Introduction
Vous savez peut-être que les tubes en acier constituent l'épine dorsale de nombreuses applications dans notre vie. Il est essentiel pour différentes industries, de la construction à l'automobile.
Les tubes en acier au carbone sont un des principaux types de tubes en acier. Ils sont réputés pour leur durabilité et leur résistance.
Nous vous fournirons ici toutes les informations dont vous avez besoin sur les tubes en acier au carbone. Nous aborderons leur définition, leurs avantages, leurs domaines d'application, leurs types, leurs procédés de fabrication, leurs spécifications et leurs normes.
Enfin, nous comparerons également l'acier au carbone et l'acier noir. Il s'agit de deux variantes notables de l'acier.
Qu'est-ce qu'un tube en acier au carbone ?
Les tubes et tuyaux en acier au carbone sont également connus sous le nom de tubes CS. Il s'agit essentiellement de tubes cylindriques. Ils sont fabriqués en acier au carbone, un alliage d'acier composé de carbone et de fer.
Comme son nom l'indique, l'acier au carbone a pour principal élément d'alliage le carbone. D'autres types d'acier, comme l'acier inoxydable, comportent des éléments de composition différents.
Ainsi, les tuyaux en acier au carbone ont une durabilité et une résistance accrues en raison de leur composition. Cela est particulièrement vrai par rapport aux matériaux de tuyauterie conventionnels tels que le cuivre, le PVC et l'aluminium.
Ils se distinguent par le fait que le carbone joue un rôle central dans les tubes en acier au carbone. Cela en fait un choix optimal pour des applications variées, nécessitant résistance et durabilité. En outre, ils peuvent être personnalisés en fonction des besoins particuliers de chaque projet.
En outre, ces tuyaux sont d'une importance capitale dans l'industrie des tuyaux en acier.
Types de tubes en acier au carbone
Vous avez lu plus haut la définition des tubes en acier au carbone. Maintenant, explorons les types de ces tuyaux en acier. Ils dépendent principalement de la teneur en carbone de l'acier. Il s'agit des types suivants :
1. Acier à faible teneur en carbone
L'acier à faible teneur en carbone est également connu sous le nom d'acier doux. Sa teneur en carbone est généralement comprise entre 0,05% et 0,3%. C'est pourquoi il est plus ductile et malléable que les autres variantes. Il convient donc au soudage et au façonnage.
Cela le rend encore plus abordable. Il est donc utilisé dans des applications telles que les panneaux de carrosserie automobile, certains pipelines et les cadres structurels. Quelques exemples : Q195, Q215, Q235, etc.
2. Acier à moyenne teneur en carbone
La composition en carbone de l'acier à moyenne teneur en carbone se situe entre 0,3% et 0,6%. Ce type d'acier est donc un mélange bien équilibré de flexibilité et de résistance. L'acier à moyenne teneur en carbone est utilisé pour les applications nécessitant de la résistance sans pour autant renoncer à la flexibilité.
Les utilisations typiques de l'acier à moyenne teneur en carbone comprennent les arbres et les voies ferrées. L'acier 45#, l'acier 40Cr et d'autres encore en sont des exemples.
3. Acier à haute teneur en carbone
Les tubes en acier à haute teneur en carbone ont une teneur en carbone comprise entre 0,6% et 1,0%. Une teneur en carbone plus élevée augmente encore la dureté et la résistance, mais diminue également la flexibilité. Il est souvent utilisé pour fabriquer des couteaux et des pièces structurelles nécessitant une grande résistance, comme les câbles métalliques.
Les exemples courants d'acier à haute teneur en carbone sont 65Mn, T8, T10, etc.
4. Acier à très haute teneur en carbone
Un tube en acier à très haute teneur en carbone a une composition en carbone comprise entre 0,96% et 2,1%. Il s'agit du tube en acier au carbone le plus robuste, mais il peut être fragile. Ses applications comprennent la fabrication de forets et de burins, entre autres.
