Qu'est-ce qu'un tuyau en acier en carbone?

  Tuyau en acier au carboneest un matériau de tuyauterie industriel largement utilisé. Ses composants centraux sont le fer (Fe) et le carbone (C), avec une teneur en carbone variant généralement entre 0,05% et 2,0% - le facteur critique déterminant ses propriétés mécaniques. Au-delà du fer et du carbone, les tuyaux en acier au carbone ne contiennent généralement que des traces d'autres éléments, tels que le manganèse (pour la désoxydation et l'amélioration de la résistance), le silicium (pour une résistance améliorée et une résistance à l'oxydation) et le phosphore / soufre (généralement contrôlé comme des impuretés). Ils ne contiennent pas des éléments d'alliage à haute proportion intentionnellement ajoutés comme le chrome ou le nickel qui modifieraient considérablement leurs caractéristiques. Cette composition chimique dominée par le carbone définit les attributs uniques du tuyau en acier au carbone.

  Les performances du tuyau en acier au carbone sont directement et étroitement liées à sa teneur en carbone. À mesure que la teneur en carbone augmente, la résistance de l'acier, la dureté et la résistance à l'usure augmentent considérablement, ce qui lui permet de résister à des pressions et des charges plus élevées - idéal pour les applications à haute résistance. Cependant, cette amélioration de la force se fait au prix de la ductilité, de la ténacité et de la soudabilité réduites; L'acier à haute teneur en carbone devient plus cassant et difficile à plier, à tamponner ou à souder. Par conséquent, les applications pratiques nécessitent de sélectionner des grades en acier en carbone appropriés (par exemple, acier commun de grade 20 ou ASTM A106 GR.B) sur la base de conditions de service spécifiques (pression, température, charges d'impact, besoins de soudage) pour atteindre l'équilibre optimal entre la résistance, la ténacité et l'emploi.

  Sur la base des processus de fabrication, les tuyaux en acier en carbone se répartissent dans deux catégories principales: sans couture et soudées. Les tuyaux en acier sans couture sont formés par chauffage et perçage des billettes solides suivie d'un roulement ou d'une extrusion, résultant en un corps de tuyau sans coutures soudées tout au long de la production. Cette méthode donne aux tuyaux sans couture des avantages significatifs dans l'uniformité de l'épaisseur de la paroi, l'intégrité structurelle et la capacité portant la pression, ce qui les rend particulièrement adaptés aux applications critiques à haute température, à haute pression, dangereuses ou à la sécurité telles que les lignes de vapeur à haute pression dans les usines pétrochimiques, les tubes de chaudière ou la transmission d'huile / gaz. Les tuyaux en acier soudés, inversement, sont fabriqués en façonnant des plaques en acier ou des bobines (via des méthodes comme le pliage de rouleau) en formes tubulaires, puis en soudant les coutures en utilisant diverses techniques (par exemple, ERW, SAW, HFW). La production de tuyaux soudés est relativement efficace et rentable, desservant les applications sans exigences de pression extrêmes, telles que le transport de liquide à basse pression (eau / gaz), les supports structurels et les cadres d'échafaudage.

  Bien que les tuyaux en acier au carbone soient le choix préféré dans de nombreux secteurs en raison de leur bonne résistance, de leur excellente ougabilité (coupe facile, de la flexion, de la jonction) et de leur avantage coûteux significatif sur les aciers inoxydables ou en alliage - largement utilisés dans la transmission pétrolière / gaz, l'approvisionnement / drainage de l'eau municipale, les réseaux de chauffage, les structures de construction et les machines - elles transportent une limitation majeure: la sensibilité à la corrosation. Lorsqu'elles sont exposées à l'air (oxygène et à l'humidité), le sol, l'eau de mer ou certains produits chimiques, les tuyaux en acier du carbone subissent inévitablement l'oxydation de la surface, conduisant à la rouille et à l'amincissement de la paroi qui peut finalement provoquer des fuites ou une défaillance. Pour surmonter cette faiblesse et prolonger la durée de vie, des mesures de protection efficaces sont essentielles. Les méthodes courantes incluent l'application de revêtements protecteurs (par exemple, de la peinture anti-corrosion, de la résine époxy), de la galvanisation à chaud (formant une couche de zinc), ou de la mise en œuvre de la protection cathodique (anodes sacrificielles ou du courant impressionné) pour les pipelines enterrés pour supprimer la corrosion électrochimique. Dans des environnements hautement corrosifs, les tuyaux en acier en carbone ne sont généralement pas optimaux; Des alternatives comme l'acier inoxydable, l'acier en alliage ou les tuyaux non métalliques doivent être pris en compte à la place.

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