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Distributeur (représentant autorisé) d’équipements de production de tubes auprès des entreprises industrielles russes

La société d'ingénierie russe SA «Intech GmbH» (ООО «Интех ГмбХ») est depuis déjà plus de 20 ans un des acteurs principaux sur le marché russe des entreprises industrielles. L’expérience considérable dans le domaine de l’ingénierie et le renom sur le marché ont permis à notre société d'accomplir plus de 100 projets de grande échelle pour des usines industrielles russes. Nous sommes toujours en quête de nouveaux partenaires qui considéreraient le marché russe comme un marché attirant des investissements, qui cherchent à augmenter leurs chiffres de vente dans la région, élargir leur activité et passer au niveau international supérieur.

Sommaire:

Nous sommes intéressés par la coopération avec les producteurs d’équipements de production de tubes, qui chercheraient un distributeur officiel de bonne foi afin de livrer leur équipement aux usines industrielles russes.

La direction de notre société et les cadres responsables connaissent parfaitement le marché russe et sa mentalité, le cadre juridique russe, ainsi que les particularités de l’activité financière et économique des clients russes. Tous nos managers possèdent une clientèle importante, une grande expérience de ventes réussies et des contacts établis avec de potentiels acheteurs de vos équipements de production de tubes, ce qui aide à déterminer dans un court délai les directions prometteuses de promotion et à garantir un accès rapide au marché russe en croissance. Notre personnel maîtrise l'’anglais et l’allemand, nous sommes orientés sur le marché international vers les livraisons d’équipement étranger.

Nos équipes de spécialistes d’ingénierie expérimentés, capables à résoudre les problèmes techniques les plus difficiles, sont un contact permanent avec les clients russes, organisent des rencontres, des présentations de nouvelles réussites de nos partenaires dans le domaine de production, mettent en lumière les défis techniques, communiquent sans relâche avec tous les services des usines russes. C’est pourquoi nous connaissons parfaitement toutes les particularités de travailler en Russie, nous connaissons bien l’équipement des entreprises industrielles et leurs besoins pertinents de modernisation.

Lorsque notre société devient le distributeur officiel de vos équipements de production de tubes en Russie, le département promotion effectue la prospection commerciale, l’analyse du marché d’équipements de production de tubes que vous proposez afin de révéler des besoins des entreprises russes, évalue le potentiel et la capacité d’absorption du marché en question des entreprises industrielles russes et notre département informatique commence le développement du site Internet en russe consacré à votre production. Nos spécialistes effectuent l’analyse de correspondance de vos équipements de production de tubes aux exigences des clients. Nous analysons également la réaction générale du marché vis-à-vis de l’apparition d’un produit nouveau et nous étudions les catégories d'acheteurs potentiels, en déterminant les profils les plus intéressants.

En tant que votre représentant officiel en Russie, la société «Intech GmbH» (ООО «Интех ГмбХ») procède en cas de nécessité à la certification des lots d’équipement du producteur, de différents types d’équipements de production de tubes en conformité avec les standards russes, organise une expertise pour obtenir les certificats ТР ТС 010 et ТР ТС 012 qui autorisent l’utilisation de votre équipement par toutes les entreprises industrielles des pays de l’Union douanière (Russie, Kazakhstan, Biélorussie, Arménie, Kirghizie), y compris dans le domaine  des productions à risque. Notre société russe est prête à aider à formaliser un passeport d’équipement de production de tubes en conformité avec les standards russes et ceux des pays de l’Union douanière.

La société d’ingénierie «Intech GmbH» (ООО «Интех ГмбХ») coopère avec plusieurs centres d’études et de réalisation industrielle russes dans différents domaines de l’industrie, ce qui nous donne la possibilité d’accomplir la conception préalable et les études consécutives en conformité avec les standards actuels et les réglementations de construction de la Russie, ainsi que des pays de la CEI. De plus cela nous donne la possibilité d'utiliser vos équipements de production de tubes dans les projets à venir.

La société possède son propre département logistique, qui effectuera le transport de votre production, son emballage, son chargement et sa livraison selon les conditions de transport DAP ou DDP à l’entrepôt du client avec le strict respect de toutes normes et de toutes règles de droit, applicables à l’activité sur le marché russe.

Notre société possède également de nombreux spécialistes certifiés, qui effectueront la supervision du montage de votre équipement, les travaux de mise en marche, toute sorte de services après-vente des équipements de production de tubes, ainsi que la formation des personnels du client et les consultations nécessaires.

Production de tubes: Fonctions et nomenclature des tubes d’acier

Les tubes métalliques sont fabriqués à partir des nuances d’acier au carbone à bas et à fort alliages, de métaux non ferreux, de divers alliages, de divers types de ; ils peuvent être bimétalliques et fabriqués di diverses combinaisons de métaux.

La base pour la fabrication de produits tubulaires est constituée par des tubes fabriqués à partir des métaux composés (combinaisons bimétalliques):

  • acier plus cuivre
  • acier inoxydable plus métal non ferreux
  • combinaisons de métaux souks la forme d’alliages.

Pour fabriquer les tubes on fait recours aux différents procédés de traitement tels que la déformation, la soudure, etc.

Selon les procédés de fabrication les tubes peuvent être:

sans soudure, soudés, brasés, coulés. A noter que l’application de ces derniers est limitée.

Les tubes sans soudure peuvent être fabriqués par laminage à chaud, à froid, par tréfilage à froid et par déformation.

Parmi les tubes soudés on distingue ceux fabriqués par soudage à l’arc électrique ou par induction ainsi par soudage au four. Les tubes laminés à froid  et à chaud sont produits à partir d’ébauches sans soudure et d’ébauches tubulaires avec soudure.

