Processus de tuyaux en acier sans soudure expansés à chaud – Historique du développement et situation actuelle
Historique de développement et situation actuelle du procédé de tubes en acier sans soudure dilatés thermiquement à moyenne et haute fréquence
Le développement de la technologie des tubes en acier sans soudure à dilatation thermique moyenne-haute fréquence de Guanzhong peut être grossièrement divisé en trois étapes: la phase de formation initiale, la phase de développement rapide, et la phase de mise à niveau et d'optimisation. Après des années de développement, la technologie a progressivement mûri et formé un système industriel relativement complet dans la région de Guanzhong de la province du Shaanxi, devenir une partie importante de l’industrie des tubes en acier sans soudure de mon pays. Basé sur les recherches et les matériaux consultés lors de mon stage, l'historique du développement et l'état actuel de cette technologie sont détaillés ci-dessous.
2.1 Étape de formation initiale (1980s – 1990s)
Dans les années 1980, avec l’accélération du processus d’industrialisation de la Chine, la demande de tubes en acier sans soudure de grand diamètre dans l'industrie chimique pétrolière et la construction municipale a commencé à apparaître. À ce moment-là, La production chinoise de tubes en acier sans soudure reposait principalement sur le processus de laminage à chaud, qui était limité par l'équipement et la technologie, et il était difficile de produire des tubes en acier sans soudure de grand diamètre. Dans ce contexte, Certaines entreprises de la région de Guanzhong, dans la province du Shaanxi, ont commencé à essayer d'utiliser la technologie de chauffage par induction à moyenne fréquence pour effectuer le traitement secondaire des tubes en acier sans soudure., et a initialement formé le processus d'expansion thermique à moyenne et haute fréquence de Guanzhong.
Durant cette période, le processus de dilatation thermique à moyenne et haute fréquence de Guanzhong en était encore au stade initial de l'exploration, avec un équipement de production relativement simple et une technologie arriérée. La plupart des entreprises utilisaient des fours de chauffage simples à moyenne fréquence et des équipements d'expansion manuels., sans moyens systématiques de contrôle des paramètres de processus et d'inspection de la qualité. Le processus de production reposait principalement sur l'expérience des opérateurs. Les principales matières premières étaient des tubes en acier sans soudure en acier au carbone ordinaire., et les produits étaient principalement utilisés dans des domaines bas de gamme tels que l'approvisionnement en eau et le drainage en milieu rural et les réseaux de canalisations municipaux à petite échelle.. Les spécifications du produit étaient relativement uniques, le diamètre était généralement inférieur au DN500, l'écart d'épaisseur de paroi était important, la qualité de la surface était mauvaise, et le taux de qualification des produits n'était que d'environ 70% – 80%.
J'ai appris des anciens ingénieurs de l'entreprise de stage que pendant cette période, les conditions de production de l'entreprise étaient très simples. Le four de chauffage à moyenne fréquence était une structure simple construite par l'entreprise elle-même., qui ne pouvait pas réaliser un contrôle précis de la température. La vitesse et la pression d’expansion étaient entièrement contrôlées par l’expérience de l’opérateur. Parfois, en raison d'un mauvais contrôle des paramètres, le tuyau mère se briserait pendant le processus d'expansion, entraînant un gaspillage de matières premières. En même temps, la sensibilisation de l'industrie au processus était relativement faible, et de nombreuses entreprises et utilisateurs n'ont pas reconnu le processus, estimant que les performances du tube en acier sans soudure dilaté à chaud n'étaient pas aussi bonnes que celles du tube en acier sans soudure laminé à chaud, ce qui a limité le développement initial du procédé.
Malgré les nombreuses lacunes, la formation initiale du processus d’expansion thermique à moyenne et haute fréquence de Guanzhong a comblé le vide de la technologie de traitement secondaire des tuyaux en acier sans soudure de grand diamètre en Chine, et a jeté les bases du développement ultérieur du processus. Durant cette période, certaines entreprises ont commencé à accumuler une expérience de production, optimiser le processus de production, et améliorer progressivement la qualité du produit et l'efficacité de la production.
2.2 Phase de développement rapide (2000s – 2015)
Entrer dans le 21ème siècle, avec le développement rapide de l’économie chinoise, la demande de tubes en acier sans soudure de grand diamètre dans l'industrie chimique pétrolière, réseau de canalisations municipal, la puissance énergétique et d'autres domaines ont fortement augmenté. En même temps, l'État a augmenté son soutien à l'industrie de la fabrication d'équipements, et la technologie des équipements de chauffage et d'expansion par induction à moyenne et haute fréquence a également fait de grands progrès, ce qui a fourni une bonne opportunité pour le développement rapide du processus de dilatation thermique à moyenne et haute fréquence de Guanzhong.
