Tuyaux d'acier - Cours de Mécanique industrielle avec Maxicours

01 49 08 38 00 - appel gratuit de 9h à 18h (hors week-end)

Tuyaux d'acier

1. Introduction

Les tuyaux d'acier sont fabriqués à partir d'un ruban métallique roulé et soudé.

Le joint est fait en aboutant les bords du ruban et est soudé par fusion. On peut aussi obtenir un joint plus fort en faisant chevaucher les bords (par recouvrement) et en le soudant ainsi par fusion.

Ces deux procédés de soudure produisent un tuyau solide et très étanche. On présente, à la figure suivante, un procédé de fabrication standard des tuyaux soudés électriquement par résistance.

Procédé de fabrication standard des tuyaux d'acier soudés électriquement par résistance :

2. Mode de fabrication

Comme vous pouvez le constater avec la figure suivante, l'étape 1 est constituée de la rampe d'amenage sur laquelle les rouleaux de feuillard sont déposés.

Chaque rouleau est ensuite placé dans l'axe du laminoir et introduit dans la dérouleuse. L'extrémité du feuillard parvient aux rouleaux d'entraînement puis au dressoir. Une cisaille électrique coupe l'extrémité de chaque feuillard afin qu'il soit possible de les souder l'un à l'autre et de former une bande continue.

Procédé de fabrication standard des tuyaux d'acier soudés électriquement par résistance :

La deuxième étape débute avec la première section de formage, où des galets ébaucheurs commencent la transformation du feuillard d'acier en un tuyau de section circulaire. La section de transition reçoit le feuillard de la première section de formage et continue le processus de mise en forme.

La troisième étape est la dernière section du formage : la mise en forme du feuillard est complétée et les bords sont profilés afin d'être assemblés par soudage.

La quatrième étape consiste à souder par hautes fréquences (HF). La soudeuse HF porte les bords du feuillard au point de fusion du métal, soit environ 1 400°C. Des galets pressent ensuite les bords l'un contre l'autre pour former une soudure par fusion.

La cinquième étape réside en l'inspection non destructive en cours de production. Une fois que la soudure est faite, elle est vérifiée par une unité d'inspection non destructive indépendante.

La sixième étape comporte la normalisation de la soudure. A ce stade, la soudure est soumise à un traitement thermique en vue d'éliminer les contraintes de soudage et de rétablir une structure granulaire uniforme dans le métal.

La septième étape comprend le refroidissement. La soudure est d'abord refroidie à l'air, jusqu'à une température donnée, et ensuite refroidie à l'eau pour atteindre une plus basse température avant que le tuyau passe au calibrage.

La huitième étape est le calibrage, c'est-à-dire que le tuyau passe au laminoir calibreur. Ce dernier donne au tuyau le diamètre extérieur voulu et le redresse.

La neuvième étape consiste en la coupe du tuyau. Un appareil spécial coupe des longueurs précises de tuyau alors qu'il défile hors du laminoir en un mouvement ininterrompu.

La dixième étape est constituée de la finition avec une épreuve hydraulique. Tous les tuyaux, conformes à la norme NF A49-140 sont soumis à une épreuve hydraulique dans le but de vérifier leur résistance et leur étanchéité.

La onzième étape est le dressage. Ici, toute incurvation du tuyau est éliminée lorsque celui-ci passe dans une série de galets-guides.

La douzième étape comprend la finition des extrémités : un outillage au carbure donne, à l'extrémité des tuyaux, la forme désirée.

La treizième et dernière étape est faite de l'inspection finale. Avant l'expédition, on effectue une dernière inspection visuelle en guise de mesure et de contrôle de la qualité.

3. Matériaux

Il existe, pour la tuyauterie, des matériaux aussi variés que l'acier, les alliages d'acier, la fonte, le cuivre, le laiton, le plomb, l'étain, le béton, la terre cuite, la fibre de verre et le plastique. 

La résistance des divers matériaux varie de l'un à l'autre et il est vraiment nécessaire de faire le bon choix si l'on veut éviter des bris majeurs et des réparations coûteuses.

