Les multiples utilisations des tubes ondulés en acier formés à froid

1. Technologie de formage par pliage à froid La technologie de formage par pliage à froid est une méthode de traitement à froid localisé et continu, qui consiste à appliquer une force externe au métal à l'angle de pliage en plusieurs étapes pour lui faire subir une déformation par pliage, afin d'obtenir la forme souhaitée. Comparé au pliage à chaud, le pliage à froid offre une efficacité de production, une consommation d'énergie et un produit [...]

Les multiples utilisations des tubes ondulés en acier formés à froid

Table des matières

1. Technologie de formage par pliage à froid

La technologie de formage par pliage à froid est une méthode de traitement à froid localisé et continu, qui consiste à appliquer une force externe au métal à l'angle de pliage en plusieurs étapes pour lui faire subir une déformation par pliage, afin d'obtenir la forme souhaitée.

Comparé au cintrage à chaud, le cintrage à froid offre une efficacité de production, une consommation d'énergie et une qualité de produit supérieures.

En tant que technique de formage rentable et efficace, la technologie de formage par pliage à froid est largement utilisée dans la fabrication de tubes en acier ondulés.

En ajustant les paramètres de l'équipement de formage par pliage à froid, il est possible de contrôler la qualité de la production. rayon de courbureLes tuyaux en acier ondulé peuvent être fabriqués à partir d'une variété de matériaux, d'angles et de longueurs pour obtenir différentes formes de tuyaux en acier ondulé.

Les tubes ondulés en acier formés à froid présentent les mêmes caractéristiques de performance que les tubes formés à chaud, telles que la résistance à la compression, la résistance aux vibrations et la malléabilité, mais à un coût inférieur et avec une qualité plus stable, ce qui les rend très appréciés dans l'industrie des tubes ondulés en acier.

Figure 4 : Équipement de formage à froid

Lecture connexe : Tuyau ondulé en acier : Guide des différents types

2. Avantages de la technologie de formage par pliage à froid

  1. Efficacité : Le formage par pliage à froid ne nécessite pas de chauffage du matériau, ce qui permet d'obtenir des vitesses de production plus rapides, adaptées à la fabrication à grande échelle, avec une efficacité jusqu'à 10 fois supérieure à celle du processus d'emboutissage.
  2. Réduction des coûts et meilleure utilisation des matériaux : Pour la production à grande échelle, le coût du pliage à froid est inférieur à celui de l'emboutissage, mais la durée de vie du moule est plus longue. Un jeu de rouleaux combiné peut produire différentes spécifications d'acier formé à froid, avec des économies de matériaux allant de 15% à 30% par rapport à l'emboutissage.
  3. Conservation de l'énergie et protection de l'environnement : Le formage par pliage à froid consomme moins d'énergie et élimine le besoin de ressources énergétiques importantes, ce qui est bénéfique pour l'environnement.
  4. Formation de filets : Il permet d'intégrer en ligne les processus de pré-poinçonnage, de découpe, de soudage, de filetage et de rivetage, ce qui permet d'obtenir un produit dont la forme est proche de celle d'un filet. Le produit fini peut être utilisé comme pièces mécaniques sans autre traitement ou avec un minimum de travail supplémentaire.

3. Applications des tubes ondulés en acier formés par pliage à froid dans diverses industries

Les multiples utilisations des tubes ondulés en acier formés à froid

(1) Applications de la Cité de l'éponge

Dans la construction d'une ville éponge :