Durant cette période, le processus d'expansion thermique à moyenne et haute fréquence de Guanzhong a atteint un développement rapide en termes d'échelle de production, niveau technique et qualité du produit. Tout d'abord, le nombre d'entreprises adoptant ce processus a considérablement augmenté. Un certain nombre d'entreprises de tubes en acier sans soudure dilatés à chaud à moyenne et haute fréquence ont vu le jour dans la région de Guanzhong, province du Shaanxi., formant un effet d’agglomération industrielle. L'échelle de production a été continuellement élargie, et la production annuelle de tubes en acier sans soudure dilatés à chaud est passée de dizaines de milliers de tonnes dans la phase initiale à des millions de tonnes.. Deuxièmement, l'équipement de production a été continuellement amélioré. Les entreprises ont progressivement éliminé les équipements manuels simples et introduit des fours de chauffage semi-automatiques à moyenne et haute fréquence., équipement d'expansion hydraulique et équipement de détection en ligne simple, ce qui a amélioré le niveau d'automatisation de la production et la précision du contrôle des paramètres de processus. Troisièmement, la qualité du produit a été considérablement améliorée. Grâce à l'optimisation des paramètres du procédé et à l'amélioration des moyens de contrôle qualité, le taux de qualification des produits est passé de 70% – 80% dans la phase initiale pour 90% – 95%, les spécifications des produits sont devenues plus diversifiées, le diamètre peut atteindre DN1500, et la plage d'épaisseur de paroi est 3 – 30mm, qui peut répondre aux besoins de différents domaines.
Pendant le stage, J'ai vu les anciens équipements de production conservés par l'entreprise, y compris le four de chauffage semi-automatique à moyenne fréquence et l'équipement d'expansion hydraulique introduits dans 2010. Le vieil ingénieur m'a dit qu'après l'introduction de ces équipements, l'efficacité de la production de l'entreprise a été augmentée de 50% par rapport à la phase initiale, et le taux de qualification des produits a également été augmenté de près 20%. En même temps, le champ d'application du produit a également été continuellement élargi, de l’approvisionnement en eau et du drainage ruraux initiaux, réseau de canalisations municipal à petite échelle vers l'industrie chimique pétrolière, puissance énergétique, machines d'ingénierie et autres domaines. Par exemple, les tubes en acier sans soudure dilatés à la chaleur produits par l'entreprise ont été largement utilisés dans les pipelines de transport de pétrole et de gaz du nord du Shaanxi et dans les canalisations de chauffage municipales de la région de Guanzhong, et ont été reconnus par les utilisateurs.
En outre, pendant cette période, la compréhension de l’industrie du processus de dilatation thermique à moyenne et haute fréquence de Guanzhong a également été continuellement améliorée. Les entreprises et instituts de recherche concernés ont mené des recherches sur le principe du processus et les caractéristiques techniques, et a initialement formé un ensemble de spécifications de processus de production relativement complètes. Certaines entreprises locales du Shaanxi ont également créé des associations industrielles pour renforcer la communication et la coopération., promouvoir l'échange de technologies et d'expériences, et promouvoir le développement sain de l’industrie. Cependant, pendant cette période, le processus de dilatation thermique à moyenne et haute fréquence de Guanzhong présente encore quelques problèmes, comme le grand écart de niveau technique entre les entreprises, la sérieuse homogénéisation des produits, la forte consommation d'énergie du processus, et le manque de technologie de base, qui ont posé des dangers cachés pour le développement ultérieur de l'industrie.
2.3 Étape de mise à niveau et d'optimisation (2016 – Présent)
Depuis 2016, avec l’avancement continu de la transformation et de la modernisation de l’industrie manufacturière chinoise, la mise en œuvre de la “double carbone” objectif et les politiques de protection de l’environnement de plus en plus strictes, le processus de dilatation thermique à moyenne et haute fréquence de Guanzhong est entré dans une phase critique de mise à niveau et d'optimisation. Les entreprises ont augmenté leurs investissements dans la recherche et le développement technologiques, modernisation des équipements et transformation de la protection de l'environnement, et le processus s'est progressivement orienté vers le renseignement, greenisation et haut de gamme, et le niveau de développement de l'industrie a été considérablement amélioré.
La mise à niveau intelligente est une direction importante de cette étape. Un grand nombre d'entreprises ont introduit des équipements de production et des systèmes de contrôle intelligents, tels que les systèmes de contrôle PLC, thermomètres infrarouges, jauges d'épaisseur à ultrasons en ligne et autres équipements, pour réaliser l'ajustement automatique et la surveillance en temps réel des paramètres de base tels que la température de chauffage, vitesse d'expansion et pression du bouchon.
