Tubes en acier brasés au cuivre ASTM A254

Cette norme est publiée sous la désignation fixe A 254 ; le numéro qui suit immédiatement la désignation indique l’année de l’adoption initiale ou, en cas de révision, l’année de la dernière révision. Un numéro entre parenthèses indique l’année de la dernière reprise de validité. Un epsilon en exposant (e) indique une modification éditoriale depuis la dernière révision ou reprise de validité.

1. Domaine d’application

1.1 La présente spécification couvre les tubes en acier à double paroi brasés au cuivre, adaptés aux utilisations générales en ingénierie, notamment dans les secteurs automobile, de la réfrigération et des appareils de chauffage, pour les conduites de carburant, les conduites de frein, les conduites d’huile, les unités de chauffage et de refroidissement, etc.

1.2 Les valeurs exprimées en unités du système inch-pound doivent être considérées comme la référence.

2. Documents de référence

2.1 Normes ASTM :

A 370 Méthodes d’essai et définitions pour les essais mécaniques des produits sidérurgiques2

E 30 Méthodes d’analyse chimique de l’acier, de la fonte, de la fonte à bas fourneau et du fer forgé3

E 59 Pratique d’échantillonnage de l’acier et de la fonte pour la détermination de la composition chimique

2.2 Norme de la Society of Automotive Engineers :

J 533 Embouts côniques pour tubes

3. Informations de commande

3.1 Les commandes de matériaux conformes à la présente spécification doivent inclure les éléments suivants, afin de décrire adéquatement le matériau souhaité :

3.1.1 Quantité (pieds, mètres),

3.1.2 Désignation du matériau (tube en acier brasé au cuivre),

3.1.3 Type, si nécessaire (voir Fig. 1) (en général, le type n’est pas spécifié),

3.1.4 Dimension (diamètre extérieur et épaisseur de paroi ; en général, le diamètre intérieur ne doit pas être spécifié),

3.1.5 Longueur (spécifique ou aléatoire),

3.1.6 Propreté de la surface intérieure, si requise (voir Section 8),

3.1.7 Revêtement externe, si requis (voir Section 7 et Exigence supplémentaire S2), et

3.1.8 Exigences spéciales ou supplémentaires, ou exceptions à la spécification.

4. Fabrication

4.1 L’acier peut être fabriqué par tout procédé.

4.2 Si un type de fusion spécifique est exigé par l’acheteur, il doit être précisé sur le bon de commande.

4.3 La fusion primaire peut intégrer un dégazage ou un affinage distinct et peut être suivie d’une fusion secondaire, telle que la remise en fusion électroslag ou la remise en fusion sous vide. Si une fusion secondaire est utilisée, la « fournée » est définie comme l’ensemble des lingots issus d’une seule fournée primaire.

4.4 L’acier peut être coulé en lingots ou coulé en brames. Lorsque des aciers de grades différents sont coulés successivement en brames, l’identification du matériau de transition résultant est obligatoire. Le producteur doit retirer ce matériau de transition selon une procédure établie permettant de séparer clairement les différents grades.

4.5 Les tubes doivent être fabriqués en roulant une bande d’acier en forme de tube, puis en effectuant le brasage au cuivre sous atmosphère réductrice.

4.6 Les tubes doivent être construits comme illustré à la Fig. 1.

4.7 Les tubes doivent être soumis à des essais appropriés après le brasage par le fabricant afin de garantir l’absence de fuites et de défauts préjudiciables.

5. Composition chimique

5.1 L’acier doit satisfaire aux exigences de composition chimique prescrites au Tableau 1.

TABLEAU 1 Exigences chimiques

5.2 Analyse de fournée — Une analyse de chaque fournée d’acier doit être réalisée par le fabricant d’acier afin de déterminer les pourcentages des éléments spécifiés. Si des procédés de fusion secondaire sont employés, l’analyse de fournée doit être obtenue à partir d’un lingot remis en fusion ou du produit d’un lingot remis en fusion issu de chaque fusion primaire. La composition chimique ainsi déterminée, ou celle issue d’une analyse produit réalisée par le fabricant de produits tubulaires, doit respecter les exigences spécifiées.

5.3 Analyse produit — Les tubes de cette qualité sont généralement fabriqués en acier rimé ou capé, caractérisé par une absence d’homogénéité dans sa composition chimique. Pour cette raison, le rejet sur la base d’une analyse produit n’est pas justifié, sauf si une mauvaise application est clairement démontrée.

5.4 Méthodes d’analyse — Les méthodes décrites dans la Norme E 30 doivent être utilisées à titre de référence. Une correction appropriée doit être apportée pour tenir compte de la présence de métal de brasage au cuivre.

5.5 Échantillons pour l’analyse produit — À l’exception de l’analyse spectrographique, les échantillons doivent être prélevés conformément à la Pratique E 59.

6. Exigences mécaniques

6.1 Essai de traction — Les propriétés de traction des tubes tels qu’ils sont fabriqués (avant le travail à froid) doivent respecter les exigences spécifiées au Tableau 2.

