Tuyaux en acier spiralésLes tubes en acier à joint droit et à joint spiralé présentent des caractéristiques techniques et des procédés de fabrication différents. Leurs processus de production diffèrent considérablement, leurs fonctions et leurs usages sont distincts, et leur valeur ajoutée est également différente. Voici les caractéristiques techniques des tubes en acier à joint spiralé et à joint droit :
La première différence réside dans le procédé de soudage :
En ce qui concerne le procédé de soudage, la méthode utilisée pour les tubes en acier spiralés et les tubes en acier à joint droit est identique. Cependant, les tubes à joint droit présentent inévitablement de nombreuses soudures en T, ce qui augmente considérablement le risque de défauts de soudage. De plus, les contraintes résiduelles au niveau des soudures en T sont importantes et le métal fondu se trouve souvent dans un état de contrainte tridimensionnel, ce qui accroît le risque de fissures. Par ailleurs, le procédé de soudage à l'arc submergé exige que chaque soudure présente un point d'amorçage et un point d'extinction d'arc, ce qui engendre davantage de défauts. C'est pourquoi les tubes en acier spiralés produits bénéficient d'une assurance qualité rigoureuse, garantissant ainsi l'absence de défauts tels que des fissures.
• Caractéristiques de résistance des tubes en acier spiralés et des tubes en acier à joint droit :
Lorsqu'un tuyau est soumis à une pression interne, deux contraintes principales apparaissent généralement sur sa paroi : la contrainte radiale δY et la contrainte axiale δX. La contrainte résultante au niveau de la soudure est δ = δY(1/4 sin²α + cos²α)¹/², où α est l'angle d'hélice de la soudure du tuyau en acier soudé en spirale. Cet angle étant généralement compris entre 50 et 75 degrés, la contrainte résultante au niveau de la soudure en spirale représente 60 à 85 % de la contrainte principale du tuyau en acier soudé en cordon droit. À pression de service égale, l'épaisseur de paroi d'un tuyau en acier soudé en spirale de diamètre uniforme peut être réduite par rapport à celle d'un tuyau en acier soudé en cordon droit.
• Propriétés métallurgiques des matériaux des tubes en acier soudés en spirale et des tubes en acier soudés à joint droit :
Les tubes soudés à l'arc submergé longitudinalement sont fabriqués à partir de tôles d'acier, tandis que les tubes en acier soudés en spirale sont fabriqués à partir de bobines laminées à chaud. Le procédé de laminage à chaud présente de nombreux avantages et permet de produire un acier de haute qualité pour pipelines. Par exemple, un système de refroidissement par eau est installé sur le portique de sortie afin d'accélérer le refroidissement, ce qui permet d'utiliser des aciers faiblement alliés pour obtenir des niveaux de résistance spécifiques et une bonne ténacité à basse température, améliorant ainsi la soudabilité de l'acier. Ce système est absent des installations de production de tôles d'acier. La teneur en alliage (équivalent carbone) des bobines est généralement inférieure à celle des aciers de nuances similaires, ce qui améliore également la soudabilité des tubes en acier soudés en spirale.
Il convient d'expliquer que, puisque le sens de laminage du tube en acier soudé en spirale n'est pas perpendiculaire à l'axe du tube (la solution de serrage dépend de l'angle d'hélice du tube), et que le sens de laminage de la tôle d'acier du tube à joint droit est perpendiculaire à l'axe du tube, la résistance à la fissuration du matériau du tube en acier soudé en spirale est donc supérieure à celle du tube à joint droit.
Les tubes en acier soudés en spirale et les tubes en acier soudés à joint droit sont comparés systématiquement en termes de procédé de soudage, de propriétés métallurgiques et de caractéristiques de résistance. Les différences et les principales divergences entre les deux sont analysées en détail, et le procédé et la méthode de soudage de chaque type de raccord sont présentés en profondeur.
Date de publication : 11 juillet 2023