Laissez-moi vous donner un exemple que j'ai vu de mes propres yeux pendant le stage: sur la ligne de production intelligente, le personnel n'a qu'à saisir le modèle de spécification du produit (tel que DN800, épaisseur de paroi 10mm) dans le système de contrôle, et le système appellera automatiquement les paramètres de processus prédéfinis. Le four de chauffage à fréquence intermédiaire ajustera automatiquement la puissance de chauffage en fonction des données renvoyées par le thermomètre infrarouge pour garantir que la température de chauffage des tuyaux en acier est uniforme et stable.; l'équipement d'expansion ajustera automatiquement la vitesse d'avancement du bouchon et la pression d'expansion en fonction des données d'épaisseur de paroi renvoyées par la jauge d'épaisseur à ultrasons en ligne pour garantir que l'écart d'épaisseur de paroi du tuyau en acier est contrôlé dans la plage autorisée; toutes les données pendant le processus de production seront téléchargées en temps réel sur le système de gestion de la production de l'entreprise. Le personnel peut vérifier à tout moment l'avancement de la production et la qualité des produits via des ordinateurs ou des téléphones portables.. Une fois que des anomalies de paramètres se produisent, le système déclenchera automatiquement une alarme et s'ajustera à temps, ce qui réduit efficacement les erreurs d'opération manuelle et améliore le taux de qualification du produit et l'efficacité de la production. Selon les statistiques des entreprises, après la mise à niveau intelligente, le taux de qualification des produits est passé de 92% à plus de 98%, l'efficacité de la production a augmenté de 30%, et le coût de la main d'œuvre a diminué de 25%.
La production verte est une autre direction de développement importante de cette étape. Avec les politiques de protection de l'environnement de plus en plus strictes, les processus de production très énergivores et très polluants ont été progressivement supprimés, et le processus d'expansion thermique à moyenne et haute fréquence de Guanzhong optimise également en permanence la structure de la consommation d'énergie et réduit les émissions de polluants.. D'une part, les entreprises ont modernisé et transformé les fours de chauffage, adopté de nouveaux fours de chauffage à économie d'énergie, efficacité énergétique améliorée et consommation d’énergie électrique réduite. Par exemple, la consommation d'énergie du four de chauffage à fréquence intermédiaire d'origine était de 800 kWh/tonne de tuyaux en acier, et la consommation d'énergie du four de chauffage amélioré à économie d'énergie a été réduite à 650 kWh/tonne de tuyaux en acier.. Chaque tonne de tuyaux en acier peut économiser 150 kWh d'énergie électrique. Dans un an, seul le coût de la consommation d'énergie peut être économisé de plusieurs millions de yuans. D'autre part, les entreprises ont mis en place un système complet de traitement des gaz résiduaires et des résidus, qui purifie les gaz résiduaires générés pendant le processus de production avant leur émission, et recycle les résidus de déchets pour réaliser “transformer les déchets en trésor”. Par exemple, les résidus de calamine d'oxyde générés pendant le processus de production peuvent être utilisés comme matière première pour les matériaux de construction après concassage et criblage, ce qui réduit non seulement la pollution de l'environnement, mais crée également certains avantages économiques.
La mise à niveau haut de gamme est également une tendance importante de cette étape. Avec l'amélioration continue de la demande du marché, Les tuyaux en acier sans soudure en acier au carbone ordinaire ne peuvent plus répondre aux besoins de l'industrie chimique pétrolière, pétrole et gaz en haute mer, équipement haut de gamme et autres domaines. Les entreprises ont commencé à augmenter leurs investissements dans la recherche et le développement de technologies de production de haute résistance, tuyaux en acier sans soudure dilatés thermiquement en alliage résistant à la corrosion, traversé une série de technologies de base, et réalisé la localisation de produits haut de gamme. Par exemple, en optimisant les paramètres du procédé et en améliorant les méthodes de chauffage, des entreprises ont produit avec succès des tubes en acier sans soudure à haute résistance et dilatés à chaud, tels que Q355 et Q460, ainsi que des tuyaux en acier sans soudure dilatés à chaud en acier inoxydable tels que 304 et 316L. La performance de ces produits a atteint le niveau avancé international, brisé le monopole des entreprises étrangères, et a été largement utilisé dans le transport de pétrole et de gaz en haute mer, équipement chimique haut de gamme et autres domaines. Dans 2017, L'Association chinoise de l'industrie sidérurgique a publié la norme de groupe T/CISA 002-2017 “Tuyaux en acier sans soudure dilatés à chaud à fréquence intermédiaire pour chaudières à haute pression”. Dans 2023, le GB 5310 la norme inclut officiellement les tuyaux en acier dilatés thermiquement à fréquence intermédiaire, marquant que le développement du processus de dilatation thermique à fréquence intermédiaire est entré dans une nouvelle étape.
