FR2530653A1

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Publication number: FR2530653A1
Application number: FR8312338A
Authority: FR
Original assignee: JGC Corp
Current assignee: JGC Corp
Priority date: 1982-07-26
Filing date: 1983-07-26
Publication date: 1984-01-27
Also published as: JPS6152350B2; US4536455A; JPS5919792A

Abstract

CE TUBE RESISTANT AU DEPOT DE CARBONE EST UN TUBE A DOUBLE COUCHE PRODUIT PAR COULEE CENTRIFUGE, QUI COMPREND UNE COUCHE INTERIEURE FAITE D'UNE MATIERE METALLIQUE PARTICULIERE CONTENANT 1 A 10 EN POIDS DE AL ET UNE COUCHE EXTERIEURE FAITE D'UNE MATIERE METALLIQUE RESISTANT A LA CHALEUR. IL PEUT ETRE UTILISE DANS DES APPAREILS PREVUS POUR LE TRAITEMENT D'UN FLUIDE CONTENANT DES HYDROCARBURES, DES DERIVES D'HYDROCARBURE OU DE L'OXYDE DE CARBONE, A DES TEMPERATURES ELEVEES, ET POUR DES CANALISATIONS SERVANT A TRANSMETTRE LE FLUIDE SANS DEPOT DE CARBONE SUR SA SURFACE INTERNE, GRACE AU FAIT QUE LA SURFACE DE LA COUCHE INTERNE EST OXYDEE POUR FORMER UN FILM D'OXYDE SOLIDE CONTENANT AL AVANT ETOU PENDANT LE TRAITEMENT DU FLUIDE, LA COUCHE EXTERIEURE DU TUBE CONFERANT A CE TUBE UNE RESISTANCE MECANIQUE ET UNE DUCTILITE SUFFISANTE.

Description

La présente invention se rapporte à un tube à dou-

ble couche produit par coulée centrifuge qui est capable d'éviter ou d'atténuer le dépôt de carbone qui se produit

lorsque des hydrocarbures ou leurs dérivés subissent un cra-

quage thermique en présence ou en l'absence de vapeur d'eau,

comme on le constate dans les appareils de production d'éthy-

lène, les appareils de cokéfaction retardée et équivalents ou encore lorsqu'un fluide contenant de l'oxyde de carbone est traité à des températures élevées, comme on l'observe

1 o dans les appareils de production de gaz synthétiques, ce tu-

be devant posséder en même temps une résistance mécanique et

une ductilité suffisantes.

Les tubes utilisés dans les procédés précités pour le traitement d'un fluide contenant des hydrocarbures, Leurs dérivés ou de l'oxyde de carbone à des températures élevées, étaient habituellement faits d'acier austénitiques, d'aciers

ferritiques, d'aciers à phase double austénite-ferrite, d'a-

ciers faiblement alliés et analogues Toutefois, ces tubes présentaient un inconvénient consistant en ce qu'il peut se produire un dépôt de carbone sur la surface en contact avec le fluide à haute température pendant le fonctionnement, ce qui produisait fréquemment divers inconvénients fonctionnels tels que l'élévation de p, une-réduction du rendement de

chauffage, etc, ce qui exigeait de procéder très fréquem-

ment à ce qu'on appelle le décokage Il est évident que ceci fait obstacle au fonctionnement continu de l'appareil et, en

outre, a non seulement pour effet d'entraîner divers inconvé-

nients relatifs à la matière constituant l'appareil mais éga-

lement de grever le prix de revient du processus.

Pour éviter le dépôt de carbone dans un tel appa-

reil, on a procédé à diverses recherches Par exemple, on

trouve dans "Ind Eng Chem Proc Design and Development.

8 ( 1 > ( 1969) 25 de B L Crynes, L F Albrigt, qu'on peut supprimer dans une certaine mesure le dépôt de carbone dans les appareils de production d'éthylène en ajoutant une très petitequantité de H 2 Sà l'alimentation et certains procédés adoptent actuellement ce mode de travail mais le fait est que, étant donné que la face interne du tube de craquage utilisé dans les appareils de production d'éthylène ou équivalents est exposée à une atmosphère très oxydante, l'effet du H 25

n'était pas très grand.

