Tuyau sans soudure en acier. Paramètres qui caractérisent la conception transparente

Le tuyau sans soudure est l'un des types de métaux les plus chers. Cela est dû à la complexité de sa production. Le produit est très fiable et est fabriqué en totale conformité avec les normes. Les tuyaux sans soudure sans soudure sont largement utilisés dans le raffinage du pétrole, l'industrie chimique, la construction d'aéronefs et de machines, ainsi que dans les services publics.

Les tuyaux sans soudure sont plus durables que les tuyaux soudés, mais ils sont également plus chers.

Inconvénients et avantages des tuyaux en acier sans soudure

La portée des tuyaux en acier est très étendue, car l'absence de coutures affecte les caractéristiques de résistance des produits - ils deviennent presque invulnérables. La conception sans couture se caractérise par une faible expansion linéaire, qui est causée par l'influence des températures élevées, de la résistance à la corrosion et n'a pas peur des pressions élevées.

Le degré de conductivité thermique dépend du matériau de fabrication et, en règle générale, est à un bon niveau. Le tuyau en acier sans soudure a une surface parfaitement lisse à l'intérieur, ce qui améliore le débit. Par rapport à un produit soudé, la conception sans couture est bien meilleure en termes de résistance et de résistance aux influences extérieures.

Parmi les inconvénients de ce type de laminage de métaux, on peut noter le manque de flexibilité des produits à parois épaisses, qui peut entraîner certaines difficultés lors des travaux de réparation et de construction. De plus, la production de tuyaux nécessite un équipement coûteux et la technologie elle-même est très complexe. En combinaison avec le coût élevé des matériaux, cela conduit à une augmentation du coût de production, donc dans certains cas, il n'est pas pratique d'utiliser de tels produits.

Conception transparente: principaux types

Les tuyaux en acier sans soudure sont classés selon l'épaisseur de la paroi. Dans le cas où le mur est plus grand que le diamètre, la structure sans soudure est appelée à paroi particulièrement épaisse. De plus, on distingue en particulier les éléments à paroi mince, à paroi mince et simplement à paroi épaisse.

L'épaisseur de paroi de l'un des types de tuyaux sans soudure peut atteindre 10% du diamètre

Remarque! Le premier type se caractérise par une épaisseur de paroi ne dépassant pas 2,5% du diamètre, pour le second de 2,5 à 5%, pour le troisième de 5 à 10%.

On distingue également les structures légères, renforcées et ordinaires. Les options de tuyaux renforcés se caractérisent par une résistance accrue à la corrosion et les poumons se prêtent bien à la flexion. La plus courante est une structure en acier sans soudure, mais il est possible de fabriquer des produits à partir de divers alliages et métaux non ferreux. Les tuyaux varient dans les techniques de fabrication. Sur cette base, on distingue les produits laminés à froid et à chaud.

Champs d'utilisation des produits sans soudure

En raison de ses excellentes caractéristiques de résistance, les tuyaux sans soudure ont trouvé leur application dans un grand nombre de secteurs de la vie humaine, mais le principal est l'installation d'autoroutes à des fins diverses.Dans les industries du gaz et du pétrole, ces produits sont utilisés pour transporter du carburant.

L'absence de soudure et d'une surface absolument lisse à l'intérieur permet l'utilisation de tels éléments dans les canalisations pour l'approvisionnement en eau potable. La conception sans couture permet d'organiser des autoroutes transportant des substances agressives et sous des pressions élevées et des températures élevées.

L'industrie nucléaire n'est pas complète sans de tels tuyaux. Ils sont utilisés dans la construction navale, automobile, aérienne, de tracteurs et de machines, par exemple, pour résoudre le problème de transmission de la rotation des arbres. Une structure transparente et creuse est nécessaire dans la construction des mines de charbon et des plates-formes pétrolières.

Il est conseillé de l'utiliser dans des conditions de fonctionnement particulièrement difficiles, lorsque le métal ordinaire et la soudure peuvent ne pas résister. Les produits monolithiques se retrouvent également dans l'industrie de la défense.

Les tuyaux sans soudure sont indispensables pour les autoroutes fonctionnant dans des conditions difficiles, sous haute pression ou température.

