Tuyaux de soudage longitudinal à l'arc submergé (LSAW) ASTM A252 Grade 3
Aperçu de base
Le tuyau LSAW ASTM A252 Grade 3 est lequalité de résistance la plus élevéedans la spécification ASTM A252 pourpieux en tubes d'acier soudés. C'est untuyau en acier au carbonefabriqué à l'aide duSoudage longitudinal à l’arc submergé (LSAW)processus, spécialement conçu pourapplications lourdes-de fondations sur pieux et de support structureloù une capacité portante maximale-est requise.
Explication du nom
| Partie | Signification |
|---|---|
| ASTM | ASTM International (Société américaine pour les tests et les matériaux) |
| A252 | Spécification standard pour les pieux en tubes d'acier soudés et sans soudure |
| 3e année | Lequalité de résistance la plus élevéedans la spécification ASTM A252 – adapté aux applications à forte charge- |
| Soudage longitudinal à l’arc submergé (LSAW) | Processus de fabrication : les plaques d'acier sont formées et soudées le long d'un seul joint longitudinal droit par soudage à l'arc submergé avec ajout de métal d'apport. |
Principales caractéristiques du tuyau LSAW ASTM A252 grade 3
| Fonctionnalité | Description |
|---|---|
| Type de matériau | Acier à faible teneur en carbone/acier au carbone faiblement-allié– offre une excellente ténacité, ductilité et soudabilité |
| Fabrication | LSAW (soudage longitudinal à l’arc submergé)– plaques formées par des procédés de cintrage UOE, JCOE ou au rouleau, puis soudées à l'arc submergé double- |
| Demande principale | Fondations sur pieux robustes-, construction de ponts, structures marines et applications-de charges élevées |
| Limite d'élasticité | 310 MPa (45 000 psi) minimum |
| Résistance à la traction | 455 MPa (66 000 psi) minimum |
| Élongation | 20% minimum(varie selon l'épaisseur de la paroi) |
| Diamètres typiques (LSAW) | 168 mm à 1820 mm(6" à 72") |
| Épaisseur de paroi typique | 3,4 mm à 80 mm |
| Longueur | 3 m à 32 mstandard; jusqu'à 70 m disponible chez certains fabricants |
Composition chimique (ASTM A252 niveau 3)
| Élément | Analyse thermique (% max) | Analyse du produit (% max) | Remarques |
|---|---|---|---|
| Carbone (C) | 0.26 | 0.30 | Faible teneur en carbone pour la soudabilité |
| Manganèse (Mn) | 1.35 - 1.6 | 1.40 - 1.6 | Fournit de la force |
| Phosphore (P) | 0.05 - 0.07 | 0.05 - 0.07 | Contrôle strict pour la robustesse |
| Soufre (S) | 0.03 - 0.047 | 0.045 | Contrôlé pour la qualité de la soudure |
| Silicium (Si) | 0,45 maximum | Non spécifié | Désoxydant |
Note:L'acier ne doit pas contenir plus de 0,050 % de phosphore.
