Les tubes en acier sont des matériaux remarquables utilisés dans de nombreuses industries. C'est grâce à leur excellente résistance et à leur capacité à supporter des charges élevées que les tubes en acier sont si réputés. Ils participent également au transport de fluides, de gaz et d'autres matériaux. Dans le domaine de la construction et des infrastructures, les tubes en acier jouent également un rôle crucial. Nous pouvons donc constater que les tubes en acier sont nécessaires dans toutes les industries. Par conséquent, le développement de la fabrication de tubes en acier est également crucial.
Cet article a pour but de présenter les principes fondamentaux du processus de fabrication des tuyaux en acier. Il met en particulier l'accent sur les quatre types de méthodes de fabrication des tubes en acier inoxydable. Nous découvrirons ces méthodes utilisées pour différents types de tubes en acier. Voyons cela de plus près.
Qu'est-ce que la fabrication de tubes en acier ?
En termes simples, on peut dire que le processus de fabrication des tubes d'acier est appelé fabrication de tubes d'acier. Il s'agit en fait de transformer des matières premières en acier en tubes conçus sur mesure. Chaque processus de fabrication est destiné à répondre à des exigences spécifiques pour diverses applications. Le processus de fabrication des tubes d'acier peut varier en fonction des différents types de tubes d'acier. Oui, c'est le contenu principal de notre article d'aujourd'hui. Dans la section suivante, nous parlerons plus en détail de ces processus.
Les procédés de fabrication des tubes en acier jouent un rôle crucial dans la fourniture de solutions personnalisées. En comprenant les exigences spécifiques de chaque application, ces méthodes de fabrication peuvent varier. Il peut être nécessaire de modifier la taille, l'épaisseur et la configuration des tuyaux pour répondre à des applications précises.
Types de tubes en acier
En fonction des différents procédés de fabrication, les tubes en acier sont classés en deux catégories principales. Ces variétés résultent des variations dans les méthodes de fabrication. Elles ont un impact sur la structure et les caractéristiques du tube. Il est essentiel de comprendre ces processus de fabrication. Pourquoi ? Parce qu'elle est essentielle pour sélectionner les tubes les plus appropriés pour répondre à des demandes spécifiques.
On peut observer la surface du tube pour comprendre ces deux types. Une ligne droite et épaisse sur le tube indique qu'il a été soudé. Le tube est sans soudure s'il n'y a pas de lignes ou de difficultés continues à la surface. Voyons quelques indications académiques.
- Tube en acier inoxydable sans soudure: Il s'agit d'une seule pièce d'acier sans aucun joint soudé. Les quatre principales méthodes de fabrication des tubes en acier sans soudure permettent d'obtenir une structure uniforme. Elles permettent également d'obtenir des résistances exceptionnelles. En effet, un tube en acier sans soudure est supérieur à un tube en acier inoxydable soudé. L'avantage du sans soudure réduit le risque de fuites. En outre, il améliore la capacité du tube à résister à des conditions de pression et de température élevées.
- Tubes soudés en acier inoxydable sont fabriqués en assemblant l'acier ou les bobines par soudage. L'avantage de ces tubes en acier est qu'ils permettent de produire des tubes de différents diamètres et épaisseurs. Ils constituent des solutions rentables pour de nombreuses industries. Il existe également quatre techniques de production principales, comme le processus de fabrication des tuyaux sans soudure.
Processus de fabrication des tubes en acier sans soudure
Les caractéristiques exceptionnelles des tubes en acier sans soudure les ont rendus très populaires dans un large éventail de secteurs. Les industries du pétrole et du gaz en sont des exemples. Dans ces industries, les tubes en acier sans soudure sont souvent utilisés pour transporter des fluides corrosifs. D'autre part, les tubes en acier inoxydable sans soudure sont souvent utilisés dans des applications à haute température. Ils garantissent la durabilité et la fiabilité dans les secteurs de la production d'énergie et du nucléaire.
