Les tuyaux en acier au carbone sans soudure – abrégés en tuyaux SMLS dans les bons de commande et les certificats d'usine – sont la spécification de référence pour les canalisations de service à pression critique, à haute température et corrosives. Sans cordon de soudure susceptible de constituer un site potentiel de concentration de contraintes ou d'initiation de la corrosion, les tuyaux sans soudure offrent des propriétés mécaniques uniformes sur toute leur circonférence. Pour les ingénieurs qui spécifient des canalisations dans les raffineries, les usines pétrochimiques, les centrales électriques et les systèmes sous-marins, le sans soudure est souvent le point de départ et non une mise à niveau premium.
ZC Steel Pipe fabrique des tuyaux en acier au carbone sans soudure dans les qualités ASTM A106, ASTM A53 Type S et API 5L à partir de notre usine de Hai'an City. Notre gamme sans soudure couvre les épaisseurs de paroi NPS ½ à NPS 24 de SCH 20 à XXH, avec une traçabilité complète des matériaux et une inspection par un tiers disponible pour chaque commande.
CONTENU
Qu’est-ce qu’un tuyau sans soudure ?
Comment sont fabriqués les tuyaux sans soudure
Normes clés pour les tuyaux en acier au carbone sans soudure
Comparaison des qualités — A106, A53, API 5L
Dimensions, nomenclatures et épaisseur de paroi
Tolérances — À quoi s'attendre
Sans soudure ou soudé (ERW) – Quand chacun s'applique
Options de traitement thermique
Applications par industrie
Foire aux questions
1. Qu’est-ce qu’un tuyau sans soudure ?
DÉFINITION Les tuyaux sans soudure en acier au carbone sont des tubes d'acier fabriqués sans cordon de soudure. Il est produit en perçant à chaud une billette d'acier cylindrique solide avec un mandrin pour créer un tube creux, qui est ensuite allongé et réduit au diamètre extérieur et à l'épaisseur de paroi requis par des opérations de laminage ou d'étirage. Il n’y a aucun joint, aucune soudure et aucune zone affectée par la chaleur : l’ensemble du tuyau est une seule pièce d’acier continue.
Le terme « SMLS » (de « sans couture ») apparaît comme descripteur de matériau sur les dessins techniques, les bons de commande et les rapports d'essais en usine, à côté de la désignation standard. Lorsque vous voyez « ASTM A106 Gr.B SMLS » ou « API 5L X65 SMLS PSL2 », le SMLS vous indique qu'il s'agit d'un tuyau sans soudure, et non d'un ERW ou d'un LSAW.
2. Comment sont fabriqués les tuyaux sans soudure
Il existe deux voies principales pour la fabrication de tubes en acier au carbone sans soudure : le procédé de perçage rotatif Mannesmann (le plus courant pour les petits diamètres) et le procédé de presse/poussée au banc (pour les diamètres plus grands et les parois épaisses) :
Perçage rotatif (procédé Mannesmann)
Préparation des billettes — Les billettes d'acier rondes pleines sont chauffées à environ 1 200 °C (2 200 °F) dans un four à sole rotative.
Perçage à rouleaux croisés — La billette passe entre des rouleaux inclinés et un mandrin (bouchon de perçage). L'action de laminage croisé crée une contrainte hélicoïdale dans la billette et le bouchon déchire le centre pour former une coque creuse.
Laminage et dimensionnement — La coque creuse est allongée par un broyeur à bouchons ou un broyeur à mandrin continu pour réduire le diamètre extérieur et le poids. Les broyeurs de dimensionnement ultérieurs l'amènent aux dimensions finales.
Redressage et coupe — Le tuyau est redressé, coupé à longueur et biseauté aux extrémités.
Traitement thermique (si nécessaire) — Normalisation ou trempe et revenu selon la norme applicable.
Essais CND et hydrostatiques — Inspection par ultrasons, courants de Foucault ou fuite de flux du corps complet du tuyau plus essai hydrostatique.
