Tube sans soudure à revêtement métallurgique SA-213 T91 / UNS N08028 (alliage 28) | Âme résistante au fluage + revêtement en alliage haute résistance pour service à haute température et en milieu acide – Womic Steel

Description courte :

Tube plaqué sans soudure, à liaison métallurgique – âme en acier SA 213 T91 (X10CrMoVNb9-1 / 1.4903) avec revêtement intérieur en UNS N08028 (alliage 28 / 1.4563). Fabriqué par extrusion à chaud, apprêté à froid, traité thermiquement et décapé. Conçu pour les surchauffeurs de chaudières ultra-supercritiques, les unités de récupération de chaleur fatale dans les usines d'acide, les chaudières biomasse à haute teneur en chlore et les échangeurs de chaleur chimiques haute température où la résistance au fluage et à la corrosion est essentielle.

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Matériau de base (support)

Matériau de base (support) :SA-213 T91 (X10CrMoVNb9-1 / 1.4903) – acier martensitique résistant au fluage, 9 % Cr, 1 % Mo, V + Nb ; température maximale de service 650 °C

Revêtement (doublure CRA) :UNS N08028 (Alliage 28 / 1.4563) – alliage austénitique à haute teneur en fer (27 % Cr, 31 % Ni, 3,5 % Mo, 1 % Cu) ; PREN 38-40 ; résiste à l'acide sulfurique/phosphorique, aux chlorures en grande quantité et aux milieux acides.

Gamme de tailles :Diamètre extérieur : 38 à 168 mm ; épaisseur de la paroi du noyau : 4 à 15 mm ; épaisseur du revêtement : 2,0 à 3,5 mm ; longueur unitaire jusqu’à 15 m

Processus:Extrusion à chaud → finition à froid → traitement thermique (normalisation et revenu pour l'alliage T91, recuit de mise en solution pour l'alliage 28) → décapage. Entièrement sans soudure, sans joint longitudinal. Résistance au cisaillement de la liaison métallurgique ≥ 300 MPa.

Normes :ASME Section II Partie A (SA-213/SA-213M), EN10216-2 (pour T91), ASTM SB-668 (N08028), EN10088-3 (1.4563), EN12952-2, ASTM E213, ISO 10893-10.

Essai:Essais hydrostatiques à 100 %, essais ultrasoniques selon ASTM E213/ISO 10893-10, essais de traction (à température ambiante et élevée), dureté, aplatissement, et essai de corrosion intergranulaire optionnel (ASTM A262, méthode E) pour le revêtement. Certificat EN 10204 type 3.1 (type 3.2 optionnel).

Applications :Surchauffeurs/resurchauffeurs finaux de chaudières ultra-supercritiques (650 °C), chaudières de récupération de chaleur résiduelle dans les usines d'acide sulfurique, chaudières biomasse/déchets-énergie (corrosion du chlore), échangeurs de chaleur haute température pour hydrocarbures chlorés, réchauffeurs de raffinerie avec alimentation à haute teneur en soufre/chlorure.

Acier WomicNous fournissons des tubes revêtus d'alliage T91 et 28 – la solution idéale pour résister aux fortes températures de fluage et à la corrosion sévère. Leur efficacité est éprouvée dans les centrales électriques, les usines d'acide et les procédés de valorisation énergétique des déchets. Traçabilité complète et inspection par un organisme tiers possible. Contactez-nous pour obtenir les données techniques et un devis personnalisé.

1. Pourquoi le tuyau plaqué SA-213 T91 + UNS N08028 (alliage 28) ?

1.1 Le défi

Deux matériaux pris séparément ne peuvent pas satisfaire à des exigences de service extrêmes :

● T91 (X10CrMoVNb9-1)Il offre une résistance exceptionnelle au fluage jusqu'à 650 °C et une bonne résistance à l'oxydation, mais sa résistance à la corrosion en milieux acides, chlorés ou sulfurés est limitée. Les condensats de gaz de combustion (acide sulfurique/phosphorique) ou les chlorures présents côté procédé attaquent rapidement le T91.

