CH268910A

CH268910A - Procédé pour l'assemblage par soudure de corps creux destinés à recevoir un fluide corrosif sous pression.

Info

Publication number: CH268910A
Authority: CH
Inventors: Societe Francaise Des C Wilcox
Original assignee: Const Babcock & Wilcox Soc Fr
Priority date: 1940-02-01
Filing date: 1947-12-17
Publication date: 1950-06-15

Description


  Procédé pour l'assemblage par soudure de corps creux destinés à recevoir  un fluide corrosif sous pression.    La présente invention a pour objet un  procédé pour l'assemblage par soudure de  corps creux en aciers spéciaux destinés à     rece-          v;oir    un fluide corrosif sous pression.

   Souvent  ces corps creux sont soumis à des tempéra  tures qui amènent le métal dans sa zone de  fragilité et il est nécessaire que la     soudure;     réponde à deux conditions: elle doit être de       nature    à résister à la corrosion au contact  avec le fluide; elle doit pouvoir résister aux  efforts mécaniques aux températures considé  i     ées.    De plus, la soudure d'aciers spéciaux  risque d'entraîner la formation dei criques à  la base de la rainure de soudure et il est dési  rable d'éviter ces criques qui constituent des  zones d'infiltration du fluide et des amorces  de rupture.  



  Le procédé qui fait l'objet de l'invention  permet     d'effectuer    la soudure de corps creux  en aciers spéciaux en satisfaisant à ces con  ditions. Il est caractérisé en ce qu'on raccorde  lesdits corps creux par un     appolrt    de soudure  clé composition semblable à celle de ces corps  creux et déposée dans une rainure seulement  dans la. région     voisine,    de leur paroi interne et  en ce qu'on complète la soudure sur le reste  de l'épaisseur par apport d'un alliage dont la  résistance mécanique est     suffisante        polar    sup  porter les tensions dues au fluide sous pres  sion.  



  On     décrira    dans ce qui suit, et en se réfé  rant au dessin ci-annexé, deux exemples d'ap  plication du procédé selon l'invention.    La     fig.    1 est une vue en coupe d'un élé  ment comprenant un collecteur et un tube  qui lui est soudé, le bout du tube n'étant  représenté qu'en partie.  



  La     fig.    2 est une vue fragmentaire mon  trant une section dans la région de la sou  dure.  



  La     fig.    3 est une coupe transversale d'une  autre soudure.  



       Dans    l'exemple d'application choisi et re  présenté à titre d'indication à la     fig.    1, les  deux pièces à assembler sont constituées par  un collecteur 10 et un bout de tube 11 relié  par une soudure circulaire 12 déposée dans  une rainure formée entre la paroi du collec  teur et un chanfrein à 450 du tube. Le tube  et le collecteur sont en acier à forte teneur  en chrome dépassant environ 20 0/0 et pré  sentant une grande résistance à la corrosion  même sous pression et à des températures éle  vées. Pour la soudure du tube et du collec  teur, on peut fermer le fond de rainure par  une bague 13 placée dans le tube à la hauteur  du joint et s'appliquant contre la paroi de  ce tube.  



  La partie de la soudure qui réunit les deux  pièces à assembler dans la région voisine de  la paroi interne est constituée par un alliage  dont la composition et les caractéristiques de  résistance à la corrosion sont comparables à  celles des alliages qui constituent les pièces  10 et 11 à assembler. Dans l'exemple d'appli  cation représenté à la     fig.    2, on dépose au      fond de la rainure au contact de la bague 13  un cordon de soudure 14     qui    bouche la rai  nure, puis au     moins    un autre cordon de sou  dure tel que 15 pour- s'assurer que la jonc  tion des parois est bien obtenue et éviter le  risque de percer la couche déposée au     cours     des dépôts ultérieurs.

   De toute façon, cette  soudure par alliage résistant à la corrosion  est limitée au fond seulement de la rainure.  La partie supérieure de la rainure est remplie  par un apport dé soudure constituée par un  alliage     différent    et dont le seul but est d'as  surer la résistance mécanique de, la soudure.  En général, on utilisera     -Lm    alliage de moin  dre teneur en chrome.  



  Dans l'exemple d'application représenté à  la     fig.    3, et plus particulièrement pour     éviter     les criques dans le fond de la     rainure    ména  gée entre les bords des pièces 16 et 17 à assem  bler; on forme des talons 18 par apport     d'un          alliage    résistant à la     corrosion    de même com  position que     l'alliage    des parois à réunir.

   La  rainure de. soudure     comportant    dans le fond  au     moins        deux    cordons de soudure 19 en mé  tal résistant à la corrosion est comblée dans  sa partie externe par un alliage 20 dont la  composition est différente et qui doit prin  cipalement assurer la résistance mécanique  de l'assemblage.  