Comparaison des propriétés mécaniques : grades ASTM A252
| Propriété | 1re année | 2e année | 3e année |
|---|---|---|---|
| Limite d'élasticité (min) | 205 MPa (30 ksi) | 240 MPa (35 ksi) | 310 MPa (45 ksi) |
| Résistance à la traction (min) | 345 MPa (50 ksi) | 415 MPa (60 ksi) | 455 MPa (66 ksi) |
| Allongement (min) | 30% | 25% | 20% |
| Force par rapport au grade 1 | Référence | +17 % de rendement | +51 % de rendement |
| Fréquence d'utilisation | Applications à faible charge- | Le plus couramment utilisé | Robuste-charge élevée- |
Sources :
Processus de fabrication LSAW pour ASTM A252 Grade 3
Étapes du processus
| Étape | Description |
|---|---|
| 1. Sélection des plaques | Les plaques d'acier-de haute qualité sont sélectionnées conformément aux exigences ASTM A252. |
| 2. Préparation des bords | Les bords des plaques sont biseautés pour créer une rainure en forme de V - pour le soudage. |
| 3. Formage | Les plaques sont façonnées en formes cylindriques à l'aide de machines à cintrer UOE, JCOE ou à rouleaux. |
| 4. Soudage par pointage | Les plaques formées sont-soudées pour conserver leur forme avant le soudage final. |
| 5. Soudage à l’arc submergé | La scie multi-fils applique une soudure interne, puis une soudure externe (double-face) pour une pénétration complète. |
| 6. Expansion mécanique | Le tuyau peut être agrandi à des dimensions précises pour obtenir des tolérances serrées |
| 7. Traitement thermique | Peut subir un traitement thermique de soulagement des contraintes lorsque cela est spécifié pour améliorer la ténacité |
| 8. Inspection et tests | Tests non-destructifs, y compris examen par ultrasons et tests hydrostatiques |
| 9. Finition | Biseautage des extrémités (selon ANSI B16.25), application de revêtement comme spécifié |
Méthodes de formage disponibles
| Méthode | Description | Aptitude à la 3e année |
|---|---|---|
| UOE | Plaque pressée en forme de U-, puis en forme de O-, expansée mécaniquement après soudage | Adapté – production en grand volume- |
| JCOE | Étapes progressives de formage du J-C-O, expansé après soudage | Adapté – précision de formage élevée |
| RBE (roulage) | Plaque progressivement roulée dans le cylindre | Convient aux petites séries de production |
Disponibilité des tailles
| Paramètre | Gamme | Remarques |
|---|---|---|
| Diamètre extérieur (LSAW) | 168 mm à 1820 mm(6" à 72") | Jusqu'à 4 500 mm disponible auprès de certains fabricants |
| Épaisseur de paroi | 3,4 mm à 80 mm | Jusqu'à 100 mm disponible chez certains fabricants |
| Longueur | 3 m à 32 mstandard;jusqu'à 70 mdisponible | Des longueurs plus longues réduisent l'épissage sur le terrain |
| Fin Fin | Extrémités simples, extrémités biseautées selon ANSI B16.25 | Biseauté pour norme de soudage |
Exigences en matière de tests et d'inspection
| Type d'essai | But | Exigence |
|---|---|---|
| Analyse chimique | Vérifier que la composition répond aux limites ASTM A252 | Par analyse thermique |
| Essai de traction | Confirmer le rendement et la résistance à la traction | Par lot |
| Test d'aplatissement | Vérifier la ductilité | Requis |
| Essai de pliage | Vérifier l'intégrité de la soudure | Requis |
| Essai hydrostatique | Preuve de fuite-étanchéité | Chaque tuyau testé |
| Examen par ultrasons | Détecter les défauts internes | 100 % du cordon de soudure lorsque spécifié |
| Examen radiographique (rayons X-) | Vérifier la qualité de la soudure | Lorsque spécifié |
| Contrôle dimensionnel | Vérifier le diamètre extérieur, l'épaisseur de la paroi, la rectitude | 100% |
| Essai d'impact | Vérifier la ténacité | Lorsque spécifié |
| Inspection visuelle | État de surface, aspect des soudures | 100% |
Certificat d'essai en usine :EN 10204/3.1B généralement fourni
Applications du tuyau LSAW ASTM A252 grade 3
La 3e année est laoption la plus résistanteet est spécifié pour les applications les plus exigeantes :
| Domaine d'application | Utilisations spécifiques |
|---|---|
| Construction de ponts | Fondations sur pieux des piliers principaux, composants porteurs majeurs-, supports de grands ponts |
| Ports et ouvrages maritimes | Docks, jetées, quais et plates-formes offshore nécessitant une résistance à la corrosion à long terme-et une capacité à résister à l'impact de l'accostage des navires et à l'érosion des vagues. |
| -Fondations d'immeubles de grande hauteur | Fondations profondes pour gratte-ciel et structures lourdes où une capacité de charge maximale est requise |
| Génie Civil Lourd | Projets avec des conditions de sol difficiles nécessitant une capacité portante supplémentaire- |
| Génie Hydraulique | Renforcement de barrages, systèmes de drainage, construction de fondations de centrales hydroélectriques |
| Conditions de sol difficiles | Projets où des conditions de sol difficiles exigent une résistance maximale des pieux |
Note:La 3e année est spécifiquement sélectionnée pourprojets d'infrastructure-à grande échelletels que les ponts, les ports et les-immeubles de grande hauteur oùcapacité de charge supplémentaire-et durabilité maximalesont requis.