6.1.1 Les éprouvettes et les essais de traction requis doivent être réalisés conformément à la Norme A 370.

6.1.2 Les éprouvettes doivent être testées à température ambiante.

6.1.3 Les éprouvettes doivent être prélevées aux extrémités des tubes finis, avant toute opération d’écrasement, de sertissage, d’expansion ou autre formage, ou avant la découpe à longueur. Elles doivent avoir des extrémités lisses, exemptes de bavures et de défauts.

6.1.4 Si une éprouvette présente des défauts ou une usinage défectueux, elle peut être rejetée et remplacée par une autre éprouvette.

6.1.5 La limite d’élasticité doit être déterminée comme correspondant à un décalage permanent de 0,2 % de la longueur de mesure de l’éprouvette, ou à une extension totale de 0,5 % de la longueur de mesure sous charge.

6.1.6 Si le pourcentage d’allongement d’une éprouvette est inférieur à celui spécifié et qu’une partie de la rupture se trouve à plus de 3⁄4 po (19,0 mm) du centre de la longueur de mesure, tel que marqué sur l’éprouvette avant l’essai, un nouveau test est autorisé.

TABLEAU 2 Exigences en matière de traction

6.2 Essai d’aplatissement — Un tronçon de tube d’au moins 21⁄2 po (64 mm) de longueur doit pouvoir être aplati entre deux plaques parallèles jusqu’à ce que les parois internes se touchent, sans fissuration ni autre défaut apparent.

6.3 Essai d’expansion — Un tronçon de tube d’environ 4 po (100 mm) de longueur doit pouvoir être expansé sur un mandrin conique avec une pente de 1 pouce pour 10, jusqu’à ce que le diamètre extérieur à l’extrémité expansée augmente de 20 %, sans fissuration ni autre défaut apparent. (Avant l’essai d’expansion, le tube doit être coupé droit, les bords arrondis et les bavures éliminées. Il doit être maintenu fermement et bien centré dans la matrice, et le poinçon doit être guidé selon l’axe du tube.)

6.4 Essai de pliage — Le tube fini doit pouvoir être plié avec un rayon de courbure égal à trois fois le diamètre extérieur du tube, sans cintrage, fissuration ni autres défauts, à condition d’utiliser des outils de pliage appropriés.

6.5 Essais de résistance à la pression — Chaque tube doit pouvoir résister, sans éclatement ni fuite, à l’un des deux essais de pression suivants :

6.5.1 Une pression hydrostatique interne suffisante pour soumettre le matériau à une contrainte fibreuse minimale de 16 000 psi (110 MPa). La pression hydrostatique doit être calculée selon la formule suivante :

P = 2St/D
où :
P = pression hydrostatique, psi (ou MPa),
S = contrainte fibreuse admissible, 16 000 psi (110 MPa),
t = épaisseur réelle de la paroi du tube, en pouces (ou mm), et
D = diamètre extérieur réel du tube, en pouces (ou mm).

6.5.2 Une pression d’air sous-marine comprise entre 225 et 250 psi (1,55 à 1,73 MPa).

7. Revêtement

7.1 Les tubes peuvent être livrés avec un revêtement en cuivre sur les surfaces intérieure et extérieure, au choix du fabricant.

8. Propreté de la surface intérieure

8.1 Lorsque la propreté de la surface intérieure est spécifiée par l’acheteur, les tubes destinés à certains usages, tels que les condenseurs de réfrigération, doivent satisfaire à l’exigence suivante concernant la propreté interne :

8.1.1 Lorsqu’un tronçon de tube est lavé à l’intérieur avec du chloroforme redistillé ou du 1,1,1-trichloroéthane redistillé, le résidu restant après évaporation du solvant ne doit pas excéder 1,25 × 10⁻⁴ g/po² (0,194 g/m²) de surface interne. Pour réaliser l’essai, verser 100 mL de solvant à travers le tube et recueillir le liquide. La longueur totale du tube testé ne doit pas être inférieure à 40 pieds (12 m), bien que cette longueur totale puisse être obtenue en lavant plusieurs tronçons distincts et en faisant passer le même solvant successivement à travers chacun. Faire évaporer le solvant dans un bain-marie à vapeur ou à eau chaude, puis sécher à 110 °C (230 °F) jusqu’à complète évaporation des vapeurs.

8.2 Afin de maintenir ce niveau de propreté pendant le transport, la manutention et le stockage, l’acheteur peut demander au fabricant de sceller les extrémités du tube avec des bouchons ou des obturateurs.

9. Tolérances dimensionnelles

9.1 Les tubes doivent respecter les variations admissibles indiquées dans le tableau 3, le tableau 4 et le tableau 5.
10. Fabrication, finition et aspect
10.1 Les tubes finis doivent être propres, lisses et parfaitement cylindriques, à l’intérieur comme à l’extérieur, et exempts de rouille, d’oxydation et de défauts susceptibles de compromettre leur usinabilité ou leur utilisation. Les tubes finis doivent être raisonnablement droits.

TABLEAU 3 Exigences relatives au diamètre extérieur

TABLEAU 4 Exigences relatives à l’épaisseur de paroi