Tuyau soudé en spirale en acier au carbone ASTM A139 pour le transport de fluides

Le tuyau soudé en spirale en acier au carbone ASTM A139 est un tuyau soudé à l'arc par fusion électrique, fabriqué avec un cordon hélicoïdal continu pour le transport d'eau, de liquides industriels, de gaz ou de vapeur. La spécification couvre cinq nuances de fabrication de tuyaux — nuances A, B, C, D et E — avec des limites d'élasticité minimales comprises entre 205 et 360 MPa.

Le processus de formage en spirale permet une production économique de grands diamètres extérieurs tout en maintenant une circonférence, une épaisseur de paroi, une ovalité d'extrémité et une intégrité de soudure contrôlées. Chaque longueur de tuyau fournie peut être testée hydrostatiquement, et le produit peut être fourni avec des surfaces nues, vernies, revêtues d'époxy, revêtues de polyéthylène ou revêtues de mortier de ciment, en fonction de l'environnement d'exploitation.

L'ASTM A139 s'applique aux tuyaux soudés à l'arc par fusion électrique à joint droit ou hélicoïdal, de NPS 4 et plus, avec des épaisseurs de paroi nominales ne dépassant pas 25,4 mm. Le tuyau est spécifiquement destiné au transport de liquides, de gaz ou de vapeur.

Spécifications

Les tolérances dimensionnelles, la préparation des extrémités et les exigences de longueur standard sont basées sur les dispositions de l'ASTM A139.

Caractéristiques principales

Soudure hélicoïdale à pénétration complète

Le cordon du tuyau est fabriqué comme une soudure à joint à pénétration complète. La configuration hélicoïdale continue distribue le cordon autour de la circonférence du tuyau et permet de produire des tuyaux de grand diamètre à partir de bobines ou de tôles d'acier de largeur contrôlée.

Résistance définie du cordon de production

Les éprouvettes de traction du cordon de production prélevées transversalement au cordon doivent atteindre au moins 95 % de la résistance à la traction minimale spécifiée de la nuance d'acier. Lors de la qualification de la procédure de soudage, les éprouvettes de cordon de section réduite doivent atteindre au moins 100 % de la résistance à la traction minimale spécifiée de la nuance sélectionnée.

Essai hydrostatique de chaque longueur de tuyau

L'ASTM A139 exige que chaque longueur de tuyau subisse un essai hydrostatique. La pression d'essai standard est calculée à l'aide de :

P = 2St / D

Où :

• P = pression d'essai hydrostatique
• S = 60 % à 85 % de la limite d'élasticité minimale spécifiée
• t = épaisseur de paroi spécifiée
• D = diamètre extérieur spécifié

La pression standard est limitée à 19,3 MPa, sauf indication contraire dans une condition d'essai convenue. La pression d'essai est maintenue pendant au moins cinq secondes.

Géométrie d'extrémité contrôlée

Dans les 100 mm des extrémités du tuyau, le défaut de circularité ne doit pas dépasser 1 % du diamètre spécifié. Ce contrôle améliore l'alignement sur site, la cohérence du soudage circonférentiel et l'ajustement avec les raccords fabriqués.

Cinq niveaux de résistance

Les cinq nuances ASTM A139 offrent des limites d'élasticité minimales allant de 205 MPa pour la nuance A à 360 MPa pour la nuance E. Cela permet de sélectionner la nuance de tuyau en fonction du diamètre, de l'épaisseur de paroi, de la pression de conception et des charges d'installation.

Nos avantages

1. Comment l'intégrité de la soudure est-elle vérifiée sur les tuyaux de grand diamètre en spirale ?

Les préoccupations de l'acheteur portent souvent sur la pénétration incomplète, l'inclusion de laitier, le manque de fusion et les discontinuités aux joints des bandes.