En ce qui concerne les matériaux utilisés pour la fabrication des tubes on les divise en matériaux non métalliques (à base de masses plastiques, du ciment, etc.) et métalliques (métaux ferreux et non ferreux), bimétalliques, à revêtements.

Les tubes monométalliques servent de produit de base pour la fabrication de tubes composés (bimétalliques). Ils possèdent des couches de base et de surface.

Les tubes se distinguent également selon les procédés d’assemblage possibles

Les assemblages peuvent être soudés, à bride et filetés (à manchon, sans manchon, à raccord à vis).

Selon leur profil les tubes peuvent être:

  • ronds
  • ovalisés
  • rectangulaires
  • carrés
  • nervurés
  • étagés
  • coniques
  • avec des parois à épaisseur différente, etc.

Le diamètre extérieur (D) détermine les tubes par son rapport à l’épaisseur de la paroi (S). Les tubes peuvent donc être:

  • à parois surépaisses (rapport de 5,5 maxi)
  • à parois épaisses (rapport de 5,5...9)
  • à parois d’épaisseur moyenne normale (rapport de de 9...20)
  • à parois minces (rapport de 20...50)
  • à parois ultraminces (rapport de plus de 50).

Pour le diamètre extérieur les produits tubulaires se divisent en:

  • tubes capillaires - D = 0,3...4,8 mm
  • tubes de faible taille - D = 5... 102 mm
  • tubes de taille moyenne - D = 102.. .426 mm
  • tubes de grande taille - D = plus de 426 mm.

L’analyse des besoins de différents secteurs d’économie a montré que les tubes de Ø 63,5 mm maxi représentent 25-30 % du volume global de consommation de tubes et une tendance existe à la croissance du volume de leur consommation.

Les tubes utilisés dans l’industrie, se divisent en:

  1. les tubes sans soudure (en aciers non alliés et alliés) pour les industries pétrolière et gazière,
    tubes de forage de trous d’exploration (tubes de Ø 33,5-63,5 mm avec paroi de 5-6 mm d’épaisseur)
  2. les tubes de forage de Ø 60-168 mm avec paroi de 7-11 mm d’épaisseur sont utilisés pour forer des trous d’exploitation. Ces tubes de forage sont fabriqués en acier 36G2S, 40Х, 30ХGS, acier D.
  3. le tubage contribue à la protection des parois de trous contre la dégradation, la pénétration d’humidité dans les trous, à séparer  les couches (gazifières et pétrolifères). Leur Ø atteint 114-508 mm, les parois sont de 6-14  d’épaisseur selon les normes. Par exemple, l’acier D doit être conforme aux prescriptions de ces normes en ce qui concerne les propriétés mécaniques: résistance mécanique σr ≤ 650 MPa, fluidité limite σf ≤ 380 MPa, allongement relatif δ10≥16 %. La teneur de l’acier en S et P est égale à 0,045 % pour chaque élément.
  4. les tubes de pompage (Ø 48,3-114,3 mm, paroi de 4-7 mm d’épaisseur) sont utilisés lors de l’extraction du pétrole pour laisser passer l’air comprimé dans le puits ainsi que pomper le pétrole). Ils sont équipés de manchons lisses et bouts refoulés, de joints lisses à manchons étanches, de joints sans manchons.
  5. les conduites destinées à transporter le pétrole, le gaz, l’essence, la vapeur, l’air, des huiles, des acides, le sable, le gravillon, le charbon, le ciment. On distinguent:
    les conduites d’eau et de gaz (gaz) de Ø 10,2-165 mm avec paroi de 2,25-5,5 mm d’épaisseur travaillent sous une pression de 2,5 MPa maxi, se raccordent à l’aide de manchons et sont fabriquées par soudage au four ;
    les conduites de pétrole de Ø 114-426 mm avec paroi de 4,5-20 mm d’épaisseur;
    les conduites principales de Ø 426-1420 mm (à soudure droite et spiralée), avec paroi de 5-14 mm d’épaisseur sont destinées à transporter le pétrole, le gaz du gisement au client. Elles sont fabriquées, de préférence, par soudage.
  6. tubes de chantier. Ce sont des tubes ronds, carrés, rectangulaires ; il sont fabriqués, de préférence, par soudage et utilisés en tant que colonnes de bâtiments, de planchers, d’échafaudages, pour le montage de réseaux de câbles, de balustrades.
  7. les tubes pour constructions mécaniques sont fabriqués sans soudure (matériau: aciers non alliés, de construction, alliés et fortement alliés). Ce sont des groupes de tubes suivants:
    • les tubes de chaudronnerie  de Ø 45-152 мм, avec paroi de 1,5-25 mm d’épaisseur ; ils sont utilisés dans des chaudières de différents types: bouilleurs, surchauffeurs, chaudières à tube-foyer, chaudières ignitubulaires et d’autres.
      Une chaudière a pour fonction d’assurer un échange de chaleur à travers  les parois de tubes entre les produits de combustion et l’eau dans le générateur de vapeur.
      Les tubes de chaudronnerie  travaillent dans des conditions de hautes températures et pressions. Le matériau des tubes et d’éléments de la chaudière est soumis à l’action corrosive au contact des surfaces d’écran des tubes et zones de soudures avec la vapeur d’eau.
      La principale cause de corrosion est l'oxydation des tubes, ce qui entraîne une augmentation de la température locale dans la paroi du tube en raison de la réduction de la conductivité thermique. Le degré d'oxydation peut même dépendre de la durée du stockage des tubes dans des entrepôts.
    • les tubes de cracking de Ø 19-219 mm, avec paroi de 1,5-25 mm d’épaisseur sont destinés à transporter des produits pétroliers chauds sous une pression de 10 MPa maxi. La particularité la plus importante de l’exploitation des tubes de cracking consiste en ce que le pétrole comportant de nombreux mélanges de substances volatiles et lourdes, est normalement pollué avec du sable, des sels et de l’eau. Après l’extraction, le pétrole est collecté dans des réservoirs et soumis à la distillation. C’est la première phase la plus importante de raffinage du pétrole qui se déroule à une température de 40 à 350 °С et sous une basse pression. A cette étape se dégagent l’essence, le kérosène et des huiles. La deuxième étape se déroule en même temps que le cracking à une température de 400 à 700 °С et une pression de 2 à 200 bars. Les produits finis sont le gasoil et le naphta.
    • les tubes de construction sont destinés à fabriquer diverses pièces composantes de machines dont les tubes pour paliers,  l’industrie de construction des tracteurs, l’industrie aéronautique, nucléaire, la médecine et d’autres ; ils sont fabriqués aussi bien par soudage que sans soudure.
      Les paliers à roulement sont fabriqués en acier au chrome. Les exigences imposées aux aciers pour paliers établissent des spécifications en matière de friabilité, impuretés, structure après recuit, profondeur de la couche décarbonisée, qualité de la surface et précision des cotes.
    • le secteur de production de réservoirs (vases et bouteilles) utilise des tubes sans soudure qui sont exploités à une pression de  0,1 à 40 MPa. Les dimensions des tubes en Ø et l’épaisseur de la paroi doivent être conformes aux dimensions des bouteilles dont le plus largement utilisées sont: Ø 70 - 465 mm, paroi de 2,3 à 34 d’épaisseur. Les conduites forcées  travaillent à une pression de 200,0 à 400,0 MPa.
      L’industrie des tubes du pays maîtrise la fabrication de tubes de Ø de 0,3 à 2520 mm pour l’épaisseur des parois de 0,01 à 150 mm.

