Les tubes cintrés en acier peuvent être classés selon leur méthode de fabrication : tubes cintrés en acier fritté, tubes cintrés en acier estampé et tubes cintrés en acier soudé. Les tubes cintrés en acier fritté se divisent en deux catégories : frittage à froid et frittage à chaud.
Informations générales sur les cintres de tuyauterie en acier : Un cintre de tuyauterie en acier est un raccord qui permet de modifier la direction d'un tuyau. On trouve des cintres de tuyauterie en acier aux intersections, aux coudes, aux passages autour de poutres, etc.
Le tube cintré en acier fritté présente l'avantage d'une bonne élasticité, d'une résistance élevée à la pression et d'une faible résistance à la traction. C'est pourquoi il est fréquemment utilisé dans le secteur de la construction.
Les principales formes de tubes cintrés en acier sont les coudes à différents angles, les tubes en forme de U, les coudes en va-et-vient (ou coudes en B), les tubes cintrés en acier en forme d'arc, etc.
Un coude est un raccord de tuyauterie présentant un angle de courbure quelconque, utilisé pour former un virage sur un tuyau. Le rayon de courbure du coude est noté R. Plus R est grand, plus la portion de tuyau courbée est importante et plus le cintrage est fluide ; plus R est petit, plus la portion de tuyau courbée est réduite et plus le cintrage est rapide.
Les coudes en zigzag sont des raccords de tuyauterie comportant deux angles de cintrage (généralement 135°). La distance entre les axes des extrémités cintrées d'un tube cintré en acier est appelée hauteur du coude en zigzag, représentée par la lettre h. Les tubes de dérivation verticaux du chauffage intérieur sont raccordés aux tubes principaux et aux radiateurs. Lorsque les tubes sont raccordés à des joints non coplanaires, il est généralement nécessaire d'effectuer des coudes en zigzag.
Le tube en U est un raccord de tuyauterie semi-circulaire. La distance d entre les axes des deux extrémités du tube est égale à deux fois le rayon de courbure R. Les tubes en U peuvent remplacer deux coudes à 90° et sont souvent utilisés pour raccorder deux radiateurs circulaires en forme d'aile disposés l'un au-dessus de l'autre.
Un coude en acier est un raccord de tuyauterie comportant trois angles de cintrage. L'angle médian est généralement de 90° et l'angle latéral de 135°. Les coudes en acier sont utilisés pour contourner d'autres tuyaux. Ils sont fréquemment employés pour le raccordement d'équipements sanitaires avec alimentation en eau chaude et froide.
La taille d'un tube cintré en acier est déterminée par son diamètre, l'angle de cintrage et le rayon de courbure. L'angle de cintrage est déterminé à partir des plans et des contraintes du chantier. Un gabarit est ensuite réalisé, puis le tube est cintré selon ce gabarit. L'angle de cintrage du tube cintré est vérifié par rapport au gabarit afin de s'assurer de sa conformité. Un échantillon peut être réalisé en cintré à partir d'une barre d'acier ronde. Le diamètre de cette barre est choisi en fonction du diamètre du tube à cintrer ; 10 à 14 mm suffisent. Le rayon de courbure du tube cintré en acier doit être déterminé en fonction du diamètre du tube, des exigences de conception et des réglementations en vigueur. Il ne doit être ni trop grand ni trop petit. Un rayon de courbure trop grand entraîne une consommation excessive de matériau et un encombrement important de la partie cintrée, ce qui complique l'assemblage. À l'inverse, un rayon de courbure trop petit provoque un amincissement de la paroi du tube à l'arrière du coude en raison d'un allongement excessif. Ce processus réduit la résistance du tube et comprime la paroi intérieure du coude, lui conférant un aspect plissé. C'est pourquoi il est généralement admis que le rayon de courbure des tubes cintrés en acier à chaud ne doit pas être inférieur à 3,5 fois leur diamètre extérieur ; celui des tubes cintrés en acier à froid ne doit pas être inférieur à 4 fois leur diamètre extérieur ; celui des coudes soudés ne doit pas être inférieur à 1,5 fois leur diamètre extérieur ; et celui des coudes emboutis ne doit pas être inférieur à leur diamètre extérieur.
Lorsqu'on cintre un tube en acier, le métal à l'intérieur du coude est comprimé et la paroi du tube s'épaissit ; le métal à l'arrière du coude est étiré et la paroi du tube s'amincit. Plus le rayon de courbure est petit, plus l'amincissement de la paroi à l'arrière du coude est important, et plus la résistance de cette zone est affectée. Afin de préserver les performances initiales du tube après cintrage, il est généralement admis que le taux d'amincissement de la paroi ne doit pas excéder 15 %. Ce taux d'amincissement peut être calculé comme suit :
Dans la formule, A——le taux d’amincissement de la paroi du tuyau au niveau de la barre omnibus extérieure après que le tuyau soit plié (%) ;
DW——Diamètre extérieur du tuyau (mm) ;
R——rayon de courbure du tube cintré en acier (mm).
Lors du cintrage de tubes en acier, la variation d'épaisseur des parois intérieure et extérieure de la section cintrée modifie la forme de cette dernière, passant d'un cercle initial à une forme elliptique. Cette modification réduit la section de passage du fluide, augmentant ainsi la résistance à l'écoulement et diminuant la capacité du tube à supporter la pression interne. Par conséquent, l'ellipticité des tubes cintrés en acier est généralement spécifiée comme suit : pour un diamètre inférieur ou égal à 150 mm, elle ne doit pas dépasser 10 % ; pour un diamètre inférieur ou égal à 200 mm, elle ne doit pas dépasser 8 %.
L'ellipticité du tuyau peut être calculée comme suit :
Dans la formule, T——Ellipticité (%) ;
d1——Diamètre principal de la déformation elliptique (mm) ;
d2——Petit diamètre de déformation de l'ellipse (mm).
Lors de la fabrication de tubes cintrés à froid ou à chaud à partir de tuyaux en acier pour l'eau, le gaz ou les tubes soudés à joint droit, la soudure doit être orientée à 45° par rapport à l'axe longitudinal du tube afin d'éviter toute fissuration lors du cintrage.
Les plis sont généralement proscrits sur les tubes cintrés en acier fritté. En cas d'ondulations ponctuelles, leur hauteur ne doit pas dépasser les limites suivantes : pour un diamètre inférieur ou égal à 125 mm, elle ne doit pas excéder 4 mm ; pour un diamètre inférieur ou égal à 200 mm, elle ne doit pas excéder 5 mm.
Date de publication : 18 mars 2024