Les tubes en acier inoxydable sans soudure sont des solutions spécifiques utiles pour de nombreux domaines, comme l'écoulement de gaz, de vapeur ou de liquides dans des environnements difficiles. Certains fabricants spécialisés dans ce domaine produisent des tubes en acier inoxydable sans soudure dont le diamètre maximal peut atteindre un pouce ou dépasser la finesse d'un cheveu humain dans des longueurs extrêmes parfois supérieures à plusieurs centaines de mètres.

Parmi les applications possibles :

Piles à hydrogène

  • Piles à hydrogène contre piles type batterie pour la manutention des matériaux

Aéronautique et défense

  • Conduites de carburant haute pression
  • Systèmes hydrauliques

Échangeurs thermiques

  • Échangeurs thermiques à bobine enroulée

Construction navale

  • Conduites de carburant haute pression
  • Applications de contrôle hydraulique

Pétrole et gaz

  • Soupapes de sûreté sous-marines
  • Lignes de contrôle
  • GNC et transport de GNL
  • Injection chimique

Chromatographie

  • Des tubes enroulés de petit diamètre et de grande longueur sont utilisés dans de nombreux systèmes de haute précision pour augmenter l'efficacité d'échantillonnage

Secteur des procédés chimiques

  • Faisceaux de traçage de vapeur et de chaleur
  • Mesure et détection d'écoulement
  • Transport de fluides et de gaz

Construction architecturale et semi-structurelle

  • Tubes architecturaux et ornementaux
  • Rampes

Procédés de fabrication

Des méthodes spécifiques pour la fabrication de tubes en acier inoxydable sans soudure se font par extrusion, forage profond ou perçage. Toutefois, le procédé d'extrusion permet d'obtenir le DE (diamètre extérieur) le plus uniforme possible et le DI (diamètre intérieur) le plus concentrique possible. De plus, l'extrusion est le seul procédé adapté pour les tubes enroulés en acier inoxydable sans soudure de grande longueur. La matière première arrive sous la forme d'un tube extrudé sans soudure. La matière est ensuite réduite à froid. À ce moment-là, la matière première passe par des réducteurs de tubes appelés laminoirs à pas de pèlerin sous une forme droite et longue.

Le laminage à pas de pèlerin à froid permet de conserver des DE uniformes et des DI concentriques car il s'agit d'un procédé d'enroulage longitudinal à froid qui réduit le diamètre et l'épaisseur du tube en acier en une seule opération. Pour certains types de matières, ce procédé permet d'obtenir des réductions transversales de plus de 90 % en un seul cycle.

Des lubrifiants sont utilisés sur le DE et le DI au moment de la réduction du tube qui est ensuite dégraissé pour passer dans un traitement de recuit. Après réduction, ce procédé produit généralement des longueurs comprises entre 40 et 160 pieds. La réduction à froid est la méthode la plus efficace quant à la fabrication de très longs tubes sans soudure qui seront ensuite enroulés.

Tube enroulé

Les tubes de longueur rectiligne sont enroulés à froid sur un équipement spécifique. Comme l'étirage à froid réduit le DE, le DI ainsi que l'épaisseur de la paroi du tube, la longueur du tube est forcément augmentée.

Principaux types d'étirage

Il existe deux opérations d'étirage principales.

Guide_flottant_1

1) Guide flottant

Avec l'étirage sur guide flottant, le tube passe dans une matrice conique et un guide flottant est inséré dans son DI. Le résultat final pour le DI et l'épaisseur de la paroi du tube dépendent de la taille de la matrice et du guide. L'étirage par guide flottant produit un résultat plus lisse et homogène, mais ne peut être utilisé que sur les tubes avec des parois peu épaisses.

 

Formage_par_enfoncement

2) Formage par enfoncement

Le formage par enfoncement est le procédé par lequel les tubes sont tirés à travers une matrice conique. L'ID et l'épaisseur de la paroi résultants sont déterminés en fonction des paramètres de formage et des tubes. Le formage par enfoncement est utilisé lorsqu'une épaisseur de paroi relativement importante est requise pour les applications à haute pression. Le DI est généralement un peu plus grossier par rapport à l'étirage sur guide flottant.

Comme mentionné ci-dessus, les bobines de tube ont des lubrifiants sur les DE et les DI pour faciliter les procédés d'étirage. Pour la plupart des applications d'utilisation finale (transport de liquides, médical, etc.), le lubrifiant est retiré (dégraissé) du tube. Ceci est accompli en une étape dans un grand récipient de dégraissage rempli de solvant.

Recuit sous vide

Les longues longueurs droites et les bobines sont recuites après réduction à froid afin d'éliminer les contraintes internes et de restaurer la structure cristalline du matériau, afin de permettre un travail ultérieur à froid. Le refroidissement rapide du procédé de recuit convertit à nouveau le matériau travaillé à froid, dur et cassant, en matériau souple et ductile.

Ces étapes sont répétées jusqu'à ce que les dimensions souhaitées (DE, DI et épaisseur de la paroi) soient atteintes.

Conclusion

Les tubes de ce type doivent être fabriqués conformément aux normes ASTM en vigueur, et soumis à un test de détection des éventuels défauts avant d'être préparés pour expédition vers le client.

Hydrotest

Une fois que le tube est complètement formé conformément aux spécifications souhaitées, il est testé hydrostatiquement pour assurer son intégrité. Les tests hydrostatiques déterminent et vérifient que les tubes sont conformes aux spécifications. Ce type de vérification permet d’obtenir plusieurs types d’informations. Des principales données d’inspection peuvent être identifiées au moyen du procédé Hydrotest, telles que :

  • Défauts matériels
  • Propriétés mécaniques
  • Des points durs spécifiques qui peuvent échouer quand l'hydrogène est présent

Finition

Les tubes en hélicoïdaux en acier inoxydable peuvent être trancannés sur des bobines de transport, ou redressés et coupés à des longueurs spécifiées par le client. Les produits peuvent être polis et marqués au pochoir avec les informations pertinentes pour la traçabilité des lots et l'identification de la fabrication.

Sources :