Exigences et normes

Les normes comprennent des exigences techniques imposées aux tubes, leurs caractéristiques qualitatives, les prescriptions relatives aux méthodes d'acceptation et d'essais (tests).

Les normes appliquées à la gamme définissent les dimensions géométriques et profiles des tubes, indiquent les écarts maximums de la taille des tubes (Ø, épaisseur de paroi, longueur), la courbure, le poids.

Les exigences techniques prévues par les normes définissent les exigences de base pour les tubes: la nuance de l'acier, les propriétés mécaniques, l'état de surface, les essais, les exigences pour l'acceptation, l'étiquetage, l'emballage des tubes, le transport et le stockage.

Les normes pour les méthodes d'essai définissent les méthodes généralement admises pour les essais: la dureté, la résilience, la macro- et microstructure, la résistance à la corrosion, etc.

Les normes applicables aux réglementations relatives à l'étiquetage, l'emballage, le transport et le stockage, régissent les exigences pour tous les tubes (en fonte et en acier).

La quantité de base des tubes utilisés est fabriquée en aciers à faible teneur en carbone. Les aciers alliés sont ceux de la  classe perlitique. Pour la fabrication de tubes en acier inoxydable on utilise des aciers austénitiques.

En outre, l'industrie de production de tubes utilise des alliages ferritiques, austénitiques- ferritiques, martensitiques-ferritiques, martensitiques et martensitiques-austénitiques ainsi que des alliages au  nickel, titane, zirconium, niobium, molybdène et tantale.

Le procédé de laminage à chaud ne permet pas de fabriquer les tubes à haute finition de surface (7-11e degrés) et les dimensions de précision. Pour obtenir ces paramètres de qualité des tubes ainsi que fabriquer des tubes de petites dimensions, on utilise des procédés de déformation à froid ou à chaud. Cela peut être réalisé de deux façons:

  • par tréfilage
  • par laminage

Les tubes de Ø 4,0-200  mm avec une épaisseur de paroi de 0,1 à 12 mm sont produits en utilisant les procédés de laminage à froid et de tréfilage à froid.

Les mêmes procédés sont utilisés pour produire aussi des tubes façonnés. Ils peuvent être à sections ovale, carrée, octogonale, en forme d'étoile, striée et ainsi de suite.

Ecarts admissibles des dimensions des tubes laminés et étirés à froid.

Le matériau de départ pour les tubes soudés sont les aciers à faible teneur en carbone et faiblement alliés. Ce sont:

  • bandes à tubes laminés à chaud
  • bandes en rouleaux venant des trains de laminoirs à froid
  • produit semi-fini large venant des trains de laminoirs à froid
  • feuille de tôle de longueur standard
  • bande en rouleaux.

Les ébauches pour ces tubes sont préparées par des procédés modernes de laminage en continu.

Ces tubes ont une paroi plus mince et une plus faible différence d'épaisseur de la paroi que les tubes sans soudure.

Aujourd'hui sont largement utilisés des tubes en acier inoxydable fabriqués par soudage électrique.

Indices de résistance mécanique des tubes de la gamme de base

Les indices d'endurance constituent la principale caractéristique pour les tubes de la gamme de base. Pour les déterminer on procède à des essais des propriétés mécaniques des tubes finis. Les indices des paramètres mécaniques à tester sont:

  • limites de résistance mécaniques
  • indice de fluidité
  • paramètre d’allongement relatif
  • indice de contraction transversale relative
  • indice de résilience
  • indice de dureté.

Pour les tubes montés pour fonctionner dans un environnement de températures élevées, l'indice de fluidité limite conventionnel est parfois pris en compte (pour 300 - 350 °С).

Les tubes conçus pour fonctionner sous pression, sont soumis à des tests hydrauliques.

Les tubes hydrauliques sont  testés pour la détection des zones avec les soudures non contrôlées. Les tubes filetés pour l'industrie du pétrole sont également contrôlés par un essai hydraulique de l'étanchéité du raccord fileté.

La capacité des tubes à résister à différents types de charges et à la déformation est contrôlée au cours des tests techniques.

