Comment déterminer la qualité des tubes en acier inoxydable 304 et des tubes en acier inoxydable 316L ?

Pour déterminer la qualité des tubes en acier inoxydable 304 et 316L, il est nécessaire de prendre en compte six aspects : la composition matérielle, l'apparence et l'état de surface, la précision dimensionnelle, les propriétés mécaniques, la résistance à la corrosion et la vérification du procédé. Les détails sont les suivants : 

1. Vérification de la composition matérielle

1. Analyse spectrale : Utilisez un spectromètre portable pour détecter la teneur en éléments et comparer avec la norme nationale (GB/T 24511) :

304 : C ≤ 0,08%, Cr = 18 - 20%, Ni = 8 - 10,5%, et il ne devrait pas y avoir d'impuretés excessives de S et de P (S ≤ 0,03%, P ≤ 0,045%). 

316L : C ≤ 0,03%, Cr = 16 - 18%, Ni = 10 - 14%, Mo = 2 - 3%. Le point clé est de confirmer si la teneur en Mo répond aux normes (le manque de Mo réduira considérablement la résistance à la corrosion). 

2. Identification par étincelles : Le 316L contient du Mo, donc l'extrémité de ses étincelles est plus courte et a moins de branches. Le 304 a une extrémité légèrement plus longue et une luminosité légèrement plus faible (une comparaison avec des échantillons de référence est nécessaire). 

II. Apparence et qualité de surface

1. Inspection visuelle :

La surface du tube de haute qualité doit être lisse, sans fissures, plis, cicatrices ou bulles. Les soudures (le cas échéant) doivent être uniformes et pleines, sans sous-coupe (profondeur ≤ 0,5 mm), fusion incomplète ou autres défauts. 

La paroi interne du tube 316L peut présenter une légère couleur grisâtre-noire en raison de l'oxydation de l'élément Mo, mais il ne doit pas y avoir de couche d'oxyde ou de rouille grave (la surface du 304 doit avoir un lustre métallique argenté-blanc). 

2. Test de décapage : Essuyez la surface avec une solution d'acide chlorhydrique à 5 %. Pour le 304, il ne devrait pas y avoir de traces de corrosion évidentes ; pour le 316L, qui contient du Mo, la résistance à la corrosion est plus forte et le taux de corrosion doit être inférieur de plus de 30 % à celui du 304. 

III. Inspection de la précision des dimensions

1. Diamètre extérieur et épaisseur de paroi : Mesurés à l'aide d'un pied à coulisse. L'écart doit être conforme à la norme GB/T 17395 :

Pour les diamètres extérieurs ≤ 50 mm, l'écart autorisé est de ±0,3 mm ; pour les diamètres extérieurs > 50 mm, ±0,8 % du diamètre extérieur. 

Lorsque l'épaisseur de la paroi est ≤ 4 mm, l'écart est de ±0,3 mm ; lorsque l'épaisseur de la paroi est > 4 mm, il est de ±7,5 % de l'épaisseur de la paroi (pour le 316L, en raison de la grande difficulté de fusion, la tolérance pour l'épaisseur de la paroi peut être légèrement plus stricte que celle du 304). 

2. Rectitude : Utilisez une règle pour aligner avec la paroi du tube. La courbure par mètre doit être ≤ 1,5 mm, et la courbure totale sur toute la longueur doit être ≤ 0,15 % de la longueur totale. 

IV. Essais de performance mécanique

1. Essai de traction :

304 : Résistance à la rupture en traction ≥ 205 MPa, résistance à la traction ≥ 520 MPa, allongement ≥ 40 %.

316L : Résistance à la rupture en traction ≥ 170 MPa (en raison de la faible teneur en carbone, la résistance est légèrement inférieure à celle du 304), résistance à la traction ≥ 480 MPa, allongement ≥ 40 %. 

2. Essai de dureté : L'essai est effectué à l'aide d'un duromètre Rockwell (HRB). Les valeurs de dureté du 304 et du 316L doivent être ≤ 90 HRB. Si la dureté des tubes recuits est > 100 HRB, il peut y avoir un durcissement par écrouissage ou un traitement thermique inapproprié. 

V. Vérification de la résistance à la corrosion

1. Essai de corrosion intergranulaire (GB/T 4334) :

Après avoir immergé le tube 304 dans l'acide oxalique, la microstructure ne devrait pas avoir de rainures de corrosion intergranulaire ; pour le 316L, en raison de sa conception à ultra-basse teneur en carbone, la tendance à la corrosion intergranulaire est nettement inférieure à celle du 304. Le taux de perte de masse après l'essai devrait être inférieur à 0,5 g/m². 

2. Essai de corrosion par piqûres : L'échantillon est immergé dans une solution de FeCl₃ à 6 % pendant 24 heures. La profondeur des piqûres de corrosion du 304 devrait être ≤ 0,1 mm, tandis que pour le 316L (qui contient du Mo), la profondeur des piqûres de corrosion devrait être ≤ 0,05 mm (une différence d'environ 50 %). 

VI. Inspection des performances de transformation

1. Essai de compression (GB/T 241) : L'éprouvette est comprimée jusqu'à 1/3 de son diamètre extérieur. Aucune fissure ne devrait apparaître à la soudure (La ductilité du 316L est légèrement meilleure, et l'incidence des fissures après compression est de 10 % à 15 % inférieure à celle du 304). 

2. Essai d'expansion : Utilisez un poinçon de 45° pour élargir l'ouverture jusqu'à un diamètre extérieur 1,2 fois la taille originale. Tant le 304 que le 316L ne devraient pas présenter de fissures pendant le processus d'expansion. En raison de la présence de Mo dans le 316L, il a une plus forte capacité de déformation plastique lors de l'expansion. 

Techniques d'identification rapide

Test magnétique : Les deux sont en acier inoxydable austénitique. Ils n'ont pas de magnétisme dans des conditions normales, mais après un traitement à froid, un faible magnétisme peut être généré (la propriété magnétique du tube tiré à froid 304 est légèrement plus forte que celle du 316L). Si l'attraction magnétique est forte, cela peut indiquer un matériau de mauvaise qualité. 

Test de solution : Ajoutez la "solution de test 304/316L". Le 304 devient incolore ou rose pâle, tandis que le 316L (en raison de la présence de Mo) montre une couleur bleu foncé (le changement de couleur doit être observé dans les 10 secondes). 

Résumé

Les tuyaux d'acier inoxydable de haute qualité doivent répondre aux normes de composition (en mettant particulièrement l'accent sur les teneurs en Cr, Ni, Mo et C), avoir une surface lisse, des tolérances dimensionnelles strictes et respecter les normes en matière de propriétés mécaniques et de résistance à la corrosion. Pour les tuyaux 316L, il est nécessaire de confirmer spécifiquement si la quantité d'élément Mo est suffisante (l'analyse spectroscopique montre que Mo devrait être ≥ 2 %), tandis que pour les tuyaux 304, il faut faire attention à ce que la teneur en carbone ne dépasse pas la limite (C ≤ 0,08 %). Lors de l'achat, les fournisseurs devraient être invités à fournir des certificats de matériau (y compris des rapports spectroscopiques), des rapports d'essais de performance mécanique et des rapports d'essais de corrosion intergranulaire. Dans les cas nécessaires, une institution de test tierce peut être chargée de refaire les tests.