Options de revêtement et de protection
| Type de revêtement | Application |
|---|---|
| Noir(nu) | Finition standard, utilisation intérieure |
| Vernis / Huile antirouille- | Protection temporaire pendant le transport |
| Peinture noire | Protection de base contre la corrosion |
| FBE (époxy lié par fusion) | Protection contre la corrosion pour service enterré |
| 3LPE (polyéthylène 3 couches) | Pipelines enterrés, environnements difficiles |
| Époxy de goudron de houille | Protection robuste- |
| Revêtement bitume | Service enterré |
| Galvanisé | Applications extérieures exposées |
| Protection cathodique | Peut être appliqué pour prolonger la durée de vie |
Comparaison : types de fabrication ASTM A252
| Aspect | LSAW (longitudinal) | REG | SSAW (spirale) | Sans couture |
|---|---|---|---|---|
| Couture de soudure | Couture droite unique | Couture droite unique | Couture en spirale continue | Pas de couture |
| Plage de diamètre | 6" à 72"+ | Inférieur ou égal à 24" typique | 8" à 120"+ | Inférieur ou égal à 24" typique |
| Épaisseur de paroi | Jusqu'à 80 mm | Moyen | Moyen | Épais disponible |
| Application typique | Pieux lourds, fondations, structures | Pieux plus petit | Pieux de grand diamètre | Applications spéciales |
| Avantage clé | Résistance maximale, excellente précision dimensionnelle | Rentable-pour les petits diamètres | Très grands diamètres | Caractéristiques de force uniformes |
Avantages du tuyau LSAW ASTM A252 grade 3
| Avantage | Description |
|---|---|
| Qualité de résistance la plus élevée | La 3e année offre leforce maximaleparmi les qualités ASTM A252, avec une limite d'élasticité 51 % supérieure à celle de la qualité 1 |
| Capacité de charge supérieure-Capacité portante | Idéal pour les fondations profondes et les applications structurelles lourdes nécessitant une capacité de charge maximale |
| Excellente ténacité et résistance aux chocs | Résistant à la fissuration sous contrainte, garantissant la fiabilité dans les environnements dynamiques et à charge élevée |
| Capacité de grand diamètre | Le procédé LSAW permet la production de pieux de grand-diamètre (jusqu'à 72"+), idéal pour les grands projets d'infrastructure. |
| Murs épais | Convient aux applications nécessitant une épaisseur de paroi importante (jusqu'à 80 mm) |
| Haute intégrité structurelle | Une couture longitudinale unique avec une soudure double face-à pénétration totale-garantit des coutures robustes et fiables. |
| Excellente précision dimensionnelle | L'expansion mécanique permet d'obtenir des tolérances serrées, garantissant un contrôle précis des dimensions des tuyaux |
| Longueurs flexibles | Peut produire de longs pieux (jusqu'à 70 m), réduisant l'épissage sur le terrain et améliorant l'efficacité de la construction |
| Options de résistance à la corrosion | Plusieurs options de revêtement disponibles pour prolonger la durée de vie dans les environnements difficiles, notamment les conditions marines et industrielles |
| Soudabilité | Peut être soudé ou réparé sur-site sans perdre l'intégrité structurelle |
| Résistance sismique | Bonne flexibilité et résistance aux chocs, adaptée aux zones sujettes aux tremblements de terre- |
Caractéristiques de performances
| Caractéristiques | Description |
|---|---|
| Haute résistance et dureté | Limite d'élasticité minimale de 45 000 psi (310 MPa) et résistance à la traction de 66 000 psi (455 MPa) |
| Résistance aux hautes températures | Conserve les propriétés mécaniques à des températures élevées |
| Finition de surface compacte | Les surfaces lisses réduisent la friction lors de l'installation et améliorent la stabilité structurelle |
| Résistance à la corrosion | Peut être amélioré grâce à un revêtement 3PE, un revêtement en poudre époxy ou une protection cathodique pour une durabilité à long terme-dans des conditions marines, souterraines ou industrielles. |
| Adaptabilité | Convient à diverses conditions de sol et environnements géologiques complexes, particulièrement difficiles |
Notes de sélection importantes
