Tuyaux en Acier

1. Introduction aux Tuyaux en Acier

En termes généraux, un tuyau ou tube fait référence à une section creuse circulaire avec un diamètre extérieur (DE), un diamètre intérieur (DI) et une épaisseur de paroi (EP) correspondante. Les tuyaux et les tubes sont utilisés pour le transport de fluides et de gaz d’un endroit à un autre, généralement sous l’influence d’une force externe, souvent générée par une pompe ou une charge statique.

Les tuyaux sont généralement fabriqués conformément à des normes industrielles bien établies. Les tubes, quant à eux, peuvent être fabriqués sur mesure avec une plus large gamme de diamètres, d’épaisseurs de paroi et de tolérances. De plus, le terme « tube » est applicable aux sections non cylindriques, telles que les sections carrées et rectangulaires.

2. Quelle est la différence entre un tuyau (pipe) et un tube (tube) ?

La principale distinction entre les tuyaux et les tubes réside dans la méthode de spécification. Les tuyaux sont spécifiés par la « taille nominale du tuyau » (NPS) et le schedule (EP). Le NPS est une norme de dimension établie par l’American National Standards Institute (ANSI), et il ne doit pas être confondu avec les normes de filetage comme le NPT.

Le NPS varie de 6 à 300 mm (1/8”–12”), avec des diamètres hypothétiques entre le DE et le DI (ni égaux au DE ni au DI). Pour un NPS de 350 mm (14”) et au-dessus, les DE mesurés correspondent au NPS en pouces. Les tuyaux d’un NPS spécifique sont disponibles dans divers schedules d’EP, tels que Sch 40, Sch 60, STD, XS et XXS.

Cette approche de spécification a conduit à l’idée fausse selon laquelle le NPS fait référence au DI pour les tuyaux plus petits (6–300 mm ou 1/8”–12”), ce qui n’est pas exact. Cette confusion provient de la manière dont la norme a été initialement définie. Le DE standard a été initialement fixé comme le DI du tuyau en pouces plus deux fois l’EP d’une épaisseur courante largement utilisée à l’époque. Cette méthodologie a été appliquée aux tailles jusqu’à 12”. Cependant, à mesure que des tuyaux plus grands sont entrés en production, il a été décidé d’égaliser le DE du tuyau pour qu’il corresponde à la taille nominale lorsqu’elle est exprimée en pouces, ce qui entraîne des DI variables pour toutes les tailles de NPS 14” à 48”. Cela signifie que le DE des tuyaux ne change pas, quelle que soit l’EP, pour tout tuyau de la gamme NPS 6–1,200 mm (1/8”–48”).

Les tubes, en revanche, sont habituellement spécifiés par leur DE et leur EP, exprimés en Birmingham Wire Gauge (BWG) ou en millièmes de pouce (Thou). Les tubes ont tendance à être plus chers que les tuyaux en raison de tolérances de fabrication plus strictes. Les tubes sont couramment utilisés dans les échangeurs de chaleur, les lignes d’instrumentation et les petites interconnexions sur des équipements tels que les compresseurs et les chaudières.

Voici une comparaison des différences de dimensions pour un tuyau et un tube de 15 mm (1/2”) :

Tuyau (NPS 1/2” Sch 40) : DE 21,3 mm, EP 2,77 mm

Tube (1/2”×1.5) : DE 12,7 mm, EP 1,5 mm

3. Types de Tuyaux en Acier

3.1 Tuyaux en Acier Sans Soudure

Un tuyau en acier sans soudure est un type de tuyau fabriqué à partir d’une billette d’acier ronde et solide. Le processus de production implique de chauffer la billette et de la percer pour créer un tube creux sans aucun joint de soudure. Les tuyaux sans soudure sont produits par extrusion ou par perçage rotatif. Il en résulte une structure continue et uniforme sur toute la longueur du tuyau.

L’avantage évident des tuyaux sans soudure est qu’ils n’ont pas de joint de soudure. Traditionnellement, le joint de soudure dans les tuyaux a été considéré comme un point faible, vulnérable à la défaillance et à la corrosion. Variations d’épaisseur possibles. Comme il n’y a pas de soudure, le tuyau est plus uniforme.

Bien qu’il ne devrait y avoir aucun problème avec les joints des tuyaux soudés fournis par des fabricants réputés, les tuyaux sans soudure éliminent toute possibilité d’un joint faible.

Les tuyaux sans soudure ont un meilleur contrôle dimensionnel, tel que l’ovalité ou la rondeur, que les tuyaux soudés.

Le principal inconvénient des tuyaux sans soudure est que leur finition de surface interne est un problème majeur, avec la possibilité de davantage de défauts de surface. De plus, un délai de livraison plus long est souvent requis, entraînant des fluctuations de prix significatives pendant ce délai.

3.2 Tuyaux en Acier Soudé

Le processus de fabrication des tuyaux soudés commence par le façonnage d’une bande d’acier, obtenue sous forme de bobine en fendant une large bobine de tôle à la largeur requise. Cette bande est ensuite formée en une enveloppe de plusieurs longueurs à l’aide d’une série de rouleaux de formage. Les bords longitudinaux de l’enveloppe sont joints en continu par soudage par résistance ou par induction à haute fréquence. Ensuite, l’enveloppe soudée de plusieurs longueurs subit un traitement thermique électrique, un calibrage et une coupe aux longueurs spécifiées à l’aide d’une machine de coupe volante.

Les tuyaux coupés sont ensuite soumis au redressage, à l’équerrage ou au chanfreinage aux deux extrémités, selon les besoins. Après ces étapes, les tuyaux subissent des essais non destructifs (END), une inspection et un essai hydrostatique.