Tout sur les tubes en acier : aperçu des caractéristiques techniques et des nuances d'installation

Les tubes en acier sont très largement utilisés dans l'industrie et dans la vie quotidienne. Il est utilisé lors de la pose de communications fermées et ouvertes fournissant des gaz et des liquides aux stations de distribution.Les produits en acier sont utilisés pour protéger les câbles d’alimentation et de signaux dans les industries aéronautique et automobile.

Les tuyaux en acier servent d’éléments structurels et décoratifs dans de nombreux domaines. Dans la vie de tous les jours, les systèmes d'approvisionnement en eau et de chauffage en sont assemblés. Les produits ont des caractéristiques physiques élevées, résistent à des charges de fonctionnement importantes et fonctionnent de manière fiable pendant de nombreuses années.

Nuances d'acier pour la production

Dans la production de tubes en acier dans le cadre de la production industrielle, les types de matières premières suivants sont utilisés :

• acier au carbone st 3, st 10-20, st17g1s-u – pour tuyaux universels électrosoudés à usage général ;
• acier 20-10 – pour la production de tubes laminés à chaud sans joint ;
• acier 20 – pour les tuyaux formés à froid ;
• acier résistant à la corrosion 12Х18Н12Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т - pour les tuyaux très demandés dans les industries énergétiques et chimiques.

Les aciers faiblement alliés ont de bonnes propriétés mécaniques et un prix abordable.Les additifs d'alliage ont un effet positif sur les caractéristiques physiques de l'acier, améliorent la ténacité et la ductilité, rendent le matériau plus durable et résistant aux températures élevées et à la corrosion atmosphérique.

Cependant, le coût de l'acier allié est légèrement plus élevé et les tuyaux fabriqués à partir de celui-ci sont toujours valorisés un peu plus. Selon le niveau d'alliage, l'acier est divisé en trois classes.

Les tuyaux en acier allié sans soudure assurent au gazoduc une intégrité impeccable, ne nécessitent pas de travaux de maintenance fastidieux et minimisent les fuites potentielles

Le matériau faiblement allié ne contient pas plus de 2,5 % d'additifs divers. Dans les espèces modérément alliées, ce chiffre varie de 2,5 à 10 %. Dans les nuances fortement alliées, la quantité de composants améliorant les propriétés de base du métal varie de 10 à 50 %.

Il existe au total 14 types d’alliages d’acier fortement alliés présentant des caractéristiques différentes. Les plus populaires sont les matériaux qui présentent une bonne résistance à divers phénomènes corrosifs et sont capables de fonctionner efficacement sans détruire la structure à des températures extrêmement élevées.

Fabrication de tubes en acier : méthodes de base

Les tuyaux en acier sont fabriqués de plusieurs manières.

Les options de fabrication les plus courantes sont :

• soudé électriquement avec une couture droite ;
• soudé électriquement avec une couture en spirale ;
• formé à chaud sans couture ;
• laminé à froid sans couture.

Le choix d'une méthode de traitement des métaux appropriée dépend de la qualité des matières premières et des équipements dont dispose le fabricant.

Une norme distincte réglemente les conduites d’eau et de gaz.Cependant, ce n'est pas parce qu'il existe une méthode de fabrication spéciale pour ce matériau, mais uniquement en fonction du domaine d'application.

En fait, les tuyaux de ce type sont un produit universel électrosoudé avec un joint droit. Ce type est généralement utilisé dans les systèmes de communication à pression modérée.

Comment sont fabriqués les produits à couture droite électro-soudés ?

La tôle d'acier (bande) enroulée en un rouleau serré est déroulée et découpée en bandes longitudinales de la longueur et de la largeur requises. Les fragments obtenus sont soudés en une bande sans fin, assurant ainsi la continuité de la production.

Le ruban est ensuite déformé en rouleaux et la pièce est transformée en un produit rond aux bords ouverts. Le joint de connexion est soudé à l'aide d'une méthode à l'arc, de courants d'induction, de faisceaux de plasma, de laser ou d'électrons.

