Que sont les tuyaux en acier noir?
Les tuyaux en acier noir sont faits d'acier qui n'a pas été recouvert d'un substrat tel que le zinc ou la peinture. Puisqu'il a une surface de couleur sombre qui se forme par l'oxyde de fer pendant le processus de fabrication, il est appelé tuyau en acier noir.
À quoi servent les tuyaux en acier noir?
Les tuyaux en acier noir ont une variété d'utilisations grâce à leur résistance et à leurs besoins pour peu d'entretien. Ils ont tendance à être utilisés pour transporter du gaz et de l'eau dans les zones rurales et urbaines ou pour des conduits qui protègent le câblage électrique et fournissent de la vapeur et de l'air à haute pression. De plus, les tuyaux en acier noir sont également utilisés dans les industries pétrolières et pétrolières pour acheminer de grandes quantités de pétrole à travers des régions éloignées.
D'autres utilisations des tuyaux en acier noir comprennent la distribution de gaz à l'intérieur et à l'extérieur des maisons, des puits d'eau et des systèmes d'égouts. Cependant, les tuyaux en acier noir ne sont jamais utilisés pour transporter de l'eau potable car ils ont tendance à se corroder dans l'eau et les minéraux du tuyau se dissolvent dans l'eau et obstruent également la conduite.
Une brève histoire des tuyaux en acier noir
Les tuyaux en acier sont produits par deux méthodes distinctes qui aboutiraient éventuellement à un tuyau soudé ou sans soudure. Dans les deux méthodes, l'acier brut est d'abord coulé sous une forme de départ plus maniable. Ensuite, il est transformé en tuyau en étirant l'acier dans un tube sans soudure ou en forçant les bords ensemble et en les scellant avec une soudure. Les premières méthodes de production de tuyaux en acier ont été introduites au début des 1800 s et elles ont progressivement évolué vers les processus modernes d'aujourd'hui.
Chaque année, des millions de tonnes de tuyaux en acier sont produites. Sa polyvalence en fait les produits les plus utilisés dans l'industrie sidérurgique. Les tuyaux en acier peuvent être trouvés dans une gamme d'endroits. Puisqu'ils sont solides, ils sont utilisés sous terre pour transporter l'eau et le gaz dans les villes et villages. Ils sont également employés dans la construction pour protéger les fils électriques. Ce qui est intéressant avec les tuyaux en acier, c'est qu'ils peuvent être à la fois solides et légers. Cela les rend idéales pour être utilisées dans la fabrication de cadres de vélo. Les tuyaux en acier peuvent également être trouvés dans les automobiles, les unités de réfrigération, les systèmes de chauffage et de plomberie, les mâts de drapeau, les lampadaires et les médicaments pour n'en nommer que quelques-uns. Les tuyaux sont utilisés depuis des milliers d'années. La première utilisation a probablement été faite par d'anciens agriculteurs pour détourner l'eau des rivières et des ruisseaux vers les champs. Il est également suggéré que les Chinois utilisaient des tuyaux en roseau pour transporter l'eau aux endroits souhaités dès 2000 av.
Le développement des tuyaux en acier soudés modernes remonte aux premiers 1800. En 1815, William Murdock a inventé un système de lampes à charbon. Pour équiper toute la ville de Londres avec ces lumières, Murdock a réuni les barils des mousquets jetés et a utilisé ce pipeline continu pour transporter le gaz de charbon. Lorsque son système d'éclairage a fait ses preuves, il y avait une plus grande demande de longs tubes métalliques. Afin de produire suffisamment de tubes pour répondre à une telle demande, une série d'inventeurs se sont mis au travail pour développer de nouveaux procédés de fabrication de tuyaux. Une première méthode notable pour produire des tubes métalliques rapidement et à peu de frais a été brevetée par James Russell en 1824. Dans cette méthode, il a créé des tubes en joignant les bords opposés d'une bande de fer plat. Le métal a d'abord été chauffé jusqu'à ce qu'il soit malléable. Ses bords sont ensuite repliés et soudés à l'aide d'un marteau pilon. Le tuyau a été fini en le passant à travers une rainure et un laminoir. Cependant, la méthode de Russell n'a pas été utilisée pendant longtemps, car l'année suivante, Comenius Whitehouse a développé une meilleure méthode pour fabriquer des tubes métalliques. Appelé le processus de soudage bout à bout, son processus est la base des procédures de fabrication de tuyaux aujourd'hui. Dans cette méthode, de fines feuilles de fer ont été chauffées et tirées à travers une ouverture en forme de cône. Lorsque le métal a traversé l'ouverture, ses bords se sont enroulés et ont créé une forme de tuyau. Les deux extrémités ont été soudées ensemble pour terminer le tuyau.