  • Les tuyaux en acier ondulé formés par pliage à froid peuvent être les principaux conduits des systèmes de collecte des eaux de pluie, recueillant les eaux de pluie de surface des toits urbains, des routes, et les dirigeant vers les installations de traitement des eaux du sud pour les traiter et les utiliser (voir figure 5).
  • Ils peuvent servir de composants pour les systèmes d'infiltration des eaux de pluie, comme les puits ou les tranchées d'infiltration, en dirigeant les eaux de pluie vers le sous-sol, en augmentant le niveau des nappes phréatiques et en atténuant la pénurie d'eau (voir la figure 6).
  • Ces tuyaux peuvent être utilisés dans la construction de corridors écologiques et de systèmes verts, tels que des zones de conservation écologique et des parcs de zones humides, qui offrent à la fois une restauration écologique et une beauté scénique.
  • Ils peuvent faire partie intégrante de l'infrastructure d'une ville éponge, comme les places ou les routes éponge, améliorant ainsi la perméabilité de la ville et réduisant le risque d'inondation urbaine.
Figure 5 : Tube en acier pour le drainage des eaux pluviales
Figure 6 : Réservoir de stockage d'eau en tôle ondulée

Par rapport aux tuyaux en fonte et en béton, les tuyaux en acier ondulé formés par cintrage à froid se caractérisent par des coûts de matériaux moins élevés, une grande résistance, une construction légère, une excellente résistance à la corrosion, une installation facile et une durée de vie plus longue.

Pour les tuyaux plus courts ou les scénarios où le cintrage n'est pas nécessaire, les tuyaux en acier ondulé entiers sont plus appropriés en raison de leur plus grande résistance et de leurs meilleures capacités d'étanchéité.

Cependant, pour les systèmes de tuyauterie qui nécessitent un cintrage, les tubes ondulés segmentaires en acier sont plus pratiques car ils peuvent être combinés pour former des tubes de différentes longueurs et de différents angles, ce qui offre une plus grande flexibilité.

Dans des situations particulières, telles que la fabrication de tuyaux sur site, les tuyaux en acier ondulés en spirale sont les plus appropriés car ils peuvent être fabriqués sur site à différentes longueurs et à différents angles, offrant ainsi la plus grande adaptabilité.

(2) Application dans les tunnels souterrains des services publics

Dans les projets de tunnels souterrains (figure 7), les tuyaux en tôle ondulée formés à froid sont utilisés pour les systèmes de drainage comme fossés et tuyaux de drainage.

Figure 7 : Couloir souterrain de services publics intégrés

Ils servent également de conduits d'aération dans les systèmes de ventilation, assurant la circulation de l'air et l'expulsion des gaz nocifs.

Ces tuyaux sont utilisés dans les systèmes de protection contre l'incendie des tunnels souterrains des services publics et font partie intégrante des systèmes de protection des câbles, fabriqués dans différentes formes et tailles en tant que conduits de protection des câbles.

Les tuyaux ondulés en acier sont généralement mieux adaptés aux tuyaux de petit diamètre et à la transmission sur de courtes distances que les tunnels principaux en béton armé.

Ils offrent une flexibilité et une étanchéité excellentes, s'adaptant aux changements de terrain et aux courbes des canalisations. En outre, les coûts de fabrication et d'installation des tuyaux en acier ondulé sont relativement moins élevés, ce qui permet de réduire le coût des projets.

Ils sont également faciles à transporter, rapides à installer et d'une grande précision de construction.

Dans les projets de ponceaux, les tuyaux en tôle ondulée formés à froid peuvent être utilisés pour le drainage, la ventilation, les systèmes de support (fabrication d'arcs et de structures latérales de différentes formes et tailles) et les systèmes de protection (protection des structures de ponceaux contre l'érosion due à l'eau et aux sédiments, comme le montre la figure 8).

Figure 8 : Ponceau en tuyaux de tôle ondulée

Les tuyaux en tôle ondulée utilisés dans les caniveaux présentent une excellente résistance aux vibrations et à l'imperméabilisation.

Par rapport aux ponceaux en béton, les tuyaux en acier ondulé ont une durée de vie plus longue (plus de 100 ans), des cycles de construction plus courts, sont moins difficiles à construire, coûtent moins cher, ont une grande résistance à la déformation et de faibles coûts d'entretien après l'achèvement des travaux.

La présence d'une ondulation axiale permet de répartir les contraintes et les déformations le long des directions axiale et radiale, diffusant ainsi les concentrations de contraintes de manière plus efficace.

