Les tubes en acier à paroi épaisse et à joint droit sont fabriqués en laminant de longues bandes d'acier en tubes ronds à l'aide d'unités de soudage haute fréquence, puis en soudant des joints droits. La forme du tube peut être ronde, carrée ou de forme spéciale, selon le dimensionnement et le laminage après soudage. Les principaux matériaux utilisés pour les tubes en acier soudés sont l'acier à faible teneur en carbone et l'acier faiblement allié, ou d'autres aciers présentant une contrainte à la rupture (σs) inférieure ou égale à 300 N/mm² ou à 500 N/mm². Le processus de fabrication des tubes en acier à paroi épaisse et à joint droit est le suivant :
1. Détection des plaques : Une fois que les plaques d'acier utilisées pour fabriquer des tubes en acier à joint droit à parois épaisses soudés à l'arc submergé de grand diamètre entrent dans la chaîne de production, elles subissent pour la première fois une inspection complète par ondes de choc ;
2. Fraisage des bords : Utilisez une fraiseuse de bords pour effectuer un fraisage double face sur les deux bords de la plaque d'acier afin d'obtenir la largeur de plaque requise, le parallélisme des bords de la plaque et la forme du biseau ;
3. Pré-cintrage du bord : Utilisez une machine de pré-cintrage pour pré-cintrer le bord de la planche afin que le bord de la planche ait une courbure qui répond aux exigences ;
4. Formage : Sur la machine de formage JCO, la première moitié de la tôle d'acier pré-pliée est estampée en forme de « J » en plusieurs étapes, puis l'autre moitié est pliée de la même manière en forme de « C », pour finalement obtenir une forme de « J » ouverte en « O ».
5. Pré-soudage : assembler les tubes en acier soudés à joint droit formés et utiliser le soudage sous protection gazeuse (MAG) pour le soudage continu ;
6. Soudage interne : Utiliser le soudage à l'arc submergé multifils longitudinal (principalement quatre fils) pour souder l'intérieur des tubes en acier à joint droit à parois épaisses ;
7. Soudage externe : le soudage à l'arc submergé multifil en tandem est utilisé pour souder l'extérieur du tuyau en acier soudé à l'arc submergé longitudinal ;
8. Inspection par vagues I : inspection à 100 % des soudures internes et externes du tuyau en acier soudé à joint droit et du métal de base des deux côtés de la soudure ;
9. Inspection par rayons X I : Inspection par télévision industrielle à 100 % des soudures internes et externes, utilisant un système de traitement d'images pour assurer la sensibilité de la détection des défauts ;
10. Élargissement du diamètre : La longueur totale du tuyau en acier à joint droit à paroi épaisse soudé à l'arc submergé est élargie pour améliorer la précision dimensionnelle du tuyau en acier et la répartition des contraintes à l'intérieur du tuyau en acier ;
11. Essai de pression hydraulique : Les tubes en acier déployés sont inspectés un par un sur la machine d’essai de pression hydraulique afin de s’assurer qu’ils respectent la pression d’essai requise par la norme. La machine dispose de fonctions d’enregistrement et de stockage automatiques ;
12. Chanfreinage : Traiter l'extrémité du tuyau en acier qui a passé l'inspection pour obtenir la taille de chanfrein d'extrémité de tuyau requise ;
13. Inspection par vagues II : Procéder à nouveau à une inspection par vagues, une par une, pour vérifier les défauts qui peuvent survenir après l'expansion du diamètre et la pression hydraulique du tuyau en acier soudé à joint droit ;
14. Inspection aux rayons X II : Effectuer une inspection par télévision industrielle aux rayons X et une photographie des soudures d'extrémité de tuyau sur le tuyau en acier après l'expansion du diamètre et l'essai de pression hydraulique ;
15. Inspection par particules magnétiques des extrémités de tuyaux : Cette inspection est réalisée pour détecter les défauts aux extrémités des tuyaux ;
16. Anticorrosion et revêtement : Les tubes en acier qualifiés seront anticorrosion et revêtus selon les exigences de l'utilisateur.