Lors du test d'écrasement on rapproche les surfaces de compression de la valeur H et on contrôle l'apparition des fissures et déchirures à la surface du tube. Pour réaliser le test on prélève des échantillons longs de 1,5 DT,  10 mm mini  et 100 mm maxi.

Lors du test de flexion le tube est plié sous l'angle α (normalement α = 90 °) et on vérifie si l'intégrité de métal n'est pas compromise.

La qualité de la paroi du tube est déterminée par sa résistance. La surface des tubes doit satisfaire à des exigences élevées. Le test consiste dans l'usinage mécanique du tube sans soudure en réalisant, par exemple, des opérations d'alésage complet, de tournage, de meulage, de polissage par procédé électrique.

Le tube est inspecté visuellement à l'extérieur et à l'intérieur. Pour les tubes à usage spécial on procède à leur contrôle intérieur au moyen d'un périscope. Les méthodes de contrôle non destructif sont largement utilisées, par exemple, la détection de défauts par ultrason, à l’aide d’un aimant.

La détection de défauts par ultrason permet de localiser les défauts sur le tube lui-même et dans l'épaisseur de ses parois.

Selon le niveau du signal d'écho venant du défaut artificiel, imité sur un échantillon de test, le tube peut être retiré du service.

Structure de la gamme de fabrication des tubes sans soudure

Synthétiquement parlant, la structure de la gamme de fabrication d’un tube sans soudure peut être divisée en trois étapes: préparation de la billette (coulée en continu); fabrication de l’ébauche (semi-produit) ; fabrication du tube.

Pour mettre en œuvre cette structure, différents modes de combinaisons d'équipements sont possibles. L’aspect typique pour tous les modes de réalisation est la présence de la phase de production de métal liquide, sa coulée dans des moules ou dans MNLZ. Cela représente la première étape.

La deuxième étape, la production d’ébauches (semi-produits), mis en œuvre dans des ateliers de laminage ou de forgeage, dans des trains  de laminoirs longitudinal (à vis) et des presses (marteaux) à forger, respectivement. Ces opérations sous-entendent le respect des exigences de qualité élevée de l’ébauche tubulaire, de la structure interne et de niveau de contamination par le soufre, le phosphore et les gaz dissous. Les billettes tubulaires et l’ébauche en métal ferreux peuvent être transférées aux ateliers de laminage.

La troisième étape est encore plus complexe et mis en œuvre dans les ateliers de laminage de tubes. Il se compose également de 3 phases: brochage, élargissement et finition à chaud. L'utilisation de divers procédés de brochage sur la base de laminage hélicoïdal (dans des trains à cylindres) ; filage; la combinaison de filage et de laminage longitudinal permet d’utiliser en tant que matériau de départ, des ébauches aussi bien que des billettes pour produire une douille de haute qualité.

Pour les aciers moins plastiques et difficilement déformables on utilise des procédés de filage et de brochage à cylindres.

L’opération de brochage est effectuée dans des trains à cylindres munis de cages de travail à tambour ; des presses hydrauliques verticales  à action directe ; des presses à cylindres  munies de dispositif d’entrainement hydraulique ou à crémaillère du pousseur et d’une cage de laminage longitudinal à deux cylindres.

L’opération d’élargissement est également réalisée par les procédés de laminage longitudinal et hélicoïdal,  d’extrusion du métal à travers une fente, de laminage périodique avec des mandrins (court et long). Les procédés indiqués sont réalisés respectivement dans des trains automatiques, à action continue, à crémaillère, des lignes de laminoirs à vis, des presses de tubes profilés et des trains à pas de pèlerin.

A cette étape on obtient l’épaisseur requise du tube (de ses parois). En cas d’utilisation des trains automatiques et à crémaillère on rajoute des trains de laminoirs à vis à galetage afin d’obtenir un bon profil circulaire et d’éliminer l’épaississement de la paroi (au point de sortie des cannelures). Il faut noter une variété de versions de trains  à galetage, l’utilisation de cages de travail munies de bâtis de types ouvert (trains automatiques à trois cylindres à galetage et d’autres) et fermé (à action continue, à crémaillère, à pas de pèlerin) et d’autres.

Une étape assez importante est le calibrage à chaud réalisé par procédé de  laminage longitudinal et hélicoïdal sans mandrin. Ici, se crée un profil circulaire requis et le diamètre du tube s’inscrit dans les limites des tolérances imposées. Les opérations de calibrage et de réduction sont réalisées de préférence à l’aide d’un groupe cages à deux et trois cylindres (de type fermé).

Actuellement, on note une large utilisation du mode de réduction-extension d’un groupe de cages du train à action continue. Ce jeu d’équipements se distingue par une large variété de types de commande principale: individuelle, collective, différentielle-collective, hydraulique ce qui assure la précision de régulation de la vitesse à la rotation des cylindres.

Avec toute la variété de tailles et nuances d’acier utilisées pour fabriquer des tubes sans soudure et ébauches (creuses) (plus de 30 mille types de profil et plus de 200 nuances d’acier),on peut distinguer structurellement des opérations du même genre qui déterminent justement en termes de technologie la composition des équipements et l’aménagement de l’atelier.

Le procédé de fabrication de tubes sans soudure et d'ébauches creuses comprend un ensemble d'opérations consistant à façonner l'ébauche. Cela précède l'obtention du tube fini avec les spécifications techniques demandées. Le déroulement du processus, la séquence des opérations et les types de traitement sont déterminés par la configuration, la taille et la qualité de l'ébauche initiale, les exigences relatives aux produits finis définis par les conditions de fonctionnement des tubes.

Le métal initial est stocké ou transporté dans un entrepôt. Là, il est pesé, stocké selon les règles, mais avant d'être envoyé à la production il est soumis au contrôle (complet ou sélectif) et, le cas échéant, il est corrigé pour éliminer les défauts constatés et soumis au contrôle définitif.

