Les tubes en acier inoxydable sans soudure les plus courants sont ceux en alliages de la série 300, disponibles dans une grande variété de types et de tailles hautes performances et résistant à la corrosion. Ces alliages comprennent généralement le chrome, le nickel, le molybdène et le titane. Ils conviennent parfaitement aux serpentins sans soudure, car ils sont faciles à entretenir et peuvent résister à des pressions et à des températures élevées.

Séries et caractéristiques 

Série de Type 300L

Tubes_en_acier_inoxydable_sans_soudure

Contrairement à un tube 300, un tube en acier inoxydable de série 300L contient 0,03 % de carbone au maximum. Cette composition réduite en carbone est davantage adaptée aux conditions de soudage. Un niveau réduit de carbone augmente la résistance à la corrosion intergranulaire (IGC) tandis que le niveau de carbone d'une série standard 300 est limité à seulement [#1]},8 %. Un niveau réduit de carbone (série L) dans l'acier inoxydable rend généralement le matériau plus souple qu'avec un niveau de carbone élevé. Or, la résistance et la dureté du matériau sont des facteurs essentiels à prendre en compte dans le cadre de son utilisation. Concernant le prix, les modèles en acier inoxydable de la série 300 et de la série 300L sont équivalents. En revanche, les prix varient largement dès qu'un matériau « rare » entre dans la composition.

Tubes en acier inoxydable Type 304/304L

Cet alliage non-magnétique est l'acier inoxydable le plus largement utilisé et l'un des moins chers. Les modèles 304 et 304L sont tous deux en acier inoxydable austénitique composé d'environ 18 % de chrome et 8 % de nickel. L'alliage 304 présente d'excellentes caractéristiques de soudabilité et de formage. Il est utilisé pour les échangeurs thermiques, les traitements chimiques et les produits chimiques d'usage. L'acier inoxydable de type 304 résiste aux acides organiques moyennement agressifs comme l'acide acétique et les acides réducteurs. De plus, le traitement thermique après soudage et la trempe rapide de cet alliage améliorent sa résistance à la corrosion.

Exemples d'utilisation :

⇒Cryogénie
⇒Traitements chimiques
⇒Transformation des aliments
⇒Secteur laitier
⇒Pharmaceutique
⇒Exploitation minière

Tubes en acier inoxydable Type 316/316L

Il s'agit d'un acier inoxydable austénitique composé de chrome, de nickel et de molybdène, qui est un composant idéal pour les tubes sans soudure. L'ajout de molybdène assure une meilleure résistance à la corrosion par crevasses ou piqûres dans les environnements riches en chlorures.  Les propriétés des tubes 316 sont similaires à celles de l'alliage 304. Elles fournissent cependant une meilleure résistance au fluage et aux ruptures par contraintes ou traction, même à des températures élevées.

Les tubes 316L sont une version améliorée des tubes 316 avec une teneur réduite en carbone. La teneur réduite en carbone, avec un maximum de 35,00 %, limite les précipitations de carbures au cours du soudage et permet d'utiliser l'acier à l'état brut de soudage pour fabriquer des serpentins sans soudure destinés à toutes sortes d'applications corrosives.

Exemples d'utilisation :

⇒Architecture
⇒Industrie navale
⇒Traitements chimiques
⇒Transformation des aliments
⇒Industrie papetière et textile
⇒Exploitation minière
⇒Pharmaceutique
⇒Pétrole et gaz

Tubes en acier inoxydable Type 316/316L (2,5 % de molybdène minimum)

L'alliage 316/316L (2,5 % de molybdène minimum) est amélioré avec 2,5 % (min.) à 3,0 % (max.) de molybdène. Ce métal offre une plus grande résistance à la corrosion pour les tubes sans soudure en comparaison des tubes en alliage standard 304 ou 316 contenant moins de molybdène. Celui-ci améliore la résistance à la corrosion par crevasses ou piqûres provoquées par les sulfates, les phosphates ou autres sels (comme l'eau de mer). Il contribue à réduire les acides et les solutions de chlorures, bromures et iodures. Dans les environnements corrosifs susceptibles de causer une corrosion intergranulaire des soudures et dans les zones touchées par la chaleur, il est préférable d'utiliser des tubes 316L avec une teneur réduite en carbone.

Il faut cependant noter que cet alliage peut être sujet à une corrosion intergranulaire (CIG) s'il est exposé à des températures supérieures à 427 °C (800 °F). De plus, à mesure que les températures de service augmentent, la résistance à la traction et la limite d'élasticité sont également réduites.

