Sélection du matériau pour les vannes cryogéniques

Sélection des matériaux pour les vannes cryogéniques

Les fluides de travail des vannes cryogéniques sont non seulement froids, mais aussi souvent toxiques, inflammables ou explosifs, ainsi que très perméables. Cela dicte de nombreuses exigences particulières pour les matériaux des vannes. Les propriétés mécaniques de l'acier à des températures cryogéniques diffèrent de celles à température ambiante. Outre la résistance, la caractéristique de performance la plus importante de l'acier cryogénique est sa ténacité au choc à basse température. Cette ténacité au choc à basse température est liée à la température de transition fragile du matériau ; plus la température de transition fragile est basse, meilleure est la ténacité au choc à basse température. Les métaux avec un réseau cubique centré, comme l'acier au carbone, subissent une fragilité à basse température, tandis que la ténacité au choc des métaux avec un réseau cubique à faces centrées, comme l'acier inoxydable austénitique, est largement insensible aux basses températures.

Les matériaux utilisés pour les composants résistant à la pression, tels que le corps et le chapeau des vannes cryogéniques, utilisent généralement des matériaux résistants avec une bonne résistance à basse température. Des facteurs tels que la soudabilité, l'usinabilité, la stabilité et la rentabilité doivent également être pris en compte. Les entreprises d'ingénierie conçoivent généralement pour des nuances à basse température de -46°C, -101°C et -196°C. L'acier au carbone à basse température est généralement utilisé pour la nuance à basse température de -46°C, tandis que l'acier inoxydable austénitique de la série 300 est généralement utilisé pour les nuances à basse température de -101°C et -196°C. Ce type d'acier inoxydable a une résistance modérée, une bonne ténacité et de bonnes propriétés de traitement. Selon ASMEB31.3, la température la plus basse applicable des matériaux couramment utilisés pour les vannes à basse température.