Exigences de taille de produit normalisées

Les exigences relatives aux produits déformés à froid sont définies dans la norme 8734 de 1975. Selon ce document, un tuyau sans soudure peut être produit en longueurs non mesurées ou mesurées. Dans la première variante, cette caractéristique se situe dans les limites de 4,5 à 9 mètres, dans la seconde - d'un an et demi à 11,5 m, les écarts maximaux ne dépassant pas 1 cm.

En accord avec le client, des tuyaux de longueur mesurée peuvent être produits de 4 à 9 mètres avec une valeur constante d'écarts limites. Les produits de plusieurs longueurs mesurées sont fabriqués dans des tailles allant d'un an et demi à 9 m.

Remarque! En règle générale, les produits sont fabriqués en fonction de l'épaisseur de la paroi et du diamètre extérieur.Cependant, selon les exigences du client, vous pouvez vous concentrer sur d'autres caractéristiques, par exemple la différence et les deux diamètres ou la paroi et le diamètre intérieur.

À la demande du client, les écarts limites peuvent également être combinés. Par exemple, le diamètre du produit est fait avec une précision ordinaire et l'épaisseur de la paroi est augmentée.

Les fabricants sont tenus de veiller à ce que ni la différence de taille ni l'ovalité des tuyaux ne dépassent les limites des écarts admissibles. La norme donne également des valeurs de courbure. Pour les produits dont la section transversale ne dépasse pas 8 millimètres, elle ne doit pas dépasser 3 mm, moins de 8 à 10 mm - plus de 2 mm par 1 m de longueur, plus de 10 mm - plus d'un millimètre et demi.

Produits sans soudure à des fins spéciales

Il existe des tuyaux sans soudure à des fins spéciales, qui sont fabriqués conformément à la norme 9941 de 1981. Ce type de laminage de métaux se caractérise également par une longueur mesurée, multiple et non mesurée. L'épaisseur de la paroi varie de 0,3 à 24 mm, le diamètre - de 5 à 250 mm.

Les tuyaux sans soudure sont disponibles en longueur mesurée et non mesurée selon les normes

La courbure possible de la structure est déterminée en fonction des paramètres. Par exemple, pour des produits d'une section supérieure à 5 mm et d'une paroi d'un demi-millimètre, ce chiffre ne peut pas dépasser 1 millimètre par mètre, et pour un diamètre supérieur à 15 mm et une épaisseur de métal inférieure à 0,5 mm, jusqu'à 2 mm.

Les bords du métal doivent être exempts de défauts et coupés à 90 degrés. À la demande du consommateur aux extrémités peuvent être appliqués des chanfreins pour le soudage. Ceci est autorisé lorsque l'épaisseur du métal est supérieure à 5 mm. Dans ce cas, le matériau de fabrication doit répondre à des exigences particulières. Par exemple, la composition chimique de l'acier est réglementée par la norme d'État 5632 et certaines des impuretés nocives (soufre) ne peuvent pas dépasser 0,02%.

La surface des tuyaux doit être caractérisée par l'absence de couchers de soleil, de coquilles et de fissures. L'exception concerne les produits qui n'ont pas été nettoyés. En même temps, des captures uniques, de petites bosses ou des risques sont autorisés, mais l'influence de ces défauts sur le diamètre et la paroi de l'élément est exclue.

Normes pour les tubes déformés à chaud

Les produits sans soudure déformés à chaud doivent être entièrement conformes aux normes stipulées dans la norme d'État 8732 de 1978. Ce document contient des tableaux avec les tailles de produits possibles. Les produits déformés à chaud de longueur mesurée / non mesurée sont fabriqués de 4 à 12,5 mètres. Dans le cas de longueurs multiples, une tolérance est possible qui ne dépasse pas 5 millimètres par coupe.

La production de tuyaux déformés à chaud est effectuée en stricte conformité avec GOST

Remarque! L'écart maximal admissible est de +15 mm si le produit est supérieur à 6 m, +10 mm si le tuyau est plus court que cette longueur.