En règle générale, les ébauches sont contrôlées en vue d'éliminer les défauts constatés à l'usine du fournisseur. Mais en ce qui concerne les tubes à destination spéciale, cette opération est reprise dans l'atelier de laminage des tubes. Parfois, après l'élimination des défauts et la rectification de la pièce elle est soumise aux opérations d'usinage supplémentaires ainsi que de traitement thermique et chimique. Par exemple, les ébauches des tubes conçus pour fonctionner dans des chaudières à haute pression, sont soumises à tous les types supplémentaires de traitement, après quoi sont de nouveau soumises au contrôle de qualité. Lors du laminage à chaud à l'étape de fabrication précédente (ajustement à chaud, laminage intermédiaire) l'ébauche est chauffée dans des dispositifs de chauffage ou unités de laminage. Dans ce cas, les ébauches ne vont pas lier de préparation au laminage.

L'ébauche préparée est transportée vers le site de production. Ici est réalisé l'ensemble d'opérations afin d'assurer l'obtention du produit brut: chauffage (si nécessaire) ; diverses opérations de mise en forme qui sont réalisées en chauffant le matériau déformé chauffé ; refroidissement ; dressage.

Lorsque le processus de fabrication  comporte plusieurs cycles les opérations de mise en forme sont répétées lors de l'accompagnent de différents types de traitements. Le produit est contrôlé, étiqueté, modifié et envoyé à la production de produits finis. Ici, la pièce brute est transformée après toutes les opérations de traitement nécessaires pour dévernir produit fini avec les propriétés souhaitées. Après le contrôle réitératif les produits finis sont marqués et, le cas échéant, modifiés; ensuite ils sont réexpédiés à la finition et au contrôle. Après cela, les tubes sont protégés avec des produits anticorrosifs et envoyés à l'entrepôt de produits finis.

L'équipement moderne permet d'introduire la technologie de procédé déterminé dans un atelier de production. Il s'agit d'un ensemble d'équipements qui comprend des chantiers tels que les entrepôts, la zone d'inspection et de la préparation du matériau de départ, la ligne de déformation à chaud (ou à froid), le chantier de dégrossissage, le contrôle partiel, la mise au point, la finition du produit fini.

Ils sont liés tous entre eux par des opérations de transport.

Le mode de fonctionnement continu de l’atelier de production des tubes permet

  • la sortie des produits finis avec les propriétés demandées
  • des volumes de production fixés grâce à la minimisation des pertes du matériau usiné
  • des pertes minimales lors de changement d’étapes
  • un rendement de travail élevé
  • des conditions de travail satisfaisantes des effectifs
  • l’absence de rejets et effluents polluants dans l’environnement de l’atelier et l’environnement ambiant (cours d’eau, atmosphère).

Les gammes de fabrication des tubes sont déterminées par le nombre et types d’opérations, les modes d’usinage et de traitement et la composition d’équipements de production, leurs quantités, la complexité d’interconnexions, les exigences imposées aux systèmes de transport et de gestion ainsi qu’aux services d’énergie et auxiliaires.

Lors de la transformation d’une ébauche de tube en produit fini on utilise différents procédé d’usinage et de traitement des tubes.

Le traitement thermique des tubes est largement appliqué pour:

  • améliorer les propriétés plastiques
  • assurer les caractéristiques mécaniques du matériau des tubes
  • supprimer les contraintes engendrées par la déformation à froid de l’ébauche.

Le traitement thermique est réalisé à l’air, dans un milieu gazeux constitué de produits de combustion dans le four, dans des milieux protecteurs (azote, hydrogène, mélanges gazeux). Compte tenu des propriétés du métal et de la méthode de traitement la température peut être comprise entre 500 et 1150 °С. Le traitement thermique des tubes est effectué, généralement, dans des fours à alimentation continue: fours à rouleaux, à sections, continues à moufle.

Le traitement électrochimique des tubes contribue à:

  • améliorer la résistance à la corrosion
  • améliorer le niveau de propreté de la surface de tube (polissage électrolytique)
  • lavage des surfaces intérieures des tubes de petits Ø et de grande longueur
  • dégraisser les tubes avec la création de la pellicule d'oxyde
  • assurer des caractéristiques qualitatives élevées grâce au nettoyage de la surface des tubes visant à les débarrasser de graisse (dégraissage électrolytique).

Le traitement chimique des tubes au cours de la fabrication contribue à:

  • débarrasser les tubes de paille, de очистке труб от окалины, de dépôt de corrosion
  • détecter les défauts et enlever la couche défectueuse (décapage)
  • éliminer les boues (éclaircissement)
  • enlever la mince couche d’oxydes superficielles avant d’appliquer des revêtements, de monter le tube bimétallique (activation)
  • préparer les tubes aux opérations intermédiaires (dégraissage, lavage, application de graisses et couches technologiques)
  • protéger les tubes contre la corrosion (traitement de stockage).

Un des procédés de traitement chimique répandu est le décapage qui comprend également les procédés d’éclaircissement et d’activation. Le matériau et les dimensions géométriques des tubes déterminent les procédés de décapage à appliquer: acide, alcalin alcalin-acide.

La graisse technologique est appliquée sur les tubes dans des machines ou en immergeant un faisceau de tubes dans un bain à lubrifiant. On procède également en appliquant la graisse en poudre sur le tube chauffé.

Les opérations d’usinage sont utilisées pour améliorer les caractéristiques qualitatives de la surface de tubes (tournage, alésage, meulage, polissage et sablage). L’opération d’usinage de certaines zones du tube est utilisée pour les réparer, couper et usiner les abouts, meuler et fileter (tarauder). Ces opérations sont réalisées à l’aide de machines-outils à tourner, à meuler et spéciales équipées de commande numérique, d’installations de grenaillage et de sablage équipés de systèmes d’amenée  de la pièce pour l’usinage. L’usinage d’ébauches de tubes par déformation plastique prévoit la réduction de leur courbure, ovalisation, l’augmentation de la précision du diamètre, la mise en forme du bout de tube pour obtenir la configuration souhaitée.

