Lorsque vous recherchez pour la première fois des tuyaux en acier, que ce soit pour une usine de dessalement, une plate-forme pétrolière ou une centrale nucléaire, la première question que vous devez vous poser est « ai-je besoin de « tuyaux » sans soudure, soudés ou forgés ? Ces trois types présentent des avantages différents et conviennent donc à différentes applications et environnements. Plusieurs facteurs doivent être pris en compte lors du choix de ce qui convient à un projet particulier.

Les ingénieurs connaîtront probablement intuitivement la réponse à cette question, mais prenons un moment pour explorer ces tubes sans soudure, soudés et forgés ainsi que leurs diverses propriétés.

1. Tuyau sans soudure

Commençons par les tuyaux sans soudure. Comme son nom l’indique, un tuyau sans soudure est un tuyau sans joints ni soudures.

Fabrication et application :

Les tubes sans soudure peuvent être fabriqués à l'aide de diverses méthodes différentes, en grande partie en fonction du diamètre souhaité ou du rapport diamètre/épaisseur de paroi. De manière générale, le processus de fabrication des tubes sans soudure commence par le moulage de l'acier brut sous une forme plus ouvrable : une billette solide chaude. Ensuite, étirez-le et poussez-le ou tirez-le sur un formulaire. Ce tube creux passe ensuite par un processus d'extrusion où il est forcé à travers une filière et un mandrin. Cela permet d'augmenter le diamètre intérieur et de réduire le diamètre extérieur.

Les tuyaux en acier sans soudure sont couramment utilisés pour transporter des fluides tels que l'eau, le gaz naturel, les déchets et l'air. Il est également fréquemment requis dans de nombreux environnements à haute pression et hautement corrosifs tels que les industries pétrolière et gazière, de production d’électricité et pharmaceutique.

Avantage:

Haute résistance : les tuyaux sans soudure ont l’avantage évident de ne pas avoir de coutures, donc il n’y aura pas de coutures faibles. Cela signifie qu'en général, les tuyaux sans soudure peuvent résister à des pressions de service 20 % plus élevées que les tuyaux soudés de même qualité et taille de matériau.
Haute résistance : L'absence de joints signifie que les tuyaux sans soudure peuvent offrir une plus grande résistance à la corrosion, car des problèmes tels que des impuretés et des défauts sont plus susceptibles de se produire au niveau des soudures.

Moins de tests : il va sans dire que les tubes sans soudure n’ont pas besoin d’être testés pour l’intégrité de la soudure – pas de soudure signifie pas de test !

2. Tuyau soudé

Il existe trois types de tubes soudés : le soudage du diamètre extérieur, le soudage du diamètre intérieur ou le soudage double face. Le dénominateur commun est qu’ils ont tous des coutures !

Le processus de fabrication des tubes soudés commence par laminer une bobine d’acier jusqu’à l’épaisseur souhaitée pour former une bande ou une plaque plate. Il est ensuite enroulé et les coutures du tube obtenu sont soudées dans un environnement chimiquement neutre.

Concernant les types d'aciers soudables, les aciers austénitiques sont généralement les plus soudables, tandis que les aciers ferritiques soudent des sections minces. Les aciers duplex sont désormais considérés comme entièrement soudables, mais ils nécessitent plus d'attention que les aciers austénitiques.

On considère que la technologie de fabrication des tubes soudés s’est considérablement améliorée au cours des dernières années. L’avancée la plus importante a sans doute été le développement de techniques de soudage utilisant des courants à haute fréquence. Cela améliore considérablement la capacité du tuyau soudé à éviter la corrosion et la rupture des joints.

Bien que les joints des tuyaux soudés soient théoriquement corrects pour les rendre plus faibles, les méthodes de fabrication et les procédures d'assurance qualité sont aujourd'hui bien supérieures. Cela signifie que tant que les tolérances de température et de pression indiquées pour les tubes soudés ne sont pas dépassées, il n'y a aucune raison pour qu'ils ne fonctionnent pas aussi bien que les tubes sans soudure dans de nombreuses industries.

Coût : L’un des grands avantages des tuyaux soudés est qu’ils sont les moins chers de tous les types de tuyaux et qu’ils sont plus facilement disponibles.
Cohérence : Il est généralement admis que l’épaisseur de paroi des tuyaux soudés est beaucoup plus constante que celle des tuyaux sans soudure. En effet, le processus de fabrication commence avec une seule tôle d'acier.
Qualité de surface : éviter le processus d'extrusion signifie également que la surface des tuyaux soudés peut également être plus lisse que celle des tuyaux sans soudure.
Rapidité : Les tubes soudés nécessitent des délais d'approvisionnement plus courts en raison du processus de fabrication plus simple.

3. Tuyau forgé

Le forgeage de l'acier est un processus de formage du métal qui utilise des forces de compression ainsi qu'une chaleur et une pression extrêmes pour façonner le métal.

La fabrication de tubes forgés commence par la mise en place d'une pièce d'acier (qu'il soit à 6% de molybdène, super duplex, duplex, acier inoxydable, alliage de nickel) entre les matrices supérieure et inférieure. L'acier est façonné par chaleur et pression dans la forme souhaitée, puis fini par un processus d'usinage pour répondre à toutes les spécifications requises.

Ce processus de fabrication complexe entraîne une augmentation du coût du tube forgé.

Les nombreux avantages du tube forgé signifient qu'il a de nombreuses applications différentes dans différents domaines tels que le pétrole et le gaz, les machines hydrauliques, la fertilisation et l'industrie chimique. Le fait que l’acier forgé ne comporte ni coutures ni soudures lui permet de contenir avec succès les substances potentiellement nocives ou corrosives et leurs fumées. Il peut donc être utilisé dans de nombreuses industries lourdes.

Haute résistance : les tuyaux forgés produisent généralement un produit final solide et très fiable, car le forgeage provoque la modification et l'alignement du flux de grains de l'acier. En d’autres termes, l’acier est devenu plus fin et la structure du tuyau a considérablement changé, ce qui se traduit par une solidité et une résistance élevées aux chocs.
Longue durée de vie : le forgeage élimine les problèmes potentiels de porosité, de retrait, de cavités et de coulée à froid.
Économique : Le processus de forgeage est généralement considéré comme très économique car aucun matériau n’est gaspillé.
Flexibilité : Le processus de forgeage de l’acier est très flexible et peut produire des tubes de nombreuses tailles différentes.