Un tuyau forgé (plus précisément appelé un tuyau forgé et ennuyé ) est un composant cylindrique creux conçu pour transmettre des fluides, des gaz ou d'autres matériaux sous haute pression, température ou contrainte. Il est créé en forgeant une billette solide de métal puis en forant (ennuyant) un trou à travers son centre. Ce processus privilégie la résistance mécanique supérieure et l'intégrité structurelle sur la facilité de fabrication. L'idée clé est que la paroi du tuyau est formée à partir du noyau solide et comprimé de la billette métallique d'origine, pas à partir d'une plaque roulée et soudée ou d'un creux en continu.
Comment il est fait: le processus de forgeage et d'ennui
Le processus de fabrication est significativement différent de celui du tuyau roulé sans couture et est la clé de ses propriétés:
Sélection de la billette: Une billette cylindrique solide en acier en alliage de haute qualité (par exemple, en acier inoxydable, chrome-moly) est coupée à une taille spécifique.
Chauffage: La billette est chauffée dans un four à une température élevée où le métal devient plastique et malléable.
Forgeage: la billette chauffée rouge est placée sous une immense pression dans une presse de forge hydraulique. Il fonctionne, utilisant souvent des techniques de forgeage en die, pour former une forme cylindrique rugueuse. Cette étape compacte le métal, élimine les vides et affine la structure des grains.
Piercing et ennuyeux: le cylindre forgé solide n'est pas encore creux. Il est déplacé vers un moulin à alésage horizontal où un grand foret se moque précisément un trou à travers toute la longueur de son centre.
Traitement thermique: Le tuyau rugueux subit un traitement thermique (normalisation, extinction et trempage) pour atteindre les propriétés mécaniques souhaitées comme une résistance à la traction, une dureté et une ténacité spécifiques.
Finition: Le tuyau est malin de finition à ses dimensions finales (diamètre extérieur et épaisseur de paroi) sur un tour. Il peut également être perfectionné ou poli sur le diamètre intérieur (ID) pour une finition de surface lisse.
Avantages clés du tuyau forgé
Le processus de forgeage donne à ces tuyaux des avantages uniques pour les applications critiques:
Force exceptionnelle et intégrité structurelle: c'est le principal avantage. Le processus de forgeage crée un débit de grains continu et uniforme qui suit la forme du tuyau. Il n'y a pas de coutures, de soudures ou de stratifications, qui sont des points de défaillance potentiels.
Sécurité supérieure sous haute pression: car il n'y a pas de couture de soudure, les tuyaux forgés peuvent gérer des pressions internes extrêmement élevées sans risque de rupture de couture. Ils sont idéaux pour les applications à haute pression.
Propriétés homogènes du matériau: l'épaisseur de la paroi a des propriétés mécaniques cohérentes partout, sans variation entre un métal de base et une zone de soudure.
Excellent impact et résistance à la fatigue: la structure des grains raffinés les rend très résistants aux charges de choc, aux cycles de pression et aux vibrations qui pourraient provoquer des fissures de fatigue dans les tuyaux plus faibles.
Mieux pour les murs épais: le processus de forgeage et d'ennui est exceptionnellement bien adapté à la fabrication de tuyaux avec des murs très épais, qui sont nécessaires pour les services ultra-haute pression.
Désavantage
Extrêmement élevé: le processus est la main-d'œuvre, l'énergie et le temps à forte intensité de temps, ce qui rend les tuyaux forgés beaucoup plus chers que les tuyaux transparents ou soudés.
Limites de taille: il y a des limites pratiques à la longueur et au diamètre qui peuvent être forgées économiquement et ennuyées. Ils ne sont généralement pas produits dans les longues longueurs continues que sont les tuyaux sans couture.
Des délais plus longs: le processus de fabrication complexe entraîne des délais de production et de livraison beaucoup plus longs.
Applications communes
Les tuyaux forgés sont utilisés dans des conditions de service extrêmes où l'échec est catastrophique et le coût est une préoccupation secondaire. Vous les trouverez dans:
Production d'énergie: lignes de vapeur principales et lignes d'eau d'alimentation dans les combustibles fossiles à haute pression et les centrales nucléaires.
Oil et gaz: systèmes de collecteur à haute pression, lignées d'étranglement et de tuer sur des plates-formes de forage et des composants dans les arbres de production sous-marine.
Petrochimie: lignes d'alimentation des réacteurs à haute pression, en-têtes de sortie et tuyaux de processus dans les hydrocraqueurs et les unités de réformateurs.
Systèmes hydrauliques: collecteurs et lignes pour les systèmes hydrauliques ultra-haute pression (par exemple, en machines lourdes, presses).
Aérospatiale et défense: lignes hydrauliques et systèmes de carburant dans les avions et les vaisseaux spatiaux où la fiabilité est primordiale.