Processus de fabrication des tubes en acier au carbone
Le processus de fabrication de ces tubes en acier comprend des étapes essentielles particulières. Elles permettent de s'assurer que le produit final répond aux spécifications requises. Ces étapes sont les suivantes :
1. Préparation des matières premières
La préparation des matières premières est l'opération initiale de la procédure de fabrication des tubes en acier au carbone. Les ingrédients essentiels nécessaires à cette étape sont les suivants :
- Minerai de fer
- Coca-Cola
- Calcaire
Ces ingrédients sont fondus dans un haut fourneau à haute température. Il en résulte de l'acier en fusion. Le type d'acier à fabriquer dépend de ce fer. Il dépend également de différentes quantités de carbone et d'autres éléments d'alliage variés.
2. Formation des tuyaux
Une fois l'acier fondu préparé, il est coulé en billettes ou en brames. Il s'agit de formes semi-finies.
Ces formes sont ensuite extrudées ou laminées pour fabriquer le tuyau de la taille souhaitée. Les deux méthodes les plus répandues pour la formation des tuyaux sont les suivantes :
- La méthode du soudage par résistance électrique (ERW) consiste à enrouler une feuille dans un cylindre. Le joint est ensuite soudé. C'est ainsi que sont fabriqués les tubes ERW.
- La méthode sans soudure consiste à chauffer une billette et à la percer à l'aide d'un mandrin. Les procédures d'allongement et de réduction de la paroi suivent, ce qui permet d'obtenir des tuyaux sans soudure.
3. Traitement thermique
L'étape suivante et critique de la formation d'un tube en acier au carbone est le traitement thermique. Il implique des processus tels que :
- Recuit
- Normalisation
- Trempe
Dans ces processus, le tube est chauffé à des températures spécifiques. Il est ensuite refroidi à des niveaux contrôlés. L'objectif est d'améliorer la résistance, la flexibilité et la durabilité du tube d'acier.
4. Laminage à chaud et étirage à froid
Après le traitement thermique, le tube est transféré dans un atelier de calibrage. Là, il est laminé à l'aide de rouleaux pour réduire l'épaisseur de sa paroi et son diamètre. Cette procédure est appelée laminage à chaud.
Après le laminage à chaud, le tube passe par l'étirage à froid. Au cours de ce processus, le tube est tiré à travers une matrice. L'objectif est de réduire encore son diamètre et d'améliorer la finition de la surface.
5. Finition
La finition est la dernière opération de la fabrication des tubes en acier au carbone. Le tube est coupé à la longueur requise. Il est ensuite soumis à plusieurs processus de finition, tels que le redressage et l'inspection.
L'objectif est de confirmer que le tube d'acier est conforme aux spécifications. Il permet également de s'assurer que le tube est prêt à être utilisé dans différentes applications.
Normes et spécifications des tuyaux en acier inoxydable
Outre les types, ces tubes en acier ont également des spécifications et des normes. Les différents projets et applications nécessitent des spécifications et des tailles différentes pour répondre aux besoins.