Note de terrain — Tolérance WT dans les pièces sans soudure
Le processus de perçage rotatif produit intrinsèquement une variation de l'épaisseur de la paroi. La tolérance standard pour les tuyaux sans soudure ASTM A106 et A53 est de −12,5 % sur l'épaisseur de paroi (c'est-à-dire que la paroi peut être jusqu'à 12,5 % plus fine que la valeur nominale à tout moment). Cela signifie qu'un tuyau à paroi de 10 mm peut avoir une mesure locale légitime de 8,75 mm tout en restant conforme. Lorsque votre conception utilise l'épaisseur de paroi nominale comme limite de pression, la tolérance technique pour cette tolérance fait partie de la marge de conception. Si votre calcul est serré, spécifiez un programme plus lourd ou ajoutez une tolérance de corrosion MT.
3. Normes clés pour les tuyaux en acier au carbone sans soudure
| la norme |
ASME |
Type équivalent à |
Température de service maximale |
Utilisation principale |
| ASTM A106 Gr.B |
SA-106 Gr.B |
Sans couture uniquement |
1 000 °F (538 °C) |
Raffineries, centrales électriques, canalisations de procédés |
| ASTM A53 Type S |
SA-53 Type S |
Sans couture uniquement |
450°F (232°C) |
Mécanique générale et pression |
| ASTM A333 Gr.6 |
SA-333 Gr.6 |
Sans couture + soudé |
−50°F (−46°C) min. |
Service à basse température |
| ASTM A335 P11/P22 |
SA-335 P11/P22 |
Sans couture uniquement |
1 100 à 1 200 °F (593 à 649 °C) |
Acier allié à très haute température |
| API 5L SMLS |
— |
Sans couture uniquement |
~300°F (149°C) |
Oléoducs et gazoducs |
4. Comparaison des qualités — A106, A53, API 5L
| Qualité |
Résistance à la traction (min) |
Rendement (min) |
Carbone (max) |
Silicium (min) |
Caractéristique clé |
| A106 Catégorie A |
330 MPa |
205 MPa |
0,25% |
0,10% |
Haute ductilité pour le formage |
| A106 Catégorie B |
415 MPa |
240 MPa |
0,30% |
0,10% |
Qualité standard haute température |
| A106 Catégorie C |
485 MPa |
275 MPa |
0,35% |
0,10% |
CS sans couture de la plus haute résistance |
| A53 Catégorie B (Type S) |
415 MPa |
240 MPa |
0,30% |
0,10% |
Pression générale, limite de température inférieure |
| API 5L Catégorie B |
415 MPa |
245 MPa |
0,28% |
— |
Service de canalisation, PSL1/PSL2 |
| API 5L X52 SMLS |
460 MPa |
360 MPa |
0,28% |
— |
Pipeline moyenne pression |
| API 5L X65 SMLS |
535 MPa |
450 MPa |
0,28% |
— |
Transmission de gaz haute pression |
5. Dimensions, nomenclatures et épaisseur de paroi
Les dimensions des tuyaux en acier au carbone sans soudure sont conformes à la norme ASME B36.10M. La gamme complète de programmes, de SCH 10 à Schedule 160 et XXH (Double Extra Heavy), est disponible en version transparente. Tous les programmes ne sont pas disponibles dans le commerce dans toutes les tailles : les programmes lourds (SCH 120, 160, XXH) sont plus facilement disponibles dans des diamètres plus petits (NPS 1 à NPS 8).
| NPS |
OD (mm) |
SCH 40 POIDS (mm) |
SCH 80 POIDS (mm) |
SCH 160 POIDS (mm) |
XXH POIDS (mm) |
| 1' |
33.4 |
3.38 |
4.55 |
6.35 |
9.09 |
| 1½' |
48.3 |
3.68 |
5.08 |
7.14 |
10.16 |
| 2' |
60.3 |
3.91 |
5.54 |
8.74 |
11.07 |
| 3' |
88.9 |
5.49 |
7.62 |
11.13 |
15.24 |
| 4' |
114.3 |
6.02 |
8.56 |
13.49 |
17.12 |
| 6' |
168.3 |
7.11 |
10.97 |
18.26 |
21.95 |
| 8' |
219.1 |
8.18 |
12.70 |
23.01 |
22.23 |
| 10' |
273.1 |
9.27 |
12.70 |
28.58 |
25.40 |
| 12' |
323.9 |
9.53 |
12.70 |
33.32 |
25.40 |
6. Tolérances — À quoi s'attendre
Les tuyaux sans soudure ont des tolérances plus larges que les restes explosifs des guerres en raison de la nature du processus de perçage à chaud. Comprendre ces tolérances est essentiel pour la conception de la pression et la planification de l'inspection :
| Paramètre |
ASTM A106 / A53 |
REG sans soudure (référence) |
| Tolérance OD (NPS ≥ 1½) |
±0,75 % de la DO spécifiée |
±0,75 % de la DO spécifiée |
| Épaisseur de paroi (min) |
−12,5 % du WT nominal |
−10 % du WT nominal |
| Rectitude |
Max 1/8 po par 10 pi (3,2 mm par 3 m) |
Même |
| Excentricité (variation WT) |
Important – inhérent au processus |
Minimal – contrôlé par l'usine |
Point d'ingénierie critique — La tolérance WT de −12,5 %
La sous-tolérance de −12,5 % sur l'épaisseur de paroi des tuyaux sans soudure n'est pas un défaut — c'est une caractéristique de fabrication attendue inscrite dans la norme. Les calculs de conception sous pression qui utilisent l'épaisseur de paroi nominale doivent en tenir compte. ASME B31.3 résout ce problème grâce à la tolérance de fraisage dans l'équation de conception sous pression. Si votre conception utilise une épaisseur de paroi minimale, spécifiez-la explicitement sur le bon de commande comme dimension minimale garantie, ce qui obligera le fournisseur à commander une paroi nominale plus lourde pour fournir votre minimum.
