Le but du dimensionnement (réduction) des tubes en acier est de dimensionner (réduire) le tube brut de plus grand diamètre au tube en acier fini de plus petit diamètre et de s'assurer que le diamètre extérieur et l'épaisseur de paroi du tube en acier et leurs écarts répondent aux exigences techniques pertinentes.
Les défauts de qualité causés par le calibrage (réduction) des tubes en acier comprennent principalement : l'écart de dimension géométrique des tubes en acier, la « ligne bleue » du calibrage (réduction), la « marque d'ongle », la cicatrice, l'abrasion, la marque de piqûre, la convexité intérieure, le carré intérieur, etc.
① Écart de dimension géométrique des tubes en acier : L'écart de dimension géométrique des tubes en acier fait principalement référence au diamètre extérieur, à l'épaisseur de paroi ou à l'ovalité des tubes en acier après dimensionnement (réduction) qui ne répondent pas aux exigences de taille et d'écart spécifiées dans les normes pertinentes.
② Défauts de diamètre extérieur et d'ovalisation des tubes en acier : Les principales causes sont : un mauvais assemblage des rouleaux et un mauvais réglage des alésages du laminoir de calibrage (réduction), une répartition inadéquate des déformations, une précision d'usinage insuffisante, une usure importante des rouleaux du laminoir de calibrage (réduction), une température trop élevée ou trop basse du tube brut et une température axiale non uniforme. Ces défauts se répercutent principalement sur la forme des alésages et l'assemblage des rouleaux, la réduction du diamètre du tube brut et sa température de chauffage.
③ L'épaisseur de paroi du tube en acier dépasse la tolérance : l'épaisseur de paroi du tube brut après calibrage (réduction) se manifeste principalement par une épaisseur irrégulière et un alésage intérieur non circulaire. Ce problème est principalement dû à des facteurs tels que la précision de l'épaisseur de paroi du tube brut, la forme et le réglage de l'alésage, la tension appliquée lors du calibrage (réduction), la réduction du diamètre du tube brut et la température de chauffage du tube brut.
④ « Ligne bleue » et « marque d’ongle » sur les tubes en acier : La « ligne bleue » est due à un défaut d’alignement des rouleaux d’un ou plusieurs bâtis de la machine de calibrage (réduction), ce qui entraîne une forme non circulaire du trou et provoque une entaille à la surface du tube en acier par le bord d’un rouleau, à une certaine profondeur. La « ligne bleue » parcourt toute la surface extérieure du tube en acier sous la forme d’une ou plusieurs lignes.
La « marque en ongle » est due à une différence de vitesse linéaire entre le bord du rouleau et les autres parties de la rainure de laminage. Cette différence provoque l'adhérence du bord du rouleau à l'acier, puis la rayure de la surface du tube. Ce défaut se répartit longitudinalement dans le tube et prend la forme d'un petit arc, semblable à un ongle, d'où son nom. Lorsque la « ligne bleue » et la « marque en ongle » sont importantes, le tube peut être mis au rebut.
Pour éliminer les défauts de type « ligne bleue » et « marque d’ongle » à la surface du tube en acier, il est impératif de garantir la dureté du rouleau de calibrage (réducteur) et d’assurer un refroidissement optimal. Lors de la conception ou du réglage de l’alésage, il convient de veiller à respecter l’angle d’ouverture des parois latérales et l’écartement des rouleaux afin d’éviter tout désalignement.
De plus, le diamètre de réduction du trou de laminage doit être correctement contrôlé afin d'éviter une dilatation excessive du tube brut lors du laminage à basse température. Cette dilatation excessive pourrait entraîner un pincement du métal dans l'entrefer du rouleau et endommager le palier. L'expérience a démontré que l'utilisation de la technologie de réduction de tension permet de limiter la dilatation latérale du métal, ce qui contribue fortement à réduire les défauts de type « ligne bleue » et « marque d'ongle » sur les tubes en acier.
