Historique du développement du tuyau en acier inoxydable duplex

Par rapport aux nuances d'acier inoxydable austénitique ayant la même résistance à la corrosion, les aciers inoxydables duplex ont des teneurs en nickel et en molybdène plus faibles. En raison de la faible teneur en éléments d'alliage, l'acier inoxydable duplex peut présenter un avantage de prix, en particulier lorsque la surcharge d'alliage est élevée.

En raison de la limite d'élasticité plus élevée de tuyau en acier inoxydable duplex, sa dimension transversale peut souvent être réduite.

Par rapport à la solution utilisant de l'acier inoxydable austénitique, l'utilisation de l'acier inoxydable duplex peut réduire considérablement les coûts et le poids.

L'acier inoxydable duplex a une histoire de plus de 80 ans. Les premières qualités étaient des alliages de chrome, de nickel et de molybdène. Le premier lot d'aciers inoxydables duplex forgés et laminés a été produit en Suède en 1930 et utilisé dans l'industrie du papier sulfite. Ces nuances ont été développées pour réduire les problèmes de corrosion intergranulaire des premiers aciers inoxydables austénitiques à haute teneur en carbone.

En 1930, la Finlande produisait des pièces moulées en acier inoxydable duplex. En 1936, le prédécesseur de l'Uranus 50 a été breveté en France. Après la Seconde Guerre mondiale, l'acier inoxydable AISI 329 est devenu une nuance mature et largement utilisée dans les tuyaux d'échangeur de chaleur des usines d'acide nitrique. Le 3RE60 est l'une des nuances d'acier inoxydable duplex de première génération spécialement développée pour améliorer la résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte chlorée (SCC). Plus tard, les nuances d'acier inoxydable duplex forgées et coulées ont été utilisées dans diverses applications de l'industrie de transformation, notamment les cuves, les échangeurs de chaleur et les pompes.

L'acier inoxydable duplex de première génération a de bonnes performances, mais présente des limites à l'état soudé. La zone affectée thermiquement (ZAT) de la soudure est de faible ténacité en raison d'un excès de ferrite et la résistance à la corrosion est nettement inférieure à celle du métal de base.

Ces limitations rendent l'application des aciers inoxydables duplex de première génération limitée à quelques applications spécifiques à l'état non soudé. L'invention du procédé d'affinage de l'acier inoxydable et de décarburation argon-oxygène (AOD) en 1968 a permis de produire une série de nouvelles nuances d'acier inoxydable.

L'une des nombreuses avancées apportées par l'AOD est l'ajout délibéré d'azote comme élément d'alliage. L'ajout d'azote à l'acier inoxydable duplex peut rendre la ténacité et la résistance à la corrosion de la ZAT à l'état soudé proche de celle du métal de base. Avec l'amélioration de la stabilité de l'austénite, l'azote réduit également le taux de formation de phases intermétalliques nocives.

Les aciers inoxydables duplex contenant de l'azote sont appelés aciers inoxydables duplex de deuxième génération. Cette nouvelle progression de la commercialisation a débuté à la fin des années 1970, ce qui a coïncidé avec le développement des champs pétroliers et gaziers offshore de la mer du Nord et la demande du marché pour un acier inoxydable présentant une excellente résistance à la corrosion par les ions chlorure, une bonne aptitude au traitement et une résistance élevée.

Le duplex 2205 est devenu la principale nuance de l'acier inoxydable duplex de deuxième génération et est largement utilisé dans les pipelines de collecte de gaz des plates-formes pétrolières offshore et les installations de traitement. En raison de la haute résistance de cet acier, l'épaisseur de la paroi peut être réduite, ce qui peut réduire le poids de la plate-forme, de sorte que l'application de cet acier inoxydable est très attrayante.

Les aciers inoxydables duplex comprennent une gamme de nuances avec différentes propriétés de résistance à la corrosion, et leur résistance à la corrosion dépend de la composition de leur alliage. Cet article divise l'acier inoxydable duplex moderne en cinq catégories basées sur la résistance à la corrosion :

• 1. Acier inoxydable duplex économique sans ajout intentionnel de molybdène, tel que 2304;
• 2. Acier inoxydable duplex économique contenant du molybdène, tel que S32003;
• 3. L'acier inoxydable duplex standard, tel que le 2205, avec une teneur en Cr d'environ 22% et une teneur en Mo de 3%, est la nuance principale, représentant environ 60% de la quantité d'acier inoxydable duplex ;
• 4. Acier inoxydable super duplex avec une teneur en Cr d'environ 25% et une teneur en Mo de 3%, une valeur PREN de 40 à 45, telle que 2507 ;
• 5. L'acier inoxydable super duplex spécial, la teneur en Cr et en Mo est plus élevée que l'acier inoxydable super duplex, la valeur PREN est supérieure à 45, telle que S32707