Les avantages économiques sont considérables, en particulier dans les régions froides caractérisées par le pergélisol, les sols mous, les sols expansifs et le lœss. Les ponceaux en tôle ondulée empêchent le déplacement des canalisations de chauffage.

Le dérouillage de ces tuyaux de chauffage garantit donc la durée de vie des caniveaux ondulés. Les méthodes de dérouillage comprennent le dérouillage technique, le dérouillage mécanique et le dérouillage chimique.

L'expérience montre que l'utilisation de ponceaux en tôle ondulée plutôt qu'en béton armé pour la construction de ponceaux présente des avantages inégalés en termes de cycles de construction, de coûts, de protection de l'environnement, etc.

L'utilisation de ponceaux métalliques ondulés améliore considérablement le confort et la sécurité des routes, en évitant le phénomène de "voiture qui saute" dans les ponceaux routiers et en remédiant aux dégâts causés par le gel dans les régions froides.

(3) Application à l'agriculture de conservation de l'eau

L'agriculture de conservation de l'eau est un élément crucial de la production agricole qui implique le développement, l'utilisation et la gestion des ressources en eau.

Les tuyaux ondulés en acier formés à froid ont de nombreuses applications dans le domaine de la conservation de l'eau et de la construction agricole :

1) Canaux d'irrigation : Les tuyaux en tôle ondulée sont les principaux composants des canaux d'irrigation, qui détournent l'eau des réservoirs et des rivières vers les terres agricoles pour approvisionner les cultures.

2) Systèmes de drainage : Ces tuyaux servent de conduits primaires dans les systèmes de drainage des terres agricoles (figure 9), déversant l'excès d'eau dans les rivières et les réservoirs, empêchant ainsi l'engorgement des terres agricoles.

Figure 9 : Siphon en tube d'acier ondulé

3) Réservoirs et bassins de stockage : Les tuyaux en tôle ondulée sont utilisés dans la construction de réservoirs et d'étangs de stockage, garantissant un approvisionnement en eau régulier (figure 10). Leur grande résistance et leur légèreté leur confèrent une grande durabilité et de faibles coûts d'entretien.

Figure 10 : Déversoir de réservoir en tuyaux de tôle ondulée

4) Irrigation économe en eau : Les tuyaux en tôle ondulée sont utilisés pour l'irrigation au goutte-à-goutte et par aspersion, ce qui permet d'accroître l'utilisation de l'eau et de préserver les ressources.

5) Projets de conservation des sols et de l'eau : Ces tuyaux jouent un rôle dans des projets tels que les barrages anti-glissement, les digues, la prévention de l'érosion des sols et la sauvegarde de l'environnement agricole.

6) Aquaculture : Les tuyaux en tôle ondulée peuvent être utilisés dans les constructions aquacoles, telles que les étangs à poissons et à crevettes, afin d'assurer un approvisionnement en eau régulier et d'améliorer l'environnement d'élevage.

7) Entretien des installations hydrauliques agricoles : Ces tuyaux sont essentiels à l'entretien des installations hydrauliques agricoles, comme le dragage des rivières et le désensablement des canaux, ce qui garantit le fonctionnement normal des installations hydrauliques agricoles.

8) Surveillance et gestion des ressources en eau : Les tuyaux en tôle ondulée peuvent être utilisés pour construire des systèmes de surveillance et de gestion des ressources en eau, tels que des stations d'observation du niveau de l'eau et des stations de surveillance de la qualité de l'eau, offrant des données précises sur les ressources en eau pour guider l'élaboration de politiques dans le domaine de l'agriculture de conservation de l'eau.

