BE391709A - - Google Patents

Description

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    MEMOIRE DESCRIPTIF   Procède de fabrication de récipients ou autres appareils soumis à l'action de l'hydrogène sous pression à haute température, 
Dans la fabrication des récipients devant supporter une pression et dans lesquels ont doit exécu- ter des réactions chimiques avec de l'hydrogène, on sait qu'il faut tenir compte d'une action que produit l'hydrogène sur la matière du récipient et qui diminue les propriétés de résistance dudit récipient. Jusqu'à A 

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 présenta on avait cru pourvoir combattre ce phénomène en utilisant des additions d'alliage comme par exemple le   chroma,   le molybdène, le vanadium, etc... Dans l'appli- cation de cette méthode, on partait de l'idée que la modification des propriétés de résistance était produite par l'action de l'hydrogène sur le fer. 



   Comme les expériences du Demandeur ont pu l'établir, les hypothèses antérieures sur ce qui se passe dans les récipients, en ce qui concerne l'action sur la matière, doivent étre considérées   comme   inexactes. 



  L'hydrogène sous pression n'agit pas sur la matière métallique proprement dite, mais principalement seulement sur la substance interstitielle qui entoure les grains. 



  En conséquence, la modification du métal du récipient doit être considérée comme une dissolution des substan- ces interstitielles par suite de laquelle la texture de la masse du métal se relâche et les aciers deviennent très rapidement cassants. 



   La connaissance de ce fait sur laquelle est basée l'invention a démontré qu'il était possible de régler la composition de la matière, tout en évitant des additions d'alliage coûteux, de manière à obtenir une solidité extrêmement grande des récipients sous pression. on atteint ce but en maintenant les interstices des grains le plus possible exempts de matières qui sont modifiées   'par   l'hydrogène sous pression et en quelque sorte dissoutes   (hydrogénées).   



   Selon les expériences qui ont été faites, il faut, pour empêcher les actions nuisibles sur la substan- ce interstitielle, maintenir très faible la quantité   @   

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 totale des matières non métalliques qui accompagnent l'acier, comme les   composés-de   phosphore, de soufre et d'oxygène, auxquels il faut ajouter, dans le sens indiqué ici, également le carbone. 



   L'ensemble de ces éléments ne doit pas   dépassi   ser   0,2 %   et doit si possible rester au-dessous de 0,12 %. on a reconnu que des teneurs inférieures à environ 0,1% pour le carbone, à   0,03 %   pour le phosphore et à 0.015 pour le soufre étaient particulièrement avantageuses. Des aciers qui ont donné des résultats particulièrement favorables avaient une teneur en carbone inférieure à 0.08 une teneur en phosphore inférieure à 0,02 %   et   une teneur en soufre inférieure à   0,007   %. 



   Dans la détermination des quantités des matières non métalliques accompagnant l'acier, il faut faire en sorte que la teneur d'une partie de ces cons-   tituants   puisse âtre établie légèrement plus forte, si les autres éléments se trouvent encore, par contre, au- dessous des limites indiquées, Par exemple, la teneur en carbone peut étre légèrement plus grande   s   les teneurs en autres métalloïdes sont particulièrement basses et si l'on fait en sorte   qu'une   partie du carbone non dissous soit lié à un élément d'alliage formant un carbure, par exemple du vanadium ou du titane. 



   Les substances intertitielles qui ne sont pas attaquées par l'hydrogène sous pression et dont la présence en conséquence n'exerce selon l'invention aucune action préjudiciable, comprennent en premier lieu l'alumine. Ce constituant de l'acier possède même selon   @   

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 l'invention une aotion très précieuse.

   On a reconnu nécessaire de désoxyder considérablement l'acier exempt des substances interstitielles mentionnées plus haut et cela plus qu'il n'est généralement d'usage, car les occlusions d'oxydes se trouvant en grande partie dans les interstitices de la granulation (le fer dit "Armco ", qui En fait est techniquement trè  s pur,   mais qui con. tient néanmoins beaucoup d'oxygene, devient très rapidement   causant)*  
On peut   résoudre   de la meilleure manière le problème qui consiste à agumenter la dsoxydation andessus de la limite usuelle en faisant En sorte que l'acier contienne une certaine quantité d'aluminium. 