En réalité, la surface interne du tube utilisé dans l'appareil mentionné plus haut, et auquel la présente inven- tion se rapporte, est revêtue de calamine Selon l'article de Lobo et autres pour le 5 ème Congrès International de la catalyse, Amsterdam 1972, on conclut que le dépôt de carbone est provoqué par les métaux de transition contenus dans le matériau de construction du tube comme Fe, Ni et analogues et que le dépôt se poursuit par le fait que les atomes de ces éléments apparaissent sans cesse, comme s'ils flottaient,

sur la surface supérieure de la couche de dépôt de carbone.

Etant donné qu'il est en réalité prouvé par les re-

cherches des demanderesses que, lorsqu'on analyse le coke dé-

posé sur la surface interne de l'élément tube de l'appareil, on peut détecter les éléments métaux de transistion tels que

Fe, Ni et analogues, on peut présumer que le dépôt de carbo-

ne peut être attribué à un apport d'éléments métaux de tran-

sition tels que Fe, Ni et analogues provoqué par la réduction de l'oxyde contenant Fe, Ni et analogues comme éléments de construction sur la surface interne du tube, ou provoqué par la diffusion des éléments métaux de transition à travers le film superficiel d'oxyde, à partir de l'intérieur de la paroi

du tube.

La présente invention réalise un élément tubulaire

d'un appareil destiné à traiter un fluide contenant des hy-

drocarbures ou leurs dérivés, ou de l'oxyde de carbone à tem-

pérature élevée, et une canalisation pour le transport de ces

fluides, qui est capable d'éviter ou de réduire considérable-

ment le dépôt de carbone tout en possédant en même temps une

résistance mécanique et une ductilité suffisantes.

En d'autres termes, la présente invention se rappor-

te à un tube à double couche produit par coulée centrifuge,

qui comprend une couche intérieure faite d'une matière métal-

lique particulière contenant 1 à 10 % en poids de Al et une couche extérieure faite d'une matière métallique résistant à

la chaleur.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion apparaîtront au cours de la description qui va suivre.

Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple,

la Fig 1 est une vue schématique explicative il-

lustrant les phases de production d'un tube à double couche produit par coulée centrifuge selon l'invention; la Fig 2 est une vue photographique illustrant une coupe du tube à double couche de l'exemple 1; la Fig 3 est une vue photographique illustrant les résultats d'essai au colorant de spécimens d'essai qui ont été soumis à un essai de flexion dans l'exemple 1;

la Fig 4 est une photographie illustrant le résul-

tat de l'essai au colorant d'un tube d'essai qui a été soumis à un essai d'aplatissement de l'exemple 1;

la Fig 5 est une photographie illustrant les ré-

sultats de l'essai au colorant de spécimens d'essai qui ont été soumis à un essai de choc thermique de 70 cycles décrit

à l'exemple 1;

la Fig 6 est une photographie illustrant l'aspect des spécimens portant un dépôt de carbone lorsqu'ils ont

été soumis à un essai de cokéfaction décrit à l'exemple 2.

La présente invention utilise une matière métalli-

que spécifique contenant 1 à 10 % en poids de Al, dont le mé-

tal de base est choisi parmi les aciers austénitiques, les

aciers ferritiques, les aciers à phase double austénite-fer-

rite, les aciers faiblement alliés, les alliages de nickel, les alliages Ni-Cr, les alliages au Co, les alliages Co-Cr et

équivalents, pour la couche intérieure du tube, qui sont ca-

pables d'empêcher ou d'atténuer le dépôt de carbone sur la surface interne du tube Dans le cas o la teneur en Al de ces matériaux métalliques est inférieure à 1 % en poids, il ne peut pas se former de film d'oxyde capable d'empêcher le

dépôt de carbone Au contraire, si la teneur en Al est supé-

rieure à 10 % en poids, la moulabilité, soudabilité et l'usi-

nabilité ultérieures décroissent Du point de vue de la sta-

bilité du film d'oxyde et de l'usinabilité du tube, il est

préférable en pratique que la teneur en Al soit dans l'inter-

valle de 4 à 8 % en poids Pour stabiliser le film plus forte-

ment, on peut facultativement ajouter une petite quantité de Ti, Nb, Zn ou d'éléments des terres rares tels que Ce, Y ou analogues. Il est possible de choisir une matière de couche extérieure faite d'un alliage convenable résistant à la cha-

leur tel que 25 % Cr 20 %, Ni HK 40 (JISSCH 22) 25 % Cr-

% Ni, HP (JIS SCH 24) 25 % Cr 35 % Ni, ou IN 519 24 % Cr 24 % Ni 1,5 % Nb ou des alliages N-Cr, des alliages

Co Cr ou des variantes de ces alliages.