●Alliage solide 28 (UNS N08028)Il offre une résistance exceptionnelle à l'acide sulfurique, à l'acide phosphorique, aux chlorures en forte concentration et à la fissuration par corrosion sous contrainte. Cependant, son coût est élevé et sa résistance au fluage est insuffisante pour les applications de chaudières à haute pression et haute température.

1.2 La solution

●Tuyau revêtu T91+alliage 28Elle associe un noyau épais en acier T91 (résistant à la pression et au fluage) à une fine couche interne (2 à 3,5 mm) en alliage 28 (résistant à la corrosion). La liaison est métallurgique : aucun risque d’affaissement de la chemise ni de corrosion par piqûres. Résultat :

●Noyau T91assure la conformité à la section I de l'ASME / EN12952 pour une température du métal allant jusqu'à 650 °C.

● Revêtement en alliage 28Résiste à la condensation de l'acide sulfurique, aux fortes concentrations de chlorures et aux acides organiques, protégeant ainsi le tube de l'intérieur.

●Coûtest 40 à 60 % inférieur à celui d'un tube en alliage 28 massif de même pression nominale.

Cette combinaison est largement utilisée dans :

●sections finales de surchauffeur/réchauffeurdes chaudières à charbon ultra-supercritiques où la corrosion du côté des gaz de combustion (due au charbon à haute teneur en soufre) attaque traditionnellement le T91 utilisé seul.

●chaudières de récupération de chaleur résiduelle (WHRB)En aval des usines d'acide sulfurique, le gaz contient du SO₃ et, lors des démarrages, l'acide se condense sur les surfaces des tubes.

●Chaudières à biomasse / valorisation énergétique des déchets– une forte teneur en chlore dans le combustible provoque une corrosion sévère ; le revêtement en alliage 28 côté feu (ou côté intérieur, selon la configuration) prolonge considérablement la durée de vie du tube.

●Échangeurs de chaleur à haute températurepour les procédés chimiques impliquant des hydrocarbures chlorés ou des acides chauds.

1.3 Circuit de production

Extrusion à chaud + finition à froid + traitement thermique + décapage. Ce procédé garantit un tube sans soudure, exempt de cordons de soudure longitudinaux, principal point de défaillance des tubes plaqués soudés soumis à la fatigue thermique.

2. Spécifications des matériaux – Âme en acier T91 et gainage en alliage 28

2.1 Composition chimique (% en masse)

Élément	SA 213 T91 (Noyau)	UNS N08028 (Alliage 28 / Revêtement)
Carbone (C)	0,08 – 0,12	≤0,03
Silicium (Si)	0,20 – 0,50	≤0,50
Manganèse (Mn)	0,30 – 0,60	≤2,00
Phosphore (P)	≤0,020	≤0,030
Soufre (S)	≤0,010	≤0,015
Chrome (Cr)	8,0 – 9,5	26,0 – 28,0
Molybdène (Mo)	0,85 – 1,05	3.0 – 4.0
Nickel (Ni)	≤0,40	29,0 – 32,0
Cuivre (Cu)	—	0,6 – 1,4
Vanadium (V)	0,18 – 0,25	—
Niobium (Nb)	0,06 – 0,10	—
Azote (N)	0,03 – 0,07	—
Fer (Fe)	Équilibre	Équilibre

Le T91 est un acier martensitique résistant au fluage ; l'alliage 28 est un alliage austénitique à haute teneur en Cr, Ni, Mo et Cu, offrant une résistance exceptionnelle aux acides réducteurs et oxydants, à la corrosion par piqûres de chlorure et à la fissuration sous contrainte.

2.2 Propriétés mécaniques (température ambiante)

Propriété	Noyau T91	Revêtement en alliage 28
Limite d'élasticité (min, MPa)	415	220
Résistance à la traction (min, MPa)	585	500
Allongement (min, %)	20	30
Dureté (max)	250 HB	230 HB

2.3 Résistance au fluage à haute température (noyau T91)

Température (°C)	Résistance à la rupture à 100 000 h (MPa)	Limite de fluage de 0,2 % (MPa)
550	150	120
580	120	95
600	100	80
620	80	60
650	55	40

L'alliage 28 n'est pas conçu pour supporter des charges à haute température ; son rôle est uniquement la protection contre la corrosion. Le noyau en T91 supporte la charge mécanique.