Le dressage permet d’éliminer les défauts liés à la déformation de tous les tubes (ronds, profilés). Cet ensemble d’opérations vise à:

  • corriger l'ovalisation de la section transversale du tube
  • corriger la courbure des tubes
  • éliminer la torsion des tubes profilés.

La rectification est effectuée par le pliage (unitaire ou multiple), les procédés d’allongement, de torsion, par galetage et alésage.

Pour élever la précision du Ø intérieur des tubes on procède au calibrage. Le calibrage des bouts de tubes permet d’améliorer les conditions de filetage (taraudage) et d’élever la qualité et la fiabilité des joints filetés.

L'essai et l'inspection des tubes finis contribuent à la vérification des produits et de leur conformité aux exigences techniques imposées dans la documentation en ce qui concerne la qualité et la géométrie des tubes. Les tubes sont contrôlés à la pression  hydraulique et pneumatique ce qui permet de détecter les défauts d'homogénéité de la couche de métal, de contrôler la solidité des joints soudés et la qualité des joints filetés, ainsi que permet de procéder à l'inspection et de mesurer les dimensions géométriques des tubes.

Pour prévenir la détérioration du métal en raison de la corrosion lors de l'utilisation des tubes dans l'industrie d'extraction de pétrole et de gaz, de développement de produits chimiques et de matériaux de construction, dans le bâtiment et d'autres domaines les tubes sont revêtus de différents types de couches de protection. La couche métallique est appliquée sur le tube de Ø jusqu'à 530 mm, non métalliques de Ø jusqu'à 2520 mm.

Parmi certains types de traitements on trouve des opérations  spécifiques visant la fabrication des tubes de types spéciaux et nouveaux. Il s'agit de soudage de verrous, de montage et soudage de nervures, d'ébavurage après le soudage, etc. On y compte également les types d'opérations de fabrication et de vissage de raccords de jonction et de protection sur les tubes à filet.

Il existe des équipements et machines spéciaux conçus pour la réalisation de ces opérations.

Les tubes en aciers et alliages, les tubes multicouches sont fabriqués par laminage à chaud et par filage. Les propriétés des métaux, la géométrie des tubes, des prescriptions les concernant définissent des méthodes de laminage à chaud des tubes. Il s'agit des méthodes avec leurs caractéristiques préférentielles et les inconvénients. Cependant, les méthodes de laminage à chaud de tubes combinent un certain nombre de procédés, à savoir:

  • brochage de douilles ;
  • son chauffage (si nécessaire) ;
  • élargissement des douilles pour obtenir des tubes de taille intermédiaire ;
  • chauffage de la douille (si nécessaire)
  • façonnage définitif pour le Ø et l’épaisseur des parois de tubes souhaités.

Trois étapes de laminage à chaud des tubes sans soudure

1) brochage de douille à réaliser dans un train de laminoirs à cylindres à vis ou dans une presse. Il s’agit de l’opération de brochage dans une presse à cylindres combinant le brochage dans une presse avec l’élargissement dans un train de laminoirs à cylindres à vis ;

2) l’élargissement de la douille pour obtenir un tube peut être réalisé comme une opération de laminage longitudinal dans un mandrin fixe flottant court ou long (lignes de laminoirs multicages continue) ; opération de laminage hélicoïdal dans un train à 2 ou 3 cylindres ; opération de filage du matériau dans une fente circulaire formée par un mandrin fixe (presse pour tubes profilés) ; dans des trains planétaires et à crémaillère, etc.

3) la mise en forme définitive du produit fini pour le diamètre et l’épaisseur de la paroi de tube est réalisée dans des trains de laminoirs longitudinal en combinaison avec un train de laminoirs à vis ou à l’aide d’autres possibilités.

L’aspect clé à l’obtention de tube sans soudure par laminage à chaud réside dans le procédé de laminage de l’ébauche tubulaire, de la douille. C’est pour cette raison que sont ainsi désignées les lignes de laminoirs à tubes.

Trains de laminoirs à tubes automatiques

Ici, la douille est laminée dans le sens longitudinal dans un train de laminoirs automatique. C’est une des méthodes les plus utilisées dans la fabrication de tubes (pour l’épaisseur de paroi donnée). C’est un train non réversible ordinaire avec une cage à deux cylindres. Lors du laminage de la douille le calibre rond est utilisé, l’opération se déroule en deux passes avec un mandrin court fixe. Le mandrin est placé entre les tambours.

Des lignes de laminoirs déterminées sont prévues pour la fabrication de tubes de Ø différents. De petites lignes sont conçues pour le laminage des pièces de Ø de moins de 150 mm. Les lignes moyennes sont destinées aux tubes de Ø 250 mm. De grandes lignes servent à laminer des tubes de Ø 426 mm et >. Ces lignes traitent des tubes en aciers au carbone et alliés.

Les trains de laminoirs à tubes à action continue servent au laminage de tubes de Ø 16-426 mm avec la paroi de 2-25 mm d’épaisseur, principalement, en aciers au carbone et à faible alliage (les aciers fortement alliés sont plus rares). Ce procédé qui est largement répandu, est le plus prometteur pour fabriquer des tubes  pour son rendement élevé. Le laminage demande un mandrin long et permet de traiter des tubes de longueur importante.

Le train de laminoirs à pas de pèlerin conçu pour la fabrication de tubes à parois épaisses pour différentes applications, les tubes pour l’industrie pétrolière (production et raffinage).

