Les tubes en acier soudés, également appelés tubes emboutis, sont fabriqués par soudage de tôles ou de bandes d'acier après enroulement et formage. Leur procédé de fabrication est simple, leur rendement élevé, la variété des modèles et des spécifications est importante, et l'investissement en équipement est faible. Cependant, leur résistance est généralement inférieure à celle des tubes sans soudure. Depuis les années 1930, grâce au développement rapide du laminage continu de bandes d'acier et aux progrès des techniques de soudage et de contrôle, les soudures n'ont cessé d'être améliorées, la variété et les spécifications des tubes soudés se sont multipliées, et ils ont progressivement remplacé les tubes sans soudure dans de nombreux domaines. On distingue deux types de tubes soudés : les tubes à soudure continue et les tubes à soudure hélicoïdale, selon la forme de la soudure. Le procédé de fabrication des tubes à soudure continue est simple, leur rendement élevé, leur coût faible et leur développement rapide. La résistance des tubes à soudure hélicoïdale est généralement supérieure à celle des tubes à soudure continue. Des billettes plus étroites permettent de fabriquer des tubes soudés de grand diamètre, et des billettes de même largeur peuvent également servir à fabriquer des tubes soudés de diamètres différents. Cependant, par rapport aux tubes soudés en cordon droit de même longueur, la longueur de la soudure augmente de 30 à 100 %, et la vitesse de production est plus faible. C'est pourquoi les tubes soudés de petit diamètre sont majoritairement soudés en cordon droit, tandis que ceux de grand diamètre sont majoritairement soudés en spirale.
1. Le tube en acier soudé pour le transport de fluides à basse pression (GB/T3092-1993), également appelé tube soudé standard ou communément tube noir, est un tube en acier soudé utilisé pour le transport de fluides généralement à basse pression tels que l'eau, le gaz, l'air, le pétrole, la vapeur de chauffage, etc. L'épaisseur de paroi des joints est divisée en tubes en acier standard et tubes en acier renforcé ; le type d'extrémité est divisé en tubes en acier non filetés (tubes brillants) et tubes en acier filetés. Les spécifications du tube en acier sont exprimées en diamètre nominal (mm), qui correspond à la valeur approximative du diamètre intérieur. Il est généralement exprimé en pouces, par exemple 1 1/2 pouce. Outre son utilisation directe pour le transport de fluides, le tube en acier soudé pour le transport de fluides à basse pression est également largement utilisé comme composant de base des tubes en acier soudé galvanisé pour le transport de fluides à basse pression.
2. Les tubes en acier galvanisé soudés pour le transport de fluides à basse pression (GB/T3091-1993), également appelés tubes en acier galvanisé soudés électriquement, sont communément appelés tubes blancs. Il s'agit de tubes en acier galvanisé à chaud (soudés au four ou électriquement) utilisés pour le transport d'eau, de gaz, d'air, d'huile, de vapeur de chauffage, d'eau chaude et d'autres fluides généralement à basse pression, ou pour d'autres applications. L'épaisseur de paroi des joints est divisée en tubes galvanisés ordinaires et tubes galvanisés épais ; le type d'extrémité est divisé en tubes galvanisés non filetés et tubes galvanisés filetés. Les spécifications des tubes en acier sont exprimées en diamètre nominal (mm), qui correspond à la valeur approximative du diamètre intérieur. Il est généralement exprimé en pouces, par exemple 1 1/2 pouce.
3. La gaine en fil d'acier au carbone ordinaire (GB3640-88) est un tube en acier utilisé pour protéger les fils dans les projets d'installation électrique tels que les bâtiments industriels et civils, et l'installation de machines et d'équipements.
4. Le tube en acier soudé électriquement à joint droit (YB242-63) est un tube en acier dont la soudure est parallèle à l'axe longitudinal du tube. Il se décline généralement en plusieurs catégories : tubes en acier soudés électriquement de dimensions métriques, tubes soudés électriquement à paroi mince, tubes pour huile de refroidissement de transformateur, etc.
5. Le tube en acier soudé à l'arc submergé à joint spiralé pour le transport de fluides à basse pression (SY5037-2000) est fabriqué à partir d'une bobine de feuillard d'acier laminé à chaud, formée en spirale à température ambiante, puis soudée à l'arc submergé automatiquement sur les deux faces ou sur une seule face. Il est utilisé pour le transport de fluides courants à basse pression tels que l'eau, le gaz, l'air et la vapeur.
6. Le tube en acier soudé en spirale pour pieux (SY5040-2000) est fabriqué à partir d'une bobine de feuillard d'acier laminé à chaud, enroulée en spirale à température ambiante, puis soudée par procédé à l'arc submergé double face ou par soudage haute fréquence. Il est utilisé pour les pieux de fondation d'ouvrages de génie civil, de quais, de ponts, etc.