2.4 Résistance à la corrosion du revêtement en alliage 28

Environnement	Niveau de résistance
Acide sulfurique (concentration de 0 à 80 %, jusqu'à 80 °C)	Excellent
Acide phosphorique (toutes concentrations)	Excellent
Acide chlorhydrique (dilué, à température ambiante)	Bien
Chlorures (piqûres / crevasses)	PREN 38-40 ; température critique de piqûration (CPT) ~50 °C
H₂S + CO₂ + chlorures (service acide)	Excellent ; conforme à la norme NACE MR0175
Acides organiques (acétique, formique, etc.)	Excellent

*L'alliage 28 surpasse les alliages 316L, 904L et même 254SMO dans de nombreuses combinaisons d'acide et de chlorure.*

2.5 Interface de liaison

Propriété	Valeur
Type d'obligation	Métallurgique (diffusion)
Résistance au cisaillement (poussée vers l'extérieur)	≥300 MPa (garantit l'absence de délamination sous cyclage thermique)
limite de défaut acceptable par ultrasons	Absence de décollement > 50 mm ; décollement total < 2 % de la surface d'interface

Plage dimensionnelle 2.6

Diamètre extérieur (mm)	Poids du noyau (mm)	Poids du revêtement (mm)	Longueur maximale (m)
38.1	4.0 – 8.0	2,0 – 2,5	15
44,5	5.0 – 8.0	2.0 – 2.8	15
51.0	5.0 – 10.0	2.0 – 3.0	15
63,5	5.0 – 12.0	2.0 – 3.0	15
76.2	6.0 – 12.0	2.2 – 3.0	15
88,9	6.0 – 12.0	2,5 – 3,2	15
101,6	6.0 – 12.0	2,5 – 3,5	15
114,3	8.0 – 15.0	2,5 – 3,5	12
141,3	8.0 – 15.0	2,5 – 3,5	12
168,3	10,0 – 15,0	3,0 – 3,5	12

*Diamètre extérieur plus important (jusqu'à 500 mm) possible par collage à chaud + JCOE ; nous contacter pour connaître les disponibilités.*

3. Procédé de fabrication – Extrusion à chaud, finition à froid, traitement thermique, décapage

Le procédé de fabrication répond spécifiquement aux différentes exigences de traitement thermique de l'alliage martensitique T91 et de l'alliage austénitique 28.

Étape	Description	Points de contrôle
1. Billet composite	Alésage en billette T91, insert tubulaire en alliage 28. Étanchéité sous vide (<10 Pa).	Propreté de la surface ; concentricité
2. Extrusion à chaud	1180-1220°C, rapport de réduction ≥8:1.	Température, vitesse, lubrification
3. Refroidissement par air	Après extrusion, le tube est refroidi à l'air (début de la transformation martensitique).	vitesse de refroidissement
4. Finition à froid	Dessin à froid / pilgering aux dimensions finales.	Passes multiples, recuit intermédiaire (adoucir l'alliage 28).
5. Traitement thermique (critique)	Normalisation à 1040-1060 °C (à l'air ou sous refroidissement accéléré) suivie d'un revenu à 760-780 °C. On obtient ainsi la microstructure finale T91 (martensite revenue). Simultanément, le revêtement en alliage 28 subit un recuit de mise en solution.	Enregistrement du four, test de dureté
6. Marinage	Le bain HNO₃+HF élimine la couche d'oxyde à la fois du T91 et de l'alliage 28.	Temps, température, concentration d'acide
7. Redresser et couper	Conformément à la longueur finale.	Rectitude ≤ 1,5 mm/m
8. CND et hydrodynamique	Conformément à l'article 4	Traçabilité complète
9. Finition	Biseauté / lisse ; beurrage optionnel (alliage 625 ou alliage 28 sur la face biseautée).	Dimensionnel

Attribut de qualité clé :Le traitement thermique produit un noyau T91 avec une résistance au fluage appropriée et un revêtement en alliage 28 avec une résistance totale à la corrosion, le tout en un seul cycle.