  A titre d'exemple, on indiquera les com  positions des alliages pour la soudure de     corps     creux devant résister à la corrosion par des  fluides     corrosifs    sous pression et à des tem  pératures comprises entre 315 et 5380 C. Une  composition appropriée du     collecteur    et du  tube est la suivante:

    
EMI0002.0018     
  
    C <SEP> 0,200/o
<tb>  Mn <SEP> 1,50%
<tb>  S <SEP> 0,025%
<tb>  P <SEP> 0,0250/o
<tb>  Si <SEP> 0,75%
<tb>  Ni <SEP> 1,020/0
<tb>  Cr <SEP> 26 <SEP> à <SEP> 30 <SEP> 0/o
<tb>  N <SEP> 0,12 <SEP> à <SEP> 0,25 <SEP> 0/o
<tb>  Fe <SEP> complément <SEP> à <SEP> 100 <SEP> 0/o       .     La=    baguette de soudure utilisée pour la  dépôt- des cordons au fond de la rainure peut    être une électrode pour soudure à l'arc élec  trique et avoir la composition suivante:

    
EMI0002.0020     
  
    C <SEP> 0,10 <SEP> à <SEP> 0,15 <SEP> 0/0
<tb>  Mn <SEP> 0,60 <SEP> à <SEP> 0,70 <SEP> %
<tb>  Si <SEP> 0,40 <SEP> à <SEP> 0,60 <SEP> 0/o
<tb>  Cr <SEP> 28 <SEP> à <SEP> 30 <SEP> 0/0
<tb>  Ni <SEP> 3,5 <SEP> à <SEP> 4,5 <SEP> 0/o
<tb>  N <SEP> 0,15 <SEP> à <SEP> 0,17 <SEP> 0l0
<tb>  Fe <SEP> complément <SEP> , <SEP> à <SEP> 100 <SEP> 0/0       La, teneur en     nickel    est supérieure à 30/o  et, de préférence, de l'ordre de 40/o, et la  teneur en chrome est comparable à celle des  pièces à souder.

   Cette baguette sera recou  verte d'un fondant ayant, par     exemple,    la  composition suivante:  
EMI0002.0023     
  
    Si02 <SEP> 20 <SEP> à <SEP> 35 <SEP> 0/0
<tb>  Fe20'3 <SEP> '2 <SEP> à <SEP> 8 <SEP> 0/0
<tb>  A1.203 <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 6(1/o
<tb>  M113011 <SEP> 3 <SEP> à <SEP> 101/o
<tb>  CaO <SEP> 25 <SEP> à <SEP> 501/o
<tb>  <B>MgO</B> <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 5,1/o
<tb>  F <SEP> 5 <SEP> à <SEP> 251/o
<tb>  C02 <SEP> 11 <SEP> à <SEP> 221/o
<tb>  Na2O <SEP> 2 <SEP> à <SEP> 6 <SEP> 0/0
<tb>  Cr203 <SEP> environ <SEP> 0,3 <SEP> 0/o
<tb>  De <SEP> préférence, <SEP> la <SEP> chaux <SEP> dépasse <SEP> 300/o.

         Une composition appropriée pour la ba  guette de soudure pour le restant de la sou=  dure est la suivante  
EMI0002.0024     
  
    C <SEP> <B>0,080/0</B>
<tb>  Mn <SEP> 0,461)/o
<tb>  si <SEP> 0,551/o
<tb>  Cr <SEP> 7,160/o
<tb>  S <SEP> <B>0,0180/0</B>
<tb>  P <SEP> 0,0200/0
<tb>  Mo <SEP> 0,470/o
<tb>  Fe <SEP> complément <SEP> à <SEP> 100 <SEP> 0/0       Cette composition peut varier dans" les as  limites suivantes:

    
EMI0002.0025     
  
    C <SEP> jusqu'à <SEP> 0,10 <SEP> 0/o
<tb>  Mn <SEP> 0,40 <SEP> à <SEP> 0.,60 <SEP> 0lo
<tb>  si <SEP> 0,40 <SEP> à <SEP> 0,60 <SEP> 0/o
<tb>  Cr <SEP> 5 <SEP> à <SEP> 10 <SEP> 0/o       
EMI0003.0000     
  
    <B>Mo</B> <SEP> 0,40 <SEP> à <SEP> 0,60 <SEP> 0/o
<tb>  S <SEP> jusqu'à <SEP> 0,025 <SEP> 0/o
<tb>  P <SEP> jusqu'à <SEP> 0,025 <SEP> 0/o
<tb>  Fe <SEP> complément <SEP> à <SEP> 100 <SEP> 0/o       On voit que la teneur en chrome est très  inférieure à celle du métal des éléments à       assembler;    on adoptera généralement 6 à 8 0/o:  L'alliage contient généralement environ 1/2%  de molybdène.  



