Tuyau en acier sans soudure 15CrMoGCe tube en acier allié est largement utilisé dans les environnements à haute température et haute pression. Ses excellentes performances en font un matériau clé dans des secteurs industriels tels que la production d'énergie, la pétrochimie et la fabrication de chaudières. Ce tube est composé d'un alliage de chrome-molybdène et est transformé en tube sans soudure grâce à un procédé de fabrication spécifique. Il présente une excellente résistance aux hautes températures, aux hautes pressions et à la corrosion, et répond aux exigences d'utilisation dans des conditions de travail extrêmes.
Du point de vue de sa composition chimique, les principaux éléments d'alliage des tubes sans soudure en acier 15CrMoG sont le chrome et le molybdène. La teneur en chrome est d'environ 1,00 % à 1,50 % et celle en molybdène d'environ 0,45 % à 0,65 %. L'ajout de ces deux éléments améliore significativement la résistance à haute température et la résistance à l'oxydation de l'acier. Le chrome forme une couche d'oxyde dense à la surface de l'acier, empêchant efficacement toute oxydation ultérieure. Le molybdène, quant à lui, améliore la résistance thermique et la résistance au fluage de l'acier, lui permettant ainsi de conserver de bonnes propriétés mécaniques à haute température. Par ailleurs, l'acier contient également des quantités appropriées de carbone, de silicium, de manganèse, de phosphore, de soufre et d'autres éléments, dont les teneurs sont rigoureusement contrôlées afin de garantir ses performances globales.
En matière de technologie de production, les tubes sans soudure en acier 15CrMoG sont principalement fabriqués par laminage à chaud ou tréfilage à froid. Le laminage à chaud consiste à chauffer la billette d'acier à la température appropriée, à la perforer à l'aide d'une machine de perçage, puis à laminer pour obtenir un tube. Cette méthode offre une productivité élevée et convient à la production en série. Le tréfilage à froid consiste à étirer la billette laminée à chaud à travers une filière à température ambiante, ce qui permet d'obtenir des tubes de plus grande précision et présentant une meilleure qualité de surface. Quel que soit le procédé utilisé, des paramètres tels que la température et la déformation doivent être rigoureusement contrôlés pendant la production afin de garantir que la structure et les propriétés mécaniques du tube répondent aux exigences normatives. Un traitement thermique ultérieur, tel que la normalisation et le revenu, est nécessaire pour optimiser la microstructure et les performances du matériau.
En termes de propriétés physiques, les tubes sans soudure en acier 15CrMoG présentent d'excellentes performances. Leur résistance à la traction se situe généralement entre 440 et 640 MPa, leur limite d'élasticité est d'au moins 295 MPa et leur allongement peut dépasser 21 %. Ces propriétés mécaniques leur permettent de résister à diverses contraintes dans des environnements à haute pression. Concernant leur comportement à haute température, les tubes sans soudure en acier 15CrMoG conservent une bonne résistance jusqu'à 500 °C et leur température d'utilisation à court terme peut atteindre 550 °C, démontrant ainsi une excellente résistance au fluage. Le coefficient de dilatation thermique est d'environ 12,5 × 10⁻⁶/°C et la conductivité thermique est de 42,7 W/(m·K). Ces paramètres sont essentiels pour la conception et le calcul des équipements haute température.
Le domaine d'application des tubes sans soudure en acier 15CrMoG est très vaste. Dans le secteur de l'énergie, ils sont largement utilisés dans des composants clés tels que les surchauffeurs, les resurchauffeurs et les conduites de vapeur principales des chaudières de centrales électriques supercritiques et ultra-supercritiques. Dans le secteur pétrochimique, ils sont fréquemment utilisés dans les équipements haute température et haute pression, tels que les réacteurs d'hydrogénation et les unités de craquage catalytique. Dans l'industrie de la fabrication de chaudières, ils constituent le matériau de prédilection pour la production de divers tubes de chauffe haute pression. De plus, ils trouvent d'importantes applications dans le nucléaire, la métallurgie, la construction mécanique et d'autres industries. Ces applications exigent des matériaux capables de fonctionner de manière stable et durable dans des conditions extrêmes, telles que des températures et des pressions élevées, et en milieu corrosif. Grâce à leurs excellentes performances, les tubes sans soudure en acier 15CrMoG répondent parfaitement à ces exigences rigoureuses.