1. 3e année par rapport aux autres années
3e annéeest leoption la plus résistante, adapté aux applications de fondations les plus exigeantes, notamment les ponts, les ports et les-immeubles de grande hauteur
Pour la plupart des applications générales de fondations,2e annéeest le choix standard
Pour les applications-à charge légère ou temporaires,1re annéepeut être suffisant
2. Quand choisir l’ASTM A252 Grade 3 LSAW
Construction de ponts– fondations sur pieux du pilier principal nécessitant une capacité de charge maximale
Ouvrages portuaires et maritimes– quais, quais, plateformes offshore
Fondations-d'immeubles de grande hauteur– fondations profondes pour gratte-ciel
Conditions de sol difficiles– projets avec terrain difficile nécessitant une solidité supplémentaire
Infrastructure à grande-échelle– là où une durabilité et une -capacité de charge maximales sont requises
3. Sélection du processus de fabrication
LSAWest préféré pour :
Grands diamètres (supérieur ou égal à 12")
Applications à parois épaisses nécessitant une résistance élevée
Projets nécessitant de grandes longueurs de pieux
Applications exigeant une précision dimensionnelle élevée
Pieux robustes-exigeant une intégrité structurelle maximale
4. Protection contre la corrosion
Pour les structures permanentes, spécifier le revêtement approprié en fonction des conditions environnementales
Les environnements marins nécessitent une protection renforcée contre la corrosion – les options incluent le FBE, le 3LPE ou l'époxy de goudron de houille
Une protection cathodique peut être appliquée pour une longévité accrue dans des environnements agressifs
Pour les applications portuaires et offshore, la résistance à la corrosion est essentielle
5. Attestation
Standard:FR 10204 3.1(tests indépendants du fabricant)
Assurez-vous que le certificat de test en usine comprend : la composition chimique, les propriétés mécaniques, les résultats des tests hydrostatiques
Inspection tierce-par SGS, BV et Lloyds communément acceptée pour les projets critiques
6. Considérations de conception
Les tuyaux en acier servent de composant porteur permanent-ou de coque de formation pour les pieux en béton.
Les tuyaux doivent subir des tests hydrostatiques, d'aplatissement et de pliage pour garantir l'intégrité structurelle
Des longueurs plus longues (jusqu'à 70 m) réduisent les épissures sur site et améliorent l'efficacité de l'installation.
Pour les environnements marins, envisagez une épaisseur de paroi supplémentaire pour tenir compte de la corrosion.
7. Comparaison avec API 5L
ASTM A252 est spécifiquement destinéapplications sur pieux/fondations, pas pour service sous pression
API 5L est pourpipelines de transport de pétrole/gaz
La limite d'élasticité de l'A252 Grade 3 (310 MPa) est supérieure à celle de l'API 5L Grade B (241 MPa) et similaire à celle du X42 (290 MPa).
Les considérations relatives à la plage de température diffèrent : consultez les spécifications du projet pour connaître les exigences en matière de basse-température.
À retenir : Tuyau LSAW ASTM A252 de catégorie 3est lepieu de tubes soudés de grand-diamètre à résistance maximalepour les applications de fondations les plus exigeantes. Avec une limite d'élasticité minimale de45 000 psi (310 MPa) – 51 % de plus que la 1re année– il offrecapacité portante maximale-pour les projets d'infrastructures critiques. Le procédé de fabrication LSAW permet de produire des tubes à partir de6" à 72" de diamètreavec des épaisseurs de paroi allant jusqu'à80 millimètreset des longueurs allant jusqu'à70 m, réduisant considérablement les exigences d'épissage sur site. La 3e année est le choix préféré pourconstruction de ponts, installations portuaires, structures maritimes,-immeubles de grande hauteur et projets avec des conditions de sol difficilesoù une résistance et une durabilité maximales sont requises. Sa combinaison deintégrité structurelle élevée, excellente ténacité et options de résistance à la corrosionen fait le grade premium de la norme ASTM A252 pour les applications de génie civil les plus exigeantes.