7. Sans soudure ou soudé (ERW) – Quand chacun s’applique
| Facteur |
Spécifier que |
les restes explosifs des guerres sans soudure sont acceptables |
| Température de service |
Au-dessus de 400°F (204°C) |
En dessous de 400°F (204°C) |
| Pression de service |
Très haute pression, service critique |
Pression modérée, service de distribution |
| H₂S / service aigre |
Préféré pour le service acide critique |
REG normalisé PSL2 — acceptable |
| Chargement cyclique |
Charge de vibration ou de fatigue importante |
Chargement modéré/statique |
| Exigence des spécifications du projet |
Mandats de code ou de spécifications transparents |
Le code ou la spécification accepte les soudures |
| Petit diamètre (NPS ≤ 2') |
Souvent plus économique que les REG |
REG disponibles mais parfaitement compétitifs |
| Grand diamètre (NPS ≥ 16') |
LSAW (pas SMLS) pour les grands OD |
LSAW ou SSAW pour les grands diamètres extérieurs |
| Coût |
Plus élevé (prime de 15 à 35 % par rapport aux restes explosifs des guerres) |
Inférieur |
Engineering Insight — La solution sans soudure par défaut pour les petits alésages
Pour les NPS 2 et inférieurs, les tuyaux sans soudure sont souvent le choix par défaut, non pas en raison des exigences de pression, mais en raison du coût. Pour les petits diamètres, le surcoût des produits sans soudure par rapport aux restes explosifs des guerres diminue considérablement, et la simplicité d'approvisionnement consistant à commander tout ce qui est sans soudure (spécification d'un seul matériau, fournisseur unique) compense souvent l'économie marginale résultant du passage aux restes explosifs des guerres pour les conduites basse pression. De nombreux entrepreneurs EPC optent par défaut pour tous les NPS ≤ 2 sur les usines de traitement, quelle que soit la classe de pression.
8. Options de traitement thermique
| de traitement |
du processus |
Effet |
Quand préciser |
| Fini à chaud (HF) |
Tel que laminé depuis l'usine de finition, au-dessus de la température de transformation |
État standard selon A106 |
Par défaut, sauf indication contraire |
| Normalisé (N) |
Réchauffer au-dessus de Ac3, refroidir à l'air |
Grain uniforme, contraintes résiduelles réduites |
Service aigre, paroi épaisse, basse température |
| Trempe et revenu (QT) |
Trempe et revenu rapides à la température spécifiée |
Résistance et ténacité supérieures |
Qualités supérieures API 5L (X52+) |
| Soulagement du stress (SR) |
Recuit sous-critique – chauffer puis refroidir lentement |
Réduit le stress résiduel sans changer le grain |
Tube de précision, tube étiré à froid |
9. Applications par industrie
Tuyauterie pour raffineries et procédés pétrochimiques
Les tuyaux sans soudure ASTM A106 Grade B constituent l'épine dorsale de la tuyauterie de traitement dans les distillateurs de brut, les hydrotraiteurs, les unités FCC et les reformeurs. Des températures de 300 °F à 900 °F et des pressions de 150 psi à plus de 3 000 psi exigent les propriétés uniformes et les contraintes admissibles à haute température des tuyaux en acier au carbone sans soudure.
