Pipe

Le tuyau en acier inoxydable et le tuyau en acier au carbone sont les types de tuyaux standard les plus courants utilisés aujourd’hui. Ils font partie des produits tubulaires, qui sont fabriqués selon différentes spécifications et normes. Les tuyaux sont vendus par « taille nominale de tuyau » dans des tailles allant de 1/8″ à 72″. Les deux types de tuyaux les plus courants sont les tuyaux soudés et les tuyaux sans soudure. Les deux sont disponibles en acier au carbone et en acier inoxydable. Les tuyaux soudés sont également appelés tuyaux ERW (Electric Resistance Welded). La spécification la plus courante pour les tuyaux soudés en acier au carbone est A53. Les tuyaux sans soudure sont fabriqués par un procédé qui ne nécessite aucune soudure. La spécification la plus courante pour les tuyaux en acier au carbone sans soudure est A106B. Les tuyaux en acier inoxydable sont fabriqués selon la spécification A312. Les tuyaux en acier inoxydable sont également disponibles en configuration sans soudure et soudée. Le matériau inoxydable le plus courant est le 316 et le 304.

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Types de tuyaux et de produits tubulaires

Il existe six types de tuyaux et de produits tubulaires.

1. Tuyau standard : Il existe trois différents types de tuyaux métalliques standard – les tuyaux soudés (ERW Pipe), les tuyaux sans soudure et les tuyaux galvanisés. Ils représentent 10 % de tous les produits tubulaires.
2. Tuyau de ligne : Utilisés principalement dans les applications pétrolières et gazières. Les tuyaux de ligne comprennent les tuyaux ERW, FW, SAW et DSAW. Ils sont fabriqués conformément à la spécification API 5L et sont disponibles dans les grades X42, X50, X60, etc. Ils représentent 21% de tous les produits tubulaires.
3. Oil Country Tubular Goods (OCTG) : Ils comprennent les tiges de forage, les tubes et les gaines. Ils sont utilisés pour le forage et la complétion des puits de pétrole et de gaz. Les OCTG sont fabriqués par ERW et Seamless. Les OCTG représentent 35% de tous les produits tubulaires.
4. Tubes à pression : utilisés pour les applications industrielles et sous pression. Les tubes à pression sont produits par la fabrication sans soudure. Ils représentent 2% de tous les produits tubulaires.
5. Tubes mécaniques : utilisés pour les applications mécaniques et structurelles et sont produits par la fabrication ERW et sans soudure. Ils sont conformes à la spécification ASTM. Les tubes mécaniques représentent 17% de tous les produits tubulaires.
6. Tubes structuraux : utilisés à des fins de support ou de rétention. Ces tubes peuvent être ronds ou carrés et sont produits par la fabrication ERW. Ils sont utilisés pour les clôtures, la construction et d’autres besoins de soutien divers. Ils représentent 15 % de tous les produits tubulaires.

Comment mesure-t-on les tuyaux ?

Les tuyaux sont généralement identifiés par leur « Nominal Pipe Size » (NPS), l’épaisseur de la paroi étant définie par « Schedule » (SCH). NPS est un désignateur sans dimension et est une indication d’une taille mais pas une taille réelle. Cela peut prêter à confusion pour de nombreuses personnes qui découvrent l’industrie de la tuyauterie. Les diamètres NPS 1/8 à NPS 12 ont un diamètre extérieur qui est défini par les dimensions des tuyaux ansi. En règle générale, la dimension d’un tuyau schedule 40 jusqu’à 12 NPS est à peu près égale au diamètre intérieur du tuyau. Les dimensions de tuyaux 14 et plus sont moins déroutantes car un 14 NPS est égal à 14″ OD (diamètre extérieur).

Pipe Size Chart

ASME B 36.10 a plus de détails sur les dimensions des tuyaux. La norme industrielle pour la taille des tuyaux varie également entre les différents types de tuyaux. Pour un tuyau standard, un tuyau de 4,5″ de diamètre extérieur sera désigné par 4″ NPS, mais pour les tuyaux de ligne et les OCTG, il sera désigné par 4,5″ seulement. L’épaisseur de la paroi est également mentionnée différemment. Pour les tubes standard, la nomenclature des tubes est utilisée pour désigner l’épaisseur de la paroi. Cependant, les tuyaux de ligne sont presque toujours désignés par l’épaisseur de paroi alors que les OCTG sont désignés par le poids par pied.