Le tuyau soudé est formé en roulant des bandes d'acier à travers une série de rouleaux rainurés qui moulent le matériau en une forme circulaire. Ensuite, le tuyau non noyé passe par des électrodes de soudage. Ces dispositifs scellent les deux extrémités du tuyau ensemble. Aux États-Unis, ce processus a été ouvert à 1832 à Philadelphie. Progressivement, des améliorations ont été apportées à la méthode Whitehouse. John Moon a présenté l'une des innovations les plus importantes de 1911. Il a suggéré la méthode de processus continu dans laquelle une usine de fabrication pourrait produire des tuyaux dans un flux sans fin. Il a construit des machines dans ce but précis et de nombreuses usines de fabrication de tuyaux l'ont adopté. Alors que les procédés de tubes soudés étaient en cours de développement, un besoin de tuyaux métalliques sans soudure se pose. Les tuyaux sans soudure sont ceux qui n'ont pas de joint soudé. Ils ont d'abord été réalisés en perçant un trou au centre d'un cylindre solide. Cette méthode a été développée à la fin des 1800 s. Ces types de tuyaux étaient idéaux pour les cadres de vélo car ils ont des parois minces, sont légers mais solides. En 1895, la première usine à produire des tubes sans soudure a été construite. Comme la fabrication de vélos a cédé la place à la fabrication automobile, des tubes sans soudure étaient encore nécessaires pour les conduites d'essence et d'huile. Cette demande a été d'autant plus forte que l'on a découvert des gisements de pétrole plus importants.
Dès 1840, les ferronniers pouvaient déjà produire des tubes sans soudure. Dans une méthode, un trou a été foré à travers une billette ronde en métal solide. La billette a ensuite été chauffée et tirée à travers une série de filières qui l'ont allongée pour former un tuyau. Cette méthode était inefficace car il était difficile de percer le trou au centre. Il en est résulté un tuyau inégal avec un côté plus épais que l'autre. En 1888, une méthode améliorée a obtenu un brevet. Dans ce processus, le solide a été moulé autour d'un noyau de brique ignifuge. Une fois refroidie, la brique a été retirée, laissant un trou au milieu. Depuis lors, de nouvelles techniques de rouleaux ont remplacé ces méthodes.
En quoi les tuyaux en acier noir sont-ils différents des autres types de tuyaux en acier?
En termes de composants: tubes en acier noir vs tubes en acier au carbone
Caractéristiques des tuyaux en acier au carbone
La quantité de carbone que contient l'acier détermine sa caractéristique. L'acier est considéré comme de l'acier au carbone lorsqu'aucune teneur minimale n'est spécifiée ou requise pour le chrome, le cobalt, le niobium, le molybdène, le nickel, le titane, le tungstène, le vanadium ou le zirconium, ou tout autre élément à ajouter pour obtenir l'effet d'alliage souhaité; lorsque le minimum spécifié pour le cuivre ne dépasse pas 0. 4%; ou lorsque la teneur maximale spécifiée pour l'un des éléments suivants ne dépasse pas les pourcentages indiqués: manganèse 1. 65%, silicium 0. 6%, cuivre 0. {{5} }%. La majorité de l'acier produit dans le monde appartient à la catégorie de l'acier au carbone.
