Comprendre le processus de fabrication de tubes et tuyaux

Il n'y a probablement rien de plus essentiel au succès d'une infrastructure moderne que de simples tuyaux en acier. Les tuyaux en acier sont largement utilisés dans les applications allant de l'eau souterraine et des lignes électriques aux égouts et aux drains. Il y a plus de 2,5 millions de kilomètres de canalisations dans la seule industrie du pétrole et du gaz naturel, sans compter des millions de kilomètres supplémentaires dans les systèmes d'approvisionnement en eau et autres réseaux d'infrastructure.

Mais comment sont fabriqués ces tuyaux ? Comment l'industrie s'est-elle développée pour être en mesure de fournir presque d'innombrables kilomètres de tuyaux et de tubes ? Le processus de fabrication des tubes et tuyaux en acier inoxydable a évolué avec les progrès de la technologie industrielle. Dans cet article, nous allons décrire une partie de ce processus.

Quelles matières premières sont utilisées ?

La matière première de base utilisée dans la production de tubes et de tuyaux est l'acier. L'acier est un alliage composé d'aluminium, de titane, de manganèse, de zirconium, de vanadium et de tungstène. Les tuyaux finis ont souvent aussi un revêtement extérieur. Ce revêtement peut être un revêtement de carbone avancé pour augmenter la durabilité du tuyau, ou quelque chose d'aussi simple qu'une couche de peinture.

Les processus de fabrication de tubes et tuyaux

Les tuyaux en acier peuvent être produits par un certain nombre de méthodes différentes. Voici quelques-uns des processus de fabrication de tuyaux les plus courants et les plus efficaces.

Processus de fabrication du broyeur à billes Mannesmann

Cette méthode a été fondée par Mannesmann, un ingénieur allemand. Cela commence par une billette cylindrique en acier, qui est percée et alimentée entre deux rouleaux. En même temps, un mandrin en forme de cône est inséré dans la billette. Après avoir été percée, la billette subit une autre étape de laminage au cours de laquelle elle est allongée. Un troisième processus de laminage dans un broyeur à bouchons complète l'étape initiale de la fabrication des tubes. Il se termine par un traitement thermique et subit un processus de refroidissement, de tranchage et de redressement.

Processus de broyeur à mandrin

Comme le procédé Mannesmann, la fabrication de tubes par broyeur à mandrin commence par une billette d'acier chaude. Après chauffage, la billette est percée et introduite dans un broyeur à mandrins à travers plusieurs paires de rouleaux. Ensuite, le tuyau est traité thermiquement et étiré, avant d'être refroidi, coupé et redressé. Contrairement au processus de fraisage Mannesmann, dans la plupart des cas, le diamètre souhaité est atteint en une seule tentative.

Processus d'extrusion

La fabrication de tubes d'extrusion utilise l'énergie hydraulique pour pousser un mandrin à travers une billette chauffée. En faisant cela dans une grande matrice, le matériau en excès est piégé entre le mandrin et les parois de la matrice, prolongeant et évidant la billette et produisant un tuyau.

Processus de fabrication de tuyaux sans soudure forgés

Une billette chauffée est utilisée dans le processus. La billette chaude est placée dans la matrice de forgeage, qui a un diamètre légèrement plus grand que le tuyau fini. Un marteau de construction hydraulique avec un diamètre intérieur correspondant aide à créer un tuyau forgé cylindrique. Le tuyau est ensuite usiné pour arriver aux dimensions finales. Le procédé est efficace dans la production de tubes sans soudure de grands diamètres.

Processus de fabrication de tubes soudés

Contrairement à certains des autres procédés mentionnés, les tubes soudés sont fabriqués à l'aide de plaques ou de bobines métalliques, plutôt que de billettes. La bobine ou la plaque est enroulée en une section circulaire. Après avoir roulé la section circulaire à partir de la plaque, la plaque est soudée. Les avantages de cette méthode comprennent un processus de fabrication moins compliqué et un matériau facilement disponible. Les tuyaux peuvent être produits en grandes tailles sans aucune restriction. Les tuyaux soudés avec des matériaux de remplissage peuvent être utilisés dans la fabrication de coudes et de coudes à long rayon.

Ce sont quelques-unes des méthodes actuellement utilisées pour produire des tuyaux et des tubes métalliques industriels de grand diamètre. Ces processus évoluent constamment et de nouvelles méthodes, telles que l'impression 3D, sont prometteuses.

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Bailey Hudson est un rédacteur industriel indépendant qui se concentre sur les équipements industriels de qualité et la fabrication moderne. Bailey écrit actuellement pour SummitMT.

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