Certains tuyaux sont destinés à plusieurs usages tandis que d'autres sont limités à un seul ; par exemple, les tuyaux en fonte, surtout utilisés dans les bâtiments résidentiels, servent pour les conduites d'aération et pour le transport d'eau, de gaz ou de vapeur, tandis que les tuyaux en plastique sont réservés au transport des produits acides. Les tuyaux en fonte sont particulièrement désignés pour les conduits d'égout et les fabricants en offrent deux catégories : ordinaire et extra-lourd.

Tuyaux galvanisés :

Les tuyaux galvanisés sont des tuyaux en acier dont le revêtement interne et externe en zinc ralentit la corrosion. 

Les tuyaux galvanisés servent surtout pour les canalisations d'eau froide et pour les conduites d'aération. On retrouve différents procédés pour manufacturer le tuyau d'acier. Ainsi, il peut être soudé par rapprochement et laminé sans soudure. La figure suivante présente les types de procédés pour manufacturer le tuyau d'acier.

Types de procédés pour manufacturer le tuyau d'acier :

Dimensions :

Lorsqu'on parle de dimensions des tuyaux, on entend souvent des termes comme : DE = diamètre extérieur, paroi = épaisseur du tuyau.

On montre, à la figure suivante, les dimensions d'un tuyau d'acier.

Dimensions d'un tuyau d'acier :

Longueurs :

Les tuyaux sont habituellement livrés en longueurs standard, à moins qu'un client ne demande une longueur hors-série. Il est à noter que "longueur standard" correspond à une longueur de 6 mètres en principe.

La norme NF A49-004 précise les dimensions des tubes sans soudure parmi lesquels une sélection sera faite en fonction des applications. 

Ces tubes sont obtenus par laminage à chaud. Leur diamètre varie de 33,7 à 419 mm dans une gamme d'épaisseur de 3,2 à 20 mm variable en fonction du diamètre.

Les normes NF A49-140 à 142 précisent les dimensions des tubes soudés.

4. Filetage gaz NF E03-004 et NF E03-005

Les filetages gaz (désignés en France par le symbole G) font l'objet de deux normes, NF E03-004 et NF E03-005.

La figure suivante présente la vue en coupe d'un tuyau et de son raccord ainsi que les spécifications relatives au filetage.

Filet conique :

Dimensions, diamètres et nombre de filets au pouce des tuyaux standard :

En résumé sur les tuyaux d'acier :

A la suite de cette étude, vous devriez retenir plus particulièrement les points suivants :

- Les premiers tuyaux de fonte datent du XVIe siècle environ.

- La naissance de la sidérurgie se situe aux environs du XIIIe siècle.

- Les tuyaux d'acier sont fabriqués à partir d'un ruban métallique roulé et soudé.

- Certains tuyaux sont destinés à plusieurs usages tandis que d'autres sont limités à un seul.

- Les tuyaux galvanisés ont un revêtement interne et externe en zinc pour ralentir la corrosion.

- Les différents procédés de fabrication du tuyau d'acier sont : soudé par rapprochement (soudure par résistance), et laminé sans soudure.

- Les tuyaux sont identifiés par leur diamètre extérieur et leur épaisseur.

- Les filets à tuyaux ont une conicité de 6,25 %.

Vous savez maintenant comment sont fabriqués les tuyaux d'acier. Vous connaissez aussi les différentes catégories de tuyaux et la façon de les identifier.

Comment as-tu trouvé ce cours ?

Évalue ce cours !

 

Découvrez
Maxicours

Des profs en ligne

Géographie

Des profs en ligne

  • 6j/7 de 17h à 20h
  • Par chat, audio, vidéo
  • Sur les 10 matières principales

Des ressources riches

  • Fiches, vidéos de cours
  • Exercices & corrigés
  • Modules de révisions Bac et Brevet

Des outils ludiques

  • Coach virtuel
  • Quiz interactifs
  • Planning de révision

Des tableaux de bord

  • Suivi de la progression
  • Score d’assiduité
  • Une interface Parents