En fonction des dimensions et du budget du tube, les fabricants utilisent quatre méthodes principales de fabrication de tubes sans soudure. Les quatre processus de fabrication décrits ci-dessous commencent par des procédures similaires. Les formalités initiales sont les suivantes :
- Préparation des baguettes: Les processus commencent par la sélection d'une billette d'acier de haute qualité. Il s'agit en fait d'une barre métallique ronde ou cylindrique solide.
- Chauffage: La billette choisie est ensuite soumise à un processus de chauffage approprié. Cette étape renforce sa plasticité et facilite sa déformation et sa mise en forme.
Ils appliquent ensuite des finitions similaires en suivant des phases de fabrication distinctes. Elles sont les suivantes :
- Refroidissement et coupe : Cette étape permet de refroidir les tuyaux chauffés et de les couper à la longueur voulue.
- Lissage : Les tubes coupés sont redressés pour garantir l'uniformité.
- Face d'extrémité : Enfin, le processus se termine par le dressage des extrémités des tubes d'acier. Cette étape est nécessaire pour obtenir des surfaces lisses et régulières.
Processus de broyage des mandrins
La technique du laminoir à mandrin doit son nom au mandrin, qui est un outil important dans le processus de production. Au cours de l'étape de perçage de la procédure, un mandrin est une tige ou un arbre placé dans le tube creux ou le tuyau. Les mandrins, quant à eux, contribuent au perçage, à la précision dimensionnelle et à la qualité de la surface. Les étapes du processus sont les suivantes.
- Piercing : C'est la partie la plus importante du processus d'usinage par mandrin. Un mandrin perce la billette chauffée et crée un tube creux.
- Fraisage du mandrin : Le tube percé subit ensuite un fraisage au mandrin pour garantir la précision des dimensions. Cela permet également d'obtenir une qualité de surface interne appropriée.
- Réduction de l'étirement : Le tube est allongé par une machine de réduction pour obtenir les dimensions souhaitées.
La technique du laminoir à mandrin permet de produire des tubes sans soudure de petit diamètre avec une grande précision dimensionnelle. Cette méthode garantit des dimensions précises et une surface intérieure lisse. Ce procédé est en fait plus rapide que le procédé de fabrication de tuyaux par laminage à bouchon Mannesman.
Processus de fabrication des tuyaux Mannesmann Plug Mill
Ce procédé de fabrication porte le nom de son inventeur, Heinrich Mannesmann. Il s'agit d'un ingénieur allemand qui a découvert le procédé à la fin des années 19th siècle. Ce procédé de fabrication fait appel à de multiples outils et perçages. La méthode comprend les étapes suivantes.
- Piercing & Elongating : Un perceur ou bouchon conique rotatif perce la billette chauffée. Il l'allonge progressivement et le transforme en un tube d'acier sans soudure.
- Laminage (laminoir à bouchons) : Le processus fait ensuite appel à un autre broyeur à bouchons pour affiner encore les dimensions.
- Dévidage et calibrage I : Ensuite, le processus enroule et dimensionne le tube percé pour obtenir les dimensions et l'épaisseur souhaitées.
- Refroidissement et redressement: Le tube allongé et dimensionné est refroidi et redressé pour assurer l'uniformité.
- Traitement thermique et calibrage II: Après le traitement thermique, le processus est encore dimensionné pour garantir les propriétés mécaniques du tube. Cette étape se poursuit pour répondre aux spécifications requises.
Le procédé de laminage à bouchons Mannesmann est adapté à la fabrication de tubes sans soudure de plus grand diamètre. Ce procédé garantit également une meilleure intégrité structurelle grâce à l'utilisation de perçages répétés. Cette méthode de perçage multiple affine les dimensions du tube et améliore ses propriétés mécaniques.
