Duplex et super vannes duplex Ces vannes sont le choix standard pour les applications en eau de mer grâce à leur fabrication en acier inoxydable et en matériau duplex. L'alliage utilisé contient à la fois de la ferrite et de l'austénite, ce qui leur confère une résistance mécanique et une tenue aux chlorures accrues.
De plus, le super duplex est une version à plus haute teneur en alliage et aux performances supérieures. Il offre une meilleure résistance à la corrosion par piqûres et à la fissuration par corrosion sous contrainte due aux chlorures que le duplex standard.
Cet article explore plus en détail pourquoi un vanne papillon duplex et super vannes duplex sont idéaux pour les applications en eau de mer.
Qu'est-ce qu'une vanne papillon duplex ?
Un duplex ou vanne papillon de qualité eau de mer Il s'agit d'une vanne de régulation de débit à quart de tour. Le disque et le corps sont en acier inoxydable duplex ou super duplex.
‘Le terme ’ duplex » désigne l'alliage métallique et non le type de vanne papillon. Il s'agit d'un alliage d'acier à microstructure austénitique-ferritique.
- Acier austénitique Il offre des propriétés anticorrosives et une grande robustesse.
- Acier ferritique confère une résistance aux contraintes et à la fissuration par corrosion sous contrainte.
Ensemble, ils forment un matériau plus performant que chacun pris individuellement. Le duplex 2205 et le super duplex 2507 sont les deux qualités souvent préconisées pour les vannes papillon en eau de mer.
Quelle est la différence entre le Duplex 2205 et le Super Duplex 2507 ?
L'acier duplex 2205 et l'acier super duplex 2507 sont tous deux plus performants que l'acier inoxydable. Cependant, ils sont conçus pour des conditions d'utilisation différentes.
Leurs principales différences résident dans la composition de l'alliage, qui influe directement sur leur résistance aux attaques de chlorures.
Les vannes pour eau de mer de qualité 2205 conviennent aux environnements modérés. La version Super Duplex 2507 est conçue pour les conditions les plus agressives en eau de mer et en saumure.
Chaque note est mesurée par PREN, ce qui signifie Nombre équivalent de résistance à la piqûre. Il s'agit d'une “ note ” ou d'un score utilisé par les ingénieurs pour mesurer la capacité d'un métal à résister à la corrosion par piqûres.
Vous trouverez ci-dessous les spécifications de chaque qualité :
Duplex 2205 (UNS S31803 / S32205 : ASTM A182 F51)
- Contient 22% de chrome, 5% de nickel et 3% de molybdène.
- Atteint un PREN d'environ 35.
- La résistance à la traction est environ le double de celle de l'acier inoxydable 316L (~620 MPa contre ~480 MPa).
- Gère les eaux saumâtres, les circuits d'eau de refroidissement et les prises d'eau côtières à faible salinité.
- Un choix économique lorsque le contact avec l'eau de mer est intermittent ou que les niveaux de chlorure restent inférieurs à 10 000 ppm.
Super Duplex 2507 (UNS S32750 : ASTM A182 F53)
- Contient 25% de chrome, 7% de nickel, 4% de molybdène et 0,3% d'azote.
- Atteint un PREN d'environ 43, ce qui répond au seuil ≥40 pour un service continu en eau de mer.
- La limite d'élasticité atteint environ 550 MPa, permettant des sections de paroi plus minces et des assemblages plus légers.
- Préféré dans les trains d'alimentation haute pression d'osmose inverse (OI) fonctionnant à 55–80 bar.
- Matériau standard pour les systèmes de pompage d'eau de mer en mer, les réseaux d'eau d'incendie et les conduites d'injection d'eau produite.
L'acier inoxydable duplex est-il adapté à l'eau de mer ?
Oui, les qualités duplex et super duplex ont été spécifiquement développées pour les environnements riches en chlorures et en eau de mer.
Vannes standard en acier inoxydable 316L La corrosion commence à se manifester au-delà de 1 000 ppm de chlorures à haute température. L'eau salée contient entre 19 000 et 35 000 ppm de chlorures. Par conséquent, elle ne convient pas à une utilisation directe en eau de mer dans la plupart des applications industrielles.
La solution consiste à utiliser soit du duplex 2205, soit du super duplex 2507 en fonction du niveau de salinité.
- Le Duplex 2205 fixe la norme à un PREN d'environ 35. Il convient aux eaux saumâtres et aux prises d'eau côtières à faible salinité. Cependant, pour l'eau de mer à pleine salinité, notamment à des températures supérieures à 25 °C, les ingénieurs exigent un PREN ≥ 40.
- Le Super duplex 2507 est classé PREN ~43. Il résiste à la fissuration par corrosion sous contrainte due aux chlorures, un mode de défaillance courant pour des nuances comme le 304 et le 316L.
Comparaison de la résistance à la corrosion : matériaux courants pour vannes d’eau de mer
Le tableau ci-dessous compare les matériaux de vannes les plus couramment utilisés dans les applications d'eau de mer et de dessalement.