Selon l'invention, les couches extérieure et inté-

rieure sont formées par coulée centrifuge.

Un mode de mise en oeuvre concret du procédé pour

produire le tube à double couches selon l'invention sera ex-

pliqué en regard de la Fig 1, comme suit.

On coule un métal fondu de formation de la couche extérieure dans la poche 1 et l'on place la poche 1 au-dessus du pot de coulée 2, placé juste devant la machine de-coulée centrifuge 4; la température du métal fondu étant maintenue au cours de cette opération à 1 450 1 6000 C A peu près en même temps, on fait couler dans la poche 3 un métal fondu de formation de la couche intérieure contenant-une quantité fixe de Al et en place la poche 3 à proximité de la poche 1, la température du métal fondu étant maintenue à 1 500 1 6500

C pendant le cours de l'opération.

Ensuite, on verse le métal fondu de formation de la

couche extérieure de la poche 1 dans la machine de coulée cen-

trifuge 4 par l'intermédiaire du pot de coulée 2 En même temps, on commence à mesurer la température superficielle du métal fondu de formation de la couche extérieure au moyen du

thermomètre à infrarouge 5 Lorsque la température devient in-

férieure au liquidus du métal de formation de la couche exté-

rieure (environ 1 395 C pour HK-40), on commence à couler le métal fondu de formation de la couche intérieure, de la poche 3 dans la machine de coulée centrifuge 4 par l'intermédiaire du pot de coulée On peut produire un tube à double couche

selon la présente invention, qui présente sur sa surface in-

terne une couche capable d'empêcher le dépôt de carbone, dans

des conditions presque exactement identiques à celles utili-

sées dans la fabrication des tubes habituels produits par cou-

lée centrifuge, des exemples des conditions étant le nombre de toursminute de la machine de coulée centrifuge (qui est comprise à peu près dans l'intervalle de 500 à 2 000 tr/mn,

bien qu'il soit variable en fonction des diamètres des tu-

bes), la température du moule métallique ( 300 à 400 C)

etc, conditions qui sont maintenues pendant toute la du-

rée de l'opération.

Les épaisseurs de la couche extérieure et de la

couche intérieure sont déterminées par les quantités de mé-

tal fondu à couler respectivement pour les deux couches,

quantité qui est calculée au préalable dans chaque cas.

L'épaisseur de chaque couche peut être convenablement déter-

minée en fonction de l'appareil dans lequel le tube sera mon-

té, et en fonction des conditions de travail, sans aucune li-

mitation.

Ainsi qu'on l'a mentionné plus haut, le tube selon l'invention est caractérisé en ce qu'il est composé d'une

couche intérieure et d'une couche extérieure qui ont été for-

mées par le procédé de coulée centrifuge Dans le cas d'un tu-

be composé exclusivement de la matière de la couche intérieu-

re, à savoir la matière métallique contenant 1 à 10 % en

poids de Al, sa résistance à la traction croit mais sa ducti-

lité décroît aux températures ambiantes; en d'autres termes,

le tube devient fragile Au contraire, aux températures éle-

vées, sa ductilité est suffisante mais sa résistance au flu-

age décroît Le problème de la diminution des propriétés mé-

caniques de la matière contenant Al a été résolu selon l'in-

vention par la réalisation d'un tube à double couche dans le-

quel la couche intérieure contenant Ai et la couche extéritai-

re faite d'une matière de coulée habituelle sont assemblées

solidement par le procédé de coulée centrifuge.

Les propriétés mécaniques et les propriétés de rup-

ture au fluage d'un exemple d'une matière de couche intérieu-

re contenant Al et d'un acier moulé typique résistant à la

chaleur sont indiqués respectivement au tableau 1 et au ta-

bleau 2.