Le procédé de laminage à pas de pèlerin est un procédé d’application périodique conçu pour obtenir l’épaisseur déterminée de parois des tubes. A la différence du procédé de laminage généralement adopté (longitudinal), qui est propre au mode automatique, le train à pas de pèlerin assure un rayon variable  de la gravure de cylindres.

Le laminage de pièces de Ø de moins de 114 mm, de longueur maximale de 60 m, avec la paroi de 2,5 mm mini d’épaisseur est réalisé dans de petites lignes. Pour laminer les  tubes Ø 114-325 mm, longs de 40 m maxi, avec la paroi de 5 mm mini d’épaisseur on fait appel aux lignes moyennes. De grandes lignes sont conçues pour laminer les pièces Ø de 700 mm maxi, longues de 35 m maxi, avec la paroi de 6 mm mini d’épaisseur.

Les trains de laminoirs à tubes à trois cylindres sont conçus pour traiter les tubes de précision à parois épaisses en acier au carbone. Ces tubes ont un Ø de 40-200 mm, la paroi épaisse de 0,09 à 0,25 de diamètre. Ces lignes servent à produire le principal type de tubes laminés en aciers ШХ15, utilisés pour fabriquer des bagues pour roulements ainsi que pour l’industrie des constructions mécaniques .

Le train de laminoirs à tubes à crémaillère est conçu pour le laminage de tubes à parois minces en aciers au carbone et alliés. Leur longueur atteint 16 m maxi , Ø 21-219 mm, épaisseur de la paroi de 2,5-10 mm.

La presse de tubes profilés sert à fabriquer des tubes laminés de Ø 12,7-220 mm en aciers alliés et alliages.

Les trains de laminoirs les plus répandus au monde sont les lignes automatiques, les trains à pas de pèlerin, les trains continus et les trains élargisseurs de tubes à trois cylindres.

Les lignes automatiques et les trains à pas de pèlerin assurent la production de la plus vaste gamme de tubes. Les lignes de laminoirs continues et les lignes d’élargissement à trois cylindres servent à fabriquer des tubes laminés de petit et moyen Ø. Les premières traitent les tubes à parois minces, les secondes sont conçues pour les tubes à parois épaisses.

Les lignes de laminoirs à trois cylindres assurent la production de tubes laminés avec les dimensions géométriques précises, elles sont 1,5-2 fois supérieures pour la précision des dimensions des tubes obtenus dans  d'autres installations.

Les frais de changement d'étapes lors du laminage pour tous ces trains sont compris entre 15 et 40 % du prix de revient du produit, 60 à 80 % des dépenses étant le prix du métal. Un paramètre très important de l'efficacité de la production est le coefficient de consommation dont les valeurs sont minimes lors de l'utilisation d'élargisseurs à action continue.

Technologies et équipements modernes de production de tubes sans soudure

La technologie du procédé de laminage est basée sur le traitement de la matière (métal) par déformation. Plus de 80 % de tous les produits sont fabriqués par laminage. Pendant le laminage les billettes passent par l’espace entre les cylindres de la ligne de laminage, où elles sont soumises au dégrossissage par les cylindres en adoptant les dimensions et la forme souhaitées. Les 3 principaux types de laminage sont: longitudinal, transversal et hélicoïdal.

Le laminage longitudinal consiste en ce que l'ébauche se retrouve dans l'espace entre les cylindres où elle est soumise au dégrossissage. La rotation des cylindres va dans les directions opposées. Les axes des cylindres se trouvent dans un même plan.

Le métal sous l'effet des forces de frottement s'engage dans l'espace entre les cylindres et se déplace perpendiculairement au plan qui passe par les axes des cylindres. Il se produit alors le dégrossissage des billettes en hauteur, elles s'allongent, la forme de leurs sections prend la forme de l'espace entre les cylindres. La structure de la table du cylindre détermine le résultat de laminage du matériau d'origine ou de l'ébauche. Les rainures sur les deux cylindres sont placées symétriquement à l'axe perpendiculaire à l'axe du cylindre, et forment la cannelure. C'est la forme de cette cannelure qu'adopte le matériau d'origine ou l'ébauche laminée.

Le laminage transversal consiste en ce que la rotation des cylindres se produit dans la même direction. Les axes des cylindres et l'axe du matériel ou des ébauches sont parallèles. Les cylindres sembleraient rouler autour de l'ébauche. La distance entre les cylindres diminue. Avec sa réduction diminue le Ø de l'ébauche, et donc, elle s'allonge. La méthode de laminage transversal sert à fabriquer les roues dentées, à rouler le filet sur les boulons.

Le laminage hélicoïdal consiste également en ce que la rotation des cylindres de travail se produit dans une même direction.

Les axes des cylindres se croisent par rapport à l'axe de l'ébauche sous un angle. Grâce à cela l'ébauche en tournant au cours de la déformation accomplit le mouvement de translation en se déplaçant autour de son axe en hélice. Le laminage hélicoïdal permet d'obtenir des tubes sans soudure, des profils périodiques, des boules, des rouleaux.

Ces types de laminage ressemblent entre eux, ayant beaucoup de commun. Les deux types peuvent être réalisés dans un train universel où il serait nécessaire de modifier la position des cylindres dans l'espace par rapport à la pièce, sans changer la direction de leur rotation.

Laminage longitudinal en cannelure ronde

Tous les processus de laminage de tubes en cannelures rondes entre deux ou trois cylindres pourraient technologiquement être divisés en 2 groupes: laminage en cannelures avec et sans mandrin.

Au cours du processus du premier groupe on obtient en laminage des douilles à parois épaisses des tubes à parois minces. La paroi du tube est soumise au dégrossissage et son Ø diminue. Les processus du deuxième groupe ont pour but principal de réduire le diamètre des tubes, l'épaisseur de leur paroi pouvant soit diminuer, soit augmenter, soit rester telle quelle.

