Aujourd'hui, nous allons analyser deux types fondamentaux de tuyaux utilisés dans les applications industrielles. Les tuyaux en acier au carbone sont robustes, durables et offrent une grande résistance à la traction. Les tubes en acier noir sont des tubes en acier rigides et polyvalents utilisés dans de nombreux cas. Les deux types de tuyaux présentent des avantages distincts et fonctionnent de manière optimale dans des cas d'utilisation spécifiques. Ils sont utilisés dans plusieurs secteurs, tels que la construction, le pétrole et le gaz, les eaux usées et l'industrie manufacturière. Une connaissance approfondie de leurs propriétés peut vous aider à les choisir en fonction de vos besoins.
Définition et composition
Tubes en acier au carbone
L'acier au carbone est un alliage de fer et de carbone. Il existe trois catégories : l'acier à haute teneur en carbone, l'acier à teneur moyenne en carbone et l'acier à faible teneur en carbone. Le pourcentage de carbone en masse peut varier de 0,05% à 2,5%. Les tuyaux en acier au carbone sont réputés pour leur dureté et leur longévité. Ils peuvent être fabriqués sans soudure, soudés en spirale ou soudés bout à bout. Les tubes en acier au carbone peuvent avoir des propriétés physiques différentes en fonction de la technique de production.
Tubes en acier noir
Les tuyaux en acier doux sans revêtement sont appelés tuyaux en acier noir. Ils doivent leur nom à la finition noire de leur surface, due à la formation d'une couche d'oxyde de fer. La fabrication de tuyaux en acier noir implique la préparation de la matière première : les plaques d'acier doux. Le tube d'acier est soumis à des opérations de laminage, de soudage et de traitement thermique pour améliorer sa solidité. Les tuyaux en acier noir sont bon marché et polyvalents. Ils permettent d'acheminer plusieurs matières telles que le pétrole, le gaz, les déchets et les boues.
Différences de composition
Les principaux constituants des tubes en acier au carbone sont le fer et le carbone. Plusieurs autres éléments sont présents à l'état de traces : le phosphore, le soufre, le silicium et le manganèse. Les tubes en acier au carbone existent en plusieurs qualités, telles que ASTM A53, A106 et A333. Les différentes qualités ont des méthodes de fabrication et des compositions distinctes qui leur confèrent des caractéristiques uniques.
En termes de composition, les tubes en acier noir ne sont pas très différents des tubes en acier au carbone. En fait, les tuyaux en acier noir sont des tuyaux en acier au carbone qui subissent un processus de fabrication unique. Leurs éléments primaires sont le fer et le carbone, avec la formation d'une couche d'oxyde de fer à la surface. Ce composé confère une teinte sombre, d'où le nom de tuyau en acier noir.
Processus de fabrication
Le processus de fabrication diffère pour de nombreux types de tubes en acier au carbone. La vie d'un tube d'acier commence généralement sous la forme d'une billette. La billette est chauffée dans un four et transférée à un perceur rotatif. Le perceur est composé d'un alliage résistant. Il perce un trou à travers la billette. Ce processus implique des forces de compression à action croisée. Enfin, la coquille creuse est traitée thermiquement, découpée au laser et refroidie pour former les tuyaux que nous voyons tous les jours.
Il existe deux variantes principales de tubes en acier noir : les tubes soudés et les tubes sans soudure. Les tuyaux en acier noir sans soudure commencent leur parcours sous la forme de billettes d'acier. Elles sont transformées en tubes par extrusion, étirage à froid ou laminage à chaud. Pour les tuyaux en acier noir soudés, des plaques métalliques plates sont laminées pour leur donner une forme. Elles sont ensuite soudées et soumises à un traitement thermique.
Résistance à la température et à la pression
Les tubes en acier au carbone sont réputés pour leur polyvalence. Ils se déclinent en différentes qualités, dont les propriétés correspondent à des températures et des pressions nominales spécifiques. En règle générale, les facteurs essentiels à prendre en considération sont les nuances d'acier, le diamètre et l'épaisseur. Les tuyaux en acier au carbone peuvent supporter des températures allant jusqu'à 650 degrés Celsius. Les normes courantes pour les tuyaux en acier doux sont API 5L, ASTM A53 et A106.