  L'aluminium ne joue pas   nécessairement   le rôle d'une addition d'alliage ayant pour but d'agir sur les propriétés du fer comme dans le cas où l'on veut diminuer la tendance du fer à s'oxyder à chaud. Au contraire, l'aluminium a principalement ou exclusivement pour objet de servir de moyen de fixation   sure   et stable de l'oxygène. 



   Dans ces conditions, la teneur en aluminium peut être maintenue assez faible pour que seule la partie de substance interstitielle oxydée qui ne peut pas être évitée soit principalement constituée par de   l'alumine.   C'est par suite, très important, car ainsi qu' il a été expose, l'alumine, au   contraire   de la plupart des autres produits de désoxydation, n'est pas attaquée par l'hydrogène, c'est-à-dire n'est pas hydro-   génée.   



   On peut considérer comme convenable des teneurs de   l'acier   en aluminium comprises entre 0,01 et 

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 2 %. On a marne avantage à utiliser des teneurs en aluminium plus basses, par exemple inférieures à   0,5   et   m'orne     à   0,2 % oar, si l'on ajoute des quantités d'aluminium dépassant les teneurs nécessaires à la fixation de l'oxygène, l'azote existant dans certaines réactions de l'hydrogène à haute pression, par exemple la synthèse de l'ammoniaque, donne avec l'aluminium des nitrures qui forment une couche superficielle dure et même cassante comme dansles aciers nitrurés. Si l'on maintient basse   la   teneur en aluminium, il ne se   prpduit   pas de nitruration nuisible. 



   On peut aussi utiliser des additions d'alliage en combinaison avec l'invention. Mais ces additions ne sont pas faites avec   l'intention   et dans le but   d'aug-   menter la résistance des récipients contre l'hydrogène sous pression, car cette résistance dépend uniquement, ou tout au moins en premier lieu, de la manière dont se comporte la substances interstitielle qui sépare les grains. Néanmoins, il est possible d'améliorer la résistance à la corrosion ou la résistance générale, parti-   culièrement   la résistance à chaud ou d'autres propriétés, en ajoutant des métaux d'alliage. 



   Ainsi, on peut par exemple utiliser également comme élémentsd'alliage, conformément à l'invention, le chrome, le molybdène, le vanadium, le titane, le glucinium, le cuivre, le nickel, le silicium, le manganèse, etc... Mais aussi, avec de tels aciers spéciaux, on sera toujours obligé d'observer les règles de l'invention, car s'il n'en est pas ainsi, même les aciers spéciaux deviendront oassants. (voir tableaux numériques 1 et 2). 



   Il n'est pas désavantageux d'ajouter à l'acier des éléments d'alliage qui se combinent avec la partie 

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 restante, non dissoute, si petite soit-elle, du carbone pour former un carbure. Parmi cas éléments, on peut citer par exemple le vanadium et le titane. 



   Les tableaux annexés contiennent des exemples de forme d'exécution de l'invention: ils montrent cali-   rement   que l'hydrogène sous pression agit sur la substance interstitielle de la granulation et que tous les aciers que   l'on..   utilisés jusqu'à présent pour fabriquer des récipients soumis à la pression de l'hydrogène sont de valeur inférieure aux aciers dans lesquels on a appliqué le principe qui constitue la base de l'invention., Sur ces tableaux, les exemples selon l'invention sont encadrés par un trait double. 



   . TABLEAU I-
Propriétés de résistance après   incandescence     dans   le gaz ammoniaque à unepression relative de 300 at-   mosphères   et à une température de 400 C. 