Le joint d'un tuyau en acier, réalisé dans un environnement de gaz inerte avec une électrode de tungstène (l'élément actif du soudage à l'arc électrique), est assez solide et durable. Cependant, le traitement prend beaucoup de temps. Le soudage des tuyaux avec des courants d'induction à haute fréquence est effectué presque 20 fois plus rapidement, le prix de ces produits est donc toujours beaucoup plus bas

Après toutes les manipulations, le tube d'acier rond est calibré à l'aide de rouleaux et des tests non destructifs délicats de la résistance et de l'intégrité du joint sont effectués à l'aide d'ultrasons ou de courants de Foucault. Si aucune erreur n'est détectée lors des tests, la pièce est découpée en fragments de la longueur prévue et envoyée à l'entrepôt.

Production de types de joints en spirale électrosoudés

La production de tubes en acier soudés en spirale suit le même principe que les tubes en acier à joint droit, seuls des mécanismes plus simples sont utilisés pour la fabrication des produits.La principale différence est que la bande d'acier coupée est enroulée en spirale plutôt qu'en tube à l'aide de rouleaux. Cela garantit une précision de connexion élevée à toutes les étapes.

Sur les tuyaux avec un joint en spirale, en cas d'urgence, aucune fissure longitudinale principale ne se forme, ce qui est reconnu par les experts comme la déformation la plus dangereuse de tout système de communication.

Le joint en spirale est considéré comme plus fiable et confère au tuyau une résistance à la traction accrue. Les inconvénients incluent l'augmentation de la longueur du joint, ce qui nécessite des coûts supplémentaires pour les matériaux de soudage et plus de temps pour l'assemblage.

Production de produits sans soudure déformés à chaud

Une ébauche cylindrique monolithique est utilisée comme ébauche pour créer un tube en acier sans soudure (étiré solide) à l'aide de la méthode de déformation à chaud.

Il est chauffé à haute température dans un four industriel et passé dans une presse à percer. L'unité transforme le produit en un manchon (cylindre creux) et un traitement ultérieur avec plusieurs rouleaux donne à l'élément l'épaisseur de paroi requise et le diamètre approprié.

L'épaisseur de paroi du matériau du tube en acier produit par déformation à chaud atteint 75 mm. Les tuyaux de cette qualité sont utilisés dans des conditions de fonctionnement difficiles et dans les systèmes de communication, où la résistance et la fiabilité sont la priorité principale.

Lors de la dernière étape, le tube en acier chaud est refroidi, coupé selon les paramètres spécifiés et transféré vers l'entrepôt de produits finis.

Caractéristiques de la production de tuyaux déformés à froid

La première étape du processus de fabrication de tubes en acier sans soudure par déformation à froid est identique à la version « à chaud ». Cependant, après passage dans le broyeur de perçage, le manchon est immédiatement refroidi et toutes les autres opérations sont réalisées dans un environnement froid.

Lorsque le tuyau est entièrement formé, il doit être recuit, d'abord chauffé à la température de recristallisation de l'acier, puis refroidi à nouveau. Après de telles mesures, la viscosité de la structure augmente et les contraintes internes qui surviennent inévitablement lors de la déformation à froid quittent le métal lui-même.

Des tuyaux en acier formés à froid peuvent être utilisés pour poser un système de communication de haute fiabilité dans lequel le risque de fuite sera minimisé

Actuellement, le marché propose des tubes laminés à froid sans soudure avec des épaisseurs de paroi de 0,3 à 24 mm et un diamètre de 5 à 250 mm. Leurs avantages incluent un haut niveau d’étanchéité et la capacité de résister à des pressions élevées.

Types de section et de revêtement

Selon le type de section transversale, les éléments de tuyaux en acier sont divisés en ronds et profilés. Les ronds sont de type universel et ont la gradation la plus large en termes de diamètre de trou et d'épaisseur de paroi. Ils sont produits uniquement dans des conditions industrielles à partir d'alliages d'acier et de divers additifs qui améliorent les caractéristiques physiques du matériau.

Vous pouvez réaliser un auvent pratique et esthétique à partir d'un tuyau en acier poli de section ronde, qui conservera longtemps son aspect attrayant et protégera l'entrée des précipitations.

La gamme d'applications couvre presque tous les domaines industriels et domestiques. Des tuyaux en acier ronds de différents diamètres sont utilisés pour le transport de pétrole et de gaz, pour équiper une isolation fiable de systèmes de communication de toute complexité et taille, pour créer des bâtiments légers et divers éléments de décoration externe et interne.