Tableau 1

( : Compositions chimiques (% en poids) Propriétés mécaniques ( (:: :: : Tension:Résis:Allon Réduc:Dureté

(:: :: :::::À:)

( Matières: C: Si: Mn: Ni: Cr: Al:d'essai:tance à:gement:tion de:Vickers) ::: : ::à 0,2 %:la trac(%) section:Hv

(: : : : : : : :: :)

(::::: ::0,98 x:tion:: (%):( 10 kg)) ::: :: :107 Pa :0,98 x) (: : P :107 Pa :

(: : : ::: )

(: ::: : : :: ::: )-

(HK-40: 0,41: 1,00: 0,89: 22,27: 23,63:: 34,7: 58,6: 33,9: 23,7: 189)

:(: *:*:: *:* 36,6 57,8 22,6 21,4

(:: :: :: ::::)

:HK-40 + 0,45 100 0,88: 20,0025,93 4,03 68,0 81,1 8,4 8,2 264)

1,0 0,88: 200: :5

( 4 % Al:: :: : :: 66,9: 78,6: 7,7: 6,9:)

(:: : ::::::: : )

(: ::::: :: :::)

(HK-40 +: 0,52: 1,01: 0,46: 19,93: 25,86: 5,14:: 83,6 : 0,1: 0,0: 428)

% Al: : 93,6 0,1 0,0 (:: ( 22 Cr-3 O Ni: 0,21: 1,26: 1,25: 30,70: 22,05: 4,22: 63,0: 68,0: 4,9: 2,9: 285)O (+ 4 % Al:: ::::t

TABLEAU 2

Conditions de l'essai Résultats de l'essai) () lMatières Température:Contrainte de:Temps avant Allongement) (O<C) Traction: rupture (%)

{ 7)

:0,98 x 10 Pa * (h);

( 955 2,7 418 5,2

HK-40:: )

1050 1,3 604 4,0

950 2,7 137 26,2

( 22 Cr-3 O Ni:à à: -: + 4 % Al 1050 1,32 119 23,0 ( Il ressort du tableau 1 et du tableau 2 que les propriétés mécaniques (ductilité à la température ambiante) et les propriétés de rupture au fluage de la matière de la couche intérieure décroissent lorsque cette matière contient Al mais que cette décroissance de ces propriétés peut être compensée par l'utilisation d'une couche extérieure faite

d'un acier coulé résistant à la chaleur, de type habituel.

Par ailleurs, selon l'invention, le tube à double couche présente l'avantage de supprimer le risque de décollement entre les deux couches, puisque la couche intérieure et la couche extérieure sont combinées métallurgiquement par la coulée centrifuge et que, en conséquence, leur interface

est suffisamment soudée pour posséder une résistance méca-

nique suffisante En outre, étant donné que la surface de la couche intérieure peut facilement être usinée et que le soudage des tubes à double couche, en supplément du soudage du tube à double couche et d'un tube habituel, peut être exécuté avec de bons résultats par utilisation d'un fil de

métal d'apport contenant Al en alliage, un fil de métal d'ap-

port HK-40 ou analogue, le tube à double couche de la présen-

te invention peut être utilisé dans des appareils sans aucun inconvénient. Le mode de formation d'un film d'oxyde contenant Al sur la surface de la couche intérieure du tube à double couche formé par coulée centrifuge varie selon le procédé pour lequel le tube est utilisé C'est-à-dire que, dans le cas du tube de craquage du processus de production d'éthylè- ne ou du tube de réacteur utilisé pour la déshydrogénation de l'éthylbenzène, dans lequel on utilise de la vapeur comme milieu de dilution et/ou milieu caloporteur, on obtient une

atmosphère oxydante à la température de traitement ou de ré-

action, parce que le fluide à traiter est en soi oxydant et

que, en conséquence, la surface interne du tube est naturel-

lement oxydée dès le début du traitement ou de la réaction du fluide sans aucune préoxydation du tube, en formant de cette façon un film dense contenant Al Dans le cas o le fluide à traiter ne possède en soi aucune ou seulement une faible aptitude à oxyder la matière de la couche intérieure,

on doit prendre certaines mesures pour former un film d'oxy-

de contenant Ai à partir de la surface du tube, ces mesures consistant à oxyder la surface de la couche intérieure au

préalable, par mise en oeuvre d'une phase de traitement ap-

propriée avant que le fluide à traiter ne soit introduit dans l'installation de traitement, ou à permettre à une quantité appropriée de fluide oxydant de circuler dans le tube avant

le déclenchement du traitement ou de la réaction.

