Matériaux de construction pour le CPI

1 août 2023 | Par William M. (Bill) Huitt

Le bon choix des matériaux de construction est crucial. L'exemple présenté ici montre comment utiliser les normes pour affiner les options.

Depuis la fin des années 1800, un ensemble constant de codes et de normes relatifs aux technologies sous pression sont en cours d'élaboration (voir l'encadré p. 36), fournissant aux ingénieurs des méthodes standardisées pour concevoir et fabriquer en toute sécurité des récipients sous pression et d'autres équipements de traitement sous pression utilisés dans les industries de transformation chimique ( IPC). Cet article donne un aperçu des normes pertinentes et présente un exemple de la manière dont elles peuvent être utilisées pour affiner la sélection de matériaux de construction (MoC) appropriés.

En activité depuis 125 ans, ASTM International (ASTM ; West Conshohocken, Pennsylvanie ; www.astm.org) a parcouru un long chemin depuis la normalisation des matériaux et les tests de l'acier des voies ferrées. Il publie et maintient actuellement 12 500 normes dans le monde dans plus de 140 pays participants avec l'aide de plus de 30 000 bénévoles et membres du personnel. Il s'agit d'une organisation sur laquelle nous dépendons pour déterminer et évaluer la chimie d'un matériau, sa résistance, ses tests et les exigences de fabrication. ASTM est également impliqué dans le développement de méthodologies et de procédures de test.

Au total, l'ASTM publie, entre autres, six types de normes différents, dont les suivantes :

Normes de méthodes de test : un ensemble de procédures qui fournissent des instructions, des lignes directrices et des paramètres nécessaires pour acquérir et analyser des échantillons de preuves de fluides et de matériaux.

Normes de méthode de pratique : sont des instructions sur l’approche recommandée pour atteindre un livrable de manière standardisée. De tels exemples incluent la pratique standard F748 pour la sélection de méthodes de test biologique génériques pour les matériaux et les dispositifs et la pratique standard E1816 pour la mesure de l'épaisseur par les méthodes de transducteur acoustique électromagnétique à écho d'impulsion (EMAT).

Normes de spécification : sont des normes qui précisent l'utilisation prévue d'un matériau spécifique, les paramètres de composition chimique du matériau, les propriétés mécaniques, le processus de fabrication, les exigences de test et toutes les autres exigences d'utilisation et de fabrication relatives à un matériau spécifique et à ses diverses formes de produit.

Normes de classification : fournissent des conseils et des exigences pour le processus d'attribution des différents matériaux, services ou systèmes dans leur catégorie appropriée. Ces exigences peuvent porter sur l'origine, les propriétés physiques ou les propriétés chimiques du produit lui-même.

Normes du guide : sont des collections d'informations ou des séries d'options qui ne recommandent pas de plans d'action spécifiques. Ils informent généralement les gens des connaissances et des approches adoptées dans des domaines donnés.

Normes terminologiques : fournissent des définitions de termes et des explications sur les symboles, les abréviations et les acronymes utilisés dans l'ASTM.

Ce que nous pouvons tirer de la liste ci-dessus, par rapport à cette discussion, est le troisième élément, les normes de spécification, qui couvrent les sept catégories suivantes :

Nous nous concentrerons davantage sur la classe A ci-dessus – Métaux et produits ferreux en fer et en acier. C’est là que se trouvent la plupart des matériaux de tuyauterie et d’équipement destinés au CPI. Les matériaux non ferreux sont également fréquemment utilisés, mais ce serait trop de choses à aborder ici. ASTM inclut les plastiques dans la classe D – Matériaux divers ci-dessus. Ainsi, pour les matériaux non métalliques (NM), reportez-vous aux normes ASME NM relativement nouvelles publiées pour la première fois en 2018 par l'American Society of Mechanical Engineers (ASME ; New York, NY ; www.asme.org). Ils comprennent les éléments suivants :

Lors du processus de sélection des matériaux pour les équipements sous pression, il peut y avoir une certaine confusion autour de la question des numéros de spécification entre l'ASTM et ceux de l'ASME ayant un préfixe différent. Ce à quoi je fais référence est le préfixe A attaché aux numéros de spécification ASTM et les mêmes numéros de spécification de matériaux ASME dans la section IIA du Code ASME des chaudières et des appareils à pression (BPVC) pour les métaux ferreux ayant un préfixe SA. La section IIB pour les matériaux non ferreux aura SB comme préfixe. Le BPVC répertorie les matériaux conformes aux applications utilisées dans la fabrication de chaudières et d'appareils sous pression. Ces matériaux répertoriés sont contenus dans les matériaux ASME BPVC Sections II, comme suit :