Processus de fabrication des tubes forgés sans soudure
Ce processus de fabrication consiste à chauffer et à forcer une billette d'acier à travers une matrice façonnée. Le résultat final est la formation d'un tube d'acier sans soudure. Toutefois, ce procédé de fabrication est adapté à la réalisation de formes complexes en coupe transversale. En outre, ils sont réputés pour leur excellente finition de surface. La méthode comprend les étapes suivantes :
- Forgeage : Cette étape fait appel à un équipement de forgeage pour appliquer les forces appropriées. Le forgeage consiste à mouler le matériau pour lui donner la forme appropriée. Il implique généralement l'utilisation de matrices ou de moules.
- Dimensionnement et réduction : Le métal forgé est ensuite dimensionné et réduit pour obtenir les dimensions et l'épaisseur souhaitées. Cette étape contribue aux propriétés mécaniques finales du tube sans soudure.
- Traitement thermique: Le tube subit un traitement thermique afin d'optimiser sa microstructure et ses caractéristiques mécaniques. Cette étape permet également d'améliorer la solidité, la durabilité et la résistance à la corrosion.
Procédés d'extrusion
Le processus d'extrusion dans la fabrication de tubes sans soudure offre une grande polyvalence dans les formes et les dimensions des tubes. Il s'agit également d'une solution plus rentable que les autres méthodes. Cette méthode convient principalement à la fabrication de tubes en acier de petite et moyenne taille. Le processus d'extrusion comprend les étapes de fabrication suivantes :
- Extrusion à travers la filière : La billette chauffée est forcée à travers une matrice formée. Le résultat est la formation d'un tube d'acier sans soudure avec le diamètre extérieur et les caractéristiques souhaités.
- Élongation: Le tube extrudé subit une élongation. C'est un processus qui permet d'augmenter sa longueur tout en améliorant ses propriétés mécaniques.
Processus de fabrication des tubes en acier soudés
Les tubes soudés en acier inoxydable sont également utilisés dans une grande variété de domaines. Ils sont largement utilisés pour des applications structurelles dans l'industrie de la construction. Ils sont également appréciés pour le transfert de divers gaz et liquides. En outre, les tubes soudés sont réputés dans l'industrie alimentaire et des boissons pour leurs surfaces lisses et faciles à nettoyer. En outre, ces tuyaux en acier inoxydable sont utilisés dans divers secteurs.
Le processus de fabrication des tubes d'acier soudés comporte également quatre types principaux. Les différentes industries manufacturières utilisent des méthodes de fabrication spécifiques en fonction de leurs différentes exigences. La procédure commune peut être observée dans les quatre méthodes suivantes de fabrication de tubes en acier inoxydable soudés.
- Déroulage et nivellement: Tous les processus ci-dessous commencent par le déroulage de l'acier. Ces matières premières se présentent généralement sous la forme d'une bobine. La planeuse nivelle ensuite ces bobines et les prépare pour la suite de la fabrication.
- Refendage et enroulement: L'acier non déroulé est fendu en fonction du diamètre du tube. Ensuite, le processus consiste à enrouler l'acier refendu pour une meilleure maniabilité et un traitement ultérieur.
- Déroulement et mise à niveau de l'acier refendu: Ces bobines d'acier refendues sont acheminées vers différentes usines de fabrication. Chaque processus commence par le déroulage de l'acier refendu et son étiquetage en vue de l'étape suivante.
- Formage par roulage et par jaugeage: Ces plaques d'acier plates sont soumises à des processus de formage par laminage et par jaugeage. Ce processus permet de donner à la plaque refendue la forme de tuyau souhaitée.
En outre, les étapes de post-traitement sont similaires dans les quatre méthodes de fabrication de l'acier inoxydable. Elles sont les suivantes :
- Post-recuit : Après le soudage, les tubes d'acier soudés subissent un processus de post-cuisson. Il s'agit d'un processus de traitement thermique qui améliore les propriétés de l'acier.
- Refroidissement et dimensionnement: Les tuyaux sont ensuite refroidis. Ensuite, le processus de dimensionnement est mis en œuvre pour fixer les structures, en veillant à ce qu'elles répondent à des dimensions spécifiques.
- Redressement et finition : Les étapes finales consistent à redresser les tuyaux pour les rendre plus uniformes. En outre, un surfaçage des extrémités est appliqué pour obtenir des surfaces lisses et régulières.