Quant aux éléments déformés à froid, la différence et l'ovalité ne doivent pas conduire la paroi et le diamètre au-delà des limites spécifiées. La courbure des tuyaux dépend de l'épaisseur du métal (toutes les valeurs correspondent à un mètre de produit). S'il est inférieur à 20 mm, le paramètre ne peut pas être supérieur à 1,5 mm; si 20-30 mm - jusqu'à 2 mm. Pour les tuyaux avec une épaisseur de paroi plus grande, une courbure jusqu'à 4 mm est autorisée.

Contrôle qualité produit

Les tuyaux sans soudure sans soudure de haute qualité sans faute subissent une série de tests. Après vérification des produits pour l'absence de défauts de surface à l'aide d'instruments spéciaux, le diamètre, l'ovalité, la longueur et la courbure sont mesurés.

Un essai de traction est réalisé selon le document 10006-80. Dans ce cas, le rétrécissement et l'allongement relatifs du tuyau après rupture, la résistance temporaire du matériau et sa limite d'élasticité sont déterminés. Selon les exigences de la norme 19040-81, les structures sans soudure sont testées en traction à des températures élevées. Dans ce cas, les caractéristiques du matériau sont définies à des températures de 35 à 1200 degrés.

De plus, tous les éléments sont testés par pression hydraulique. Le document réglementaire 17410 précise les conditions du contrôle par ultrasons. Si au moins un indicateur ne répond pas aux normes, il est nécessaire d'effectuer des tests répétés sur deux fois le nombre d'échantillons.

Les secrets de la production de tuyaux

Considérez le processus de fabrication de tuyaux laminés à chaud. Il se compose de plusieurs étapes technologiques. Les matières premières sont des billettes, qui peuvent être coulées en continu, forgées, laminées ou même en lingots.

Le lingot pour le tuyau est une barre pleine d'acier

Remarque! Le type d'élément sélectionné affecte la classe de résistance et la classe des produits finis.

Au stade initial, les ébauches vont dans des presses ou des broyeurs, où la formation du manchon se produit. De plus, son diamètre augmente jusqu'à la taille requise. Au même stade, le nivellement de surface du futur produit a lieu. Ensuite, le tuyau entre dans le laminoir à chaud. La dernière étape est un processus d'étalonnage à froid. Si nécessaire, un filetage est appliqué sur le tuyau.

La formation du manchon est effectuée sur des machines constituées de rouleaux en forme de cône ou de champignon avec rotation unilatérale. Ils sont situés dans un plan vertical et se caractérisent par une pente de plusieurs degrés. En raison du mouvement de rotation-translation, la section transversale de la pièce située entre les axes est réduite et un petit trou apparaît dans la partie axiale. Pour augmenter le diamètre, un mandrin spécial est nécessaire.

Correction des paramètres du produit lors de la fabrication

Le mandrin est installé entre les arbres et un manchon métallique y est monté lors des passages suivants. Le déplacement structurel peut être évité avec des rouleaux fixes et des guides de règle. Pour ajuster le diamètre du tuyau, il existe différentes installations automatiques. Leur travail s'effectue selon ce principe: le mandrin est inséré dans le calibre de sorte qu'il reste un écart égal à l'épaisseur de paroi du futur produit. En outre, la structure sans couture est enroulée et le mandrin est déployé à angle droit à chaque fois. Pour que le tuyau pénètre dans le mandrin, il est nécessaire d'abaisser le rouleau inférieur de l'installation.Après avoir occupé l'endroit souhaité avec le flan, le rouleau est placé dans sa position d'origine.

Un tube déformé à froid est réalisé à partir d'une billette laminée à chaud, dont le chauffage est effectué à basses températures. Le futur tuyau subit un processus d'étirage, au cours duquel il est étiré, le diamètre est régulé et l'épaisseur de paroi diminue. Ces éléments se distinguent par une qualité de surface élevée. Le tuyau acquiert des propriétés anticorrosives par galvanisation. Une fine couche de zinc favorise l'apparition d'un film protecteur à la surface du métal, ce qui empêche son contact avec l'O₂ (oxygène) et sa pénétration en profondeur. Les produits ainsi traités ne nécessitent ni apprêt ni peinture.

Les tuyaux sans soudure sont des éléments structurels indispensables utilisés dans des conditions difficiles et agressives. Leurs paramètres sont bien supérieurs aux caractéristiques de résistance des produits à couture.