Progrès dans la technologie de laminage des tubes en acier à joint droit :
1) Amélioration de la température et du taux de chargement à chaud : L’amélioration de la température et du taux de chargement à chaud est une mesure importante pour la conservation de l’énergie et la réduction des émissions, et fait l’objet d’une attention particulière. Actuellement, la température moyenne de chargement à chaud en Chine est de 500 à 600 °C, et peut atteindre 900 °C ; le taux moyen de chargement à chaud est de 40 %, et la ligne de production atteint plus de 75 %. Le taux de chargement à chaud du laminoir à chaud de 1 780 mm de l’usine de Fukuyama de Japan Steel Pipe est de 65 %, le taux de laminage direct est de 30 % et la température de chargement à chaud atteint 1 000 °C ; le taux de laminage direct du laminoir à chaud de 1 780 mm de l’usine de Kashima de Sumitomo Steel Pipe est de 57 %, la température de chargement à chaud est supérieure à 850 °C et le taux de chargement à chaud est de 28 %. À l'avenir, mon pays devrait augmenter le taux de chargement à chaud des billettes de coulée continue au-dessus de 650 °C et s'efforcer d'économiser de l'énergie de 25 % à 35 %.
2) Technologies de chauffage des fours de laminage : Les technologies de chauffage comprennent le chauffage régénératif, le contrôle automatique de la combustion, la combustion de combustibles à faible pouvoir calorifique, les technologies de chauffage à faible oxydation ou sans oxydation, etc. Selon les statistiques, plus de 330 fours de laminage d'acier en Chine ont adopté la technologie de combustion régénérative, permettant des économies d'énergie de 20 à 35 %. La consommation d'énergie peut être encore réduite par l'optimisation de la combustion. Cela nécessite de travailler sur l'utilisation de combustibles à faible pouvoir calorifique et d'accroître l'utilisation des gaz de haut fourneau et des gaz de convertisseur. Les technologies de chauffage à faible oxydation pour le contrôle de l'atmosphère et de chauffage sans oxydation pour la protection des gaz sont des mesures importantes pour réduire les pertes par oxydation et augmenter le rendement. Cette technologie peut même éliminer l'étape de décapage. Actuellement, la quantité de calamine produite par le processus de chauffage du laminage de l'acier est de 3 à 3,5 kg/t, et les pertes sont estimées à environ 1,5 million de tonnes d'acier (environ 7,5 milliards de yuans) par an. D'après les calculs de chercheurs européens, le coût du décapage est de 15 à 20 euros/tonne. Si ce procédé permet de réduire la consommation de produits de décapage et d'acide, il aura un impact significatif sur la protection de l'environnement et réduira la pression exercée sur le traitement des déchets acides.
3) Technologie de laminage à basse température et de lubrification : Les fabricants chinois de fils à grande vitesse ont adopté la technologie de laminage à basse température. La température moyenne de leurs fours atteint 950 °C, et la température minimale descend à 910 °C. La puissance du premier laminoir de certaines usines de fils à grande vitesse nouvellement construites a été conçue et fabriquée pour une température de laminage de 850 °C. La consommation énergétique totale du laminage à basse température est inférieure d’environ 10 à 15 % à celle du laminage conventionnel. Selon les statistiques du laminoir à chaud de l’aciérie de Kashima au Japon, une réduction de 8 °C de la température du four des billettes d’acier permet d’économiser 4,2 kJ/t, soit une économie d’énergie de 0,057 %. Cependant, le laminage à basse température impose des exigences strictes quant à l’uniformité de la température de chauffage des billettes. L’écart de température sur toute la longueur d’une billette carrée de 130 à 150 mm ne doit pas dépasser 20 à 25 °C. La technologie de lubrification par laminage permet de réduire la force de laminage de 10 à 30 %, la consommation d'énergie de 5 à 10 % et la formation de calamine d'environ 1 kg/t, augmentant ainsi le rendement de 0,5 à 1 %. Elle permet également de réduire la consommation d'acide pour le décapage d'environ 0,3 à 1 kg/t. De nombreuses aciéries chinoises l'ont appliquée avec succès à la production d'acier inoxydable et d'acier électrique, obtenant d'excellents résultats. À l'avenir, tout en promouvant activement la lubrification par laminage, il conviendra de développer des lubrifiants, des technologies de lubrification et des procédés de recyclage respectueux de l'environnement.
4) Technologie et équipement de laminage et de refroidissement contrôlés : La technologie de laminage et de refroidissement contrôlés est essentielle pour économiser l’énergie et les matériaux, obtenir des produits performants et optimiser la production. Des aciers représentatifs tels que l’acier DP, l’acier TRIP, l’acier TWIP, l’acier CP, l’acier AHSS, l’acier UHSS, l’acier pour pipelines, l’acier pour structures de bâtiments, l’acier grainé et l’acier sans traitement thermique sont tous produits grâce à cette technologie. Outre les avancées récentes en métallurgie physique qui constituent son fondement technique, la technologie de laminage et de refroidissement contrôlés bénéficie également de nouvelles technologies et de nouveaux équipements, tels que les laminoirs à haute puissance capables d’atteindre basse température et haute pression, les laminoirs ultracompacts, le refroidissement ultrarapide (UltraFastCooling), les dispositifs de refroidissement accéléré en ligne (Super-OLAC) et les équipements de calibrage. À l’avenir, le développement de cette technologie reposera fortement sur ces nouvelles technologies et ces nouveaux équipements. Il s’agit d’un aspect important de son développement qui mérite une attention particulière.
Date de publication : 25 décembre 2024