Le tableau suivant fournit des détails sur divers noms de produits en acier au carbone. Leurs normes exécutives, leurs dimensions (en mm) et leur qualité d'acier sont également indiquées :
| Nom du produit | Standard exécutif | Dimensions (en mm) | Grade ou code de l'acier |
| Tube en acier sans soudure noir et galvanisé à chaud | ASTM A53 | 0.3~1200 x 1.0~150 | GR.A, GR.B, GR.C |
| Acier au carbone sans soudure à haute température | ASTM A106 | 10.3~1200 x 1.0~150 | GR.B, GR.C |
| Tubes d'échangeur de chaleur et de condenseur en acier doux étiré à froid et sans soudure | ASTM A179 | 10.3~426 x 1.0~36 | Acier à faible teneur en carbone |
| Tubes sans soudure en acier au carbone pour chaudières à haute pression | ASTM A192 | 10.3~426 x 1.0~36 | Acier à faible teneur en carbone |
| Tubes sans soudure pour échangeurs de chaleur en acier allié intermédiaire étirés à froid | ASTM A199 | 10.3~426 x 1.0~36 | T5, T22 |
| Tubes sans soudure en acier à carbone moyen pour chaudières et surchauffeurs | ASTM A210 | 10.3~426 x 1.0~36 | A1, C |
| Tubes sans soudure en acier allié ferritique et austénitique | ASTM A213 | 10.3~426 x 1.0~36 | T5, T9, T11, T12, T22, T91 |
| Aciers au carbone et alliés sans soudure pour tubes mécaniques | ASTM A333 | 1/4″~42″ x SCH20 ~XXS | Gr1, Gr3, Gr6 |
| Tubes sans soudure et soudés en acier au carbone et en acier allié pour usage cryogénique | ASTM A334 | 1/4″~4″ x SCH20 ~SCH80 | Gr1, Gr6 |
| Tube de chauffage de l'eau d'alimentation en acier au carbone étiré à froid et sans soudure | ASTM A556 | 10.3~426 x 1.0~36 | A2, B2 |
Avantages de l'acier au carbone
Comme d'autres formes d'acier, l'acier au carbone présente des avantages distincts. En voici quelques-uns, parmi les plus importants :
1. Robustesse et durabilité
L'acier au carbone se distingue par sa grande résistance et sa durabilité. Il convient donc à différentes applications rigoureuses.
En outre, il peut supporter des charges et des pressions importantes. Les raccords en acier au carbone conviennent donc aux industries qui ont besoin de solutions de tuyauterie robustes.
2. Capacité à tolérer des conditions environnementales difficiles
L'acier au carbone peut résister à des conditions environnementales sévères telles que des conditions météorologiques extrêmes. En outre, il résiste à des contraintes telles que le feu, les ouragans et les tremblements de terre. Il s'agit donc d'un excellent matériau pour la construction de logements.
3. Recyclable et respectueux de l'environnement
L'acier au carbone est entièrement recyclable. Il peut être utilisé plusieurs fois sans que sa robustesse et sa qualité n'en soient affectées. Il est donc économique et respectueux de l'environnement.
4. La polyvalence
L'acier au carbone est un matériau polyvalent qui convient à diverses industries.
Vous pouvez constater que ses produits peuvent être fabriqués en différentes tailles et épaisseurs. Ils peuvent être coupés, soudés et formés pour obtenir des formes variées. En outre, il est possible de l'assembler simplement à des vannes et à d'autres raccords.
5. Résistance à l'usure et à la déchirure
L'acier au carbone ne sacrifie pas la longévité. Il peut résister à l'usure typique des infrastructures et des utilisations industrielles. Ces tuyaux en acier ont donc une durée de vie opérationnelle prolongée malgré leur prix abordable.
6. Résistance à la corrosion
Vous pouvez constater que l'acier au carbone est sujet à la corrosion. Cependant, il peut être protégé de différentes manières. Il s'agit notamment de la galvanisation, de l'utilisation de revêtements ou de l'incorporation d'éléments résistants à la corrosion. Cela permet d'étendre l'utilisation de l'acier au carbone dans divers environnements.
7. Rentabilité
L'acier au carbone est un matériau rentable. Il peut être façonné plus finement en utilisant moins de matériau tout en conservant son intégrité.
En outre, l'acier au carbone est plus économique à fabriquer et à acheter que les autres variantes d'acier.
Domaines d'application des tubes en acier au carbone
Les tubes en acier au carbone sont utilisés pour diverses applications dans différents domaines. Parmi les plus importantes, on peut citer
1. Utilisations structurelles dans la construction et l'ingénierie du bâtiment
Ces tubes en acier trouvent des applications structurelles dans la construction et l'ingénierie du bâtiment. Ils constituent les éléments structurels des ponts, des bâtiments, des routes, des tunnels et d'autres structures variées.
Connus pour leur capacité à supporter des charges, les tuyaux CS ont une longévité et une fermeté spécifiques. En outre, ces tuyaux sont utilisés comme tuyaux d'échafaudage dans le secteur de la construction.
2. Transport de pétrole et de gaz
Ces tuyaux jouent un rôle essentiel dans l'industrie du pétrole et du gaz. Ils constituent le choix privilégié pour le transport du pétrole brut depuis les lieux d'extraction jusqu'aux raffineries.
