L'un des tubes les plus répandus dans l'industrie est le tube soudé à joint droit. Différents procédés de fabrication sont utilisés pour fabriquer ces tubes en acier. Ils ont donc des propriétés, des dimensions et des applications différentes. Aujourd'hui, nous allons examiner en profondeur deux techniques cruciales de fabrication de tuyaux en acier. Il s'agit du soudage par résistance à haute fréquence, également connu sous le nom de soudage par résistance électrique (ERW). L'autre technique, le soudage longitudinal à l'arc submergé, est également cruciale pour plusieurs applications.
Tubes d'acier ERW
La principale matière première utilisée pour la fabrication des tubes soudés par résistance électrique est la bobine d'acier. Elle est d'abord soumise à un fraisage des bords pour lui donner une forme de "U". Elle est ensuite insérée dans un rouleau pour lui donner une forme cylindrique. Un pressage supplémentaire à l'aide de matrices lui donne le diamètre approprié. La chaîne de fabrication des tubes contient une machine à souder par résistance électrique. Elle soude le tube dans le sens de la longueur et un outil de fraisage enlève l'excédent de matériau de soudure.
La fabrication de tubes ERW n'implique pas de fusion thermique ni de matériaux de soudage supplémentaires. Cela garantit que la composition du produit final est la même que celle du matériau de base. Après le soudage, les tubes en acier subissent un recuit pour augmenter leur tolérance aux contraintes internes et externes. Les tubes ERW présentent diverses propriétés mécaniques.
Tubes d'acier LSAW
L'une des principales différences entre les tubes LSAW et ERW est la matière première. Les tuyaux LSAW (Longitudinally Submerged Arc Welding) utilisent des plaques d'acier au lieu de bobines d'acier. Le soudage à l'arc submergé longitudinal produit des tuyaux de grand diamètre. La fabrication ERW ne permet pas d'obtenir des résultats similaires. Dans la fabrication LSAW, les plaques d'acier sont assemblées longitudinalement en fonction du diamètre requis. Elles sont ensuite soudées avec un matériau d'apport.
Bien que la fabrication de tuyaux LSAW nécessite plusieurs fils pour le soudage, la chaleur générée est minuscule. En fin de compte, la chaleur n'affecte qu'une infime partie du tube. Le processus de production des tubes LSAW garantit une bonne tolérance aux contraintes internes et externes. C'est pourquoi les tubes LSAW atteignent le niveau 100% de détection des défauts par ultrasons. En raison du coût plus élevé des matières premières et de la production, les tubes LSAW sont plus chers que les tubes ERW. Ils sont préférés pour les cas d'utilisation spécialisés.
Différences au niveau des matières premières et de la capacité de production
La matière première principale des tubes en acier ERW est constituée de bobines d'acier laminées à chaud. Les tubes LSAW nécessitent des plaques d'acier laminées à chaud. Ces différences entraînent des méthodes de production et des rendements d'usine différents. Comme les bobines d'acier sont faciles à manipuler dans une chaîne de montage, les tubes en acier ERW peuvent être fabriqués rapidement et efficacement. La productivité moyenne des tubes ERW est de 12 mètres par minute. La limite supérieure de l'épaisseur de la paroi est de 25 mm, tandis que le diamètre maximal est de 660 mm.
Les tôles d'acier laminées à chaud étant plus épaisses et plus résistantes, elles ne peuvent pas être produites sur une chaîne de montage. Les tubes LSAW sont fabriqués à l'aide de presses très puissantes dans une ébauche de tube ou un dispositif de formage. Les tubes d'acier LSAW peuvent répondre à davantage d'exigences dimensionnelles que les tubes ERW. La limite supérieure de l'épaisseur des tubes LSAW est de 40 mm, et le diamètre maximal des tubes est de 1422 mm. La production de tubes LSAW a une vitesse moyenne d'environ 4 mètres par minute. Les différentes méthodes de formage du métal dans le LSAW sont UOE, JCOE et HME.
