Comment produire des tubes en acier sans soudure de grand diamètre ?

Pourquoi sont Besoin de tubes en acier sans soudure de grand diamètre ?

Les tubes en acier sans soudure de grand diamètre sont essentiels pour les industries qui ont besoin de matériaux très résistants, durables et fiables, capables de résister à des pressions extrêmes et à des environnements difficiles. Leur construction sans soudure élimine les points faibles, ce qui les rend idéaux pour les applications à haute pression telles que le transport de pétrole et de gaz, la production d'électricité et les produits pétrochimiques. Ces tubes offrent une résistance supérieure à la corrosion, en particulier dans les conditions offshore, chimiques et de température extrême, garantissant une longévité et un entretien minimal. Leur intérieur lisse améliore l'efficacité du flux de fluides et de gaz, réduisant ainsi les pertes d'énergie dans les pipelines longue distance. Polyvalents en termes de taille, d'épaisseur et de matériau, les tubes sans soudure de grand diamètre répondent aux normes industrielles strictes, garantissant la sécurité et la conformité dans les projets d'infrastructures critiques.

Où sont Des tubes en acier sans soudure de grand diamètre sont-ils utilisés ?

Les tubes en acier sans soudure de grand diamètre sont largement utilisés dans les industries qui exigent des performances et une durabilité élevées dans des conditions extrêmes. Ils sont principalement utilisés dans le secteur pétrolier et gazier pour le transport par pipeline longue distance de pétrole brut, de gaz naturel et de produits raffinés en raison de leur capacité à supporter des pressions élevées et des environnements difficiles. Ces tubes sont également utilisés dans les centrales électriques, y compris les installations nucléaires et thermiques, pour les conduites de vapeur à haute température et haute pression. En outre, ils jouent un rôle essentiel dans le traitement pétrochimique, les systèmes d'approvisionnement en eau et de dessalement, et les projets de construction lourds, tels que les ponts et les structures industrielles à grande échelle, où la résistance et la fiabilité sont essentielles.

Introduction

La production de tubes en acier sans soudure de grand diamètre est un processus spécialisé qui implique diverses techniques de fabrication, y compris des méthodes conventionnelles telles que le perçage et l'allongement, ainsi que des approches plus avancées comme la Chauffage par induction à moyenne fréquence + méthode de dilatation thermique hydraulique à deux étapesVous trouverez ci-dessous un guide étape par étape de l’ensemble du processus, intégrant cette méthode avancée de dilatation thermique.

Procédé de fabrication de tubes en acier sans soudure de grand diamètre

1. Sélection des matières premières : Billettes d'acier

Le processus commence avec des billettes d'acier de haute qualité, généralement fabriquées en acier au carbone, en acier faiblement allié ou en acier inoxydable. Ces billettes sont soigneusement sélectionnées en fonction des exigences de l'application en matière de propriétés mécaniques et de composition chimique. Les tubes sans soudure de grand diamètre sont souvent utilisés dans des environnements à haute pression ou corrosifs, de sorte que le matériau doit répondre à des normes strictes.
Matériels:API 5L, ASTM A106, ASTM A335 et autres grades en fonction d'exigences spécifiques.

2. Chauffage de billettes (four de réchauffage)

La billette d'acier est chauffée à environ 1 200–1 300 °C (2 200–2 400 °F) dans un four de réchauffage. Ce processus ramollit la billette, la rendant ainsi apte au perçage et à la déformation. Un chauffage uniforme est essentiel pour éviter les défauts dans le tube final.
But:Préparez la billette pour le façonnage en la chauffant à une température appropriée.

3. Perçage (laminoir à perçage à rouleaux croisés)

La billette chauffée passe ensuite à travers un moulin à percer, où il subit la Procédé Mannesmann. À ce stade, la billette solide est transformée en une coque creuse (également appelée « tube mère ») grâce à l’action d’un mandrin et de rouleaux rotatifs.
Résultat:La billette devient une coque creuse à parois épaisses avec des dimensions initiales irrégulières.

4. Allongement (broyeur à mandrin ou broyeur à bouchon)

Dans le processus d'allongement, la coque creuse passe à travers un broyeur à mandrin ou broyeur à bouchons pour réduire l'épaisseur de la paroi et augmenter la longueur du tube. Ce procédé donne au tube sa forme initiale, mais il nécessite encore un contrôle supplémentaire des dimensions.
But:Obtenez l’épaisseur et la longueur de paroi souhaitées.

5. Laminoir de calibrage et de réduction d'étirage

Ensuite, le tuyau passe à travers un broyeur de calibrage ou laminoir à étirage-réduction pour affiner son diamètre et son épaisseur de paroi. Cette étape permet de garantir que les dimensions répondent aux spécifications requises pour le produit final.
But:Ajustez avec précision le diamètre extérieur et l'épaisseur de la paroi.