Poids du tuyau

Le poids du tuyau est mesuré en livres par pied ou en kilogrammes par mètre. Il faut se rappeler que le poids du tuyau dans le tableau des tailles de tuyaux ansi est un poids « théorique » et non un poids réel. Le poids réel variera en fonction de la tolérance de la taille du tuyau.

La formule pour calculer le poids du tuyau en acier est;

W = x 10.69

W = Poids par pied linéaire

OD = Diamètre extérieur

WT = Épaisseur de paroi

Fabrication de tuyaux

Les tuyaux en acier sont regroupés en deux catégories principales ;

• Tuyau soudé
• Tuyau sans soudure

Il existe quatre méthodes principales pour produire des tuyaux métalliques :

1. Soudure au four (FW). Aussi appelée soudure continue
2. Soudure par résistance électrique (ERW)
3. Soudure à l’arc submergé (SAW), également DSAW
4. Méthode sans soudure (SMLS)

Tube soudé par résistance électrique (ERW)

Le tube ERW est produit dans des tailles allant de 1/8 à 24 pouces NPS. Le tuyau soudé ERW est produit à partir de feuilles de métal plates. Le tuyau ERW est d’abord formé à froid en une forme cylindrique, puis soudé longitudinalement. Le tuyau soudé en continu et le tuyau soudé par résistance électrique sont tous deux fabriqués en façonnant des rouleaux d’acier enroulé en formes cylindriques et en soudant le long des joints longitudinaux. L’image ci-dessous montre la première étape de la mise en forme des bandes en forme cylindrique, puis leur fusion dans la 2e étape.

Il existe de nombreuses façons d’utiliser le courant électrique pour souder la bande enroulée. Il s’agit notamment du disque de cuivre rotatif, des contacts fixes en alliage Cu et des bobines d’induction. Ces méthodes élèvent la température du bord de l’acier à 2600 deg F pour un soudage efficace. Le processus de laminage exerce une telle pression qu’il crée un cordon de soudure métallique à l’extérieur et à l’intérieur. Ces soudures sont ensuite retirées au cours du processus de finition. Le tuyau soudé est traité thermiquement, inspecté et testé à l’eau.

Le tuyau ERW est disponible dans les spécifications communes suivantes;

ASTM A53, A135, A252, A500, A795, API 5L et API 5CT.

La spécification la plus courante pour les tuyaux soudés est A53 et API 5L.

Tube sans soudure

Quelle est la définition de sans soudure ? ou la signification de sans soudure ? nous recevons souvent cette question. Les tuyaux sans soudure sont produits dans des tailles allant de 1/8 à 36″ nominal. Le tuyau sans soudure n’a pas de joint longitudinal ou de soudure par rapport au tuyau ERW. En termes simples, le tube sans soudure est produit en perçant une billette ronde pleine, laissant derrière elle un tube creux sans soudure. Il existe deux méthodes principales pour produire un tuyau sans soudure;

1. Perçage rotatif à chaud
2. Méthode du processus d’extrusion

Dans le processus d’extrusion, les billettes chaudes de métal sont formées en tuyau sans soudure en forçant les billettes à travers les matrices d’extrusion et sur un mandrin de formation. Voir l’image ci-dessous;

La méthode de perçage rotatif à chaud est le procédé le plus courant de production de tuyaux sans soudure. Dans ce procédé, les billettes chaudes sont forcées à travers des rouleaux lourds en rotation sur un mandrin ou un bouchon de perçage. Le bouchon perceur crée le trou dans les billettes cylindriques sans soudure. L’image ci-dessous illustre le processus rotatif à chaud.

Le tuyau sans soudure passe par diverses opérations de finition telles que le redressage, l’inspection, les tests hydro et l’imagerie. Le tuyau sans soudure est largement utilisé dans la tuyauterie sous pression, la construction, la pétrochimie et les raffineries de pétrole. Le tube sans soudure est disponible dans les spécifications suivantes :

ASTM A53, A106, A252, A333, A335, A501, A523, A589, API 5L et API 5CT. Le tuyau sans soudure le plus courant est le A106B.

La finition d’extrémité du tuyau sans soudure comprend des extrémités unies, soit biseautées, soit coupées au carré. Le tuyau en acier au carbone sans soudure est disponible en noir, nu, galvanisé ou avec un revêtement époxy.