Dans les applications hydrauliques et agricoles, le type de tuyau ondulé en acier formé à froid à choisir dépend principalement des facteurs suivants :

  1. Conditions d'utilisation et fluide transporté: Pour le transport d'eau claire ou de fluides contenant peu de particules en suspension, on choisit généralement des tuyaux ondulés en acier segmentés ou des tuyaux ondulés en acier sur toute la longueur. Pour le transport de fluides contenant une plus grande quantité de particules en suspension, il convient d'opter pour des tuyaux ondulés en acier en spirale afin d'éviter les obstructions.
  2. Conditions d'installation des pipelines: Si l'espace disponible pour la canalisation est limité et qu'elle nécessite de nombreux virages, il convient d'opter pour des tuyaux ondulés en acier segmentés plus petits et plus maniables. Si l'espace est suffisant et que la conduite est relativement rectiligne, on peut utiliser des tuyaux ondulés en acier plus grands et plus économiques.
  3. Considérations économiques: En général, la hiérarchie des coûts est la suivante : tuyaux ondulés en acier segmentés < tuyaux ondulés en acier pleine longueur < tuyaux ondulés en acier en spirale. Ainsi, pour les projets à fortes contraintes économiques, les tuyaux ondulés en acier segmentés ou de pleine longueur doivent être envisagés en premier lieu.
  4. Exigences techniques: La complexité technique et les coûts sont moins élevés pour les tubes ondulés en acier segmentés et de pleine longueur que pour les tubes ondulés en acier en spirale. Par conséquent, d'un point de vue technique, les tuyaux ondulés en acier segmentés et de pleine longueur sont plus faisables.

(4) Applications dans les tunnels des mines de charbon

Dans le domaine des tunnels de mines de charbon, les avantages des tubes ondulés en acier résident dans leur solidité, leur flexibilité et leur résistance à la corrosion. L'environnement des tunnels de mines de charbon est rude et l'espace restreint, ce qui exige des matériaux de canalisation de haute qualité.

Les tuyaux ondulés en acier formé à froid répondent parfaitement à ces exigences. Leur résistance peut être de 3 à 5 fois supérieure à celle des tubes en acier ordinaires, ce qui leur permet de supporter les pressions élevées et les lourdes charges que l'on rencontre couramment dans les tunnels des mines de charbon.

En outre, les tuyaux ondulés en acier formé à froid possèdent une excellente résistance aux vibrations et d'excellentes propriétés anticorrosion, ce qui les rend adaptés aux zones présentant des conditions géologiques complexes et des catastrophes naturelles fréquentes, garantissant ainsi la sécurité d'exploitation des tunnels des mines de charbon.

En outre, les coûts d'installation et d'entretien de ces tuyaux sont plus faibles, ce qui permet de réduire les coûts d'exploitation des tunnels des mines de charbon.

Par conséquent, les tubes ondulés en acier formé à froid présentent un vaste potentiel de marché dans les applications des tunnels des mines de charbon.

Pour leur application dans les tunnels des mines de charbon, la sélection des tubes ondulés en acier dépend des facteurs suivants :

Les fluides généralement transportés dans les tunnels des mines de charbon sont l'air comprimé et l'eau, avec peu de particules solides en suspension. En outre, les tunnels des mines de charbon sont étroits et comportent de nombreux coudes.

Ainsi, les tuyaux ondulés en acier segmentés, en raison de leur taille plus petite et de leur meilleure maniabilité, conviennent mieux à l'installation dans des espaces restreints avec de nombreux coudes.

Les tuyaux ondulés en acier de pleine longueur et les tuyaux ondulés en acier en spirale sont moins appropriés dans ces situations.

En conclusion, pour les applications dans les tunnels des mines de charbon, les tubes ondulés en acier segmenté sont le meilleur choix.

(5) Applications dans la construction de ponts et de tunnels

Dans les projets de ponts et de tunnels, les tubes ondulés en acier formé à froid présentent une résistance et une durabilité élevées.

Dans les projets de ponts, les tubes ondulés en acier formé à froid sont couramment utilisés pour les structures porteuses des piles et culées de ponts, comme le montrent les figures 11 et 12.