6. Chauffage par induction à moyenne fréquence + méthode de dilatation thermique hydraulique à deux étapes de type poussée

Pour produire des tubes en acier sans soudure de grand diamètre au-delà des capacités des méthodes de dimensionnement conventionnelles, Chauffage par induction à moyenne fréquence + méthode de dilatation thermique hydraulique à deux étapes est appliqué. Ce procédé innovant permet d'élargir le diamètre du tuyau pour répondre aux exigences des applications de grand diamètre tout en maintenant l'uniformité et l'intégrité du matériau.

Principales étapes de cette méthode :

Chauffage par induction à moyenne fréquence:Le tube est chauffé à l'aide d'un chauffage par induction à moyenne fréquence, ce qui permet un contrôle précis de la température sur toute la longueur du tube. Ce chauffage localisé ramollit le métal et le prépare à la dilatation, garantissant ainsi une contrainte thermique et une déformation minimales lors de l'étape suivante.
Expansion hydraulique à deux niveaux de type poussée:Après chauffage, le tube est soumis à une procédé d'expansion de type poussée hydrauliqueCe processus se déroule en deux étapes :
Premier pas:Le tube est poussé vers l'avant à l'aide d'un système hydraulique qui élargit son diamètre en étirant le matériau. Cette expansion initiale assure une augmentation contrôlée de la taille sans induire de fissures ou de faiblesses.
Deuxième étape:Une poussée hydraulique ultérieure dilate davantage le tube jusqu'au diamètre souhaité tout en maintenant une épaisseur de paroi uniforme. Cette deuxième expansion garantit que le tube conserve son intégrité structurelle et respecte les tolérances dimensionnelles.
Avantages:
Flexible et économique pour la production de tubes de grand diamètre.
Maintient une épaisseur de paroi et des propriétés mécaniques constantes.
Réduit le risque de défauts tels que des fissures ou des déformations lors de l'expansion.
Capable de produire des diamètres plus grands (jusqu'à 1200 mm ou plus) que les méthodes conventionnelles.
Applications:Cette méthode est largement utilisée pour les tubes sans soudure de grand diamètre requis dans des industries telles que le pétrole et le gaz, le traitement chimique et la production d'électricité, où de grandes tailles et d'excellentes performances sont essentielles.

7. Traitement thermique

Après l'expansion, le tube subit un traitement thermique, en fonction des propriétés mécaniques requises. Les traitements courants comprennent :
Normalisation: Affine la structure du grain et améliore la ténacité.
Trempe et revenu: Améliore la résistance et la ductilité.
Recuit:Adoucit le tuyau et améliore l'usinabilité.
Le traitement thermique permet également de soulager les contraintes internes induites lors du processus de fabrication.

8. Lissage

Le tuyau est redressé pour garantir qu'il soit conforme aux tolérances géométriques requises, en corrigeant toute flexion ou déformation qui se produit pendant les processus de chauffage et d'expansion.

9. Contrôles Non Destructifs (CND)

Les tuyaux sont soumis à Contrôle non destructif (CND) pour vérifier leur intégrité structurelle. Cela peut inclure :
Contrôle par ultrasons (UT):Détecte les défauts internes.
Inspection par particules magnétiques (MPI):Identifie les défauts de surface.
Essais hydrostatiques:Garantit que le tuyau peut résister aux pressions opérationnelles.

10. Découpe et finition

Le tube est coupé à la longueur requise et préparé pour un traitement ultérieur ou une expédition. Les opérations de finition supplémentaires peuvent inclure :
Biseautage:Les extrémités des tubes sont biseautées pour faciliter le soudage.
Revêtement et doublure:Des revêtements résistants à la corrosion ou des revêtements internes sont appliqués.

11. Contrôle final et emballage

Les tubes finis sont inspectés une dernière fois pour vérifier leur exactitude dimensionnelle et l'absence de défauts visuels. Ils sont ensuite marqués selon les spécifications requises et préparés pour l'expédition.

Conclusion : Flexibilité dans la production de tubes en acier sans soudure de grand diamètre

Le Chauffage par induction à moyenne fréquence + méthode de dilatation thermique hydraulique à deux étapes propose une solution innovante et flexible pour la production de tubes en acier sans soudure de grand diamètre. En intégrant cette méthode aux techniques de fabrication traditionnelles telles que le perçage, l'allongement et le traitement thermique, les fabricants peuvent produire des tubes de grand diamètre de haute qualité adaptés aux applications exigeantes telles que les oléoducs et gazoducs, les composants structurels et les systèmes de production d'énergie.

Cette approche garantit que les tuyaux répondent aux exigences strictes en matière de résistance, de résistance à la corrosion et de précision dimensionnelle, ce qui en fait un choix privilégié pour les industries critiques.

Si vous recherchez plus d'informations ou avez besoin d'aide pour sélectionner les tubes en acier sans soudure de grand diamètre adaptés à votre projet, n'hésitez pas à nous contacter pour obtenir des conseils d'experts.