Longueurs de tuyau en acier

Généralement, le tuyau en acier est fourni en longueurs de 21 pieds. Il est également disponible en longueur aléatoire simple (SRL) qui pourrait être n’importe où entre 17 pieds et 24 pieds. La longueur aléatoire double (DRL) se réfère aux tuyaux qui sont au moins 37 pieds de long et jusqu’à 44 pieds.

Finition d’extrémité de tuyau en acier

Il existe cinq types courants de finitions d’extrémité de tuyau en métal ;

1. Fileté et couplé
2. Fileté sans couplage
3. Extrémité lisse – coupée au carré
4. Biseautée pour le soudage – biseau de 30 degrés
5. Extrémité rainurée – coupée ou laminée pour le couplage mécanique

L’image ci-dessous montre différentes finitions d’extrémité de tuyau en acier ;

Les raccords pour tuyau extra fort et double extra fort sont filetés coniques et encastrés pour toutes les tailles. L’image ci-dessus montre un raccord à filetage droit et un raccord à filetage droit avec évidement.

Identification et marquage des tuyaux en acier

Les tuyaux en acier sont disponibles dans différentes classifications, qualités, poids, numéro d’échéancier, etc. Il est donc important d’identifier les marquages des tuyaux en acier. Le tuyau en acier est identifié par un pochoir de peinture ou un marquage estampé sur le tuyau lui-même ou par une étiquette attachée à celui-ci.

Identification du tuyau selon ASTM

L’image ci-dessous montre les exigences de marquage selon les spécifications ASTM

Identification du tuyau selon API

L’image ci-dessous montre le marquage requis selon la spécification API.

Procédés de finition des tuyaux métalliques

La finition la plus courante sur le tuyau métallique est le revêtement de laque qui empêche la corrosion et protège le tuyau des intempéries. On l’appelle aussi tuyau en fer noir. Autre que la laque, il existe quatre types de finitions de tuyaux métalliques;

1. Métal nu
2. Picklé seulement
3. Picklé et huilé
4. Tuyau galvanisé

La galvanisation implique l’utilisation d’un revêtement de zinc comme élément sacrificiel pour empêcher la corrosion. Le zinc est généralement appliqué par un procédé de trempage à chaud où le tuyau est immergé dans un bain fondu de solution de zinc. Le poids standard du zinc est de 1,8 oz par pied carré. Les tuyaux galvanisés offrent une bonne protection au tuyau à l’intérieur et à l’extérieur.

Revêtement de tuyau en acier et tuyau en acier revêtu

La résistance à la corrosion du tuyau peut également être améliorée avec un revêtement de tuyau résistant à la corrosion. Ces revêtements sont généralement de longue durée par rapport aux finitions laquées ou galvanisées. Il existe trois principaux types de revêtement de protection contre la corrosion pour les tuyaux en acier

Revêtement métallique

Revêtement non métallique

Enveloppe de tuyau

Matériau de tuyau en acier

Les tuyaux métalliques sont disponibles dans les qualités de matériau suivantes ;

• A106B/A53B/API 5L-X42/API 5L B
• Acier inoxydable 304
• Acier inoxydable 316
• Super inoxydable A20
• Inflammable duplex D2205
• Alliage de nickel A200
• Alliage de nickel A200
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• Alliage nickel A400
• Alliage nickel A600

Tuyaux en acier inoxydable

L’acier inoxydable est un alliage à base de fer contenant un minimum de 16% de chrome. Le nickel est un autre élément d’alliage important dans les tuyaux en acier inoxydable. Les tuyaux en acier inoxydable sont très résistants aux milieux corrosifs et à l’oxydation à presque n’importe quelle température.

Les tuyaux en acier inoxydable soudés et sans soudure sont utilisés pour une variété de raisons telles que la résistance à la corrosion, la préforme à haute température, pour un aspect propre et un faible coût d’entretien. L’aspect le plus important pour le tuyau en acier inoxydable est ses caractéristiques matérielles inhérentes qui permettent de créer des parois beaucoup plus fines telles que sch 5, sch 10 sans compromettre l’intégrité structurelle du tuyau. L’utilisation de la soudure par fusion pour joindre le tuyau élimine également le besoin de filetage.

Le tuyau en acier inoxydable de type 304 est principalement utilisé pour une application générale résistante à la corrosion. il est utilisé dans les usines chimiques, les raffineries, les papeteries et les industries alimentaires. Le tuyau en 304SS a une teneur maximale en carbone de 0,08%. Il n’est pas recommandé de l’utiliser dans une gamme de température comprise entre 800 deg F et 1650 deg F en raison de la précipitation de carbure aux limites du grain. Le type 304L est le même que le 304 sauf qu’il a une teneur maximale en carbone de 0,035%.

