Dans la fabrication des tuyaux et tubes ERW (soudés par résistance électrique), il existe un processus essentiel mais souvent négligé : Garniture tubulaire.
Lorsqu'une bande métallique est laminée et soudée pour former un tube, la chaleur et la pression intenses créent un excès de métal fondu au niveau du joint. Cette protubérance est appelée cordon de soudure ou bavure. Si ce cordon n'est pas retiré avec précision, le tube obtenu ne répondra pas aux normes requises pour les applications industrielles de précision.
Cet article explore Outils d'écharpe, leur fonctionnement et comment choisir les outils adaptés pour garantir une qualité optimale des tubes.
A Outil à scarifier est un instrument de coupe spécialisé utilisé sur un laminoir à tubes. Sa fonction principale est d'agir comme une raboteuse, en rabotant le cordon de soudure saillant alors que la soudure est encore à l'état incandescent (généralement immédiatement après le soudage et avant le refroidissement).
L'objectif est de rendre la surface du tuyau lisse et affleurante avec le métal de base. Ce processus se divise en deux applications spécifiques :
Scarfing OD : Retrait du cordon de soudure de la Diamètre extérieur.
ID Scarfing : Retrait du cordon de soudure de la Diamètre intérieur.
2. Raccordement par ébarbage OD vs ID : comparaison des procédés
Bien que l'objectif soit le même, la complexité et l'équipement nécessaires pour traiter l'extérieur et l'intérieur du tube diffèrent considérablement.
Raccordement par sertissage extérieur (diamètre extérieur)
Il s'agit du processus le plus simple. L'outillage est monté à l'extérieur, ce qui permet à l'opérateur de surveiller facilement la coupe.
Structure : Se compose généralement d'un porte-outil rigide et d'une plaquette carbure remplaçable.
Facteur clé : L'insert présente généralement un rayon (R) spécifique sur le tranchant. Cette courbure doit correspondre parfaitement au diamètre extérieur du tube.
Si le rayon est trop grand : L'insert ne coupera que le haut du bourrelet, laissant une surface plane.
Si le rayon est trop petit : L'insert va creuser le métal de base, provoquant un amincissement de la paroi.
ID Scarfing (diamètre intérieur)
Il s'agit là d'un goulot d'étranglement technique dans la production de tubes, car la découpe s'effectue à l'intérieur du tube, dans un espace restreint.
Structure : Repose sur un système de barre de traction (ou mandrin). Cette longue barre est ancrée en amont (avant le point de soudure) et s'étend en porte-à-faux à l'intérieur du tube à travers la zone de soudage.
La coupe : Un outil spécialisé en forme d'anneau, appelé Anneau de coupe, est monté à l'extrémité de la barre de remorquage.
Enlèvement des copeaux : La perle interne retirée forme une longue bande métallique recourbée (la “ bande ”). Si elle n'est pas retirée immédiatement, ce métal chaud peut obstruer le tube ou endommager l'outillage.
3. Composants essentiels : pourquoi le carbure de tungstène ?
Le scarifiage est une opération de coupe extrêmement exigeante. Les outils doivent fonctionner en continu à haute température et résister aux chocs intermittents causés par les points durs dans la soudure. Le choix des matériaux est donc essentiel pour garantir le succès de l'opération.
Matériau : La grande majorité des plaquettes de rainurage sont fabriquées en carbure de tungstène. Ce matériau offre une “ dureté à chaud ” exceptionnelle (la capacité à conserver sa dureté à des températures élevées).
Technologie de revêtement : Pour prolonger encore davantage la durée de vie des outils, les plaquettes haut de gamme utilisent souvent des revêtements CVD ou PVD (tels que TiN ou Al2O3). Ces revêtements augmentent la dureté de la surface et agissent comme une barrière thermique, protégeant la plaquette contre les chocs thermiques.
Géométrie : Le surfaçage OD utilise souvent des inserts ISO standard (comme SNMX, SOUB, SPUBet SNG) avec des rayons personnalisés, tandis que le chanfreinage ID nécessite généralement des outils Ring propriétaires.
4. Dépannage des problèmes courants
Même avec les meilleurs outils, des problèmes de production peuvent survenir. Vous trouverez ci-dessous les points faibles courants et leurs solutions :
Enjeu
Cause possible
Solution
Bavardage (vibration)
La barre d'attelage est trop longue/fine (manque de rigidité) ; l'insert est émoussé.
Vérifier la rigidité de la barre de remorquage ; remplacer l'insert ; ajouter un amortisseur.
Écaillage
Mauvaise nuance de carbure sélectionnée (trop cassante) ; impuretés dans la soudure.
Passez à une nuance de carbure plus résistante ; vérifiez la qualité de la soudure.
Marches / Zones plates
Le rayon de l'insert ne correspond pas au diamètre extérieur du tube.
Remesurez le diamètre extérieur du tube et passez à l'insert de rayon approprié.
Suppression incomplète (ID)
La hauteur de la bague de coupe est trop faible ; pression hydraulique/pneumatique insuffisante.
Réglez la hauteur de la barre de remorquage pour vous assurer que l'anneau appuie contre la paroi intérieure.
5. Pourquoi est-il important d'utiliser des foulards de haute qualité ?
Si certains tubes structurels peuvent se passer du chanfreinage interne, cette opération est incontournable pour les applications haut de gamme.
Dynamique des fluides : Dans les conduites transportant du pétrole, du gaz ou de l'eau, un cordon de soudure interne crée des turbulences, ce qui limite le débit et augmente les coûts énergétiques liés au pompage.
Post-traitement : Si le tube doit subir un cintrage ou un évasement, un bourrelet interne saillant interférera avec le mandrin, provoquant le blocage ou la fissuration du tube.
Corrosion et hygiène : Dans les pipelines destinés à l'industrie agroalimentaire ou chimique, les soudures rugueuses constituent un terrain propice à la prolifération bactérienne et à la corrosion sous contrainte. Une surface lisse prolonge considérablement la durée de vie des pipelines.
Légende : À gauche : soudure non traitée avec protubérance visible. À droite : soudure chanfreinée, parfaitement alignée avec le profil du tube.
6. Guide d'achat : comment choisir le bon outil de scarification
Lorsque vous recherchez des inserts ou des supports, assurez-vous d'avoir les paramètres suivants à portée de main :
Plage de diamètres extérieurs des tubes : Détermine le rayon (R) requis pour les inserts OD.
Diamètre intérieur du tube : Détermine le diamètre maximal et la résistance du système d'attelage.
Type de matériau : Les soudures en acier inoxydable sont plus dures et plus “ collantes ” que celles en acier au carbone, ce qui nécessite des brise-copeaux et des revêtements spécifiques.
Vitesse de ligne : Les broyeurs à grande vitesse nécessitent des inserts dotés de revêtements résistants à l'usure supérieurs afin de réduire les temps d'arrêt.
Conclusion
Le Outil à scarifier peut sembler être un petit consommable, mais il est le “ gardien ” de la qualité des tubes. De la sélection d'inserts en carbure de haute qualité au calibrage précis du système de barre de remorquage, chaque détail a une incidence sur la commercialisation du produit final. Pour les fabricants de tubes qui visent l'excellence, il est essentiel d'investir dans un système de scarification haute performance.
