La fabrication des tubes soudés en spirale est
réalisée en continu sur des machines à souder.
Après déroulement de la bobine en bande par un train
d'entraînement, la tôle est poussée dans la cage de formage
ou elle subit une déformation de cintrage sous l'action d'un
vérin. L'obtention du formage en spirale est réalisée par
l'inclinaison d'un angle #177; entre l'axe initial de la bande et l'axe de
sortie du tube comme l'indique la Figure I.1.
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Figure I-1. Technique de fabrication des tubes
soudés en spirale [5].
Le formage du tube en spirale se fait avec inclinaison de
l'angle d'introduction de la bande qui se calcule par la relation suivante
(voir la Figure I.2):
æ B ö
b = Arc sin ç ÷ (I.1)
è ' ø
D p
ext
Avec: B : la largeur de la bande, Dext : le diamètre
de tube formé, b : L'angle d'introduction de
la bande par rapporte aux l'axe de symétrie (A).
Pratiquement, il est très difficile de fabriquer les
tubes avec un petit angle aigu, c'est pour cela, que les valeurs de l'angle 2
varient entre 15° et 50°.
Figure I.2. L'angle d'introduction de la
bande [5].
La gamme de tubes fabriqués varie en diamètre
entre 11.81 pouces (300. mm), et 98.42 pouces (2500 mm). Actuellement, la
plupart des commandes sont à 24 pouces (600 mm), et de longueur entre 9
à12 m.
Le tube soudé en spirale est obtenu à partir
d'un formage à froid d'une bobine d'acier, conformément aux
normes ISO 9001 [6], par le procédé de soudage à l'arc
émergé sous flux en poudre. La fabrication de tube soudé
en spirale passe par plusieurs étapes pendant la transformation,
à partir de la bobine jusqu'à la finalisation de tube (figure
I.3).
(a) Préparation de bobine (b) Tube a l'état
final
Figure I.3: Etat initial et final des
tubes.
I.2.1.1. Basculeur des bobines: Les bobines de
tôles arrivant à axe vertical sont mises à
axe horizontal.
I.2.1.2. Machines de préparation bobines :
Cette machine est alimentée en bobines à axe horizontal
par le pont roulant. La bobine ainsi placée est déroulée
sur une certaine longueur pour subir plusieurs opérations:
· Le début de bobine est coupé
d'équerre suivant l'axe de la bande et est soumis à un
contrôle dimensionnel (voir la Figure I.4).
· Un contrôle ultrasons pour détecter les
éventuels défauts internes.
· Si le début de la bande ne présente pas
de défaut, on considère que la bobine est apte à la
consommation; dans le cas où le début de la bobine
présente des défauts, la bobine est refusée.
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Figure II.4: Préparation des
bobines.
I.2.1.3. Machine à souder: La tuberie
spirale dispose de quatre machines à souder qui permettent la
réalisation de plusieurs opérations pour la fabrication comme le
montre la figure I.5.
Figure I.5: Machine à souder.
I.2.1.4. Rabotage: C'est une
opération qui consiste à oxycoupage la fine bande sur la machine
et de raccorder le bout de la précédente bobine à la
nouvelle par un soudage automatique sous flux (figure I.6). La durée de
l'opération dure environ 30 minutes et nécessite l'arrêt de
la production.
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Figure I.6: Cisaillage et rabotage des
bobines.
II.2.1.5. Guidage: Quatre galets de guidage
(figure I.7), à commande hydraulique permettent un réglage rapide
de la bande en cas de dérives dues aux variations de largeur de la
bande.
Figure I.7: Vérin de guidage.
II.2.1.6. Dressage bande: Des cisailles de
rive permettent la mise en largueur définitive de bande. Les chutes
ainsi obtenues par cisaillage sont coupées par simple rotation de deux
tourteaux équipés de plusieurs couteaux en acier (Figure I.8).
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Figure I.8: Dressage de la bande.
I.2.1.7. Formage de la bande: La bande est
entrainée par deux rouleaux cylindriques; elle subit un
préformage par des galets cambreurs, des bras de guidage avec plaque
d'usure en téflon maintiennent la bande. Celle-ci est introduite dans la
cage de formage, constituée de plusieurs trains de galets,
ajustés suivant le diamètre à réaliser.
I.2.1.8. Chanfrein des bandes : Il faut
chanfreiner les bandes avant la soudure comme l'indique sur la figure I.9.
Figure I.9: Exécution du chanfrein des
bandes.
I.2.1.9. Nettoyage de la bande: Le tube
ainsi mis en longueur est nettoyé sur une machine (figure I.10), qui le
débarrasse de tous les déchets (flux, laitier, &etc.).
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Figure I.10: Nettoyage de la bande lors de
fabrication.
I.2.1.10. Machine de reprise des soudures:
Cette machine effectue une opération de soudage
extérieur des rabotages ainsi que les longues interruptions du cordon
extérieur de soudure. Le système de soudage est identique
à celui des machines à souder en spirale (figure I.11).
Figure I.11: Soudage des tubes par le
procédé (SAW).
I.2.1.11. Zone de réparation: Elle
est équipée de deux postes de soudage manuel pour réaliser
toutes les réparations de défauts préjudiciables de la
soudure qui sont signalées en amont par le contrôle visuel voir la
figure I.12.
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(a) (b)
Figure I.12 : Réparations des
défauts manuellement (a) réparation par soudage et (b)
défaut réparé.
I.2.1.12 Tronçonneuse des tubes :
Cette machine est utilisée pour l'oxycoupage des tubes (figure
I.13), suivant les instructions du contrôle visuel et figurant sur la
carte suiveuse du tube.
Figure I.13: Découpage des tubes semi
finis.
I.2.1.13 Chanfreineur des tubes: Pour
permettre l'opération de soudage manuel en chantier de pose, le tube est
chanfreiné (figure I.14), sur cette installation suivant les normes NF
EN10224 :2002 [7]. L'angle obtenu est en général de 30 O à
35 O avec un talon de 1,6 mm. La préparation d'extrémité
autre qu'un chanfrein doit être réalisé pour le soudage
bout à bout l'acheteur doit spécifier le type de
préparation requis.
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Figure I.14: Chanfrein et schéma
dimensionnel de chanfrein d'extrémité de tube.