Notre contrôle de production peut inclure :

• Soudage automatique sous laitier de l'intérieur et de l'extérieur
• Procédures de soudage et opérateurs qualifiés
• Surveillance continue du courant, de la tension et de la vitesse de déplacement de soudage
• Inspection visuelle de l'ensemble du cordon de soudure
• Examen par ultrasons du cordon hélicoïdal
• Examen radiographique des intersections de soudure et des zones réparées
• Essai de traction transversal du cordon de production
• Essai hydrostatique de chaque longueur de tuyau finie

La portée de l'inspection et les critères d'acceptation sont confirmés avant la production et indiqués dans le plan d'inspection et d'essai.

2. Comment les problèmes d'ajustement des extrémités de tuyaux et de soudage sur site sont-ils réduits ?

Les tuyaux de grand diamètre avec une ovalité excessive peuvent augmenter le temps d'alignement et produire des écarts de racine inégaux lors du soudage sur site.

Les extrémités des tuyaux sont calibrées mécaniquement et vérifiées en circonférence, diamètre et ovalité. L'ASTM A139 limite l'ovalité des extrémités à 1 % dans les 100 mm de chaque extrémité. Lorsque un contrôle d'ajustement sur site plus strict est requis, des tolérances d'extrémité spécifiques au projet, une compatibilité d'alignement interne et un marquage d'appariement peuvent être convenus avant la fabrication.

3. Comment la corrosion interne et externe est-elle traitée ?

L'acier au carbone nu n'est pas intrinsèquement résistant à la corrosion. Le choix du revêtement doit donc correspondre au fluide transporté, aux conditions du sol, à la température de fonctionnement et à la méthode d'installation.

Les systèmes de protection contre la corrosion disponibles comprennent :

• Époxy fusionné pour service enterré ou immergé
• Polyéthylène à trois couches pour pipelines enterrés
• Polypropylène à trois couches pour températures de fonctionnement plus élevées
• Revêtement intérieur en époxy liquide pour service d'eau traitée
• Revêtement en mortier de ciment pour la transmission d'eau de grand diamètre
• Apprêt riche en zinc ou systèmes de peinture extérieure spécifiques au projet
• Détection de défauts de revêtement et inspection de l'épaisseur du film sec

Le type de revêtement, l'épaisseur, le grade de préparation de surface et la procédure de réparation doivent être spécifiés dans la commande plutôt que considérés comme une finition commerciale non spécifiée.

Normes d'exécution

Ces normes ne sont pas automatiquement interchangeables. La nuance, la composition chimique, les propriétés mécaniques, la fréquence d'inspection, la pression hydrostatique et les tolérances dimensionnelles doivent être vérifiées par rapport à la spécification contractuelle.

Application : Canalisation principale de transmission d'eau brute municipale

Le tuyau soudé en spirale ASTM A139 peut être utilisé comme canalisation principale de transmission d'eau brute de grand diamètre reliant une station de prise d'eau de réservoir à une usine de traitement d'eau municipale.

Pour cette application, le tuyau peut être fourni avec :

• Nuance B, C, D ou E sélectionnée par conception hydraulique et structurelle
• Revêtement intérieur en mortier de ciment ou en époxy liquide
• Revêtement extérieur FBE ou 3LPE
• Extrémités chanfreinées pour soudage bout à bout sur site
• Essai hydrostatique de chaque longueur de tuyau
• Examen par ultrasons du cordon hélicoïdal
• Coudes, réducteurs, tés et raccords à bride fabriqués
• Joints isolants et dispositions de protection cathodique si nécessaire

La classe finale, l'épaisseur de paroi, la marge de surpression, la charge extérieure, la marge de corrosion et le système de revêtement doivent être déterminés par l'ingénieur concepteur du pipeline.

Composition chimique

Pourcentage maximum par analyse à chaud

Les limites chimiques ci-dessus sont spécifiées pour les nuances ASTM A139 A à E, l'analyse étant effectuée conformément à l'ASTM A751.

Propriétés mécaniques