Le tuyau de type 316SS est beaucoup plus résistant aux piqûres que les autres alliages chrome-nickel en raison de l’ajout de 2-3% de molybdène. Il est utile dans les applications avec des acides, des saumures, de l’eau soufrée, de l’eau de mer et avec des sels hologènes. Le tuyau en acier inoxydable 316L, comme le 304L, a une teneur maximale en carbone de 0,035%.

Le tuyau en acier inoxydable soudé est fabriqué selon les spécifications ASTM A312 et A358. A312 est la spécification la plus courante pour les tuyaux en acier inoxydable. Les tuyaux en acier inoxydable soudés sont fabriqués de 1/8″ à 24″ NPS.

Les tuyaux en acier inoxydable sans soudure sont fabriqués selon les spécifications ASTM A312 et A376. A312 est également la spécification la plus courante pour les tuyaux en acier inoxydable sans soudure. Le tuyau en acier inoxydable sans soudure est fabriqué de la taille 1/8 à 14″ nominal

Pays d’origine du tuyau en acier

Le tuyau en acier est fabriqué par des usines partout dans le monde et commercialisé dans différents pays. Certains des grands noms de l’industrie des tuyaux sont US Steel, ArcelorMittal, Nippon Steel, Nucor Corp, Hyundai Steel, ThyssenKrup, Vallourec, Hebei Iron and Steel Group, Posco, Jiangsu Shagang, Ulma Piping, Shultz USA et Webco, etc.

Q&A Steel Pipe

Trupply vend une grande variété de tuyaux soudés et sans soudure. Sur la base de nos années d’expérience, voici les principales questions ou les points clés sur lesquels les clients se renseignent;

• Les tuyaux en acier sont vendus par taille nominale de tuyau et par schedule. Il est important de mentionner les deux
• A106 B est la spécification de tuyau sans soudure la plus commune. La plupart des clients savent simplement qu’ils veulent un tuyau A106B et cela implique simplement qu’ils veulent un tuyau sans soudure en acier au carbone selon A106B. A106 n’est PAS une spécification pour les tuyaux en acier inoxydable
• Les tailles de tuyaux de 10 pouces et plus ne sont PAS en corrélation directe avec le numéro d’annexe. Par exemple, SCH 40 et SCH 80 ne signifient PAS toujours Standard et Extra Heavy respectivement. Reportez-vous au tableau des tuyaux pour vous assurer que vous commandez la bonne épaisseur de paroi
• La catégorie B de A53 est la spécification la plus courante des tuyaux soudés. Cela signifie simplement un tuyau qui a été produit par le processus ERW.
• Un tuyau soudé n’a PAS de joint de soudure à l’intérieur ou à l’extérieur. Le tuyau soudé est produit par soudage par résistance électrique et la soudure a été retirée pendant le processus de fabrication
• Les tailles de tuyau inférieures à 2″ sont disponibles en tuyau à soudure continue, également connu sous le nom de A53 grade A.
• Le tuyau en acier inoxydable est disponible en configuration soudée et sans soudure et en grade de matériau 316 et 304. D’autres grades inoxydables sont également disponibles mais sont moins courants
• Les tuyaux en acier inoxydable sont également très courants dans la cédule 10 qui est une paroi mince.
• Les calendriers des tuyaux en acier inoxydable sont spécifiés par « s » après le numéro du calendrier, tels que Sch 10s, Sch 40s, Sch 80s.
• Les calendriers des tuyaux en acier inoxydable ne correspondent PAS toujours aux calendriers des tuyaux en acier au carbone. Consultez le tableau des tuyaux ansi pour déterminer correctement le numéro de barème et l’épaisseur de la paroi
• Les tuyaux sont principalement vendus par SRL (longueur aléatoire simple) ou par longueur aléatoire double (DRL). SRL signifie que le tuyau sera généralement entre 17 et 24 pieds, DRL signifie généralement que le tuyau sera de 37 à 44 pieds.
• La majorité des tuyaux vendus ont une finition laquée. Si vous voulez un tuyau nu, veuillez le préciser au moment de la commande
• Le revêtement époxy du tuyau peut être fait sur demande.
• Le type d’extrémité de tuyau le plus courant est l’extrémité lisse ou l’extrémité biseautée. Les extrémités filetées sont également disponibles sur demande

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