Comparativement à l'acier au carbone ordinaire, les tubes sans soudure en acier 15CrMoG présentent des avantages significatifs. Premièrement, leur résistance à haute température est supérieure. À température égale, leur contrainte admissible est 2 à 3 fois plus élevée que celle de l'acier au carbone. Deuxièmement, leur résistance à l'oxydation est meilleure, ce qui prolonge leur durée de vie en milieu vapeur à haute température. Troisièmement, leur structure est plus stable, limitant ainsi l'apparition de sphéroïdisations de perlite et autres phénomènes de dégradation lors d'une utilisation prolongée à haute température. Comparé à d'autres aciers alliés tels que le 12Cr1MoVG, le 15CrMoG présente une teneur en alliage plus faible et un coût plus avantageux, tout en répondant aux exigences de la plupart des applications à moyenne température et haute pression. Enfin, bien que sa résistance à haute température soit légèrement inférieure à celle des aciers P91/P92 de qualité supérieure, ses performances de soudage et de mise en œuvre sont meilleures, le rendant plus adapté à certaines applications spécifiques.
En pratique, le soudage des tubes sans soudure en acier 15CrMoG requiert une attention particulière. La présence d'éléments d'alliage tels que le chrome et le molybdène rend le soudage sujet aux fissures à froid ; un préchauffage approprié et un traitement thermique après soudage sont donc indispensables. Généralement, la température de préchauffage est maintenue entre 150 et 200 °C, la température intercouche ne doit pas excéder 300 °C et un revenu entre 680 et 720 °C est nécessaire après soudage pour éliminer les contraintes résiduelles. Le choix des fils ou baguettes de soudage doit se faire de manière compatible avec l'acier de base, par exemple avec l'E5515-B2. Par ailleurs, l'apport de chaleur doit être contrôlé pendant le soudage afin d'éviter la surchauffe et la dégradation des performances de la zone soudée.
Du point de vue du marché, la demande de tubes sans soudure en acier 15CrMoG a progressé de manière constante avec le développement de secteurs tels que l'énergie et la pétrochimie. Plus particulièrement, dans le contexte de la promotion des technologies de production d'énergie supercritique et ultra-supercritique, la demande de tubes de chaudière haute performance ne cesse d'augmenter. Parmi les principaux fabricants nationaux figurent de grands groupes sidérurgiques comme Baosteel, Tianjin Steel Pipe et Valin Henggang. Ces entreprises ont su satisfaire la majeure partie de la demande intérieure en améliorant continuellement leurs procédés de production et la qualité de leurs produits, et certains sont également exportés à l'international. À l'avenir, grâce aux progrès technologiques en matière de matériaux, les performances des tubes sans soudure en acier 15CrMoG seront encore améliorées et leurs applications se diversifieront.
En matière d'utilisation et d'entretien, les tubes sans soudure en acier 15CrMoG nécessitent des inspections régulières, notamment pour ceux fonctionnant durablement sous haute température et haute pression. Il convient de surveiller l'amincissement de la paroi, l'oxydation superficielle et la détérioration du matériau, et de les remplacer le cas échéant. Lors du stockage, il est impératif d'éviter les environnements humides afin de prévenir la corrosion ; des mesures de protection appropriées sont mises en œuvre lors du transport pour éviter les dommages liés aux chocs. Une utilisation et un entretien corrects permettent d'allonger considérablement la durée de vie des tubes et d'améliorer la sécurité et la rentabilité de l'exploitation des équipements.
De manière générale, les tubes sans soudure en acier 15CrMoG, acier allié aux performances exceptionnelles, jouent un rôle irremplaçable dans l'industrie moderne. Leur composition d'alliage optimisée, leur procédé de fabrication éprouvé et leur fiabilité en font un choix idéal pour les applications à haute température et haute pression. Avec le développement continu des technologies industrielles et l'amélioration constante des exigences en matière de performances des matériaux, les tubes sans soudure en acier 15CrMoG joueront assurément un rôle important dans de nombreux secteurs et garantiront le fonctionnement sûr et efficace des équipements industriels. À l'avenir, grâce à une optimisation plus poussée de leur composition et de leur procédé de fabrication, les performances de ce matériau pourront encore être améliorées, et ses perspectives d'application sont très vastes.
Date de publication : 3 juillet 2025