4. Inspection et essais – Conformité aux normes ASME, EN et aux exigences du client

Pour les tubes revêtus T91+Alloy 28, nous mettons en œuvre un programme rigoureux, comprenant des tests spécifiquement adaptés au service à haute température.

Test	Standard	Portée	Acceptation
Analyse chimique	OES	Chaque chauffe (noyau et gaine)	ASME SA-213 T91, ASTM SB-668
Ultrasonique (longitudinal et liaison)	ASTM E213 + ISO 10893-10	100%	Aucun défaut rédhibitoire, intégrité de la liaison
essai hydrostatique	ASME SA-450 / EN12952-2	Chaque tube	Aucune fuite, dilatation permanente OK
Résistance à la traction (température ambiante)	ASME / EN	Par fournée (à cœur)	T91 : YS ≥ 415 MPa, TS ≥ 585 MPa
traction à haute température	600 °C (facultatif)	Par chaleur	À signaler (spécifications minimales non requises)
essai de rupture par fluage	600 °C ou 650 °C	Sur demande	En option ; facturé séparément
Dureté (noyau et revêtement)	HV10	Lot	T91 ≤ 250 HV ; Alliage 28 ≤ 230 HV
Test d'aplatissement	SA 450	Par fournée / taille	Aucune fissure à la compression des 2/3 du diamètre extérieur
corrosion intergranulaire	Norme ASTM A262 Pratique E (sur l'alliage 28)	Par lot (facultatif)	Pas d'attaque intergranulaire
PMI (XRF)	Identification positive des matériaux	Chaque tube (facultatif)	Confirmer le degré d'alliage

Documentation:EN 10204 Type 3.1. Type 3.2 avec inspecteur tiers (SGS, BV, DNV, TÜV etc.) disponible.

5. Applications en détail

5.1 Surchauffeur/resurchauffeur final de chaudière ultra-supercritique

Problème:Les gaz de combustion du charbon à haute teneur en soufre contiennent du SO₃ qui, à faible charge ou au démarrage, se condense en acide sulfurique sur les surfaces des tubes. Les tubes T91 standard sont sujets à la corrosion par piqûres et à l'usure.
Solution:Tube revêtu d'alliage T91 et d'alliage 28, avec l'alliage 28 côté feu (ou à l'intérieur en cas de revêtement en deux passes). L'âme en T91 conserve sa résistance au fluage entre 600 et 620 °C ; l'alliage 28 résiste aux attaques acides. Plusieurs centrales électriques chinoises et européennes ont adopté cette conception.

5.2 Chaudière de récupération de chaleur résiduelle dans les usines d'acide sulfurique

Processus:Les gaz de procédé chauds (600 °C, contenant du SO₂ et du SO₃) pénètrent dans une chaudière de récupération de chaleur pour produire de la vapeur. Lors des arrêts techniques, le SO₃ se combine à l'humidité pour former de l'acide sulfurique concentré, qui se condense sur les tubes froids.
Solution:Revêtement en alliage 28 côté gaz (diamètre extérieur) ou intérieur selon la conception. L'acier inoxydable T91 assure la résistance au fluage nécessaire. Cette combinaison est désormais standard dans de nombreuses nouvelles usines d'acide sulfurique.

5.3 Chaudières à biomasse / valorisation énergétique des déchets

Défi:La biomasse (paille, copeaux de bois, combustibles issus de déchets) contient du chlore (KCl, NaCl). À 500-600 °C, le chlore gazeux et les chlorures corrodent fortement les alliages conventionnels, formant du chlorure de fer et entraînant une perte rapide de métal.
Solution:Le gainage en alliage 28 (à haute teneur en Ni, Mo et Cr) résiste à la corrosion par le chlore. L'âme en T91 garantit l'intégrité de la pression de la chaudière. Les exploitants constatent une augmentation de la durée de vie des tubes, passant de 1 à 2 ans à 6 à 8 ans après le passage aux tubes gainés.

