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Fabricant et fournisseur mondial de solutions de protection contre les usures sévères des alliages de base pour environnements extrêmes à haute température, corrosion ou abrasion importante, Kennametal Stellite emploie environ 1300 personnes basées sur sept sites d’activité à travers le monde, situés notamment aux Etats-Unis, au Canada, en Allemagne, en Italie, en Inde et en Chine ; combinant ainsi la propriété d’alliages métalliques et l’expertise matériaux avec des conceptions d’ingénierie spécialisées, des compétences de fabrication pour produire des solutions dédiées, à forte valeur ajoutée, de protection contre l’usure pour ses clients dans les secteurs du pétrole et du gaz naturel, de la production d’énergie, de l’automobile, des industries aérospatiales et de défense, dans l’industrie médicale et dentaire, et plus généralement dans divers processus d’ingénierie.

« Deloro Stellite a une longue culture de mise au point de produits de qualité exceptionnelle à des clients opérant dans des environnements difficiles et nous sommes ravis qu’elle ait accepté de rejoindre l’équipe Kennametal », confie Carlos Cardoso, Président-Directeur Général de Kennametal. « L’adjonction de cette expertise de classe mondiale dans le traitement de surface et la science des matériaux va enrichir la palette de solutions de productivité envers nos clients oeuvrant dans des milieux extrêmes ».

La gamme Stellite

 Stellite™ : alliages à base de cobalt offrant les meilleures propriétés anti-usure « universelles ». Ils combinent une exceptionnelle résistance à l’usure et à la chaleur et sont utilisés à travers un large éventail d’applications.

 Deloro™ : alliages à base de nickel couvrant une large gamme de dureté. Ils ont en général des points de fusion plus bas, ce qui les rend particulièrement bien adaptés au dépôt de poudre ou à la projection - fusion.

 Tribaloy™ : alliages intermétalliques pouvant être à base de nickel ou de cobalt. Tenue exceptionnelle au frottement métal sur métal à haute température.

 Nistelle™ : alliages à base de nickel, résistants à la corrosion, à haut point de fusion. Développés pour la protection contre les produits chimiques agressifs ou autres supports corrosifs.

 Stelcar™ : alliages à base de nickel ou de cobalt avec des particules de carbure. Disponible uniquement sous forme de poudre pour des applications de revêtements.

 Jet Kote™ : mélange de poudres de carbure et de métal conçu spécifiquement pour la pulvérisation thermique.

 Delcrome™ : alliages à base de fer conçus pour une résistance à l’usure par abrasion à basse température.

 DuraStell™ : revêtements métalliques de haute performance pour utilisation dans les applications critiques où la corrosion et l’usure limitent la longévité et la fiabilité de la pièce. Une forte adhérence métallique se forme avec le matériau du substrat, ce qui rend le processus particulièrement utile là où les alliages et procédés d’application classiques provoquent une déformation excessive de la pièce ou une dégradation des métaux communs de haute performance.

Kennametal Stellite fournit également des services à valeur ajoutée comme le développement express de pièces moulées, l’assemblage final de soupapes de sécurité vapeur pour la production d’énergie, des pièces entièrement usinées, ainsi que des services de revêtement. Les pièces sont fabriquées selon différents procédés comme le moulage à la cire perdue et l’usinage de finition, et personnalisées en fonction des besoins spécifiques des clients. En outre, Kennametal Stellite propose son expérience et son expertise en matière de revêtement par projection d’oxy gaz à haute vitesse (HVOF) et de rechargement dur par apport de soudure.

Maintien des flux d’énergie

Récemment, une compagnie d’électricité implantée aux Etats-Unis a connu de sérieuses difficultés dans l’une de ses centrales avec les conduits supercritiques d’évacuation de la vapeur et de ventilation. Pour résoudre le problème, Kennametal Stellite fut sollicité par un important fabricant de vannes pour service sévère. Des vannes MSVB (vannes à bille à siège métallique) sont utilisées sur les conduits d’évacuation et de ventilation pour extraire une quantité importante de condensation au démarrage de l’installation afin d’obtenir rapidement de la vapeur sèche surchauffée. Les vannes MSBV doivent rester parfaitement étanches à la vapeur, de façon à éviter toute perte d’énergie et à optimiser le rendement de l’installation. Cette centrale électrique particulière, à combustible fossile, est opérationnelle en continu de mai à octobre en raison de la demande énergétique accrue pour faire fonctionner les systèmes de climatisation. Sur le reste de l’année, la centrale est uniquement en activité en cas de fortes demandes de puissance lors des périodes de pics de consommation. A chaque arrêt et redémarrage de la centrale, les vannes MSBV sont sollicitées et exposées à des conditions supercritiques d’évacuation de la vapeur.

Les vannes MSBV en question étaient de type bille flottante et siège fixe, réalisées en Inconel® 718 PH forgé, avec traitement de surface HVOF 80% Cr3C2 + 20% Ni-Cr. Au bout d’un an et à moins de 500 cycles mécaniques de fonctionnement, ce revêtement a lâché sur les billes exposées à la vapeur supercritique, la détérioration s’étendant aux zones dépourvues de contact entre la bille et le siège. L’examen visuel des pièces endommagées a mis en évidence une légère usure par frottement et des caractéristiques typiques de stress et fatigue.

Les tests ont démontré que la principale source de défaillance résidait dans la fragilisation du revêtement due à la précipitation, en service, de carbure de chrome sur le liant de revêtement. Des échantillons flambant neufs furent produits avec trois nouveaux revêtements Stellite Kennametal. Une batterie de tests fut ensuite réalisée afin d’évaluer leur comportement pour cette application spécifique.

Une fois la cause identifiée, les tests complémentaires ont révélé qu’un revêtement Ni-W-Cr-B-Si re-fusionné était mieux adapté aux fortes charges auxquelles sont soumis les roulements au moment du choc thermique. Ce revêtement est moins sensible au vieillissement à haute température et, par conséquent, plus endurant dans ces conditions particulières. Un revêtement HVOF optimisé, produit à partir d’un mélange de carbures de C (W, Cr) et de WC dans une matrice de nickel, s’est également avéré efficace à l’issue des tests. Tout en montrant une ductilité similaire à celle du revêtement HVOF Cr3C2-NiCr d’origine, ce revêtement offrait systématiquement une longévité supérieure à une température de fonctionnement de 540ºC. Armées de ces technologies de revêtement inédites, de nouvelles vannes furent installées à la centrale.Elles fonctionnent parfaitement depuis un an. En conséquence, la gamme MSBV pour le secteur de l’énergie du fabriquant de vannes dispose maintenant de deux revêtements au choix : l’un pour une utilisation normale : HVOF (W, Cr) C-Ni ; et l’autre, spécialement conçu pour les applications soumises à de sévères chocs thermiques : S&F Ni-W-Cr-B-Si.

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