Tuyaux et tubes en acier Les canalisations constituent l'ossature de tout projet de construction, d'infrastructure ou de transport de fluides industriels. Le choix entre les canalisations en acier sans soudure (SMLS) et les canalisations soudées est une décision cruciale. Chaque type de canalisation présente ses propres applications et exigences selon les secteurs.

Bien qu'ils semblent être faits du même matériau, les méthodes de fabrication, les propriétés mécaniques et le coût peuvent varier considérablement entre les deux. Cette fiche d'information a pour but de vous aider à choisir le matériau le plus adapté à votre application.

Comprendre le processus de fabrication

La différence fondamentale entre ces deux types de tuyaux réside dans leur méthode de fabrication. Cette origine détermine les propriétés physiques et les limites de performance du matériau.

Comment sont fabriqués les tuyaux sans soudure

Les tubes sans soudure sont fabriqués sans joint de soudure longitudinal, soit par extrusion, soit par perçage rotatif.

• Comment c'est fabriqué : Le procédé : Un lingot d'acier cylindrique massif est chauffé à des températures extrêmement élevées, puis poussé ou tiré sur une longue tige de perçage chauffée pour devenir un tube creux.
• Le résultat : Une structure monolithique à métallurgie uniforme. Sans joint, le matériau ne présente aucun point faible susceptible de céder sous haute pression ou dans des environnements fortement corrosifs.

Comment sont fabriqués les tuyaux soudés

Les tuyaux soudés commencent par une bande, une feuille ou une plaque d'acier plate (appelée skelp).

• Le processus : Ce matériau est une plaque d'acier roulée en forme de cylindre puis mise en forme de cercle. Le joint ou la soudure aux deux côtés du cercle est réalisé par application de chaleur à l'aide d'une source externe, par exemple par soudage par résistance électrique (ERW), soudage à l'arc submergé longitudinal (LSAW) ou soudage en spirale (SSAW).
• Le résultat : Un tuyau comportant une soudure sur toute sa longueur. Grâce aux techniques de soudage modernes, les soudures sont résistantes, mais elles constituent un point de faiblesse et contrastent avec l'état d'origine sans soudure.

Principales différences : performances et caractéristiques

I. Pressions nominales et résistance mécanique

Il s'agit de la distinction technique la plus importante pour les applications intensives.

Les tubes sans soudure peuvent supporter une pression 20 % supérieure à celle des tubes soudés de même matériau et de mêmes dimensions. Il n'y a aucun risque de rupture de la soudure.

Tubes soudés ERW. Ces tubes soudés à haute teneur en carbone sont d'une qualité et d'une fiabilité élevées. Le coefficient d'efficacité des joints, conformément aux normes de conception des appareils à pression, des structures soudées, etc., doit être appliqué aux tubes soudés. Pour la vapeur haute pression et les gaz volatils, où l'efficacité des joints est souvent limitée, les joints sans soudure sont préférables aux joints soudés.

II. Précision dimensionnelle et épaisseur de paroi

Les tubes soudés sont fabriqués à partir de tôles d'acier laminées à froid, ce qui leur confère une épaisseur de paroi très uniforme. La finition de surface est généralement meilleure et les tubes présentent une circularité supérieure.

Tuyau sans soudure : L’excentricité pouvant résulter du procédé d’extrusion peut s’avérer indésirable. L’avantage d’un tuyau soudé réside dans l’absence de cette excentricité. La précision d’assemblage et la régularité de surface sont généralement supérieures pour les tuyaux soudés.

III. Résistance à la corrosion

Dans la plupart des cas, la corrosion se produit sur la partie la plus fragile du métal. La zone la plus exposée à la corrosion dans les tubes soudés est la zone affectée thermiquement (ZAT) près de la soudure et peut nécessiter un traitement supplémentaire. Les tubes sans soudure présentent une structure granulaire plus uniforme, ce qui leur confère un avantage en milieu sulfureux et dans les applications hautement corrosives.