5.4 Échangeurs de chaleur haute température pour hydrocarbures chlorés

Exemple:Dans les usines de chlorure de vinyle monomère (CVM), les gaz de procédé contiennent des composés organiques chlorés et du HCl à une température de 400 à 450 °C. L'acier inoxydable standard (304L) se détériore par piqûres et fissuration sous contrainte. Le revêtement en alliage 28 offre une résistance supérieure. L'âme en acier T91 assure la résistance mécanique et au fluage nécessaires.

6. Avantages par rapport aux conceptions concurrentes

Alternative	Pourquoi T91 + Alloy 28 est meilleur
Tube T91 solide	Sensible à la condensation acide, à la corrosion par piqûres et à l'attaque par les chlorures. Remplacement fréquent.
Tube en alliage massif 28	Trop cher ; une limite d'élasticité plus faible impose une paroi plus épaisse, ce qui augmente le coût et le poids.
T91 avec rechargement de soudure en alliage 28	Le revêtement est coûteux, lent et difficile à appliquer uniformément sur des tubes de petit diamètre ; il peut entraîner une dilution de l’alliage. L’extrusion permet d’obtenir un revêtement uniforme à moindre coût.
Tuyau à revêtement mécanique	La paroi interne s'affaisse sous l'effet des cycles thermiques (typiques des chaudières) – ce qui n'est pas acceptable pour un service à haute température.
tuyau revêtu d'alliage 625	L'alliage 625 est encore plus cher que l'alliage 28 et peut être surdimensionné pour de nombreux environnements acides. L'alliage 28 offre un excellent rapport qualité-prix.

Réduction des coûts :Comparé à un tuyau plein en alliage 28 de même pression nominale, un tuyau revêtu de T91 et d'alliage 28 permet de réduire le coût des matériaux de50-60%(car le T91 a une résistance plus élevée, permettant une paroi plus mince, et l'alliage n'est utilisé que comme revêtement mince).

7. Assurance qualité et traçabilité

●Traçabilité :Les numéros de coulée T91 et Alloy 28 sont enregistrés et estampillés sur chaque tube fini. Tous les certificats des fournisseurs (3.1) sont conservés.

● Contrôle des processus :Température d'extrusion, vitesse d'extrusion, graphiques de traitement thermique, paramètres du bain de décapage : tout est documenté.

● Inspection par un tiers :Nous facilitons les contrôles par SGS, BV, DNV, TÜV ou ABS à chaque étape (réception des matériaux, extrusion, CND final). Des certificats EN 10204 type 3.2 sont délivrés en conséquence.

8. Emballage et expédition

●État de surface :Décapé et passivé – prêt à être installé. Huilage externe en option.

●Protection des extrémités :Bouchons en plastique (bouchons en acier disponibles pour les grands diamètres).

●Paquet:Les petits diamètres (< 88,9 mm) sont conditionnés en faisceaux hexagonaux avec des entretoises en bois. Les diamètres plus importants sont conditionnés individuellement.

●Récipient:Conteneurs de 20 ou 40 pieds. Pour les longueurs supérieures à 12 m, conteneurs à toit ouvert ou à plateau.

●Délai de mise en œuvre:Première commande : 16 à 20 semaines (en raison de l’approvisionnement en alliage spécial). Commandes suivantes : 12 à 14 semaines. Les lots d’essai (100 à 200 m) peuvent être livrés plus rapidement – nous consulter.

9. Foire aux questions (FAQ) – Tuyaux revêtus T91 + alliage 28

Q1 : Quelle est la température de service maximale pour ce tuyau revêtu ?
A : Le noyau T91 est conçu pour résister à des températures de métal allant jusqu'à650 °C(1202 °F) selon la section I de l'ASME (la résistance au fluage est prépondérante). Le revêtement en alliage 28 supporte la même température, mais sa résistance à la corrosion peut être réduite au-delà de 450 °C en milieu fortement corrosif. Pour la plupart des applications de chaudières (600-620 °C), les deux options sont acceptables.