En ce qui concerne les appareils pour lesquels le

tube à double couche obtenu par coulée centrifuge de la pré-

sente invention est particulièrement bien applicable, on peut citer: l'appareil dit de production d'éthylène, qui a pour but de produire des hydrocarbures légers insaturés tels que l'éthylène et analogues, dont la fonction consiste à faire passer du naphta, de l'éthane, du gas-oil ou équivalent à travers le tube de craquage disposé dans un four de chauffage, en même temps que de la vapeur à 750-900 C (température du fluide); le faisceau de tubes de l'appareil de cokéfaction retardée, dont la fonction consiste à préchauffer le résidu

de distillation sous vide ou analogue dans le tube de chauf-

fage et à cokéfier ce résidu dans le tambour de cokéfaction;

l'appareil de production de styrène, dont la fonction consis-

te à déshydrogéner l'éthylbenzène en présence de vapeur à des températures élevées; l'appareil de désalkylation des

alkylbenzènes; et l'appareil de production de gaz synthéti-

ques, dont la fonction consiste à ajouter de la vapeur (dans le cas du procédé à oxydation partielle, on ajoute de l'oxy- gène aux hydrocarbures de départ: méthane, gaz de pétrole

liquéfié, naphta ou analogue, et à les chauffer pour produi-

re de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène; plus précisément,

les appareils qui sont utilisés pour traiter un fluide conte-

nant des hydrocarbures ou des dérivés d'hydrocarbure ou de l'oxyde de carbone et qui comportent des éléments exposés à des températures élevées tels que les fours de chauffe (four

de craquage, four-réacteur, four de préchauffage) des con-

duites de transfert, des fractionneurs, des échangeurs de

chaleur et organes analogues dans lesquels le dépôt de car-

bone (y compris ce qu'on appelle "l'encrassage", c'est-à-di-

re l'agglomération de substances carbonées qui se manifestent en particulier dans les échangeurs de chaleur) constituaient

habituellement un problème.

Le tube à double couche formé par coulée centrifu-

ge selon l'invention peut donc être utilisé comme élément tu-

bulaire dans divers appareils dans lesquels le dépôt de car-

bone était habituellement un problème jusqu'à présent Dans la présente invention, il se forme un film d'oxyde contenant Al sur la surface de la couche intérieure Ce film est dense et solide, en supplément d'être physiquement et chimiquement

stable En conséquence, divers métaux de transition, qui don-

nent lieu à un dépôt de carbone et qui sont présents dans la matière de la couche intérieure ainsi que dans la matière de la couche extérieure, se couvrent d'un film d'oxyde et sont

empêchés de se diffuser vers le haut, vers la surface exter-

ne, à travers le film, ce qui se traduit par l'inhibition ou l'atténuation du dépôt de carbone par utilisation du tube à double couche qui est également supérieur par ses propriétés

mécaniques, sa soudabilité et autres caractéristiques analo-

gues.

L'invention permet donc de se dispenser des opéra-

tions périodiques de décokage et elle permet de garantir la continuité du fonctionnement, ce qui assure la stabilité de la qualité des produits En outre, selon l'invention, on peut omettre les équipements et accessoires nécessaires pour le décokage et qui deviennent inutiles et, de cette façon, on peut s'attendre à ce que le coft de l'équipement soit fortement réduit et que le coût du décokage soit également supprimé En outre, le tube selon l'invention ne donne pas lieu à un accroissement de h p et ilgarantit la stabilité du fonctionnement En outre, le four de chauffe ou organe analogue est exempt de l'effet d'isolation thermique dû au carbone déposé sur la surface interne du tube, de sorte que

le fluide peut être maintenu chaud sans élévation progressi-

ve de la température de la surface externe du tube Ceci per-

met d'économiser du combustible, abaisse la température à 'La-

quelle la matière du tube est exposée se traduisant par ail-

leurs, par un allongement de la durée utile du tube.

Des exemples de mise en oeuvre de l'invention se-

ront donnés ci-après.

Exemple 1.

On a fabriqué, par un procédé de coulée centrifu-

ge, un tube à double couche comprenant une couche intérieure et une couche extérieure, la couche intérieure et la couche extérieure présentant les compositions chimiques indiquées

au tableau 3 Les conditions de coulée sont les suivantes.