IV. Coûts et délais de livraison

Tuyaux soudés : Les tuyaux soudés sont économiques grâce à leur processus de fabrication rapide et à leur faible consommation d’énergie. Ils sont généralement utilisés pour les tuyaux de grand diamètre, le coût étant un facteur primordial.

La fabrication de tubes sans soudure est plus longue que celle des tubes soudés. Elle exige également davantage de main-d'œuvre et d'énergie. Par conséquent, les tubes sans soudure sont toujours plus coûteux que les tubes soudés. Le processus de fabrication des tubes sans soudure de grand diamètre est plus complexe que celui des tubes soudés. De ce fait, le délai de livraison est beaucoup plus long.

Tableau récapitulatif comparatif

Guide de candidature : Critères de sélection

Le choix du tuyau approprié dépend de l'environnement opérationnel et des normes réglementaires (telles que ASTM A106 ou ASTM A53).

Utilisez un tuyau sans soudure lorsque :

• Le projet implique des systèmes à haute pression (par exemple, des conduites hydrauliques, du gaz à haute pression).
• L'application implique des températures extrêmes (par exemple, les tubes de chaudière ou les tuyauteries de raffinerie).
• L'environnement est très corrosif, ce qui peut compromettre l'intégrité des soudures au fil du temps.
• La sécurité structurelle maximale est la priorité, quel qu'en soit le coût.

Utiliser des tuyaux soudés lorsque :

• Le projet concerne des travaux de construction générale (par exemple, échafaudages, supports structurels ou clôtures).
• L'application concerne le transport de fluides à basse et moyenne pression (par exemple, les conduites d'eau, le CVC).
• Des tuyaux de grand diamètre sont nécessaires (les tuyaux soudés peuvent facilement dépasser 24 pouces).
• La maîtrise des coûts et la rapidité d'exécution sont les principaux facteurs de réussite du projet.

Normes de qualité et essais

Quel que soit leur type, les canalisations doivent être certifiées conformes aux normes internationales afin de garantir leur fiabilité. Les critères de référence courants sont les suivants :

1. ASTM A53 : Concerne les tubes en acier sans soudure et soudés destinés à des applications générales.
2. API 5L : La norme pour les conduites utilisées dans les applications liées au pétrole et au gaz.
3. ASTM A106 : La norme pour les tubes en acier au carbone sans soudure haute température.

Il est essentiel de vérifier les rapports d'essais non destructifs (END), tels que les essais par ultrasons ou par rayons X des cordons de soudure, afin de garantir l'intégrité structurelle des matériaux.

Conclusion

Le choix entre tuyaux sans soudure et soudés Le choix du type de tuyau dépend en réalité de son adéquation à l'application spécifique, plutôt que de sa qualité intrinsèque. Le tuyau sans soudure est toujours préférable pour les applications à haute pression. Cependant, le tuyau soudé est un produit économique et de haute qualité, parfaitement adapté à une large gamme d'applications industrielles et structurelles.

Comprendre la différence technique entre un câble et un fil vous aidera à gérer votre chaîne d'approvisionnement, à réduire les risques pour votre infrastructure et à prolonger la durée de vie de votre installation.

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FAQ

Comment puis-je distinguer visuellement un tuyau sans soudure d'un tuyau soudé ?

• La méthode la plus évidente consiste à rechercher une soudure longitudinale sur la surface intérieure ou extérieure. Cependant, certains tubes soudés subissent un étirage à froid ou un enlèvement de matière qui rend la soudure presque invisible. Dans ce cas, la consultation du rapport d'essai en usine (MTR) ou la recherche de marquages ​​spécifiques (comme la norme ASTM A106 pour les tubes sans soudure) constitue la méthode la plus fiable.

Pourquoi les tuyaux sans soudure sont-ils plus chers que les tuyaux soudés ?

• L'écart de coût s'explique par la complexité de la fabrication. La production de tubes sans soudure exige une quantité considérable d'énergie pour chauffer et percer les billettes d'acier massif. De plus, les machines nécessaires à l'extrusion sont plus coûteuses à exploiter et à entretenir que les équipements de laminage et de soudage utilisés pour les tubes soudés.