En outre, pendant cette étape, le champ d'application du processus de dilatation thermique à moyenne et haute fréquence de Guanzhong a également été continuellement élargi, s'étendant progressivement des domaines traditionnels tels que l'industrie pétrolière et chimique et les réseaux de canalisations municipaux aux domaines émergents tels que le pétrole et le gaz en haute mer, énergies nouvelles et équipements haut de gamme. Selon les dernières données de la branche des tuyaux d'acier de la China Steel Structure Association en 2025, la production de tubes en acier sans soudure haut de gamme et dilatés thermiquement en Chine a atteint 3.2 millions de tonnes en 2024, une augmentation d'une année sur l'autre de 15.4%, comptabilité 17.2% de la production totale de tubes en acier sans soudure dilatés à chaud. Parmi eux, la proportion de produits haut de gamme de dilatation thermique à moyenne et haute fréquence de Guanzhong a atteint plus de 90%, montrant de bonnes perspectives de développement. En même temps, la compréhension technique du processus de dilatation thermique à fréquence intermédiaire a été continuellement améliorée. L'industrie a progressivement réalisé que bien que le processus d'expansion thermique de type poussoir de chauffage par induction à fréquence intermédiaire soit un chauffage local, par rapport au processus global de dilatation du chauffage, cela n'a pas d'impact évident sur la déformation d'expansion. A condition de renforcer le contrôle qualité, la qualité du produit peut être garantie.
Cependant, J'ai également remarqué que bien que le processus de dilatation thermique à moyenne et haute fréquence de Guanzhong ait fait de grands progrès au cours de cette étape, l'écart de niveau technique entre les différentes entreprises est encore important. Grandes entreprises, en s'appuyant sur leurs atouts capitalistiques et technologiques, ont réalisé une production intelligente et verte, avec une qualité de produit et une compétitivité élevées; tandis que certaines petites et moyennes entreprises, en raison d'un capital insuffisant et d'une technologie arriérée, utiliser toujours des équipements et des processus de production traditionnels, avec une qualité de produit inégale, consommation d’énergie et émissions polluantes excessives, face au risque d’être éliminé par le marché. Cette situation polarisée limite également le niveau de développement global du procédé chinois de tubes en acier sans soudure à moyenne et haute fréquence de Guanzhong..
Tuyau sans soudure expansé à chaud – Résumé des liens entre les processus de base
Tuyaux ERW NOIR. Soudé par résistance électrique (Restes explosifs de guerre) Les tuyaux sont fabriqués à partir de bobines laminées à chaud / Fentes. Toutes les bobines entrantes sont vérifiées sur la base du certificat de test reçu de l'aciérie pour leurs propriétés chimiques et mécaniques.. Le tuyau ERW est formé à froid pour lui donner une forme cylindrique, non formé à chaud.
Le tuyau sans soudure est fabriqué en extrudant le métal à la longueur souhaitée; par conséquent, les tuyaux ERW ont un joint soudé dans leur section transversale, tandis que le tuyau sans soudure n'a aucun joint dans sa section transversale sur toute sa longueur. Dans un tuyau sans soudure, il n'y a pas de soudure ni de joints et est fabriqué à partir de billettes rondes solides.
Le 3 éléments de dimension du tuyau Normes de dimension des tuyaux en acier au carbone et en acier inoxydable (ASME B36.10M & B36.19M) Tableau des tailles de tuyaux (Calendrier 40 & 80 tuyau en acier signifie) Moyens de taille nominale du tuyau (NPS) et diamètre nominal (DN) Tableau des dimensions des tuyaux en acier (Tableau des tailles) Calendrier des classes de poids des tuyaux (WGT)
Les tuyaux sans soudure sont fabriqués selon un procédé de perçage, où une billette solide est chauffée et percée pour former un tube creux. Tubes soudés, d'autre part, sont formés en joignant deux bords de plaques d'acier ou de bobines à l'aide de diverses techniques de soudage.
Le tuyau en acier au carbone est très résistant aux chocs et aux vibrations, ce qui le rend idéal pour le transport de l'eau., huile & gaz et autres fluides sous les chaussées. Dimensions Taille: 1/8″ à 48″ / Épaisseur DN6 à DN1200: Sch 20, MST, 40, XS, 80, 120, 160, Type XXS: Tube sans soudure ou soudé Surface: Apprêt, Huile antirouille, FBE, 2PE, 3Matériau enduit de LPE: ASTMA106B, A53, API 5L B, X42, X46, X52, X56, X60, X65, Service X70: Coupe, Biseautage, Enfilage, Rainurage, Revêtement, Galvanisation
Type A- Utilisé là où un espace libre suffisant est disponible. Une élévation spécifique est souhaitable. Tapez B- Utilisé là où la marge est limitée. La fixation de la tête est une seule patte. Tapez C- Utilisé là où la marge est limitée. La fixation de la tête se fait avec des pattes côte à côte
