Les tubes en acier sont utilisés dans de nombreux secteurs industriels et installations de production. Malgré un processus de fabrication complexe et long, la demande en tubes en acier haute pression reste constante.
Les types suivants ne sont pas moins populaires :
- sans couture;
- chaufferies ;
- soudage électrique ;
- profil.
Tous les types mentionnés ci-dessus sont soumis à des exigences accrues, comme spécifié dans les GOST 10705-80, 10706-80, 20295-85, 8696-74, 3262-75.
Sans traitement supplémentaire, la vente et la production de tubes en acier haute pression sont interdites. Par exemple, tout métal doit être recouvert d'un revêtement anticorrosion, ce qui améliore sa qualité.
Certains types de tubes enroulés sont recouverts de matériaux isolants, de plastique ou de vernis, et une peinture spéciale peut également être utilisée.
L'acier peut être transformé de diverses manières, ce qui explique le développement de plusieurs méthodes de fabrication de tubes. En voici les principales.
- Moulé. Fabriqué par moulage à l'aide de machines ou de tours spéciaux.
- Sans soudure. Fabriqué ou produit par pressage. Le procédé consiste à laminer une ébauche d'acier.
- Soudé. Fabriqué à partir de tôle d'acier qui, après avoir été mise en forme arrondie, doit être soudée au niveau du joint.
Les tubes en acier soudés peuvent être produits à l'aide de deux technologies :
- Formé à froid.
- Soudage électrique.
Les tubes en acier sans soudure sont produits selon la méthode suivante : laminage à froid ou à chaud.
Pour chacune d'elles, il existe 6 classes, qui sont elles-mêmes subdivisées en :
- matériaux de fabrication ;
- intégrité du produit en vue transversale ;
- finalité technique ;
- méthode de fabrication ;
- par la forme de la section transversale.
Plus de détails sur chaque classe
1re annéeÉgalement appelés conteneurs à gaz ou conteneurs standards, ils servent à transporter du gaz, des matériaux en vrac ou des liquides.
La construction de canalisations, d'installations de câbles souterrains et de systèmes d'irrigation est impossible sans ces produits. Ils conviennent également pour le support et tous types de clôtures.
2e annéeAdaptés à tous les principaux pipelines haute et basse pression, ils transportent des gaz et des produits pétroliers sous pression. La seconde catégorie convient au transport de produits pétrochimiques, de carburants et de liquides.
3e annéeAdapté aux systèmes à haute pression et aux températures extrêmes, il est également utilisé dans les industries agroalimentaire et chimique, ainsi que pour le chauffage des chaudières et des équipements nucléaires.
4e annéeIls sont principalement utilisés dans les activités d'exploration des ressources naturelles comme tiges de forage, tiges auxiliaires ou tubes de cuvelage.
5e annéeÉgalement appelés tubes structuraux, ils servent à la fabrication d'équipements de transport et auxiliaires. On les utilise aussi dans la fabrication de meubles pour les petites structures métalliques. Enfin, dans l'industrie du forage, ils peuvent être utilisés comme supports ou mâts.
Vidéo
6ème annéeCe matériau est produit pour l'industrie de la construction mécanique, où il sert à la fabrication de cylindres et de pistons pour dispositifs hydrauliques. Il convient également aux roulements, aux arbres de transmission et à d'autres composants automobiles. On l'utilise aussi dans la construction de divers réservoirs fonctionnant sous haute pression.
Lire un article sur les produits de canalisations d'eau et de gaz en acier.
Comment sont fabriqués les tubes en acier haute pression sans soudure ?
Les normes d'État (GOST) définissent les paramètres spécifiques de production d'un type de matériau particulier. Tout produit sans soudure est à base d'acier au carbone ou d'acier inoxydable.
Les diamètres des tuyaux sont également déterminés conformément à la norme GOST.
Les tubes en acier inoxydable sans soudure sont fabriqués selon des méthodes spécifiques.
- Forgeage.
- Dessin.
- Pressage.
- Louer.
Quelle que soit la méthode de fabrication, les tubes en acier sans soudure sont fiables et durables. Ces caractéristiques expliquent leur utilisation fréquente dans les canalisations d'air comprimé ou les systèmes hydrauliques (dans ce dernier cas, on utilise des tubes hydrauliques en acier haute pression).
Comme son nom l'indique, un tube laminé sans soudure se caractérise par l'absence de joint sur sa circonférence. De ce fait, sa fabrication est complexe et exige des ressources importantes, ce qui influe inévitablement sur son prix par rapport aux produits fabriqués selon d'autres technologies.
laminé à chaud sans soudureIl est fabriqué à partir d'ébauches coulées, forgées ou laminées à chaud, à l'aide d'une machine de production. Ces ébauches sont chauffées à 1 200 °C. La température varie selon la nuance d'acier.
Le procédé décrit ci-dessus produit des tubes laminés de faible précision, à parois épaisses et de qualité de surface médiocre. Par conséquent, cette méthode de production n'est pas adaptée à la fabrication de tubes de petit diamètre et à parois minces.
Les principales étapes de la production sont les suivantes.
- La pièce est envoyée dans un four où l'acier est chauffé juste au-dessus du point critique, ce qui marque la période de recristallisation.
- L'ébauche incandescente est ensuite envoyée dans une presse à perforer. Là, la barre rectangulaire est transformée en un cylindre creux. En termes métallurgiques, on parle de « manchon ». Visuellement, l'acier incandescent ressemble déjà à un tube, mais il lui manque la géométrie et les dimensions requises.