Soudage par résistance électrique (ERW)
Le soudage par résistance (ERW) est une méthode courante de soudage des tubes en acier. Elle implique l'utilisation d'un courant électrique pour générer de la chaleur. Ce niveau de chaleur fait fusionner les bords en acier. Le joint soudé est créé sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un matériau d'apport.
Cependant, les tubes ERW sont appréciés pour leur efficacité et leur polyvalence. Par conséquent, ils conviennent parfaitement aux tubes à parois minces et épaisses. Ces tubes trouvent une large application dans diverses industries, y compris la construction et le transport.
Soudage par fusion électrique (EFW)
L'EFW est une méthode remarquable de soudage de tuyaux utilisée principalement pour les tuyaux de grand diamètre. Ce procédé est également appelé soudage par faisceau d'électrons. Il utilise le mouvement à grande vitesse du faisceau d'électrons dirigé vers les bords. L'énergie cinétique de ces mouvements produit une chaleur extrême et fait fondre la pièce. Le résultat est la formation de la soudure.
Le procédé EFW est réputé pour sa capacité à produire des soudures de haute qualité présentant d'excellentes propriétés mécaniques. Ce procédé peut être appliqué à une large gamme de matériaux et est particulièrement efficace pour le soudage des tuyaux en acier inoxydable et en alliage. L'un des grands avantages de l'EFW est qu'il permet de souder des tuyaux plus épais. C'est pourquoi ils sont très appréciés dans les applications des industries lourdes telles que le pétrole et le gaz.
Soudage à haute fréquence (HFW)
Le procédé HFW utilise un courant à haute fréquence pour créer de la chaleur afin d'assembler les tubes d'acier. Normalement, ils utilisent une fréquence plus élevée que le procédé ERW. En général, la gamme commence à plus de 70 kHz. Cette méthode de fabrication de tubes en acier convient au soudage de sections d'acier épaisses. C'est pourquoi elle est devenue un choix courant pour la fabrication de tuyaux utilisés dans des applications lourdes.
Le procédé de fabrication de l'acier HFW offre une excellente qualité de soudure et des taux de production élevés. Un autre grand avantage de ce procédé est qu'il s'applique à une grande variété de nuances d'acier. Les tubes HFW sont largement utilisés dans le transport du pétrole et du gaz, les pipelines de puits de pétrole et les structures de bâtiments. Ils sont également utilisés dans divers types de tuyaux mécaniques et d'accessoires de construction navale.
Soudage à l'arc submergé (SAW)
Le procédé SAW se décline généralement en deux types principaux. Le premier est le soudage à l'arc longitudinal (LSAW) et le soudage à l'arc hélicoïdal (SSAW/HSAW). Le procédé de fabrication des tuyaux LSAW (Longitudinal Submerges Arc-Welding Pipe) utilise la plaque d'acier comme matière première. Elle est moulée par la machine de moulage, puis soudée à l'arc submergé des deux côtés.
Le procédé de fabrication de l'acier HFW offre des vitesses de soudage élevées et une pénétration profonde. Ils peuvent également être utilisés pour la production à grande échelle.
Conclusion
Finissons-en ! Il existe de nombreux types de techniques de fabrication de tuyaux en acier. Ces variétés peuvent varier en fonction de nombreux facteurs tels que les propriétés des matériaux et le budget. Toutes ces procédures de fabrication sont courantes dans divers secteurs. Toutefois, cet article a évalué de nombreuses méthodes de fabrication de tuyaux en acier inoxydable sans soudure et soudés. Chacun de ces tuyaux peut être fabriqué selon l'une des quatre procédures de fabrication de l'acier inoxydable.
Nous espérons que cet article a démontré les nombreuses variétés de méthodes de fabrication de l'acier inoxydable. Il peut également vous aider à déterminer le meilleur tuyau en acier inoxydable pour votre projet. Toutefois, si vous avez besoin d'une aide supplémentaire, n'hésitez pas à nous contacter.