Production d'énergie
Le SA-106 Grade B sans soudure (désignation ASME) est le matériau de référence pour les collecteurs de vapeur, les conduites de drainage et les canalisations auxiliaires dans les centrales électriques au charbon et au gaz selon ASME B31.1. Jusqu'à environ 900°F, il reste le choix économique en acier au carbone avant que le chrome-molybdène ne devienne nécessaire.
Pétrole et gaz — Site de puits et traitement
Les tuyaux de canalisation sans soudure API 5L (grade B à X65) sont spécifiés pour les conduites de collecte, les canalisations de sites de puits et les interconnexions des installations de traitement où la pression de fonctionnement, la teneur en H₂S ou en CO₂ rendent les restes explosifs des guerres indésirables. ASTM A106 ou API 5L sans soudure est également utilisé pour les collecteurs de production et les connexions d'instruments haute pression.
Connexions de chaudière et appareils sous pression
Le tuyau sans soudure SA-106 est répertorié dans les sections II et VIII de l'ASME pour les buses et les raccords de coque des récipients sous pression. La construction sans couture garantit qu'il n'y a aucun cordon de soudure à évaluer, inspecter ou qualifier dans l'enceinte sous pression, simplifiant ainsi la conception et l'inspection du récipient.
OCTG — Boîtiers et tubes
Les boîtiers et tubes OCTG de qualité supérieure (N80, L80, P110, C110, Q125) sous API 5CT sont presque exclusivement sans soudure. La combinaison exigeante de résistance à l'effondrement, de tension et d'exigences de corrosion dans le service des puits de forage ne peut pas être satisfaite de manière fiable par les tuyaux ERW dans ces qualités.
10. Questions fréquemment posées
Qu'est-ce qu'un tuyau en acier au carbone sans soudure ?
Les tuyaux en acier au carbone sans soudure sont des tuyaux fabriqués sans cordon de soudure, produits en perçant à chaud une billette d'acier solide pour former un tube creux. L'absence de soudure signifie des propriétés mécaniques uniformes sur toute la circonférence, ce qui en fait le choix préféré pour les services à haute pression, haute température et corrosifs où un cordon de soudure pourrait constituer une faiblesse.
Quelles normes ASTM couvrent les tuyaux en acier au carbone sans soudure ?
Les normes primaires comprennent ASTM A106 (service sous pression à haute température jusqu'à 1 000 °F), ASTM A53 Type S (service mécanique général et sous pression), ASTM A333 (service à basse température) et ASTM A335 (acier allié pour service à très haute température). Pour le service de pipeline, l'API 5L sans couture couvre les grades B à X80.
Qu'est-ce que le canal SMLS ?
SMLS est l'abréviation industrielle de tube sans soudure. Vous le verrez sur les certificats d’usine, les bons de commande et les spécifications du projet. Les tuyaux SMLS, les tuyaux sans soudure et les tuyaux sans soudure en acier au carbone font tous référence au même produit : un tuyau fabriqué sans cordon de soudure à partir d'une billette percée à chaud.
Quand dois-je spécifier des tuyaux sans soudure au lieu de restes explosifs des guerres ?
Spécifiez sans soudure lorsque : la température de service dépasse 400 °F, le fluide contient du H₂S ou est très corrosif, le système est soumis à des charges ou vibrations cycliques sévères, les spécifications de votre projet exigent une conduite sans soudure ou le tuyau est en service sous pression critique. Pour la distribution à pression modérée, les services publics et les services industriels généraux, les restes explosifs des guerres sont techniquement équivalents et nettement moins chers.
Quelle est la tolérance d’épaisseur de paroi pour les tuyaux sans soudure ?
Les tuyaux sans soudure ASTM A106 et A53 présentent une sous-tolérance de -12,5 % sur l'épaisseur de paroi. Cela signifie qu'une paroi nominale de 10 mm peut être aussi mince que 8,75 mm localement tout en restant conforme aux spécifications. Les calculs de conception sous pression doivent tenir compte de cette tolérance. Si votre conception nécessite un mur minimum garanti, précisez-le explicitement sur le bon de commande.
Demander un tuyau en acier au carbone sans soudure — Tuyau en acier ZC
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