Définition d'un tuyau en acier
Un tube en acier est un produit en acier creux de section circulaire ou non circulaire, défini par trois dimensions principales : le diamètre extérieur, l'épaisseur de la paroi et la longueur. Parce qu'une section creuse supporte efficacement les charges de flexion et de torsion, un tuyau est beaucoup plus léger qu'une barre pleine de même capacité de charge, et comme l'alésage est continu, le tuyau sert également de conduit étanche à la pression pour les fluides. Ces deux fonctions génèrent toute la famille de produits, depuis les conduits à paroi mince et les tubes de précision jusqu'aux tubes de canalisation à paroi épaisse et aux tubes de chaudière.
Les tubes de service sous pression doivent passer un test hydrostatique, au cours duquel le tuyau est rempli et pressurisé à la valeur calculée à partir de la norme en vigueur et inspecté pour détecter toute fuite, suintement ou déformation permanente. En fonction de la norme et des exigences de l'acheteur, des tests supplémentaires tels que des tests d'aplatissement, d'expansion, de flexion, d'impact et de dureté sont également appliqués, et un contrôle non destructif par méthodes ultrasoniques, radiographiques ou par courants de Foucault est utilisé lorsque la spécification l'exige.
Classification par voie de fabrication
| Itinéraire | Comment est fabriqué le tuyau | Normes typiques | Utilisation caractéristique |
|---|---|---|---|
| Laminé à chaud sans soudure | Billet percé et laminé ou extrudé au dessus de la température de recristallisation | GB/T 8163, ASTM A106, API 5L | Tuyaux de fluide et de conduite, tube structurel, paroi épaisse |
| Étiré à froid ou laminé à froid sans soudure | Coquille laminée à chaud décapée, puis étirée à froid jusqu'à la taille finale et recuite selon les besoins | GB/T 3639, ASTM A179, ASTM A192 | Tube de précision, tube de chaudière et d'échangeur de chaleur |
| Soudé à haute fréquence | Bande formée et soudée par résistance chauffante sans métal d'apport | GB/T 3091, ASTM A53, API 5L | Conduite d'eau et de gaz, paroi fine à moyenne |
| Soudé à l'arc submergé | Plaque ou bobine formée longitudinalement ou en spirale et soudée avec apport sous flux | API 5L, GB/T 9711 | Transmission et battage de grand diamètre |
| Soudé au four et par fusion électrique | Couture longitudinale soudée avec du métal d'apport et traitée thermiquement comme spécifié | ASTM A134, ASTM A671 | Service basse et moyenne pression de grand diamètre |
Classification par forme, matériau et finition finale
Section transversale : sections rondes, carrées, rectangulaires, ovales, hexagonales, octogonales et autres, avec sections creuses formées à froid fournies selon GB/T 6728 et EN 10219.
Matériau : acier au carbone, acier faiblement allié, acier allié pour service à température élevée, acier inoxydable austénitique et duplex et tuyaux non ferreux en alliages de cuivre et d'aluminium.
Application : tuyaux de canalisation, boîtiers et tubes, tubes de chaudière et de surchauffeur, tubes d'échangeur de chaleur, tubes hydrauliques et pneumatiques, tubes structurels et tubes de précision.
Finition des extrémités : extrémité lisse, extrémité biseautée pour le soudage, extrémités filetées et couplées et extrémités rainurées pour couplage mécanique.
État de surface : noir, décapé, recuit brillant, galvanisé ou recouvert d'époxy lié par fusion, de polyéthylène à trois couches ou de revêtement de poids en béton.
Notions de base sur la taille, la masse et la pression
Les tailles des tuyaux sans soudure et soudés sont indiquées en tant que diamètre extérieur multiplié par l'épaisseur de paroi en millimètres, et les séries dimensionnelles telles que celles de l'ISO 4200 et du GB/T 28708 maintiennent les combinaisons standard alignées entre les principaux systèmes internationaux. La masse théorique par mètre pour l'acier au carbone est calculée comme 0,02466 multiplié par l'épaisseur de la paroi et par le diamètre extérieur moins l'épaisseur de la paroi, ce qui donne une valeur en kilogrammes par mètre.
La capacité de pression découle de l’épaisseur de la paroi. La contrainte circonférentielle dans un tuyau à paroi mince est calculée à partir de la pression interne multipliée par le diamètre extérieur et divisée par deux fois l'épaisseur de paroi, et le résultat est comparé à la contrainte admissible définie par le code de conception, par exemple GB/T 20801 pour la tuyauterie industrielle. La tolérance de corrosion, la tolérance de fraisage sur l'épaisseur de paroi et le facteur de joint de soudure sont ensuite appliqués, c'est pourquoi la paroi spécifiée est toujours supérieure à la valeur impliquée par la seule pression.
Comment spécifier correctement un tuyau en acier
Une spécification complète indique le diamètre extérieur et l'épaisseur de paroi, la qualité du matériau, le mode de fabrication, la norme de livraison, les conditions de livraison, la plage de longueurs, la finition finale, le traitement de surface et les exigences de test. L’omission de l’un de ces éléments laisse à l’usine la liberté de choisir une valeur par défaut qui peut ne pas correspondre au droit prévu. Lorsqu'un tuyau est destiné à un service sous pression, la pression de conception, la température de conception et le code applicable doivent également être indiqués, afin que l'épaisseur de paroi et le niveau d'essai puissent être vérifiés par rapport à la norme en vigueur plutôt que supposés.
FAQ
Q : Quelle est la différence entre un tuyau et un tube ?
Un tuyau est dimensionné par un système de taille nominale lié au diamètre extérieur et à une série de parois, tandis qu'un tube est dimensionné par le diamètre extérieur exact et l'épaisseur de paroi. Dans la pratique, les deux mots sont souvent utilisés de manière interchangeable pour désigner les profilés creux en acier.
Q : Comment la masse des tuyaux en acier par mètre est-elle calculée ?
Multipliez 0,02466 par l'épaisseur de paroi en millimètres et par le diamètre extérieur moins l'épaisseur de paroi, également en millimètres. Le résultat est la masse théorique en kilogrammes par mètre pour un acier de densité normale.
Q : Quel itinéraire produit le tuyau le plus résistant ?
La force vient de la qualité et des conditions de livraison plutôt que du parcours. Les tuyaux étirés à froid sont plus résistants que les tuyaux étirés en raison de l'écrouissage, mais une fois recuits, ils répondent à la même plage de propriétés que les tuyaux laminés à chaud de la même qualité.
Q : Quand un test hydrostatique est-il requis ?
Pour les canalisations destinées à transporter un fluide sous pression, la norme en vigueur exige un essai hydrostatique à une pression calculée. Une fuite ou une déformation permanente est un motif de rejet et l'essai ne peut être remplacé par un contrôle non destructif que lorsque la norme le permet.
Q : À quoi sert un tuyau à section profilée ou creuse ?
Les sections carrées, rectangulaires et autres formes sont utilisées pour les cadres structurels, les machines et les travaux architecturaux, où les faces plates simplifient la connexion et la section fermée offre une bonne rigidité en torsion.
