Différence entre les tubes en alliage Inconel 600 et les tubes en alliage de nickel 690
Différence entre les tubes en alliage Inconel 600 et les tubes en alliage de nickel 690
Les tubes Inconel 600 et 690 sont des tubes en alliage de nickel-chrome, mais la teneur en chrome des tubes en alliage Inconel 690 (environ 30 %) est nettement supérieure à celle des tubes en alliage Inconel 600 (environ 14-17 %). Cela rend les tubes en alliage 690 plus performants dans les environnements corrosifs, en particulier dans les solutions caustiques et les acides. Pour cette raison, dans les générateurs de vapeur nucléaires, 690 tubes en alliage ont largement remplacé 600 tubes en alliage pour prévenir la fissuration par corrosion sous contrainte (SCC). Bien que les tubes en alliage 600 aient une bonne résistance à haute température et à l'oxydation, la teneur plus élevée en chrome des tubes en alliage 690 leur confère une résistance supérieure à la corrosion. Cependant, en raison de comportements de passivation différents, les tubes en alliage 600 peuvent mieux fonctionner dans certaines conditions hautement alcalines.
Quelles sont les applications de l’alliage INCONEL 690 ?
Dans diverses eaux à température élevée, l'alliage 690 présente de faibles taux de corrosion et une excellente résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte. Par conséquent, l’alliage 690 est largement utilisé dans les tubes, les chicanes, les plaques tubulaires et divers composants matériels des centrales nucléaires des générateurs de vapeur.
Le tube Inconel 600 est un tuyau haute-performance fabriqué à partir d'un alliage de nickel-chrome-fer (Inconel 600), spécialement conçu pour le transport de fluides dans des environnements à température extrêmement élevée-et hautement corrosifs (tels que les chlorures, les alcalis et divers milieux acides et alcalins) jusqu'à environ 1 150 degrés. Grâce à son excellente résistance aux températures élevées, à l'oxydation et à la fissuration par corrosion sous contrainte, il est largement utilisé dans des domaines critiques tels que les générateurs de vapeur des centrales nucléaires, les fours de craquage pétrochimique, les équipements de traitement thermique et les processus chimiques. C'est une solution fiable lorsque l'acier inoxydable ne suffit pas, mais à un coût nettement plus élevé.
Le tube Inconel 690 est un type spécial de tube fabriqué à partir d'un alliage à haute teneur en -chrome-nickel- (Inconel 690). Son principal avantage réside dans sa résistance supérieure aux fluides aqueux à haute -température et haute-pression, en particulier à la fissuration par corrosion sous contrainte. En augmentant la teneur en chrome à environ 29 %, il fonctionne exceptionnellement bien dans des environnements extrêmement corrosifs tels que les tubes de transfert de chaleur des générateurs de vapeur dans les réacteurs à eau sous pression des centrales nucléaires, le retraitement du combustible usé et les alcalis caustiques à haute concentration - (tels que l'hydroxyde de sodium). C'est un matériau clé pour assurer la sûreté nucléaire et la fiabilité des procédés chimiques, offrant des performances supérieures à l'alliage 600 dans des milieux spécifiques, mais à un coût plus élevé.
Les principales différences entre les tuyaux Inconel 600 et Inconel 690
Composition chimique des tuyaux Inconel 600 et Inconel 690 :
| Élément | Tube Inconel 600 (ASTM B167 / B163) | Tube Inconel 690 (ASTM B167 / B163) |
|---|---|---|
| Nickel (Ni) | Supérieur ou égal à 72,0 % | Supérieur ou égal à 58,0 % |
| Chrome (Cr) | 14.0 - 17.0 % | 27.0 - 31.0 % |
| Fer (Fe) | 6.0 - 10.0 % | 7.0 - 11.0 % |
| Carbone (C) | Inférieur ou égal à 0,15 % | Inférieur ou égal à 0,05 % |
| Manganèse (Mn) | Inférieur ou égal à 1,00 % | Inférieur ou égal à 0,50 % |
| Silicium (Si) | Inférieur ou égal à 0,50 % | Inférieur ou égal à 0,50 % |
| Soufre (S) | Inférieur ou égal à 0,015 % | Inférieur ou égal à 0,015 % |
| Cuivre (Cu) | Inférieur ou égal à 0,50 % | Inférieur ou égal à 0,50 % |
| Aluminium (Al) | – | Inférieur ou égal à 0,50 % |
| Titane (Ti) | – | Inférieur ou égal à 0,50 % |
| Cobalt (Co) | – | Inférieur ou égal à 0,10 % |
| Phosphore (P) | Inférieur ou égal à 0,015 % | – |
Inconel 600 :Nickel supérieur (min 72%), chrome inférieur (14-17%).
Inconel 690 :Moins de nickel (min 58 %), beaucoup plus de chrome (jusqu'à 31 %).