L'ouverture du moule métallique utilisé était de 0 102 mm, la température de préchauffage du moule était de 350 C, et

la vitesse de rotation du moule était de 200 tr/mn Les tem-

pératures de coulée de la couche intérieure et de la couche extérieure étaient respectivement de 1 5000 C et de 1 6000 C et, au moment ou la température de la surface de la couche

extérieure atteignait 1 350 C, après achèvement de la cou-

lée de la couche extérieure, on coulait le métal fondu de

formation de la couche intérieure.

TABLEAU 3

Compositions chimiques (% en poids) () Matières) (: C: Si:Mn Cr Ni Mo Ti Al (Couche HK 40 0,40 0,86 0,60 24,76 21,89 0,12 extérieure:: : (::

:: ::: ::)

(Couche 2 O Cr-3 O Ni-7 AI: 0,261,04: 1,16 1,9,24 29,85 0,03 0,81 6,69 intérieure

(: : :

0 % L-n LY En ce qui concerne les dimensions du tube à double couche ainsi obtenu, le diamètre extérieur était de 99,8 mm,

l'épaisseur de la couche extérieure était de 4,5 mm, l'épais-

seur de la couche intérieure de 3,0 mm (après usinage de la surface interne sur une épaisseur de 2,5 mm) et la longueur totale du tube était de 2 000 mm L'aspect de la coupe de ce

tube est représenté à la Fig 2 après oxydation atmosphéri-

que à 950 C pendant 30 mm pour vérifier la qualité de la

liaison des deux couches de ce tube, on a effectué les es-

sais suivants: ( 1) un essai de flexion et un essai d'apla-

tissement; et ( 2) un essai de choc thermique Pour permet-

tre d'effectuer une comparaison, on a préparé un tube compre-

nant uniquement le HK-40 utilisé pour la couche extérieure et un tube comprenant uniquement l'acier coulé 20 % Cr 30 % Ni 7 % Ai (qu'on appellera dans la suite un tube contenant

Al pour abréger) et ces tubes ont été soumis aux mêmes es-

sais ( 1) Essai de flexion et essai d'aplatissement.

Les résultats des-examens de pénétration de colo-

rants des deux faces latérales des éprouvettes respectives préalablement soumises à un essai de flexion sont représentés

à la Fig 3, sur laquelle (a) montre les spécimens (ou éprou-

vettes) d'essai du tube HK-40, (b) montre les spécimens d'es-

sai du tube contenant Al et (c) montre les spécimens d'essai

du tube à double couche, ces spécimens étant préparés de tel-

le manière que leur face latérale soit composée de la couche

intérieure et de la couche extérieure dans un rapport d'épais-

seur de 1:1 Les dimensions des spécimens d'essai sont de x 20 x 150 (mm) et le rayon de courbure de ces spécimens

est de 19 mm.

on a observé sur les résultats des essais que le tube contenant Al était à peine plié avant de se rompre mais que le tube à double couche ainsi que le tube de HK-40 pouvait être plié entièrement En outre, on a observé que l'interface du tube à double couche était saine et qu'elle possédait une

résistance mécanique suffisante.

Les résultats de l'examen de l'essai de pénétration de colorants sur le spécimen d'essai du tube à double couche

préalablement soumis à un essai d'aplatissement sont représen-

tés à la Fig 4 En ce qui concerne les dimensions du spéci-

men d'essai, le diamètre extérieur est de 0 99,8 mm, l'épais-

* seur totale est de 8 mm (l'épaisseur de la couche extérieure est de 4,5 mm et l'épaisseur de la couche intérieure est de 3,5 mm) et la largeur est de 60 mm. Les résultats d'essai ont montré que des criques partaient de la surface externe (HK-40) mais que l'interface

des couches était encore saine, ce qui signifie que la soudu-

re des couches est suffisamment résistante aux contraintes

mécaniques.

( 2) Essai de choc thermique.