Les tubes profilés sont un type progressif de métal de construction avec une section ovale, carrée ou rectangulaire.Il est fabriqué à partir d'acier faiblement allié et d'acier au carbone, moins souvent d'acier inoxydable, par déformation à froid ou à chaud d'une billette électrosoudée de calibre rond soudée longitudinalement.

Le formage s'effectue en faisant passer la pièce dans des rouleaux qui assurent la section requise.

Des structures métalliques de divers types et objectifs sont construites à partir de tuyaux avec une section transversale profilée, des cadres de bâtiment, des supports, des plafonds complexes entre les étages et les travées sont installés. Les structures peuvent résister à des charges physiques, vibratoires et mécaniques importantes, fonctionner de manière fiable pendant de nombreuses années et sont adaptées à une utilisation intensive dans toutes les conditions atmosphériques.

Les tuyaux en acier finis sont vérifiés pour l'intégrité de la soudure et sont soumis à un traitement thermique supplémentaire pour soulager les contraintes mécaniques internes. Ensuite, ils sont découpés selon les dimensions requises. Pour améliorer les propriétés physiques des tuyaux en acier, un revêtement protecteur leur est appliqué.

Les types les plus populaires incluent :

• zinc (froid ou chaud) ;
• polyéthylène multicouche ou extrudé ;
• bitume époxy;
• ciment-sable.

Le zinc protège les tuyaux de la corrosion, le polyéthylène crée une couche dense et impénétrable à la surface et empêche la destruction de la structure métallique, le bitume-époxy réduit l'influence des courants vagabonds et le ciment-sable protège la surface intérieure de l'encrassement biologique.

Normes et dimensions des tuyaux en acier

Il existe des normes spéciales et des GOST pour les tubes en acier laminé. Ces paramètres décrivent la méthode de fabrication du produit, ses dimensions de base, sa section transversale et son épaisseur de paroi. Sur la base de ces informations, le domaine d'utilisation d'une pièce particulière est déterminé.

Paramètres pour les soudures à joint droit

La production de tuyaux électrosoudés à joint droit est réglementée par GOST 10704-91. Selon ses informations, le diamètre extérieur du produit est compris entre 10 et 1 420 millimètres et l'épaisseur de la paroi varie de 1 à 32 millimètres.

Le renfort, ne dépassant pas 426 millimètres de diamètre, a des longueurs mesurées et non mesurées. Dans des cas particuliers, des tuyaux avec un joint renforcé et plus solide sont fabriqués, mais pour eux, il existe une norme spéciale distincte - GOST 10706.

Les tubes en acier électrosoudés à joint droit sont un matériau universel avec une large gamme d'applications.Une qualité décente et un prix bas rendent leur utilisation pertinente aussi bien dans les installations à grande échelle que dans la vie quotidienne

Les tuyaux de ce type sont le plus souvent utilisés pour la pose de systèmes de communication technologiques à pression modérée et pour créer des structures métalliques pratiques, pratiques et légères à des fins diverses.

Réglementation pour les tubes soudés en spirale électriques

La production de tuyaux électrosoudés avec un joint en spirale est réalisée conformément à GOST 8696-74. Le diamètre extérieur de ces produits est de 159 à 2 520 millimètres, l'épaisseur de paroi varie de 3,5 à 25 millimètres et la longueur est de 10 à 12 mètres.

Les tuyaux électrosoudés avec un joint en spirale sont plus chers que leurs homologues à joint droit. Cependant, les coûts sont largement justifiés, surtout si le système nécessite une connexion parfaitement précise et parfaite.

Les tuyaux fabriqués de cette manière sont plus durables et peuvent résister à des pressions élevées. La norme leur permet d'être utilisés à la fois à des fins domestiques et industrielles, pour créer des systèmes de communication fiables, étanches et opérationnellement stables.

Exigences pour les produits formés à chaud sans soudure

Les normes pour les tuyaux sans soudure déformés à chaud sont décrites dans GOST 8732-78. L'épaisseur de leurs parois est de 2,5 à 75 millimètres et leur diamètre varie de 20 à 550 millimètres. En longueur, mesurée et non mesurée, la taille varie de 4 à 12,5 mètres.

