion limitée par rapport à d'autres matériaux, il est encore utilisé dans un grand nombre d'applications industrielles.
Les alliages suivants présentent des caractéristiques spécifiques lorsqu'ils sont
combinés à l'acier au carbone :
Chrome ® Ajoute de la dureté, le matériau devient plus dur et plus résistant à l'usure
Chrome-‐Vanadium ® Augmente la résistance à la traction, mais devient plus malléable pour le pliage et est plus facile à couper
Cobalt ® Résiste à la chaleur extrême, idéal pour les outils de coupe
Manganèse ® Augmentation de la dureté de surface et de la résistance au cisaillement, et amélioration de la résistance à la déformation et aux chocs
Molybdène ® Résistance accrue, meilleure résistance aux chocs et à la chaleur
Nickel ® Offre une meilleure résistance à la corrosion et une plus grande solidité
Tungstène ® Amélioration de la structure des grains permettant d'obtenir un matériau plus dur et une meilleure résistance à la chaleur
Le vanadium ® Offre une meilleure résistance à la corrosion et augmente la solidité, la ténacité et la résistance aux chocs
Alliages résistants à l'usure
On dit que l'usure est la deuxième cause de défaillance d'une pièce. La corrosion se produit d'abord, puis les particules agissent contre les surfaces de contact, après un grippage et un grippage importants, la pièce cesse finalement de bouger, ou "gèle".