Résistance à la corrosion des tuyaux Inconel 600 et Inconel 690
| Environnement / Type de corrosion | Tube Inconel 600 | Tube Inconel 690 |
|---|---|---|
| Principe général | Bonne résistance générale à la corrosion dans les environnements oxydants et alcalins à haute température. | Excellente résistance spécialement adaptée aux environnements aqueux oxydants et à -température élevée, en particulier là où la fissuration par corrosion sous contrainte présente un risque. |
| Fissuration par corrosion sous contrainte de chlorure (Cl-SCC) | Sensible.Sujet aux défaillances dans les solutions de chlorure chaudes et concentrées. Non recommandé pour l'eau de mer ou les flux de processus à forte teneur en chlorure. | Excellente Résistance.Très résistant grâce à sa forte teneur en chrome (~30%). Une des principales raisons de son développement et de son utilisation. |
| Fissuration caustique et corrosion | Excellent.Très résistant aux produits caustiques concentrés chauds (NaOH, KOH) et aux hydroxydes fondus. Une application primaire. | Excellent à Supérieur.Encore plus résistant que l'Inconel 600 dans les environnements caustiques sévères, notamment sous contrainte. |
| Eau et vapeur à haute température- | Bonne résistance, mais a historiquement montré une sensibilité àfissuration par corrosion sous contrainte intergranulaire (IGSCC)dans de l'eau oxygénée de haute-pureté (par exemple, générateurs de vapeur nucléaires). | Norme supérieure/industrielle.Spécialement développé pour remplacer l'alliage 600 dans les générateurs de vapeur nucléaires. Résistance exceptionnelle à l'IGSCC et à la corrosion générale dans l'eau à haute-température et haute-pureté. |
| Acides oxydants | Bonne résistance à l'acide nitrique (HNO₃) à des concentrations et températures modérées. | Excellent.Résistance supérieure aux acides nitriques, nitreux et autres acides oxydants en raison de sa teneur élevée en chrome. |
| Acide sulfurique | Résistance faible à modérée, selon la concentration et la température. | Meilleure résistance que 600 dans de nombreuses concentrations d’acide sulfurique, notamment lorsque des impuretés oxydantes sont présentes. |
| Acide phosphorique | Résistance modérée. | Résistance bonne à excellente, supérieure à 600 dans de nombreuses conditions. |
| Oxydation à haute-température | Excellent.Force primaire. Excellente résistance à l'oxydation jusqu'à ~1175 degrés grâce à la formation de tartre Cr₂O₃. | Excellent.Résistance à l’oxydation similaire ou légèrement supérieure à celle du 600 à très haute température en raison d’une teneur plus élevée en chrome. |
Inconel 600 :Idéal pour les environnements d'oxydation, de carburation et de chlorure à haute-température.
Inconel 690 :Excellente résistance à de nombreux acides oxydants (comme nitrique, fluorhydrique) et sels grâce à sa teneur élevée en Cr.
Fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) :
Inconel 600 :Sensible au SCC dans certains environnements (comme l'eau à haute température-avec des produits caustiques), ce qui conduit à son remplacement par 690.
Inconel 690 :Résistance au SCC généralement supérieure, en particulier dans les applications nucléaires.
Comparaison des applications : tube Inconel 600 par rapport au tube Inconel 690
| Industrie/Domaine d'application | Tube Inconel 600 | Tube Inconel 690 |
|---|---|---|
| Principe d'application de base | Sélectionné pourrésistance à l'oxydation à haute-température, résistance générale à la corrosion et stabilité dans des environnements non-aqueux et à haute-chaleur élevée. | Sélectionné spécifiquement pourrésistance supérieure à la fissuration par corrosion sous contrainte et à la corrosion générale dans des environnements chimiques aqueux et oxydants à haute -température. |
| Production d'énergie nucléaire | Historiquement utilisé dans les générateurs de vapeur et les internes des réacteurs, mais en grande partie abandonné en raison de sa susceptibilité à la fissuration par corrosion sous contrainte. | Norme moderne. Tubes de générateur de vapeur, composants internes de cuve de réacteur et équipement de traitement des déchets nucléaires.Le principal remplacement de l'alliage 600 dans les REP en raison de sa résistance éprouvée à la fissuration par corrosion primaire due à l'eau. |
| Chimie & Pétrochimie | Tubes radiants de four, tubes d'échangeur de chaleur (pour services propres) et équipement pour la production de produits caustiques (NaOH). | Tubes d'échangeur de chaleur et de condenseurpour les acides oxydants agressifs (par exemple, l'acide nitrique, les acides mixtes) et les environnements caustiques sévères. |
| Traitement thermique et traitement thermique | Utilisation principale.Moufles, cornues, tubes radiants et paniers pour fours à haute -température (jusqu'à 1 175 degrés). | Utilisé dans les fours spécialisés de traitement chimique à haute température-où sont présents à la fois de la chaleur et des atmosphères oxydantes agressives. |
| Incinération et traitement des déchets | Tubes de récupération de chaleur et surchauffeurs d’incinérateurs. | Systèmes de vitrification de déchets nucléaires de haute-activité, systèmes-d'évacuation des gaz et échangeurs de chaleur pour l'incinération des déchets gravesoù la corrosion caustique et oxydante est préoccupante. |
Inconel 600 :Utilisations corrosives et à haute température ; industrie chimique.
Inconel 690 :Générateurs de vapeur nucléaires, opérations de décapage, retraitement du combustible nucléaire, applications marines.
En résumé:
Le tube Inconel 690 peut être considéré comme une version améliorée du tube 600, avec une teneur en chrome considérablement accrue, améliorant ainsi sa résistance aux environnements gravement corrosifs et oxydants. En particulier, il résout le problème de fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) présent dans les tubes en alliage 600, ce qui en fait un choix idéal pour les applications exigeantes de traitement nucléaire et chimique.
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