① Rayures sur les tubes en acier : Les rayures sur les tubes en acier se présentent sous forme irrégulière à la surface du corps du tube. Elles sont principalement dues à l'adhérence de l'acier à la surface du rouleau de calibrage (réduction). Ce phénomène est lié à des facteurs tels que la dureté et les conditions de refroidissement du rouleau, la profondeur et le type de perçage, ainsi que le degré de calibrage (réduction) du tube brut. Améliorer le matériau du rouleau, augmenter la dureté de sa surface, assurer un bon refroidissement du rouleau, réduire le degré de calibrage (réduction) du tube brut et diminuer la vitesse de glissement relative entre la surface du rouleau et la surface métallique contribuent à réduire le risque d'adhérence du rouleau à l'acier. Dès qu'une rayure est constatée sur un tube en acier, il convient d'identifier la zone où elle se forme en fonction de la forme et de la répartition du défaut, puis d'inspecter, de retirer ou de réparer la partie du rouleau adhérente à l'acier. Les rouleaux irréparables ou non réparables doivent être remplacés sans délai.
② Rayures sur les tubes en acier : Les rayures sur les tubes en acier sont principalement dues au frottement des « ergots » situés entre le bâti de la machine de calibrage (réduction) et la surface des tubes de guidage d’entrée ou de sortie. Ces « ergots » frottent contre l’acier et endommagent la surface des tubes en mouvement. Dès l’apparition de rayures sur la surface d’un tube en acier, il convient de vérifier rapidement le tube de guidage afin de s’assurer de l’absence de résidus d’acier ou d’autres fixations. Le cas échéant, les « ergots » en fer situés entre le bâti de la machine de calibrage (réduction) doivent être retirés.
③ Démarcation superficielle du tube en acier : La démarcation superficielle du tube en acier est due à l'usure des rouleaux ou à une température excessive du tube, entraînant une accumulation importante d'oxyde de fer en surface, qui n'est pas correctement éliminée. Avant le calibrage (réduction) du tube, l'oxyde de fer présent en surface doit être éliminé rapidement et efficacement à l'aide d'eau sous haute pression afin de limiter l'apparition de défauts de démarcation.
④ Convexité des tubes en acier : La convexité des tubes en acier se produit lors du calibrage (réduction) du diamètre d'un tube brut. Ce phénomène se produit lorsque la paroi du tube se courbe vers l'intérieur (parfois jusqu'à se fermer) en raison d'une réduction excessive par le cylindre de calibrage (réduction). Il en résulte un défaut linéaire en relief sur la paroi interne du tube. Ce défaut est rare. Il est principalement dû à des erreurs de combinaison des cylindres de calibrage (réduction), à des erreurs importantes de réglage des alésages ou à une défaillance mécanique du cylindre lors du calibrage (réduction) de tubes en acier à paroi mince. Augmenter le coefficient de tension permet d'accroître la réduction de diamètre critique. À réduction de diamètre égale, cela permet de réduire efficacement la résistance interne du tube. Réduire la réduction de diamètre améliore la stabilité du tube brut pendant la déformation et prévient efficacement la convexité du tube. En production, l'appariement des rouleaux doit être effectué strictement en fonction de la table de laminage, et le type de trou de rouleau doit être soigneusement ajusté pour éviter l'apparition de défauts convexes dans le tube en acier.
« Carré intérieur » d'un tube en acier : Le terme « carré intérieur » désigne un défaut de forme de l'alésage intérieur d'un tube en acier après calibrage (réduction) par le laminoir. Après calibrage (réduction), l'alésage intérieur du tube est de forme carrée (lamoir à deux cylindres) ou hexagonale (lamoir à trois cylindres). Ce défaut affecte la précision de l'épaisseur de paroi et du diamètre intérieur du tube. Il est lié à divers facteurs, tels que le rapport diamètre/épaisseur (D/S) du tube brut, la réduction de diamètre, la tension appliquée lors du calibrage (réduction), la forme de l'alésage, la vitesse de laminage et la température de laminage. Plus le rapport D/S du tube brut est faible, plus la tension est faible, plus la réduction de diamètre est importante et plus la vitesse et la température de laminage sont élevées, plus le risque d'irrégularités d'épaisseur transversale est grand et plus le défaut de « carré intérieur » est marqué.
Date de publication : 17 janvier 2025