Les tuyaux en acier au carbone peuvent être divisés en différentes catégories selon un certain nombre de normes:
(1) en termes d'utilisation finale, il peut être divisé en acier de construction en carbone, en acier à outils en carbone et en acier à coupe facile; l'acier de construction au carbone est divisé en acier de construction du projet et en acier de fabrication de machines;
(2) en termes de méthode de fusion, il peut être divisé en acier à foyer ouvert et en acier de conversion;
(3) en termes de méthode de désoxydation, elle peut être divisée en acier bouillant (F), acier tué (Z), acier semi-tué (b) et acier tué spécial (TZ);
(4) en termes de teneur en carbone, il est divisé en acier à ultra-haute teneur en carbone (1. 00 - 2. 00%); acier à haute teneur en carbone (0. 60 - 0. 99%); acier au carbone moyen (0. 30 - 0. 59%); acier à faible teneur en carbone (0. 1 6 - 0. 29%); acier au carbone doux (0. 05 - 0. 1 5%);
(5) en termes de qualité de l'acier, il est divisé en acier au carbone ordinaire (phosphore, soufre, supérieur), acier au carbone de haute qualité (phosphore, soufre, faible), acier de haute qualité (phosphore, soufre , inférieur) et acier de très haute qualité.
Applications des tuyaux en acier au carbone
Les tuyaux en acier au carbone sont les premiers à utiliser la plus grande quantité de matériaux de base dans l'industrie moderne. Les pays industriels du monde, dans le but d'augmenter la production d'acier à faible résistance et d'acier allié à haute résistance, ce qui est également très attentif à l'amélioration de la qualité des tuyaux en acier au carbone et à l'élargissement de la gamme de variétés et d'utilisation. La proportion de la production de tuyaux en acier au carbone dans la production totale d'acier du pays, approximativement maintenue à environ 80%, n'est pas seulement largement utilisée dans les bâtiments, les ponts, les chemins de fer, les véhicules, les navires et toutes sortes de fabrication de machines. , mais aussi dans l'industrie pétrochimique moderne, le développement marin, a également été largement utilisé.
En quoi les tuyaux en acier noir sont-ils différents des tuyaux en acier au carbone?
En général, les tuyaux en acier noir et les tuyaux en acier au carbone ont presque les mêmes procédures de soudage. C'est le cas pour le soudage général, mais pas pour une application spécifique comme les températures très froides. Un tuyau en acier noir n'est pas vraiment une spécification, mais plutôt un terme générique utilisé principalement par les plombiers pour distinguer un tuyau en acier ordinaire d'un tuyau en acier galvanisé.
Les tuyaux en acier noir sont coulés à partir de plusieurs qualités de fonte ductile ou malléable, tandis que les tuyaux en acier au carbone sont généralement soudés ou sans soudure. Les tuyaux en acier noir sont utilisés pour les applications souterraines ou immergées ainsi que pour les tuyaux et les branches traditionnels soumis à des acides. Il est également courant d'utiliser des tuyaux et des raccords en fonte pour les conduites d'eau froide municipales de diamètre 4 ″ et plus. Le moulage sous pression commercial n'est pas adapté aux lignes soumises à des contraintes d'expansion, des contractions et des vibrations, sauf si le tuyau est très lourd. Il ne convient pas à la vapeur surchauffée ou à des températures supérieures à 575 degrés F. Les tuyaux en fonte dans les applications souterraines (telles que les canalisations d'égout) ont généralement des extrémités en cloche et à bout mâle tandis que les tuyaux exposés ont généralement des extrémités à brides.
En termes de revêtement: tubes en acier noir vs tubes en acier galvanisé
Caractéristiques des tuyaux en acier galvanisé
Les tuyaux en acier noir et galvanisé sont tous deux en acier, mais les tuyaux galvanisés ont un revêtement en zinc, contrairement aux tuyaux noirs. Par conséquent, les tuyaux galvanisés sont plus chers et plus durables.