Différences dans les techniques de soudage
Les tubes ERW et LSAW sont soudés à l'aide de différentes techniques. Pour le LSAW, les différentes méthodes de formage sont UOE, JCOE et HME. Dans le cas du moulage UOE, le tube est soumis à un soudage interne et externe. Dans la méthode JCOE, le tube subit un pré-soudage et une expansion à froid. Les tubes d'acier HME sont laminés par la méthode du mandrin selon la méthode "C-C-O", puis soudés.
Deux principaux types de soudage sont utilisés pour les tubes ERW : Le courant continu et le courant alternatif. Le soudage à courant alternatif peut utiliser un courant à haute, super moyenne, moyenne ou basse fréquence. Différentes fréquences sont préférées en fonction de l'épaisseur des tuyaux. Par exemple, le soudage à haute fréquence en courant continu convient aux tubes à faible épaisseur de paroi. Le soudage à courant continu est utilisé pour les tuyaux en acier de petit diamètre extérieur. L'une des principales différences entre les techniques de soudage des tubes ERW et LSAW est le fil de soudage. Alors que les tubes en acier LSAW nécessitent un ou plusieurs fils de soudure, ce n'est pas le cas des tubes ERW.
Différences d'apparence
Les tubes LSAW sont plus épais et plus larges que les tubes ERW. Leurs cordons de soudure sur les parois intérieures et extérieures sont plus hauts que ceux des tubes ERW. Cela les rend plus sensibles à la corrosion. Toutefois, en raison de leurs paramètres physiques, les tubes LSAW sont préférés pour les applications lourdes. Les oléoducs et gazoducs de longue distance sont fabriqués à partir de tubes LSAW. Selon les règles de l'API, seuls les tubes LSAW peuvent traverser les zones de classe 1 et de classe 2. Les zones de classe 1 et de classe 2 comprennent les zones montagneuses, les plages et les paysages urbains.
Le matériau de soudure sur les joints des tubes d'acier ERW est éliminé au cours de la production. Cela donne à la surface une finition plus lisse et prévient la corrosion. Couramment utilisés dans les enveloppes de fils, les tubes en acier ERW présentent une faible probabilité de défaut et sont résistants aux rayures. Grâce à leur bonne qualité de soudage, ils conviennent au transport du gaz naturel dans certains cas.
Facteurs de coût et d'approvisionnement
Le coût est un facteur essentiel pour les fabricants et les fournisseurs. Les difficultés d'approvisionnement en matériaux et de production peuvent entraîner une hausse des prix. Si les tubes LSAW constituent un excellent investissement pour certaines applications, leur coût de production est élevé. Le laminage des plaques d'acier nécessite des presses et des matrices à fort tonnage. En outre, le soudage à l'arc submergé est un processus lent qui joint longitudinalement les plaques d'acier laminées. Ces facteurs contribuent à rendre les tubes LSAW plus chers que les tubes ERW. La différence de prix peut aller de 10 à 25%.
La fabrication de tubes ERW bénéficie de l'optimisation de la ligne d'assemblage. Elle permet d'augmenter le taux de production. Les matières premières pour les tubes ERW sont également moins chères à obtenir et à manipuler. Les bobines d'acier sont plus faciles à manipuler que les plaques d'acier. En outre, les tubes ERW peuvent souvent être achetés localement, alors que les tubes LSAW doivent parfois être importés.
Conclusion
Les principales différences entre les tubes ERW et LSAW résident dans leur matériau, leurs dimensions et leurs applications. Alors que les tubes ERW sont parfaits pour un usage général, les tubes LSAW sont indispensables pour les applications lourdes. Vous recherchez des applications de taille moyenne dans le domaine de la construction, de l'agriculture ou du transport ? Dans ce cas, le tube ERW vous convient. Vous recherchez des applications plus spécialisées ? Vous souhaitez peut-être transporter du pétrole brut, du gaz naturel ou d'autres hydrocarbures ? Dans les applications à grande échelle et à usage intensif, les tubes LSAW sont supérieurs. N'hésitez pas à nous contacter si vous avez des questions sur les tubes ERW ou LSAW. Nous sommes enthousiastes à l'idée de vous aider !