Différence entre les tuyaux ERW, HFW, SAW et EFW

Dans notre carrière d’ingénieur, nous utilisons les mots tuyau et tube de manière interchangeable, et beaucoup de gens pensent que les deux sont identiques. Cependant, il existe des différences significatives entre le tuyau et le tube.

La réponse courte est : Un tuyau est un tube rond pour distribuer des fluides et des gaz, désigné par une taille nominale de tuyau (NPS ou DN) qui représente une indication approximative de la capacité de transport du tuyau ; a Tube est une section creuse ronde, rectangulaire, carrée ou ovale mesurée par le diamètre extérieur (OD) et l’épaisseur de paroi (WT), exprimés en pouces ou en millimètres.

Cet article explique les différents types de Pipes que nous entendons avec leur forme abrégée mais ne sommes pas familiers avec ces termes.

Quelle est la différence entre les tuyaux en acier inoxydable sans soudure et ERW ?

Le tuyau de soudage par résistance électrique (ERW) est fabriqué en laminant du métal puis en le soudant longitudinalement sur toute sa longueur. Le tuyau sans soudure est fabriqué en extrudant le métal à la longueur souhaitée ; par conséquent, le tuyau ERW a un joint soudé dans sa section transversale, tandis que le tuyau sans soudure n’a aucun joint dans sa section transversale sur toute sa longueur.

Dans les tuyaux sans soudure , il n’y a pas de soudure ni de joints et est fabriqué à partir de billettes rondes solides. Le tuyau sans soudure est fini selon les spécifications dimensionnelles et d’épaisseur de paroi dans des tailles allant de 1/8 pouce à 26 pouces de diamètre extérieur. Applicable aux applications à haute pression telles que les industries et raffineries d’hydrocarbures, l’exploration et le forage pétroliers et gaziers, le transport de pétrole et de gaz et les cylindres pneumatiques et hydrauliques, les roulements, les chaudières, les automobiles, etc.

Tuyau ERW VS. Sans couture

La question « Dois-je utiliser des ERW ou des tuyaux sans soudure pour mon projet ? » revient encore et encore. Chacun des deux a des avantages et des inconvénients différents, qui doivent être pris en compte pour prendre une décision appropriée :

Avantages et inconvénients des tuyaux sans soudure

  • Les tuyaux sans soudure sont fabriqués à partir d’un bloc d’acier solide et n’ont pas de joint de soudure, ce qui peut représenter une zone faible (soumise à la corrosion, à l’érosion et à une défaillance générale)
  • Les tuyaux sans soudure ont des formes plus prévisibles et précises, en termes de rondeur et d’ovalité, par rapport aux tuyaux soudés.
  • Le principal inconvénient des tuyaux sans soudure est que leur coût par tonne est plus élevé que le coût des tuyaux ERW de même taille et de même qualité (les tuyaux sans soudure et ERW sont en concurrence dans la plage de 2 à 20 pouces)
  • Les délais de livraison peuvent être plus longs, car il y a moins de fabricants de tubes sans soudure que de tubes soudés (il existe des barrières à l’entrée inférieures pour les tubes soudés par rapport aux tubes sans soudure)
  • Les tuyaux sans soudure peuvent avoir une épaisseur de paroi incohérente sur toute leur longueur, en effet la tolérance générale est de +/- 12,5 %.

Avantages et inconvénients des tuyaux ERW

  • Les tubes soudés sont moins chers que les tubes sans soudure (type ERW HFI), car ils sont fabriqués en utilisant des bobines d’acier comme matière première dans des usines de fabrication moins complexes
  • Les tuyaux soudés ont des délais de livraison plus courts que les tuyaux sans soudure, car la base de fabrication est plus grande
  • Les tuyaux soudés ont une épaisseur de paroi constante, car ils sont fabriqués à l’aide de bobines (ERW) ou de plaques (LSAW), tous deux soumis à un contrôle de tolérance strict
  • Le « défaut » majeur attribué aux tubes soudés est que la présence d’un cordon de soudure constitue un facteur de faiblesse. Alors que cela a pu être vrai dans le passé, cela devient de moins en moins vrai avec les progrès des technologies de soudage au cours des dix dernières années.

Conclusion : les tubes soudés ERW-HFI modernes sont absolument une alternative valable aux tubes sans soudure et aident les utilisateurs finaux à réduire les prix et les délais de livraison entre 20 et 25 %.

Qu’est-ce qu’un tuyau ERW ?

Les tubes en acier ERW sont fabriqués par une résistance à basse ou haute fréquence « résistance ». Ce sont des tuyaux ronds soudés à partir de plaques d’acier avec des soudures longitudinales. Les tuyaux ERW sont fabriqués à l’aide de bobines d’acier : la bobine est d’abord déroulée, puis lissée, coupée et enfin mise en forme de tuyau en joignant électriquement ses deux extrémités.

Pendant le soudage de tubes ERW, de la chaleur est générée lorsque le courant traverse la surface de contact de la zone de soudage. Il chauffe les deux bords de l’acier au point où un bord peut former une liaison. Dans le même temps, sous l’action de la pression combinée, les bords de l’ébauche de tube fondent et se resserrent.

Habituellement, le diamètre extérieur maximum des tuyaux ERW est de 24″ (609 mm), pour les tuyaux de plus grandes dimensions, ils seront fabriqués en SAW.

Quels types de tuyaux (normes) pourraient être fabriqués dans les procédés ERW?