Les tuyaux sans soudure fabriqués par déformation à chaud ne sont pratiquement pas utilisés dans la vie quotidienne. Le plus souvent, ils sont utilisés pour des systèmes industriels présentant des exigences accrues en matière de fiabilité et d'étanchéité.

Les tuyaux de ce type sont utilisés pour transporter des substances hautement toxiques destinées à la production chimique. L'absence de joint garantit qu'il n'y a pas de fuite et qu'aucune substance nocive ne peut pénétrer dans le sol ou dans l'atmosphère.

La capacité de résister facilement à une pression élevée constante rend les tuyaux sans soudure pertinents pour les industries du raffinage du pétrole et du gaz.

Normes pour les tuyaux sans soudure travaillés à froid

Les tubes en acier laminés à froid sont fabriqués selon GOST 8734-75. Le diamètre extérieur du renfort varie de 5 à 250 millimètres et l'épaisseur de paroi est de 0,3 à 24 millimètres. Les produits sont fabriqués en longueurs non mesurées de 1,5 à 11,5 mètres et en longueurs mesurées de 4,5 à 9 mètres.

Les tubes en acier laminés à froid sans soudure à parois épaisses sont utilisés de la même manière que les tubes formés à chaud. Et ceux à parois minces sont le plus souvent utilisés là où une combinaison de résistance irréprochable et de faible poids est nécessaire (industrie aéronautique, construction navale, etc.)

Les tubes en acier sans soudure créés par déformation à froid démontrent une résistance élevée, une stabilité opérationnelle et une fiabilité tout au long de la période d'utilisation.

Caractéristiques et caractéristiques des produits d'eau et de gaz

Les conduites de gaz et d'eau sont produites conformément à la réglementation GOST 3262-75. Ce type de métal laminé est inclus dans une norme distincte uniquement en raison de son champ d'application plus restreint.

Le diamètre extérieur du produit est de 10,2 à 165 millimètres et l'épaisseur de paroi varie de 1,8 à 5,5 millimètres. La gamme de tailles pour les longueurs non mesurées et mesurées est la même - de 4 à 12 mètres.

Les conduites d'eau et de gaz sont principalement utilisées aux fins prévues : pour organiser les systèmes de communication d'eau et de gaz.Parfois, ils sont utilisés pour créer des structures légères ou sont utilisés dans l’industrie du meuble pour fabriquer des objets de décoration intérieure élégants.

La norme prévoit la production non seulement de conduites d'eau et de gaz conventionnelles, mais également galvanisées.

Installation de canalisations en acier : méthodes de base

Le processus d'assemblage d'un système de communication fiable, durable et fonctionnel à partir de tuyaux en acier nécessite une main-d'œuvre importante, beaucoup de temps et la disponibilité d'outils professionnels spécifiques.

Le matériau est divisé en morceaux de la longueur requise utiliser des coupe-tubes. La connexion s'effectue généralement de trois manières : soudage, filetage et bridage.

Connexion à souder

L'installation des tuyaux suivie du raccordement de toutes les pièces à l'aide de gaz ou de tout autre soudage est considérée comme la méthode d'installation la plus simple, la plus pratique et la plus abordable.

Un système ainsi équipé présente un haut niveau d'étanchéité, peut résister à des charges de fonctionnement et de vibration importantes, ne nécessite pas de mesures de maintenance sérieuses et peut être facilement réparé en cas de problème.

Un système de communication constitué de tuyaux en acier reliés par soudage servira de manière fiable pendant au moins 40 ans et fournira une intégrité structurelle idéale qui ne permettra pas aux liquides ou aux odeurs désagréables de s'échapper à travers les joints.

Si la pose des communications est effectuée dans des conditions difficiles ou dans des endroits difficiles d'accès et que les travaux de soudage sont physiquement impossibles, une méthode filetée (raccord) ou à bride pour connecter les pièces nécessaires est utilisée.

Ajustement du filetage

Avec cette option, les tuyaux sont vissés sur le filetage à l'aide raccords de différents types et rendez-vous. Cela permet à l'avenir d'effectuer des travaux de réparation locaux et d'éliminer les pannes dans un endroit précis, sans avoir recours au démontage de l'ensemble du système de communication.