Le 1er groupe du processus de laminage, v. 3 procédés de laminage des tubes, tous les trois avec mandrin:

а) avec mandrin fixe et court;
b) avec mandrin long qui se déplace avec la douille-tube en cannelure de cylindres;
b) avec mandrin long en cannelure à profil variable (laminage périodique à pas de pèlerin).

La technologie de laminage des tubes avec mandrin long et cylindrique qui s’est avéré la plus répandue, est réalisée selon l’une des deux variantes d’interaction disponibles avec la douille:

  • la douille flottante (déplacement du mandrin ensemble avec la douille);
  • en déplacement contrôlé (le mandrin se déplace suivant la courbe souhaitée).

Laminage hélicoïdal

Pour obtenir les tubes sans soudure on fait appel au laminage hélicoïdal. Surtout quand il s'agit de produits spéciaux (boules, anneaux, bagues, barres de haute précision). Pour laminer une billette pleine afin de fabriquer une douille  dans des laminoirs à vis on utilise des cylindres de travail de différentes formes (tonneau, champignon, cuvette et disques). Les trains de laminoirs à cylindres les plus répandus sont ceux où l’angle d’amenage de la pièce par cylindres peut être ajusté le laminage se produit sous un angle. L’angle d’amenage de l’ébauche par cylindre détermine le déplacement de l’ébauche qui peut être celui de translation ou axial, tandis que l’angle de laminage détermine le rayon et la vitesse circulaire du cylindre. Le principal facteur technologique est l’angle d’amenage de l’ébauche.

La première phase a été caractérisée par la conduite du processus de laminage à des valeurs élevées de dégrossissage de la pièce (jusqu'à 25 %) et un petit angle d’amenage de l’ébauche (de 3 à 5°) avec la formation de la zone de fracture de métal à l'extrémité du mandrin. Mandrin a servi pour pétrir et à la poursuite de l'expansion de la cavité de la pièce. Le calibrage de l'outil se distinguait par de grands angles de conicité des cylindres et du mandrin court. La qualité de la surface intérieure des douilles et tubes (en particulier ceux en aciers alliés) n'a pas été satisfaisante.

Certains chercheurs ont proposé d'effectuer le laminage sans créer la cavité axiale dans la pièce. Cela s’obtenait par une réduction de l’effort de dégrossissage à l’extrémité du mandrin. Suite à la réduction de l’effort de dégrossissage général le nez du mandrin dépassait la zone d’amincissement des cylindres. Avec ce procédé d’élargissement la déformation du métal « friabilisé » (préparé à l’ouverture de la cavité) exigerait des efforts négligeables ce qui a amélioré la qualité des surfaces à l’intérieur des douilles et tubes. Mais à cette étape aussi on observait souvent à la surface intérieure des tubes des repliures et traits.

La 3-e étape dans le développement du procédé de laminage des tubes est liée au perfectionnement des régimes technologiques de laminage basés sur les valeurs élevées de l’angle d’amenage de l’ébauche.

Les nouveaux régimes se distinguent par le fait qu’à un angle d’amenage de l’ébauche de 18 à 20° l’ouverture de la cavité est exclue aux degrés possibles (jusqu’à 25%) de dégrossissage. Cette idée se développait au cours des développements intégrés du procédé de laminage hélicoïdal dont la plupart étaient basés sur les faits déterminant le mécanisme de rupture au cours du processus de laminage hélicoïdal. Ce sont:

  • la disparité de la déformation, le rapport entre la déformation transversale et longitudinale ; l'irrégularité de la déformation diminue avec l'augmentation des dégrossissages particuliers, du  nombre de cylindres de dégrossissage et de la taille de la surface à dégrossir;
  • le nombre de dégrossissages particuliers, l’influence de la température et de la vitesse ; l’augmentation du nombre de nombre de dégrossissages particuliers provoquent la susceptibilité du métal à la rupture;
  • la dépendance de la plasticité naturelle des métaux déterminée par la composition chimique, la qualité de la fonte.

On n'a pas encore réussi à élaborer un concept unique concernant la destruction de la zone axiale de l'ébauche. Cependant, selon de nombreux scientifiques, la réduction de la susceptibilité à la formation de la cavité peut être atteinte avec la réduction de l'irrégularité et de la nature cyclique de la déformation résultant de l'augmentation du dégrossissage particulier.

Pour évaluer les caractéristiques plastiques du métal durant le processus de laminage hélicoïdal, on peut soumettre des échantillons aux tests de brochage. L'aptitude au brochage entend la capacité d'un corps (billette, ébauche) de changer de forme  de façon irrévocable sans compromettre l'intégrité du produit lors de sa déformation dans la ligne de laminage hélicoïdal.

Pour étudier la plasticité technologique du métal en régimes  de déformation nouvellement développés il convient de reconnaître comme préférentiel le procédé de laminage des ébauches cylindriques avec leur freinage dans le laminoir. Il permet d'évaluer l'aptitude à la déformation sans destruction.

Il existe différents points de vue sur le rôle du mandrin dans la prédisposition des métaux à la destruction dans la partie centrale. L'un d'entre eux indique que la présence du mandrin crée des efforts de soutiens du côté de son bout, réduit les contraintes axiales au centre de la pièce à usiner ou même les rend dégrossissantes. Cela complique l'ouverture de la cavité.

Aujourd'hui, les développements relatifs à cette question se poursuivent. La tendance du métal à la destruction est présentée dans les nouveaux développements du point de vue de trois principaux facteurs: l'angle d'amenage de la pièce par cylindres, le type de l'outil de guidage, le coefficient d'ovalisation. Des études ont également été menées concernant l'influence de l'angle d'élargissement et du mandrin sur la tendance du métal à la destruction.


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