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 tels que la production d'énergie, la pétrochimie et la fabrication de chaudières. Fabriqué à partir d'un alliage de chrome-molybdène, ce tube en acier est obtenu par un procédé de production spécifique et se présente sous une forme tubulaire sans soudure. Il offre une excellente résistance aux hautes températures, aux hautes pressions et à la corrosion, répondant ainsi aux exigences des conditions de travail les plus extrêmes.
Chimiquement, les principaux éléments d'alliage des tubes sans soudure en acier 15CrMoG sont le chrome et le molybdène, avec une teneur en chrome d'environ 1,00 % à 1,50 % et une teneur 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, tandis que le molybdène améliore la résistance thermique et la résistance au fluage de l'acier, lui permettant de conserver de bonnes propriétés mécaniques à haute température. De plus, l'acier contient également des quantités appropriées de carbone, de silicium, de manganèse, de phosphore et de soufre, dont les teneurs sont strictement contrôlées afin de garantir les performances globales de l'acier. En ce qui concerne le procédé de fabrication, les tubes sans soudure en acier 15CrMoG sont principalement fabriqués par laminage à chaud ou par étirage à froid. Le laminage à chaud consiste à chauffer la billette d'acier à une température appropriée, à la perforer dans un laminoir à poinçonner, puis à la laminer pour obtenir un tube. Cette méthode offre une productivité élevée et convient à la production en série. L'étirage à froid, quant à lui, consiste à mettre en forme une billette laminée à chaud à l'aide de matrices à température ambiante, ce qui permet d'obtenir des tubes d'une plus grande précision et d'une meilleure qualité de surface. Quel que soit le procédé utilisé, un contrôle rigoureux des paramètres tels que la température et la déformation est indispensable pendant la production afin de garantir que la microstructure et les propriétés mécaniques du tube répondent aux exigences standard. Un traitement thermique ultérieur, comme la normalisation et le revenu, est également nécessaire pour optimiser la microstructure et les propriétés 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 en dessous de 500 °C et peuvent supporter des températures de service de courte durée jusqu'à 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 le dimensionnement des équipements haute température.
Les applications des tubes sans soudure en acier 15CrMoG sont nombreuses. 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 des centrales électriques supercritiques et ultra-supercritiques. Dans l'industrie pétrochimique, ils sont couramment employés dans les équipements haute température et haute pression, comme les réacteurs d'hydrogénation et les unités de craquage catalytique. Dans 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 les secteurs du nucléaire, de la métallurgie et de la construction mécanique. Toutes ces applications exigent des matériaux capables de fonctionner de manière stable pendant de longues périodes dans des conditions extrêmes, telles que des températures et des pressions élevées, et en milieu corrosif ; grâce à leurs performances supérieures, les tubes sans soudure en acier 15CrMoG répondent pleinement à ces exigences rigoureuses.
Comparativement à l'acier au carbone ordinaire, les tubes sans soudure en acier 15CrMoG présentent des performances nettement supérieures. Premièrement, leur résistance à haute température est plus élevée ; à température égale, leur contrainte admissible est 2 à 3 fois supérieure à celle de l'acier au carbone. Deuxièmement, leur résistance à l'oxydation est meilleure, ce qui leur confère une durée de vie plus longue en milieu vapeur à haute température. Troisièmement, leur microstructure est plus stable et ils sont moins sujets aux phénomènes de dégradation tels que la sphéroïdisation de la perlite lors d'un fonctionnement prolongé à haute température. Comparé à d'autres aciers alliés comme le 12Cr1MoVG, le 15CrMoG présente une teneur en éléments d'alliage plus faible, ce qui le rend plus économique, tout en répondant aux exigences de la plupart des conditions de fonctionnement à moyenne température et haute pression. Comparé aux aciers P91/P92 de qualité supérieure, bien que sa résistance à haute température soit légèrement inférieure, sa soudabilité et son usinabilité sont meilleures, ce qui le rend plus adapté à certaines applications spécifiques.
En pratique, le soudage des tubes sans soudure en acier 15CrMoG exige une attention particulière. La présence d'éléments d'alliage tels que le chrome et le molybdène favorise l'apparition de fissures à froid lors du soudage ; un préchauffage approprié et un traitement thermique après soudage sont donc indispensables. Généralement, la température de préchauffage est maintenue entre 150 et 200 °C, et la température entre passes ne doit pas dépasser 300 °C. Un revenu après soudage entre 680 et 720 °C est nécessaire pour éliminer les contraintes résiduelles. Les matériaux de soudage doivent être choisis avec un fil ou des électrodes compatibles avec le métal de base, tels que l'E5515-B2. De plus, l'apport de chaleur doit être contrôlé pendant le soudage afin d'éviter la surchauffe et la dégradation des performances qui en découle dans 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. En particulier, la promotion des technologies de production d'énergie supercritique et ultra-supercritique contribue à l'augmentation de la demande en tubes de chaudière haute performance. Les principaux fabricants nationaux, grâce à l'amélioration continue de leurs procédés de fabrication et de la qualité de leurs produits, sont déjà en mesure de satisfaire la majeure partie de la demande intérieure, et certains produits sont même exportés à l'international. À l'avenir, les progrès réalisés dans le domaine des matériaux permettront d'améliorer encore les performances des tubes sans soudure en acier 15CrMoG et d'étendre leurs domaines d'application.
Concernant l'utilisation et la maintenance, les tubes sans soudure en acier 15CrMoG nécessitent une inspection régulière, notamment les raccords fonctionnant à haute température et haute pression pendant de longues périodes. Il est indispensable de surveiller l'amincissement de la paroi, l'oxydation superficielle et la détérioration de la microstructure, et de remplacer le tube si nécessaire. Lors du stockage, il convient d'éviter les environnements humides afin de prévenir la corrosion ; lors du transport, des mesures de protection appropriées doivent être prises pour éviter les dommages dus aux chocs. Une utilisation et une maintenance appropriées permettent d'allonger considérablement la durée de vie du tube et d'améliorer la sécurité et la rentabilité de l'exploitation des équipements.
En résumé, le tube sans soudure en acier 15CrMoG, acier allié haute performance, joue un rôle irremplaçable dans l'industrie moderne. Sa composition d'alliage optimisée, son procédé de fabrication éprouvé et sa fiabilité en font un choix idéal pour les applications à haute température et haute pression. Avec le développement continu des technologies industrielles en Chine et les exigences croissantes en matière de performance des matériaux, le tube sans soudure en acier 15CrMoG jouera sans aucun doute un rôle important dans de nombreux secteurs, contribuant ainsi au fonctionnement sûr et efficace des équipements industriels. À l'avenir, grâce à une optimisation plus poussée de sa composition et de ses procédés de fabrication, les performances de ce matériau pourront être améliorées et ses perspectives d'application sont très vastes.
Date de publication : 24 novembre 2025