Les raccords de connexion se présentent dans une grande variété de formes et de configurations. Cela permet de monter avec leur aide un système de toute complexité avec un grand nombre de tours et de branches

Le principal avantage de la méthode threadée installation de système de chauffage ou l'approvisionnement en eau est la simplicité et l'accessibilité. Pour créer la structure souhaitée à partir de tuyaux et de raccords en acier, aucun équipement spécifique, aucune connaissance professionnelle ou une vaste expérience dans la réalisation de travaux de réparation n'est requis.

Tous les travaux sont intuitifs et faciles à réaliser même par des personnes ne possédant pas les qualifications appropriées. Filetage sur tube en acier Vous pouvez le couper vous-même. Notre article recommandé vous présentera la technologie.

Construire un système utilisant des brides

Une autre méthode de connexion de tuyaux en acier dans un complexe de communication commun implique l'utilisation de brides de différentes formes et configurations (croix, angles, raccords, etc.).Ces pièces sont soudées aux bords des tuyaux, des boulons d'un calibre approprié sont insérés dans les trous et des écrous y sont vissés, assurant une fixation précise.

Un produit d'étanchéité doit être placé entre l'écrou et le boulon. Pour le système chargé de fournir de l'eau chaude et froide (température maximale jusqu'à 100 degrés), des joints en carton épais (environ 3 mm) sont utilisés.

Lors du bridage de tuyaux en acier, il est très important de visser fermement les écrous sans provoquer de distorsion de l'ensemble de la structure. Pour éviter ce problème, il est nécessaire d'effectuer le vissage final non pas dans l'ordre de placer les boulons autour du cercle, mais de serrer les écrous l'un en face de l'autre.

Tout d'abord, la pièce est humidifiée avec de l'eau et séchée. Trempez ensuite dans de l'huile siccative chauffée pendant 25 à 30 minutes. Après cette procédure, le joint acquiert la structure souhaitée et sert longtemps même dans des conditions d'utilisation intensive.

Pour les communications au service liquide de refroidissement À des températures élevées (jusqu'à 450 degrés) et à une pression de base jusqu'à 5 MPa, un matériau de joint en paronite est utilisé. Pour les systèmes transportant de la vapeur avec une pression allant jusqu'à 0,15 MPa, un carton d'amiante épais (environ 3 à 6 mm) avec une structure dense et une bonne flexibilité est utilisé pour le scellement.

Pour prolonger la durée de vie du joint en amiante, il est pré-enduit d'un composé de graphite à base d'huile siccative naturelle.

Pour garantir que le joint en amiante ne « mange » pas la zone utile à l'intérieur du tuyau et ne repose pas son bord contre les boulons externes, ses diamètres extérieur et intérieur doivent être 2 à 3 millimètres plus petits que les diamètres extérieur et intérieur de la bride. utilisé

Pour assurer une connexion correcte des brides, les têtes de tous les boulons de travail sont placées d'un côté, en veillant soigneusement à ce que les extrémités des boulons ne dépassent pas des écrous de plus de la moitié du diamètre du boulon.

Le vissage des boulons et des écrous s'effectue avec la clé la plus ordinaire ou la clé à molette. Démontez la structure à l'aide des mêmes outils en dévissant les écrous et les boulons un à un. Si l'une des pièces est recouverte de rouille et ne peut pas être retirée, frappez-la avec un marteau.

Lors du retrait d'éléments de connexion rouillés avec un marteau, il est nécessaire de placer une doublure en bois solide sous le boulon afin de ne pas endommager l'intégrité du filetage.

Un joint détérioré pendant le fonctionnement est coupé à l'aide d'un ciseau et une nouvelle pièce est mise à sa place. Lors des travaux de démontage, ils agissent avec beaucoup de prudence et de précaution afin que la pièce laissée sans fixations ne tombe pas sur l'ouvrier et ne lui cause pas de blessures.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Instructions de base pour travailler avec des tuyaux en acier pour les débutants. Conseils utiles et astuces d'installation.

La vidéo montre en détail comment souder correctement des tuyaux en acier dans différentes positions. Les soudeurs professionnels partagent leurs secrets et principes de fonctionnement.

Diverses méthodes de raccordement de tuyaux en acier : nuances intéressantes et recommandations pour les artisans à domicile.

Connaissant exactement la gamme de tubes en acier proposée sur le marché, vous pouvez facilement sélectionner les options de produits idéales pour former le système de communication nécessaire.

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