Comment la galvanisation protège-t-elle les tuyaux en acier?
Le zinc detuyaux en acier galvanisésert de couche sacrificielle. Il rouillera avant l'acier en dessous, permettant à l'intégrité du tuyau de rester intacte pendant beaucoup plus longtemps que les tuyaux ordinaires. De plus, même si la couche de zinc est rayée ou endommagée, elle peut toujours protéger l'acier en dessous.
Combien de temps dureront les tuyaux en acier galvanisé?
Plus votre revêtement de zinc est épais, plus le tuyau dure longtemps. L'environnement joue également un rôle crucial dans la détermination de la durée de vie du tuyau. Si les tuyaux sont placés dans des conditions très corrosives, ils durent souvent de 50 à 100 ans.
Applications des tuyaux en acier noir et des tuyaux en acier galvanisé
Les tuyaux en acier noir et les tuyaux en acier galvanisé sont les deux types de tuyaux les plus couramment utilisés pour le transport de liquide et de gaz.
Les tuyaux en acier noir sont plus susceptibles de s'éroder que les tuyaux galvanisés et pour cette raison, ils ont tendance à être utilisés pour transporter du gaz tandis que les tuyaux galvanisés pour transporter l'eau.
La couche de zinc recouvrant les tuyaux galvanisés lui offre une plus grande capacité de protection contre la corrosion, mais au fil du temps, elle peut provoquer l'écaillage du minéral et bloquer le tuyau, ce qui pourrait entraîner une explosion. Le transport de gaz par des tuyaux galvanisés est donc dangereux. Au lieu de cela, il est utilisé pour transporter de l'eau pour alimenter des bâtiments résidentiels et commerciaux ou sert de cadre d'échafaudage grâce à sa protection contre la rouille.
En revanche, les tuyaux en acier noir sont sans revêtement et sans vapeur. Par conséquent, il est largement utilisé pour transporter du gaz comme le propane et le gaz naturel vers des bâtiments résidentiels et commerciaux. Les tuyaux en acier noir peuvent également être utilisés pour le système de gicleurs d'incendie, car ils peuvent mieux empêcher le feu que les tuyaux galvanisés.
Comparaison des coûts des tuyaux en acier noir et des tuyaux en acier galvanisé
En général, les tuyaux en acier noir sont moins chers que les tuyaux galvanisés. Cela est dû au revêtement de zinc sur les tuyaux galvanisés et au processus de fabrication. Les raccords galvanisés coûtent également plus cher que les raccords utilisés sur l'acier noir en raison de sa demande d'entretien.
Comment différencier les tuyaux en acier noir et les tuyaux en acier galvanisé?
Il existe deux méthodes principales pour distinguer les tuyaux en acier noir et les tuyaux galvanisés:
Tout d'abord, vous pouvez examiner la couleur du tuyau. Le tuyau en acier noir est plus foncé que le tuyau galvanisé; il est noir plat tandis que le tuyau galvanisé est argenté et gris.
Et deuxièmement, les tuyaux galvanisés sont généralement utilisés pour le transport de l'eau tandis que les tuyaux en acier noir pour le gaz fournissent.
Autres types de revêtements
Selon l'utilisation du tuyau, d'autres types de peintures ou de revêtements sont utilisés. Une série de mesures sont prises pour garantir que le tuyau en acier fini répond aux spécifications. Par exemple, des jauges à rayons X sont utilisées pour réguler l'épaisseur de l'acier. Les jauges fonctionnent en utilisant deux rayons X. Un rayon est dirigé vers un acier d'épaisseur connue tandis que l'autre vers l'acier passant sur la chaîne de production. En cas d'écart entre les deux rayons, la jauge déclenche automatiquement un redimensionnement des rouleaux pour compenser. Les tuyaux sont également inspectés pour les défauts à la fin du processus. Une méthode pour tester un tuyau consiste à utiliser une machine spéciale qui remplit le tuyau d'eau et augmente ensuite la pression pour voir si elle tient.