  La soudure peut être également déposée  par arc électrique, la baguette étant enrobée  d'un fondant dont la composition est la sui  vante:  
EMI0003.0002     
  
    SiO2 <SEP> 20 <SEP> à <SEP> 351/o
<tb>  Fe2O3 <SEP> 2 <SEP> à <SEP> 8 <SEP> 0/0
<tb>  A120 <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 6 <SEP> 0/0
<tb>  Mn20 <SEP> 3 <SEP> à <SEP> 101/o
<tb>  CaO <SEP> 25 <SEP> à <SEP> 50%
<tb>  <B>MgO</B> <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 5 <SEP> 0/o
<tb>  F <SEP> 5 <SEP> à <SEP> 251/o
<tb>  C02 <SEP> 11 <SEP> à <SEP> 221/o
<tb>  Na2O <SEP> 2 <SEP> à <SEP> 6 <SEP> 0/0
<tb>  Ti02 <SEP> jusqu'à <SEP> 30%       De préférence, la chaux dépasse 30 0/o et  l'oxyde de titane dépasse 3 0/0.  



  On croit     que    la très grande trempe à l'air  caractéristique des cordons placés     au;    fond de  la rainure est diminuée par l'utilisation d'une  baguette de soudure dont l'enrobage est à  base de chaux et d'oxyde de titane.  



  La soudure une fois effectuée, on soumet  l'ensemble à     un    traitement à chaud suivi d'un  rapide refroidissement à partir d'une tem  pérature comprise entre 677 et 746  C. Quand  l'alliage des cordons placés au fond du la rai  nure est brusquement refroidi à partir     d'une     telle température, il     conserve    sa résistance à  la corrosion sans augmentation exagérée de  sa dureté ni diminution excessive de sa duc  tilité. Cependant, la résistance mécanique est  assurée principalement par l'alliage consti  tuant le reste de la soudure. Il conserve au  cours de ce traitement de bonnes qualités de  ductilité. Le refroidissement peut être effec  tué par trempage à l'eau.

      En service, dans une gamme de tempéra  tures comprises entre 315 et 533  C, seul       l'alliagei    déposé     att    fond -de la rainure pré  sente une certaine fragilité. Il y a lieu de  noter que le traitement thermique envisagé  comporte un brusque refroidissement dans  la zone de formation de carbures de l'alliage  déposé au fond de la rainure. Après ce trai  tement, la formation de carbure de chrome  dans les cordons du fond est réduite au mi  nimum ou sensiblement éliminée, car la durée  de l'opération de refroidissement est trop  courte pour qu'il puisse se     former    d'une     fa-          @on    appréciable.

Claims

REVENDICATION: Procédé pour l'assemblage par soudure de corps creux en aciers spéciaux destinés à rece voir un fluide corrosif sous pression, carac térisé en ce qu'on raccorde les deux corps creux par un apport de soudure de composi tion semblable à celle de ces corps creux et déposée dans une rainure seulement dans la région voisine de leur paroi interne et en ce qu'on complète la soudure sur le reste de l'épaisseur par apport d'un alliage dont la résistance mécanique est suffisante pour sup porter les tensions dues au fluide sous pres sion. SOUS-REVENDICATIONS 1.

Procédé suivant la revendication, carac térisé @en ce qu'on forme des talons au fond de ladite rainure par apport sur les corps à assembler de soudure de même nature que l'alliage résistant à la corrosion qui constitue ces corps à assembler par soudure. 2. Procédé suivant la revendication, ca ractérisé en ce, qu'on utilise comme soudure au fond de la rainure un acier contenant 27 à 30 0/o de chrome sous forme de baguette en robée d'un fondant contenant plus de 30 0/o d'oxyde de calcium. . 3. Procédé suivant la revendication, ca ractérisé en ce qu'on utilise comme soudure pour le dessus de la rainure un acier conte nant 5 à 10 0/o de chrome sous forme de ba guette enrobée d'un fondant contenant de l'oxyde de calcium et de l'oxyde de titane. 4.

Procédé suivant la revendication, ca ractérisé en ce qu'on utilise comme soudure pour le dessus de la rainure un acier con tenant environ 1/21/o de molybdène. 5. Procédé suivant la revendication et les sous-revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'on traite ensuite à chaud l'ensemble des corps creux sondés, puis, finalement, le re froidit brusquement à partir d'une tempé rature comprises entre 677 et 745 C, supé rieure à celle qui correspond à la formation de carbures, afin d'éviter la formation de carbure de chrome.