Figure 11 : Schéma d'un tuyau en tôle ondulée multiporeux et juxtaposé
Figure 12 : Ondulation à grande portée Tôle d'acier Passage en arc de cercle

Compte tenu de la grande portée et des lourdes charges des ponts autoroutiers, il existe une forte demande en matière de résistance des matériaux de tuyauterie structurelle. La résistance des tuyaux ondulés en acier formé à froid peut être 3 à 5 fois supérieure à celle des tuyaux en acier ordinaires, ce qui répond parfaitement aux exigences des structures des ponts.

En outre, les tuyaux ondulés en acier ont une ductilité inhérente qui leur permet d'absorber les impacts des charges dynamiques, améliorant ainsi la sécurité structurelle.

Dans les projets de tunnels, les tubes ondulés en acier formé à froid sont fréquemment utilisés dans les structures de soutien, comme les arcs et les boulons d'ancrage. L'environnement des tunnels est difficile et exige des matériaux utilisés une résistance et une durabilité élevées.

Les tuyaux ondulés en acier formé à froid possèdent non seulement une grande résistance, mais, grâce aux traitements de surface, ils offrent une excellente résistance à la corrosion, ce qui garantit la sécurité structurelle à long terme.

De plus, grâce à leur légèreté, ils sont faciles à transporter et à installer, en particulier dans les espaces confinés tels que les tunnels.

(6) Applications dans le domaine de la construction routière

Actuellement, avec l'accélération de la construction d'autoroutes dans le monde entier, des dizaines de milliers de kilomètres d'autoroutes nécessitent de grandes quantités de matériaux structurellement sûrs. Cette demande a ouvert la voie à l'application de tuyaux ondulés en acier formé à froid.

Le choix des tuyaux ondulés en acier formé à froid pour les applications routières repose principalement sur les considérations suivantes :

  • Pour les charges plus importantes, il est conseillé de choisir des tuyaux ondulés en acier sur toute la longueur ou des tuyaux ondulés en acier en spirale. Ces types de tuyaux ont des parois plus épaisses, ce qui leur confère une résistance supérieure aux pressions axiales et radiales.
  • Pour des besoins de charge moins importants, les tuyaux ondulés en acier segmentés peuvent suffire, et ils sont plus rentables.
  • Pour les diamètres plus importants, en raison de contraintes de fabrication, les tubes ondulés en acier pleine longueur et en spirale présentent certaines limites. Dans ce cas, les tuyaux ondulés en acier segmentés sont le seul choix possible. Si le diamètre se situe dans une fourchette spécifique, n'importe quel tuyau ondulé en acier segmenté peut être utilisé. type d'acier Le tube ondulé peut répondre aux exigences.

En résumé, le choix de tuyaux ondulés en acier pour les applications routières nécessite un jugement global basé sur les spécificités du projet.

D'une manière générale, les tuyaux ondulés en acier segmentés sont idéaux pour les petits diamètres et les exigences de charge moindres. Pour les diamètres plus importants ou les exigences de charge plus élevées, les tuyaux ondulés en acier de pleine longueur ou en spirale sont plus appropriés.

4. Défis actuels

Bien que la technologie du formage à froid soit largement utilisée dans l'industrie des tubes ondulés en acier, elle doit encore faire face à certains défis et difficultés.

  1. La géométrie des produits est difficile à contrôler. Formage à froid est une technique de traitement en continu, et les déformations qui se produisent au cours du processus sont difficiles à contrôler et à prévoir avec précision. Il est donc difficile de contrôler strictement les dimensions géométriques et la forme du produit, ce qui limite son application dans les domaines qui exigent une grande précision et des tolérances strictes.
  2. Il est possible d'améliorer l'efficacité de la production. Les équipements et les techniques actuels de formage à froid ne permettent pas encore de réaliser une production à grande échelle efficace et entièrement automatisée. L'efficacité de la production et les niveaux technologiques peuvent encore être améliorés.
N'oubliez pas que le partage, c'est l'entraide ! : )
Shane
Auteur

Shane

Fondateur de MachineMFG

En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.

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