- Après le poinçonnage, la pièce est acheminée vers plusieurs rouleaux qui réalisent le laminage à chaud. La pièce chauffée acquiert ainsi le diamètre et l'épaisseur de paroi souhaités. Durant le laminage, elle est également étirée.
- Après le laminage, la pièce doit être refroidie à l'eau et soumise à un étalonnage de contrôle.
- Le processus est terminé. Il ne reste plus qu'à découper le produit fini en morceaux et à le stocker.
Vidéo
- GOST 8732-78
- Le diamètre est spécifié : minimum 20 mm, maximum 550 mm.
- Épaisseur de paroi de 2,5 mm à 75 mm.
- Longueur : minimum 4 mètres, maximum 12,5 mètres. Certains fabricants proposent des dimensions sur mesure avec des tolérances.
- La tolérance admissible pour la courbure ne doit pas dépasser 20 millimètres par mètre et ne doit pas dépasser 2 à 4 mm pour les murs, selon leur taille.
- Il existe également un écart maximal par rapport au diamètre extérieur.
formé à froid sans soudureIl est produit par étirage. Le procédé utilise un tube laminé à chaud, qui passe dans une machine à rouler les tubes.
Les températures de formage à froid de l'acier sont relativement basses, ne dépassant pas 450 degrés Celsius. Cette technologie permet la production de pièces de petit diamètre à parois minces, dont l'épaisseur est mesurée avec précision. Elle garantit une excellente qualité de surface.
Vidéo
La méthode de déformation à froid est similaire à la déformation à chaud, mais il existe deux points clés :
- Après son passage dans le laminoir à poinçonnage, la coque en acier doit être refroidie dans l'eau. L'étape suivante se déroule à des températures plus basses, lorsque la pièce est moins ductile. Le nom de l'opération est donc explicite. Cependant, ces basses températures génèrent une chaleur non négligeable.
- Avant l'étalonnage final, la déformation à froid nécessite un recuit préliminaire. Concrètement, la pièce est réchauffée jusqu'à recristallisation, puis laissée refroidir. Pourquoi cette étape est-elle nécessaire ? Elle confère au métal plasticité et ténacité, et permet également de relâcher les contraintes internes.
- GOST 8734-75
- Une ovalisation ou des variations mineures de l'épaisseur de la paroi du tuyau sont tolérées.
- Concernant la variation de courbure de section du produit, l'erreur par mètre ne dépasse pas 3 millimètres pour les tubes laminés à paroi mince. Pour les tubes laminés d'épaisseur moyenne, l'erreur par mètre ne dépasse pas 2 millimètres.
- Le traitement thermique final n'est pas réalisé sur accord individuel avec le client. Il est obligatoire pour la conformité à la norme.
Comment ces produits sont-ils classés ?
En pratique, les tubes laminés de types similaires sont classés selon leurs méthodes de production et l'épaisseur de leur paroi.
Vidéo
On distingue les méthodes suivantes :
- Soudure électrique à joint droit.
- Soudé électriquement avec un cordon en spirale.
- Déformé à chaud sans couture.
- Laminé à froid sans soudure et thermoformé.
Les deux dernières méthodes sont combinées en une norme commune.
En fonction de l'épaisseur de la paroi :
- Parois extra épaisses ;
- Parois épaisses ;
- Parois minces ;
- À parois particulièrement fines.
Toutes les différences sont dues aux différences de diamètres extérieurs et d'épaisseurs de paroi.
Revêtement anticorrosionLe traitement galvanique est soit obligatoire, soit facultatif. De plus, il est réservé aux canalisations d'eau et de gaz ainsi qu'aux canalisations soudées électriquement à joint droit. La galvanisation est autorisée pour tout type d'acier, quel que soit le procédé de fabrication.
Où est-il utilisé ?
Les tubes en acier sans soudure haute pression offrent une résistance à la traction exceptionnelle et sont parfaitement étanches. Les tubes sans soudure à paroi épaisse conviennent à la production industrielle.
Ces produits sont parfaitement adaptés aux systèmes hydrauliques. Pour lever la benne d'un camion, un piston est nécessaire, dans lequel de l'huile est pompée sous très haute pression. Un matériau sans soudure est indispensable pour un tel piston.
Vidéo
Industrie énergétiqueLe transfert de chaleur ne se limite pas au chauffage par chaudières. La chaleur peut être acheminée jusqu'au consommateur via un réseau de chauffage central, au même titre que l'eau chaude sanitaire. Les dissipateurs thermiques des chaudières (écrans et chicanes) doivent être constitués d'un matériau capable de résister à la vapeur surchauffée et aux flammes.
La résistance critique à la rupture sous pression interne dépend de l'épaisseur du dissipateur thermique. La durée de vie est également un facteur important. Sans un élément sans soudure de haute qualité, il est impossible de garantir un apport de chaleur constant pendant toute la saison.
industrie pétrolièreLes produits tubulaires haute pression sont utilisés pour les puits, les tubages, le pompage des ressources naturelles et le transport par pipeline.
Un bon produit doit résister à de nombreux facteurs, notamment aux mouvements de terrain. Bien entendu, seuls les tuyaux de haute qualité peuvent garantir une longue durée de vie sans problème.
Ils peuvent résister à des pressions de plusieurs dizaines, voire centaines d'atmosphères. Plus les puits sont profonds, plus les charges sont importantes. L'acier supporte des pressions très élevées et résiste à l'épaisseur du sol.
industries automobile, aéronautique et de la construction navaleDans les secteurs mentionnés, les tubes sans soudure à parois minces et de poids minimal sont très demandés.
RésultatNous considérons ceci comme notre introduction aux tubes en acier haute pression. Des informations techniques plus détaillées sont disponibles dans les normes GOST.