Il y a beaucoup de tuyaux qui pourraient être fabriqués par le procédé ERW. Ci-dessous, nous répertorions les normes les plus courantes dans les pipelines.

Tube en acier au carbone en ERW
ASTM A53 Grade A et B (et galvanisé)
Tube de pieu ASTM A252 Tube
structurel ASTM A500
Tube ASTM A134 et ASTM A135
Tube EN 10219 S275, S355

Tuyaux ERW/normes et spécifications des
tuyaux en acier inoxydable Tuyau en acier inoxydable ASTM A269 Tuyaux
sanitaires ASTM A270
Tuyaux en acier inoxydable ASTM A312 Tuyaux en acier inoxydable
ferritique/austénitique/duplex ASTM A790

Tuyau de canalisation
API ERW API 5L B à X70 PSL1 (PSL2 doit être en processus HFW)
API 5CT J55/K55, tubage N80 et tube.

Processus de tuyau ERW

Qu’est-ce qu’un tuyau HFW ?

Il convient de noter que le tuyau HFW est un type de tuyau ERW .

Le soudage haute fréquence (HFW) est une solide résistance à l’énergie thermique. Grâce à la résistance de soudage par courant haute fréquence, la chaleur générée dans les objets en contact, de sorte que la surface objet de l’objet est chauffée à l’état plastique, puis avec ou sans forgeage pour obtenir une combinaison d’aciers.

Le passage du courant haute fréquence à travers le conducteur métallique produira deux effets particuliers, l’effet de peau et l’effet de proximité. Et le processus HFW consiste à utiliser l’effet de peau pour se concentrer sur la surface de l’objet en acier, à utiliser des effets de proximité pour contrôler la position et la puissance du chemin de circulation du courant électrique à haute fréquence. Étant donné que la vitesse est très élevée, le bord de la plaque en contact pourrait être chauffé et fondu le temps des côtes, puis extrudé via le processus d’amarrage. La productivité des tubes en acier HFW est élevée, la vitesse de soudage peut atteindre 30 m/min et la fréquence du courant de soudage est égale ou supérieure à 70 kHz. Il est principalement utilisé pour fabriquer des tuyaux avec des coutures longitudinales soudées ou des coutures en spirale. Le tuyau soudé est soudé par la technologie de soudage à haute fréquence et est principalement utilisé pour le transport de fluides sous pression tels que l’eau, le pétrole et le gaz naturel.

Tailles :
Diamètre
extérieur : 12 “-24” Épaisseur de paroi : 1,65-20 mm
Longueur : 3 m-12 m

Norme : ASTM 5L, ASTM A53, ASTMA178, ASTM A500/501, ASTM A691, ASTM A252, ASTM A672, EN 10217

Avantage du tuyau HFW
Dans le processus de soudage, les tuyaux en acier HFW n’ont pas besoin d’ajouter de méta de remplissage. Il a donc une vitesse de soudage rapide et un rendement élevé dans la production. Le tuyau HFW est largement utilisé dans les domaines du transport du pétrole et du gaz, des oléoducs, de la structure du bâtiment et de divers types de tuyaux mécaniques. Cependant, la qualité des tuyaux en acier HFW est affectée par de nombreux facteurs, tels que la matière première et le processus. Et le contrôle qualité de la production devient difficile. Le rendement et le procédé de soudage doivent donc encore être améliorés en permanence.

Qu’est-ce que le tuyau LSAW (soudage à l’arc submergé longitudinal)​

Un tuyau LSAW (« soudage à l’arc submergé ») est fabriqué en coupant, pliant et soudant des plaques d’acier (procédé JCOE).

Les tuyaux LSAW sont en concurrence avec les tuyaux sans soudure et ERW dans la plage de tailles entre 16 et 24 pouces, mais sont des options incontournables pour les pipelines de plus de 24 pouces (étant donné que 24 pouces est la taille maximale pour les tuyaux sans soudure commerciaux).

Les deux principaux types de tuyaux LSAW sont les tuyaux longitudinaux (avec une soudure simple ou double droite, DSAW) et le type en spirale (appelé tuyau HSAW, SSAW ou SAWL). Par conséquent, la différence entre DSAW et LSAW réside dans le fait que les tuyaux DSAW ont un joint de soudure à l’intérieur et à l’extérieur du tuyau, tandis que les tuyaux LSAW ont un seul joint de soudure sur la surface extérieure. La différence entre les tuyaux LSAW et ERW est que les tuyaux LSAW sont fabriqués à partir de  plaques d’acier , les tuyaux ERW sont fabriqués à partir de  bobines d’acier .

Processus de fabrication de tuyaux HFW

Qu’est-ce qu’EFW Pipe ?​

Le tuyau en acier de soudage par fusion électrique (EFW) fait référence à un soudage par faisceau d’électrons, l’utilisation du mouvement à grande vitesse de l’énergie cinétique d’impact dirigée par faisceau d’électrons est convertie pour chauffer la pièce de sorte que la pièce quitte la masse fondue, la formation de la soudure . Il est principalement utilisé pour souder des tôles à souder en acier dissemblables ou dont la densité de puissance élevée, la soudure métallique peut rapidement chauffer à des températures élevées, ce qui peut faire fondre tous les métaux et alliages réfractaires. Le soudage à pénétration profonde rapide, la zone affectée par la chaleur est extrêmement petite, donc un faible impact sur les performances des joints, le joint ne se déforme presque pas.