Les tubes en acier noir présentent également d'excellentes caractéristiques de température et de pression, comme leurs homologues en acier au carbone. Leur composition leur permet de résister à des températures élevées. L'adaptation du programme et de l'épaisseur en fonction de vos besoins peut garantir une immense résistance à la pression.
Sensibilité à la corrosion
L'acier au carbone est susceptible de rouiller en raison de l'absence de chrome. Par conséquent, les tuyaux galvanisés constituent une bonne option, surtout si vous prévoyez de déployer les tuyaux à l'extérieur.
Les tuyaux en acier noir ne sont pas recouverts d'une couche de zinc sur leur surface extérieure, ce qui les rend vulnérables à la corrosion. Pour une utilisation optimale, ils doivent être utilisés à l'intérieur. S'ils sont préférés pour le transport du pétrole et du gaz, ils ne sont pas recommandés pour l'approvisionnement en eau des ménages.
Apparence
La surface d'un tube en acier au carbone présente une finition rugueuse et mate. Elle est terne et sans éclat. En cas d'oxydation, elle peut former une couche de rouille.
Comme leur nom l'indique, les tuyaux en acier noir ont une finition foncée. Ils sont également rugueux au toucher. Cela est dû à la présence d'une couche d'oxyde de fer à la surface.
Rapport coût-efficacité
En raison de la disponibilité de plusieurs qualités, les prix des tuyaux en acier au carbone peuvent varier. Alors que les tuyaux en acier doux sont bon marché, les tuyaux à haute teneur en carbone peuvent être chers. Par exemple, l'acier doux ASTM A36 est nettement moins cher que les tuyaux ASTM AISI 1059.
Les tubes en acier noir sont simples à fabriquer et très abordables. Ils sont parfaits pour plusieurs applications de transport et de structure, rentables, soudables et polyvalents.
Respect de l'environnement
Les tuyaux en acier au carbone sont sans danger pour l'environnement et l'écologie locale. Ils sont durables et robustes, ce qui réduit la détérioration des infrastructures. Il en résulte une réduction du gaspillage. Pour un projet donné, l'achat de tuyaux en acier doux est généralement moins cher que celui de tuyaux en acier noir. Il convient toutefois de noter que la production de tuyaux en acier au carbone génère davantage d'émissions de CO2 que celle de tuyaux en acier noir. Les considérations environnementales et les réglementations gouvernementales peuvent inciter les développeurs d'infrastructures à envisager des tuyaux en acier noir pour les projets structurels.
Applications
Les tubes en acier au carbone et en acier noir sont très utilisés dans plusieurs industries. Les tuyaux en acier au carbone sont préférés en raison de leur résistance à la rouille dans les réseaux de gestion des déchets tels que les systèmes de traitement des eaux usées. Dans le transport d'autres matériaux, cependant, les deux types de tuyaux sont fréquemment utilisés. Par exemple, les ingénieurs peuvent privilégier l'un ou l'autre type de tube dans un gazoduc ou une plate-forme pétrolière. Cela dépendra principalement de l'application spécifique et des exigences en matière de nivellement. Les deux types de tuyaux sont essentiels dans les projets d'ingénierie structurelle. Parmi les autres applications industrielles des tubes en acier, citons les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation, les systèmes énergétiques, les usines chimiques et les usines automobiles.
Conclusion
Alors que l'acier au carbone offre une immense polyvalence, l'acier noir se distingue par sa résistance et sa rentabilité. Les tubes en acier au carbone et en acier noir sont des produits de base de l'industrie. Le choix de l'un ou de l'autre dépend de vos besoins. Par exemple, si vous concevez un système de plomberie intérieur, vous préférerez les tubes en acier doux pour leur résistance à la corrosion. Dans les applications structurelles, les tubes en acier noir sont utilisés comme poutres et échafaudages, offrant ainsi une solution robuste. UNIASEN est un fabricant professionnel de tubes en acier au carbone. Si vous avez des questions, n'hésitez pas à nous contacter contactez nos experts en tuyauterie.