On a préparé pour cet essai des spécimens du type anneau Les dimensions de ces spécimens sont les suivantes diamètre extérieur 0 136 mm, épaisseur 6,6 mmi (l'épaisseur de chacune des couches intérieure et extérieure est de 3,3 mm pour le tube à double couche et hauteur 25 mm et toutes les surfaces subissent une finition par usinage de l'ordre de 12,5 s) (VVV) Ces spécimens annulaires ont été soumis à un essai de choc thermique répété ( 1 0500 C x 30 minutes puis

refroidis à l'eau) Les résultats sont indiqués au tableau 4.

TABLEAU 4

(Type de tube Résultats (à) (Tube à double:On n'a pu observer aucune crique ni aucun (couche:décollement après 70 répétitions de cet essai)

( de choc thermique.

()

(Tube à simple:Un certain nombre de criques ont été obser-

(paroi:vées sur la surface interne après 30 à 40

<(HK-40);répétitions dudit essai de choc thermique.

(

Les résultats des examens-de pénétration de colo-

rant des spécimens d'essai préalablement soumis à 70 répéti-

tions de l'essai de choc thermique sont indiqués à la Fig. 5. On peut conclure des résultats ci-dessus que le tube à double couche était supérieur en résistance au choc

thermique, ce qui signifie en outre que la soudure des cou-

ches est suffisamment résistante à l'effet thermique.

Exemple 2. On a préparé des spécimens d'essai à partir d'un tube à double couche A (couche extérieure HK-40 et couche intérieure 22 % Cr 30 % Ni 7 % Al) produit de la même façon qu'à l'exemple 1 et un tube à double couche B (couche

extérieure Ni 20 % Cr et couche intérieure Ni 20 % Cr -

% Al) produit de la même façon On a soumis ces spécimens d'essai à un traitement de finition superficielle au papier émeri 120, on les a oxydés à 1 100 C pendant 1 heure dans

l'atmosphère puis soumis à un essai de cokéfaction Cet es-

sai a été exécuté en plaçant les spécimens à double couche un à un dans le tube de réaction (en quartz) du dispositif

d'essai de cokéfaction, et en introduisant un gaz d'alimen-

tation et un gaz porteur par une extrémité dudit tube de réaction dans les conditions indiquées ci-après, les gaz ayant réagi étant évacués par l'autre extrémité du tube de réaction L'aspect des spécimens portant le dépôt de carbone

après cet essai est représenté à la Fig 6.

Gaz d'alimentation, benzène 0,45 g/h Gaz porteur, argon 18 Nml/mn Température 8000 C

Durée de l'essai 3 heures.

On a conclu des résultats ci-dessus que le dépôt de carbone ne se produisait que sur la partie de la couche

extérieure mais non pas sur la partie de la couche intérieu-

re, ce qui signifie que la couche intérieure contenant Al

est suffisamment résistante au dépôt de carbone.

Claims

REVENDICATIONS

1 Tube à double couche produit par coulée centri-

fuge résistant au dépôt de carbone, destiné au traitement

d'un fluide contenant des hydrocarbures, des dérivés de ceux-

ci ou de l'oxyde de carbone à des températures élevées, ca- ractérisé en ce qu'il comprend une couche intérieure faite d'une matière métallique particulière contenant 1 à 10 % en poids de Al et une couche extérieure faite d'une matière

métallique résistant à la chaleur.

2 Tube à double couche produit par coulée centri-

fuge, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sur-

face de ladite couche intérieure est oxydée pour former un film solide d'un oxyde contenant Al avant et/ou pendant le

traitement du fluide par un fluide oxydant, qui peut éventuel-

lement être le fluide qu'il s'agit de traiter.

3 Tube à double couche produit par coulée centri-

fuge, selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en

ce que ladite couche intérieure est faite d'une matière mé-

tallique contenant 4 à 8 % en poids de Al.

4 Tube à double couche produit par coulée centri-

fuge, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, carac-

térisé en ce que le métal de base contenant Al est choisi

dans le groupe comprenant les aciers austénitiques, les a-

ciers ferritiques, les aciers à phase double austénite-fer-

rite, les aciers faiblement alliés, les alliages au nickel, les alliages Ni Cr, les alliages au Co et des alliages au

Co Cr.

Tube à double couche produit par coulée centri-

fuge, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, carac-

térisé en ce que la couche extérieure est faite de l'une des matières métalliques résistant à la chaleur, qui comprennent

les aciers, les alliages-au Ni Cr et les alliages au Co -

Cr.