   Durée de   l'incandescence:   375 heures 
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 Composition du gaz ( 88,00 fui NE6 ( 18,75 N2 56.&5 j 56.25 ) 
 EMI6.2 
 Acier Limita d' Résistance Allongement Contractions kg/mm8¯¯¯¯¯¯kg/mm8 %¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ avantâpre aavant âpre a a.VBl'l:; a.prè8 avant après E. 132 21,6 85,6 .6.6 47,6 15,8 10,1 49 33 G Y 11 33,2 25,5 47,6 45,5 25,0 4,5 71 4 Sicromal 47,7 48,5 55,4 55,0 17,9 17,5 78 72 - 8,gs - -q - 55,0 - 17,5 .. 78 
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 ANALYSE'en%) 
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Influence de l'hydrogène sur des aciers de diffé-   rentes   compositions à une pression de 300 atmosphères et à 400 C. 
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  Temps <SEP> de <SEP> Limite <SEP> d'étirage <SEP> Résistance <SEP> la <SEP> Allongement <SEP> Striction
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 Acier au chrome'[ , , U,U8U Acier sbmo 0#69 0,03 0,035 - . 0,18 Acier Siar, 0,06 0,017 0,004 5,8 0$86 0040

Claims (1)

1. REVENDICATIONS.

   1)- Procédé de fabrication de récipients ou autres appareils soumis à Inaction de 1'hdrogène sous pression à haute température, caractérisé par le fait que l'acier ne contient que de petites quantités de cons- tituants non métalliques qui passent dans la substance interstitielle séparant les grains et que la quantité globale de carbone, d'oxygène, de phosphore et de soufre ne dépasse pas 0,2%.

   2)- Procédé selon la revendication 1 caracté- risé par le fait que la quantité globale de carbone, d'oxygène, de phosphore et de soufre est inférieure à 0,12%.

   3)- Procédé selon la revendication 1, carace- térisé par le fait que l' acier possède une teneur en carbone inférieur à 0,09 , une teneur en phosphore inférieure à 0,025 et une teneur en soufre inférieure à 0,007 % .

   4) -Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'acier est désoxydé plus qu' il n'est d'usage.

   5)- Procédé selon la revendication 4, carac- térisé par le fait qu'on utilise également de l'aluminium comme agent de désoxydation.

   6)- Procédé selon la revendication 5, carac- térisé par le fait que l'aluminium est utilisé en quantité inférieure à 2 .

   7)- Procédé selon la revendication 5, carac- térisé par lefait que la teneur en aluminium est inférieure à 0, 5 $ et marne de préférence à 0.2 %.

   8)- Procédé selon la revendication L ou les suivantes, caractérisé par le fait qu'on choisit des constituants d'alliage qui,, comme le vanadium, le titane, @ <Desc/Clms Page number 9> le tungstène, le chrome et le molybdène, tendent à mettre le carbone sous forme de carbure* 9)- Procédé sel on la revendication 1, caractéri sé par le fait qu'on ajoute comme autres oonstituants d'alliage :

   EMI9.1 <tb> <tb> du. <SEP> chrome <SEP> jusqu'à <SEP> 18% <tb> du <SEP> molybdène <SEP> " <SEP> 1,2% <tb> du <SEP> vanadium <SEP> " <SEP> 0,6% <tb> du <SEP> titane <SEP> " <SEP> 0,4% <tb> du <SEP> cuivre <SEP> " <SEP> 3,05 <tb> EMI9.2 du gluo1nium " 0, 6 # EMI9.3 <tb> <tb> du <SEP> nickel <SEP> " <SEP> 10% <tb> du <SEP> manganèse <SEP> " <SEP> 2% <tb> du <SEP> silicium <SEP> " <SEP> 3% <tb> du <SEP> tungstène <SEP> " <SEP> 1% <tb> dansle brut d'obtenir l'action particulière de ces éléments, en combinaison avec la composition qui est réglée pour protéger la substance interstitielle de granulation.

   10)- Récipients et appareils fabriqués selon EMI9.4 le procédé spécifié dans la reveidication 1 et les suivantes.