Q2 : L'alliage 28 convient-il aux fortes concentrations d'acide sulfurique ?
R : Oui. L'alliage 28 présente une excellente résistance à l'acide sulfurique jusqu'à une concentration de 80 % et à des températures allant jusqu'à 80 °C. Dans les chaudières de récupération de chaleur, le condensat acide contient généralement 60 à 70 % de H₂SO₄ à des températures inférieures à 200 °C – l'alliage 28 offre d'excellentes performances.

Q3 : Peut-on inverser les couches – mettre l'alliage 28 sur le diamètre extérieur et le T91 sur le diamètre intérieur ?
R : Oui, si le risque de corrosion provient de l'extérieur (par exemple, des gaz de combustion externes). Nous pouvons fabriquer des tuyaux revêtus d'une couche CRA sur le diamètre extérieur. Veuillez préciser l'orientation lors de votre commande.

Q4 : Effectuez-vous des essais de traction ou de fluage à haute température ?
R : Nous ne les incluons pas systématiquement, mais nous pouvons fournir des échantillons de taille réduite prélevés sur un tube extrudé (méthode destructive) moyennant un supplément. Pour les essais de fluage supervisés par un tiers, veuillez prévoir un délai supplémentaire (4 à 6 semaines) et un coût additionnel.

Q5 : Quel métal d'apport doit être utilisé pour le soudage d'un tuyau revêtu de T91+alliage 28 ?
A : Pour la passe de fond (couche à couche), utiliser un métal d'apport en alliage 625 (ERNiCrMo-3) ou en alliage 59. Pour les passes de remplissage (âme T91 à T91), utiliser un métal d'apport T91 correspondant (E9015-B9 ou équivalent). Nous recommandons un mode opératoire de soudage (MOS) qualifié pour chaque joint réalisé sur chantier ; Womic peut fournir un exemple de MOS sur demande.

Q6 : Le revêtement en alliage 28 répond-il à la norme NACE MR0175 pour les services en milieu corrosif ?
R : Oui. L'alliage 28 (UNS N08028) est homologué NACE MR0175 / ISO 15156 pour une utilisation jusqu'à 450 °C en milieu corrosif. Il résiste à la fissuration par corrosion sous contrainte (SSC) et à la fissuration induite par l'hydrogène (HIC). Il peut être utilisé sous haute pression partielle de H₂S.

Q7 : Le tuyau plaqué est-il disponible avec des extrémités biseautées et un revêtement CRA ?
R : Oui. Angle de chanfrein standard de 30 à 35° avec une profondeur de 1,6 mm. Nous pouvons appliquer une couche de protection (alliage 28 ou alliage 625) sur la face chanfreinée, d'une épaisseur d'environ 2 à 3 mm, afin d'éviter la dilution du revêtement lors du soudage sur site.

Q8 : Quels sont les diamètres extérieurs et les épaisseurs de paroi courants pour les tubes de chaudières à biomasse ?
A : Diamètre extérieur typique : 51 à 76 mm, épaisseur du noyau : 5 à 8 mm, épaisseur de la gaine : 2 à 2,5 mm. Veuillez nous contacter pour nous faire part de vos besoins spécifiques en matière de dimensions.

Q9 : L'absorption de carbone du T91 dans l'alliage 28 pendant l'extrusion est-elle un problème ?
R : Non. Le procédé d'extrusion crée une zone de diffusion très étroite (généralement de 5 à 10 μm). La composition de l'alliage 28 reste conforme aux spécifications ; nous la vérifions par PMI. Le risque de sensibilisation est négligeable.

Q10 : Pouvez-vous fournir des certificats EN 10204 Type 3.2 pour ce tuyau revêtu ?
R : Oui. Nous pouvons organiser une inspection par un organisme tiers, tel que TÜV, BV, DNV ou SGS. Veuillez le préciser lors de votre commande.