En outre, ils distribuent le gaz naturel aux centrales électriques, aux ménages et aux entreprises. Leur grande résistance et leur fiabilité garantissent un transport efficace et sûr.
3. Fabrication automobile
Ces tubes en acier sont très importants dans la construction automobile. Ils sont spécialement utilisés pour les systèmes d'échappement, les composants de châssis et les cadres.
Ils sont réputés pour leur résistance supérieure et leur capacité à supporter les contraintes liées à l'utilisation d'un véhicule.
4. Approvisionnement en eau et systèmes d'égouts
Ces tuyaux en acier font partie intégrante des systèmes d'approvisionnement en eau et d'évacuation des eaux usées. Ils permettent l'acheminement de l'eau potable depuis les usines de traitement jusqu'aux établissements résidentiels et commerciaux.
Ils conviennent également aux systèmes d'égouts. Ils permettent en effet d'acheminer les eaux usées des régions peuplées vers les sites de traitement.
5. Applications dans l'industrie chimique
Ces tubes en acier ont diverses utilisations dans l'industrie chimique. Ils sont par exemple utilisés pour :
- Réacteurs
- Systèmes de transport
- Réservoirs de stockage
Ils sont essentiels pour la manipulation et le déplacement des produits chimiques dans les usines chimiques et pharmaceutiques.
Acier au carbone et acier noir
Vous savez peut-être que l'acier noir est une variante de l'acier au carbone. Il a subi un processus de noircissement plutôt que de galvanisation. Il en résulte la formation d'une surface d'oxyde de fer ou de magnétite très résistante. C'est ce qui donne aux tuyaux en acier noir leur aspect sombre habituel. Ces tuyaux sont connus sous le nom de tuyaux en fer noir ou de tuyaux en acier noir.
Le tableau suivant présente quelques distinctions notables entre l'acier au carbone et l'acier noir :
| Caractéristique | Acier au carbone | Acier noir |
| Définition de base | Il s'agit d'une forme d'acier dont le carbone est le principal constituant | Il s'agit d'une forme d'acier dont la surface est recouverte d'oxyde de fer de couleur foncée |
| Quantité de carbone | Il possède du carbone jusqu'à 2.1% en poids | La teneur en carbone varie de 0,3 à 1,7% |
| Rigidité et dureté des tuyaux | La rigidité et la dureté des tubes en acier au carbone dépendent de la quantité de carbone. | Les tubes en acier noir possèdent une rigidité et une dureté élevées. |
| Sensibilité des tuyaux à la corrosion | Les tuyaux en acier inoxydable sont sensibles à la corrosion et doivent donc être galvanisés. | Les tuyaux en acier noir sont particulièrement résistants à la corrosion. Cela est dû aux niveaux élevés de magnétite en surface. |
| Apparence | À l'état brut, il a une couleur gris argenté. La nuance exacte de gris dépend de la composition et du traitement de l'acier. En règle générale, il n'est ni réfléchissant ni brillant. | Il présente une finition noire mate et foncée. Elle est due au processus de noircissement. Il s'agit de l'application d'une couche d'oxyde noir à la surface de l'acier standard. |
| Respect de l'environnement | Il est moins respectueux de l'environnement ; sa fabrication entraîne une augmentation des émissions de carbone dans l'atmosphère. | Il est plus respectueux de l'environnement ; sa fabrication libère moins d'émissions de carbone dans l'atmosphère. |
Conclusion
Nous espérons que cet article sur les tubes en acier au carbone vous sera utile.
Nous avons transmis des informations essentielles allant de la signification de ces tuyaux aux avantages et aux spécifications de ces tuyaux. Nous avons également examiné les distinctions essentielles entre les tuyaux en acier au carbone et les tuyaux en acier noir.
Une bonne connaissance de ces tubes en acier vous permet de choisir celui qui répond à vos besoins. Elle garantit également la longévité, l'efficacité et la sécurité dans le cadre de divers projets et utilisations.