L'acier au carbone et les tuyaux en acier sont deux termes souvent confondus car ils décrivent des choses différentes. L'acier au carbone est une catégorie de matériaux basée sur la composition chimique, tandis que les tuyaux en acier sont une forme de produit creux qui peut être fabriqué à partir de plusieurs familles de matériaux. Comprendre la distinction et la manière dont les tuyaux en acier au carbone sont classés et fabriqués est la première étape pour rédiger une spécification d'achat correcte.
Matériau versus forme du produit
L'acier au carbone est un alliage de fer et de carbone, le carbone étant le principal élément de durcissement et seulement des quantités limitées d'autres éléments. Le tuyau en acier est un produit tubulaire, défini par son diamètre extérieur, son épaisseur de paroi et sa longueur, qui peut être fabriqué en acier au carbone, en acier inoxydable ou en acier allié. Un tube en acier au carbone est donc un tube fabriqué à partir d'un matériau en acier au carbone, et son comportement en service dépend de la nuance spécifique et du processus de fabrication.
Classification de l'acier au carbone par teneur en carbone
| Classe | Gamme Carbone | Caractéristiques et utilisation typique |
| Acier à faible teneur en carbone | Jusqu'à environ 0,25 pour cent | Ductile, soudable, facile à former ; la plupart des qualités de tuyaux telles que ASTM A53 Grade B et A106 Grade B tombent ici |
| Acier au carbone moyen | Environ 0,25 à 0,60 pour cent | Une résistance plus élevée, peut être traitée thermiquement ; utilisé pour les arbres et les composants de machines |
| Acier à haute teneur en carbone | Au-dessus d'environ 0,60 pour cent | Dur et résistant à l’usure mais moins ductile ; utilisé pour les ressorts, les outils et les pièces d'usure, rarement pour les tuyaux |
Itinéraires de fabrication : sans soudure et soudés
Les tuyaux en acier sont fabriqués selon deux voies fondamentales. Le tuyau sans soudure est percé d'une billette ronde solide et n'a pas de couture longitudinale, ce qui donne une structure uniforme et une plus grande fiabilité sous pression ; il est spécifié pour le service à haute-pression et haute-température dans les usines pétrolières et gazières, électriques et chimiques. Le tuyau soudé est formé à partir d’une bande ou d’une plaque et le joint est fermé par soudage. Les tuyaux soudés par résistance électrique (ERW) sont fabriqués à partir de bobines pour des tailles allant jusqu'à environ 24 pouces, tandis que les tuyaux soudés à l'arc submergé longitudinalement (LSAW) et soudés à l'arc submergé en spirale (SSAW) sont fabriqués à partir de plaques pour les grands diamètres. Les tuyaux soudés offrent une meilleure économie et sont utilisés pour les services d'eau, structurels et généraux-. Au sein de chaque itinéraire, le processus doit être adapté aux conditions standard, de qualité et de service.
Tuyau en acier noir et tuyau galvanisé
Le tuyau en acier noir est un tuyau en acier au carbone fourni sans revêtement ; sa surface sombre est constituée de calamine d'oxyde de fer laissée par le formage à chaud. Il est utilisé pour le transport de gaz et d'eau, les systèmes de gicleurs d'incendie, les applications structurelles et de clôtures, et il rouillera lorsqu'il sera exposé à l'humidité, il n'est donc pas choisi pour des fonctions corrosives. Les tuyaux galvanisés sont des tuyaux en acier au carbone recouverts de zinc, généralement par galvanisation à chaud-, pour protéger l'acier de la corrosion. La galvanisation est un traitement de surface appliqué aux tuyaux sans soudure ou soudés, et ne constitue pas une catégorie de fabrication distincte, et elle prolonge la durée de vie dans les applications extérieures, humides et en eau douce.
Comment spécifier un tuyau en acier au carbone
Une spécification complète indique la norme et la qualité applicables, telles que ASTM A53 Grade B, ASTM A106 Grade B ou API 5L X42, le diamètre extérieur et le calendrier ou l'épaisseur de paroi, la longueur, la finition d'extrémité, le revêtement et toute exigence supplémentaire telle que les tests d'impact ou les tests hydrostatiques. Le certificat d'essai en usine doit confirmer la chimie, les propriétés mécaniques et la traçabilité.
FAQ
L'acier noir est-il plus résistant que l'acier au carbone ?
L'acier noir n'est pas un matériau distinct ; il s'agit d'un tuyau en acier au carbone avec une surface d'oxyde sombre non revêtue. La résistance dépend de la qualité et de la composition, et non de l'état de la surface.
L'acier au carbone est-il toujours noir ?
L'acier au carbone peut être noir à cause de la calamine, gris nu après détartrage, argenté après usinage, galvanisé avec un revêtement de zinc pailleté ou peint. L'aspect dépend du traitement de surface.
Quel type de tuyau est plus solide, sans soudure ou soudé ?
Les tuyaux sans soudure n'ont pas de joint de soudure, leur résistance est donc uniforme sur toute la circonférence et ils sont préférés pour les applications à haute-pression. Les tuyaux soudés modernes fabriqués avec un soudage à pénétration totale- peuvent répondre aux mêmes exigences de résistance, c'est pourquoi le choix est déterminé par la norme, la qualité et le coût.
Quand faut-il utiliser un tuyau galvanisé à la place d’un tuyau noir ?
Utilisez un tuyau galvanisé lorsque le tuyau sera exposé à l’humidité, aux intempéries ou à l’eau douce, et que le coût du revêtement de zinc est justifié par une durée de vie plus longue. Les tuyaux noirs sont préférables pour le service de vapeur-à haute température, où les revêtements de zinc ne conviennent pas.
Quelle est la teneur en carbone des qualités de tuyaux courantes ?
Les normes ASTM A53 Grade B et A106 Grade B autorisent une teneur maximale en carbone d'environ 0,30 %, ce qui les place dans la plage des faibles-carbones, ce qui les maintient soudables et ductiles. Des qualités de carbone plus élevées ne sont normalement pas utilisées pour les tubes de canalisation car la soudabilité diminue.
Les tuyaux en acier au carbone peuvent-ils être utilisés pour un service à haute-température ?
Oui, dans certaines limites. Des grades tels que ASTM A106 Grade B sont utilisés pour l'entretien des chaudières et des surchauffeurs jusqu'à des températures modérées ; au-dessus d'environ 425 degrés C, des aciers alliés résistants au fluage-sont spécifiés à la place.