Un PREN plus élevé signifie une meilleure résistance à la corrosion par piqûres induite par les chlorures.
| Matériel | Cr (Chrome) % | Mo (Molybdène) % | PREN | aptitude à l'eau de mer |
|---|---|---|---|---|
| Acier inoxydable 316L | 16 à 18 ans | 2 à 3 | ~24 | Non recommandé : risque de corrosion par piqûres au-delà de 1 000 ppm de chlorure |
| Duplex 2205 | 22 | 3 | ~35 | Convient aux eaux saumâtres et aux prises d'eau côtières à faible salinité. |
| Super Duplex 2507 | 25 | 4 | ~43 | Préféré pour le service en eau de mer et en saumure à pleine concentration |
| Titane de grade 2 | — | — | N / A | Résistance supérieure : coût nettement plus élevé |
Principaux avantages des vannes duplex et super duplex
Les ingénieurs spécifient des vannes pour service en eau de mer pour les raisons suivantes :
- Résistance à la corrosion par piqûres et à la corrosion caverneuse
La forte teneur en molybdène et en azote empêche la corrosion par les chlorures au niveau des bords du disque, de la tige et des faces du siège. Ce sont les zones les plus vulnérables à la corrosion par piqûres dans les ensembles de vannes.
- Haute résistance mécanique
La limite d'élasticité du duplex 2205 est d'environ 450 MPa, contre 170 MPa pour l'acier inoxydable 316L. Ceci permet aux ingénieurs de concevoir des composants à parois plus fines sans compromettre leur résistance à la pression. On peut ainsi réduire le poids des installations de surface en mer.
- Résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte
La phase ferritique présente dans l'acier duplex interrompt la propagation des fissures. Les aciers austénitiques purs se fissurent sous l'effet combiné de contraintes de traction et d'une exposition aux chlorures. Les aciers duplex, quant à eux, ne se fissurent pas, ce qui constitue un avantage crucial pour les canalisations de dessalement haute pression.
- Coût du cycle de vie réduit
Dans les applications en milieu marin, une vanne papillon de qualité marine a une durée de vie deux fois supérieure à celle de la version en acier inoxydable 316L. La réduction des coûts de remplacement et des temps d'arrêt est cruciale en mer, où la maintenance est difficile d'accès ou très coûteuse.
- Large plage de températures de fonctionnement
Les nuances 2205 et 2507 présentent toutes deux d'excellentes performances, des températures cryogéniques jusqu'à 300 °C. Cette gamme couvre les étapes de prétraitement, d'osmose inverse et de post-traitement d'une même usine de dessalement, sans aucune modification des spécifications des matériaux des vannes.
Application des vannes de qualité marine dans les systèmes d'eau de mer
On retrouve une vanne adaptée à l'eau de mer dans de nombreux types de systèmes d'eau de mer. Voici les trois principales catégories de projets.
Usines de dessalement d'eau de mer
Les usines de dessalement représentent les applications les plus exigeantes. Les systèmes d'osmose inverse haute pression fonctionnent à 55–80 bars avec une saumure contenant plus de 40 000 ppm de chlorures. Des vannes papillon régulent le débit à chaque étape : de l'aspiration et de la filtration de l'eau de mer à l'alimentation haute pression et au rejet de la saumure. Le Super Duplex 2507 est le matériau standard pour les vannes haute pression et les vannes côté saumure.
Ingénierie offshore et sous-marine
Les plateformes offshore utilisent l'eau de mer pour leurs systèmes d'extinction d'incendie, le traitement des eaux de ballast et l'injection des eaux produites. Il s'agit d'environnements à fonctionnement continu, en immersion totale ou en zone d'éclaboussures.
Le Superduplex 2507 est le matériau requis pour les vannes d'eau de mer selon la norme NORSOK MDS D45. Ceci est important pour les projets en mer du Nord et dans le golfe Persique.
Prise et rejet d'eau côtière
Les installations municipales et industrielles côtières utilisent des vannes papillon de grand diamètre pour les prises d'eau de mer et les conduites de refroidissement. Celles-ci permettent de gérer des débits élevés à basse pression.
Le duplex 2205 convient à la plupart des prises d'eau côtières. Le super duplex 2507 est plus adapté aux centrales électriques où les températures élevées augmentent le risque de corrosion.
Application: Usage industriel, eau Usage industriel, usage domestique
Conclusion
L'eau de mer est un milieu agressif qui peut endommager les vannes classiques en acier inoxydable. Deux types de vannes sont conçus pour y résister : les vannes 2205. vannes duplex et 2507 super vannes papillon duplex.
L'acier inoxydable duplex est-il adapté à l'eau de mer ? Oui, il l'est. Mais cela dépend de la teneur en chlore de l'eau de mer, de la température et de la classe de pression.
Si vous utilisez de l'eau de mer dans des conditions normales, sans forte concentration de chlorures ni température élevée, le duplex convient parfaitement. Si vous avez besoin d'une résistance accrue à la corrosion, optez pour le super duplex.
Vanne TG Nous fabriquons et commercialisons des vannes papillon de qualité 2205 et 2507, parfaitement adaptées à l'eau de mer. Nos spécialistes maîtrisent parfaitement le choix des matériaux pour le dessalement d'eau de mer, les projets en mer et les aménagements côtiers.
Notre entreprise est certifiée ISO 9001, API 609 et CE.
