Tuyaux et raccords en acier au nickel 9% pour le service GNL cryogénique

Pourquoi cela est important

Le GNL est stocké et manipulé à environ -162 °C, avec une marge de sécurité portant les températures d'essai à -196 °C (le point d'ébullition de l'azote liquide). À ces températures, l'acier au carbone ordinaire et même l'acier au nickel 3,5 % deviennent cassants. La norme industrielle pour les canalisations, plaques et raccords cryogéniques GNL est la famille des aciers au nickel 9 %, codifiée dans ASTM A553 Type I (plaque), ASTM A333 Grade 8 (tuyau) et ASTM A420 WPL8 (raccords).

Faits techniques clés

ASTM A553 Type I (plaque en acier au nickel 9 %) composition chimique typique et caractéristiques mécaniques :

L'ASTM A553 Type I est fourni à l'état double normalisé et revenu ou trempé et revenu. La spécification de tuyau correspondante est ASTM A333 Grade 8 (également un acier à 9% Ni) et les raccords à souder bout à bout correspondants sont ASTM A420 Grade WPL8.

Matrice de décision

Erreurs courantes d'approvisionnement

1. Confondre A553 (plaque) avec A333 (tuyau) et A420 (raccords). Chaque domaine est différent ; un ensemble GNL nécessite les trois.
2. Négliger l'essai de résilience à basse température. L'A553 Type I est normalement testé à -196 °C ; vérifiez cela sur le certificat matière (MTC) pour chaque plaque, tuyau et raccord.
3. Ignorer la perméabilité magnétique. L'acier à 9% Ni est ferromagnétique et parfois confondu avec les alliages austénitiques ; vérifiez les exigences de propriétés magnétiques avec votre ingénieur contractant.
4. Métal d'apport non adapté. Le soudage du 9% Ni utilise généralement des métaux d'apport de type Inconel (ERNiCrMo) pour maintenir la ténacité cryogénique ; ne soudez pas avec un métal d'apport en acier au carbone.
5. Oublier les critères stricts de défauts de surface. Les plaques et pièces forgées cryogéniques ont des exigences de contrôle ultrasonore (UT) et de défauts de surface plus strictes que les équivalents pour service à température ambiante.

Liste de contrôle de l'acheteur

• Confirmer ASTM A553 Type I, A333 Gr 8 ou A420 WPL8 sur la ligne de commande, avec l'état de traitement thermique (DNT ou QT).
• Vérifier les valeurs de résilience Charpy V à -196 °C sur chaque MTC.
• Pour les raccords à souder bout à bout sans soudure, confirmer le parcours de forgeage, le cycle de traitement thermique et l'essai de résilience sur les éprouvettes Charpy cassées.
• Pour les coudes de tuyaux, confirmer que le traitement thermique après cintrage maintient les propriétés cryogéniques du 9% Ni.
• Pour les tuyaux en acier sans soudure, confirmer le contrôle UT et l'inspection de surface selon les exigences supplémentaires.
• Référencez nos certificats pour l'historique de projets cryogéniques.
• Envoyez votre demande GNL via notre formulaire de demande avec les données complètes de température de dimensionnement.

Sources

• https://energy-steel.com/an-overview-of-astm-a553-type-i-9-ni-steel-plate/
• http://www.metalspiping.com/9-nickel-steel.html
• https://masteel.co.uk/news/9-nickel-steel-lng-cryogenic-applications/