Le développement des tubes en acier sans soudure est axé sur les technologies d'économie d'énergie et de réduction des émissions. Les tubes en acier à paroi épaisse soudés à joint droit privilégient le développement de produits de haute qualité (X100) et de forte épaisseur (≥ 60 mm). L'élargissement du diamètre total du tube est la meilleure méthode pour éliminer les contraintes résiduelles dans les tubes soudés à l'arc submergé en spirale. Une solution pertinente pour les tubes soudés à joint droit à haute fréquence devrait tirer parti du traitement thermique de la soudure.
Lors de l'élaboration de politiques pertinentes, il est conseillé de privilégier une approche macroéconomique plutôt que de s'appuyer sur l'approbation d'unités spécifiques. Il est nécessaire d'éliminer la contradiction liée à la surcapacité et d'éviter les comparaisons hâtives avec cette dernière. Actuellement, la structure de production des tubes en acier de mon pays se caractérise par un excédent de produits bas de gamme et une pénurie de produits haut de gamme. Toutefois, cela ne signifie pas que toutes les entreprises doivent se développer dans cette direction. Au contraire, chaque entreprise doit définir son positionnement sur le marché en fonction des conditions locales, en optant pour une spécialisation, une personnalisation ou une diversification, tout en évitant l'homogénéisation. Ainsi, les entreprises peuvent s'orienter dans la bonne direction lors de l'ajustement de leur structure technique et de leur gamme de produits.
Compte tenu des caractéristiques des entreprises de tubes en acier, notamment les entreprises privées (petites, nombreuses et dispersées), il est possible de les regrouper en groupes industriels en fonction de leurs procédés de production, de leur capacité de production, de leurs équipements techniques et d'autres critères. Il existe de nombreux types de machines pour la fabrication de tubes en acier, chacune présentant des caractéristiques spécifiques. Par conséquent, leurs atouts doivent être complémentaires en termes de technologie et de structure de produits, et leurs points forts doivent être exploités au maximum tout en minimisant leurs faiblesses. Concernant la restructuration de l'industrie des tubes en acier sans soudure, il convient d'adopter activement des technologies économes en énergie et respectueuses de l'environnement. Parmi celles-ci, la normalisation en ligne, les fours à chauffage régénératif et les technologies de valorisation de la chaleur résiduelle des fours annulaires permettent de réaliser d'importantes économies d'énergie. Il est également essentiel de porter une attention particulière au traitement des eaux usées et des acides résiduaires, afin de favoriser une valorisation complète et une économie circulaire.
Les tubes en acier à joint droit à paroi épaisse et les tubes en acier spiralés sont deux types de tubes soudés. Ils sont largement utilisés dans la production et la construction nationales. Ces deux types de tubes présentent de nombreuses différences dues à leurs procédés de fabrication distincts. Les tubes en acier à paroi épaisse sont décrits en détail ci-dessous. Différences entre les tubes en acier à joint droit et les tubes en acier spiralés : le procédé de fabrication des tubes soudés à joint droit est relativement simple. Les principaux procédés comprennent le soudage haute fréquence et le soudage à l'arc submergé. Les tubes en acier à joint droit à paroi épaisse offrent une productivité élevée, un faible coût et un développement rapide. La résistance des tubes soudés spiralés est généralement supérieure à celle des tubes soudés à joint droit. Le principal procédé de fabrication est le soudage à l'arc submergé. Les tubes en acier spiralés peuvent être fabriqués à partir de billettes de même largeur pour produire des tubes soudés de différents diamètres, et inversement, des billettes plus étroites peuvent être utilisées pour produire des tubes soudés de plus grand diamètre. Cependant, comparée aux tubes en acier à joint droit à paroi épaisse de même longueur, la longueur de la soudure est augmentée de 30 à 100 %, et la vitesse de production est plus faible. C'est pourquoi les tubes soudés de petit diamètre utilisent majoritairement le soudage à joint droit, tandis que ceux de grand diamètre privilégient le soudage en spirale. Dans l'industrie, la technique de soudage en T est employée pour la production de tubes en acier à joint droit à paroi épaisse de grand diamètre. Elle consiste à assembler bout à bout de courts tronçons de tubes en acier à joint droit à paroi épaisse jusqu'à obtenir la longueur requise. Le risque de défauts est considérablement réduit avec le soudage en T, car les contraintes résiduelles de soudage y sont relativement importantes et le métal fondu est souvent soumis à des contraintes tridimensionnelles, ce qui accroît le risque de fissures.
Date de publication : 26 janvier 2024