Exemples d'utilisation :

⇒Transfert de fluide avec pompes et valves compatibles
⇒Machines à papier
⇒Matériel de traitement chimique
⇒Pétrole et gaz

Tubes en acier inoxydable Type 317L

Grâce à sa teneur réduite en carbone et sa composition à base de molybdène, cet acier inoxydable offre pour les tubes sans soudure une résistance plus grande aux attaques chimiques et aux CIG que les séries 304L ou 316L. Pour les serpentins sans soudure, il offre une résistance plus grande au fluage et aux ruptures par contrainte ou traction que la plupart des aciers inoxydables, et ce, même à des températures élevées. De plus, grâce à sa teneur accrue en molybdène, allant de 3,0 % à 4,0 %, l'alliage 317L offre une plus grande résistance aux substances chimiques organiques et inorganiques.

Exemples d'utilisation :

⇒Machines à papier
⇒Matériel de traitement chimique
⇒Matériel de traitement pétrochimique
⇒Condenseurs pour énergies fossiles
⇒Centrales nucléaires
⇒Matériel de l'industrie textile

Tubes en acier inoxydable Type 321

Pour les applications nécessitant un matériel résistant à des températures de service élevées, l'acier inoxydable 321 stabilisé au titane reste la meilleure option, même si le coût est plus élevé. L'alliage 321 est similaire au 304 dans sa composition chimique, sauf qu'il contient cinq fois plus de titanium que de carbone. L'ajout de titanium réduit ou élimine les précipitations de carbure de chrome causées par une soudure ou une exposition à des températures élevées. La stabilisation maximale est effectuée grâce à un recuit compris entre 1,750° et 1,850°F. En raison de sa résistance à l'écaillage et à l'usure par vibrations, cet alliage est largement utilisé dans la fabrication de serpentins sans soudure lorsque ceux-ci sont destinés à des températures de fonctionnement supérieures à 800°F et que les conditions de corrosion restent modérées. Comme pour tous les aciers inoxydables de série 300, la résistance à la traction et la limite d'élasticité réduisent à mesure que les températures augmentent.

Exemples d'utilisation :

⇒Soufflets
⇒Composants aéronautiques pour systèmes d'échappement
⇒Éléments chauffants tubulaires
⇒Pièces pour fours métallurgiques
⇒Échangeurs thermiques
⇒Matériel de traitement chimique
⇒Joints de dilatation thermique

Tubes en acier inoxydable Type 347

Les tubes sans soudure en alliage 347 offrent une résistance optimale à la corrosion intergranulaire souvent due à des précipitations de carbure de chrome avec des températures allant de 800 à 1,500°F. L'alliage est stabilisé grâce à l'ajout de niobium et de tantale. Grâce à ses excellentes propriétés mécaniques, il est également idéal dans la fabrication de tubes en acier inoxydable sans soudure pour températures élevées. De plus, en comparaison des alliages 304 et 304L, l'alliage 347 offre une plus grande résistance au fluage et aux ruptures par contrainte.

Exemples d'utilisation :

⇒Moteurs
⇒Production d'électricité
⇒Pièces soudées
⇒Systèmes aéronautiques
⇒Échangeurs thermiques
⇒Systèmes à vapeur
⇒Traitements chimiques

Variations de prix pour les différents types d'acier inoxydable

Les propriétés mécaniques ainsi que le niveau de résistance à la corrosion et à la chaleur déterminent la composition chimique de l'acier inoxydable. Les changements de composition modifient les propriétés de l'acier. Cela a un effet sur les performances du matériau dans ses différentes applications, mais également sur son prix.

Les alliages comportant des métaux « rares » coûtent plus cher. Par exemple, l'acier inoxydable 321 composé de titanium coûte plus cher que l'acier 304 avec des dimensions physiques identiques. Un acier inoxydable 316 standard composé de chrome et de nickel, avec 2,0 % de molybdène, coûte moins cher que son homologue contenant 2,5 % de molybdène minimum.

Quatre facteurs sont à prendre en compte pour choisir le type d'acier inoxydable le plus adapté, avec par ordre d'importance :
La résistance à la chaleur ou à la corrosion : le premier facteur déterminant dans le choix d'un acier inoxydable spécifique. L'utilisateur doit connaître la nature de l'environnement et le degré souhaité de résistance à la corrosion ou à la chaleur.
Propriétés mécaniques : solidité particulière à une température basse, ambiante ou élevée. La résistance à la corrosion combinée à la solidité constitue une base de sélection.
Procédés de fabrication :comment le produit sera fabriqué (par ex. forgeage, usinage, façonnage, soudage, estampillage, formage par laminage, usinage à quatre axes).
Coût total :comprend les coûts liés à l'achat de matériaux et à la production, en tenant compte des économies réalisées grâce à l'utilisation d'un produit durable, n'ayant besoin d'aucune maintenance.

Source : Stainless Sales Corporation

Sources complémentaires :