Cintrage par induction de tubes et tuyaux

Tube de cintrage par induction

Qu'est-ce que le cintrage par induction ?

Pliage par induction est une technique de cintrage de tuyauterie efficace et contrôlée avec précision. Le processus de cintrage par induction consiste à chauffer localement la pièce à l'aide d'une énergie électrique induite à haute fréquence. Les tuyaux, les tubes et même les formes structurelles (canaux, profilés en W et en H) peuvent être cintrés efficacement dans une machine à cintrer par induction. Le cintrage par induction est également connu sous le nom de cintrage à chaud, cintrage incrémental ou cintrage à haute fréquence. Pour les tubes de plus grand diamètre, lorsque les méthodes de cintrage à froid sont limitées, Pliage par induction est l'option la plus intéressante. Autour du tuyau à cintrer, on place une bobine d'induction qui chauffe la circonférence du tuyau à une température comprise entre 850 et 1100 degrés Celsius.

Une machine à cintrer les tubes par induction est représentée sur la photo. Après avoir positionné le tube et fixé solidement ses extrémités, on alimente un inducteur de type solénoïde qui chauffe la circonférence du tube dans la zone où il doit être cintré. Lorsqu'une distribution de température suffisante pour assurer la ductilité du métal dans la zone de cintrage a été atteinte, le tuyau est alors poussé à travers la bobine à une certaine vitesse. L'extrémité avant du tuyau, qui est fixée au bras de cintrage, est soumise à un moment de flexion. Le bras de cintrage peut pivoter jusqu'à 180°.
Dans le cintrage par induction de tuyaux en acier au carbone, la longueur de la bande chauffée est généralement comprise entre 25 et 50 mm (1 à 2 pouces), avec une température de cintrage requise comprise entre 800 et 1080°C (1470 et 1975°F). Lorsque le tube passe dans l'inducteur, il se plie dans la zone chaude et ductile d'une valeur déterminée par le rayon du pivot du bras de cintrage, tandis que chaque extrémité de la zone chauffée est soutenue par une section froide et non ductile du tube. En fonction de l'application,
La vitesse de cintrage peut varier de 13 à 150 mm/min (0,5 à 6 in./min). Dans certaines applications nécessitant des rayons plus importants, un ensemble de rouleaux est utilisé pour fournir la force de cintrage requise au lieu d'un pivot de bras de cintrage.Après l'opération de cintrage, le tuyau est refroidi à la température ambiante à l'aide d'un jet d'eau, d'air forcé ou d'un refroidissement naturel dans l'air. Après l'opération de cintrage, le tube est refroidi à la température ambiante à l'aide d'un jet d'eau, d'air forcé ou d'un refroidissement naturel dans l'air.

L'amincissement de la paroi : Le chauffage par induction permet de chauffer rapidement la circonférence de zones sélectionnées du tube, en consommant un minimum d'énergie par rapport à d'autres procédés de cintrage à chaud dans lesquels l'ensemble du tube est chauffé. Le cintrage de tubes par induction présente également d'autres avantages importants. Il s'agit notamment de la déformation de la forme (ovalisation) et de l'amincissement de la paroi, qui sont très prévisibles. La minimisation et la prévisibilité de l'amincissement de la paroi sont particulièrement importantes lors de la production de tubes et de tuyaux destinés à des applications qui doivent répondre à des exigences de haute pression, telles que l'énergie nucléaire et les oléoducs/gazoducs. Par exemple, les caractéristiques des oléoducs et des gazoducs sont basées sur l'épaisseur de la paroi. Pendant le cintrage, le côté extérieur du cintrage est en tension et a une section transversale réduite, tandis que le côté intérieur est en compression. Lorsque le chauffage conventionnel est utilisé pour le cintrage, la section transversale du côté extérieur de la zone de cintrage est souvent réduite de 20% ou plus, ce qui entraîne une réduction correspondante de la pression nominale totale du pipeline.
Avec chauffage par inductionLa réduction de la section transversale est réduite à 11% en raison d'un chauffage très régulier, d'un programme de cintrage optimisé via une cintreuse informatisée et d'une zone plastifiée (ductile) étroite. Par conséquent, le chauffage par induction permet non seulement de réduire les coûts de production et d'améliorer la qualité du cintrage, mais aussi de réduire le coût total du pipeline.
Autres avantages importants du cintrage par induction : il ne nécessite pas beaucoup de main-d'œuvre, il a peu d'effet sur la finition de la surface et il permet de réaliser de petits rayons, ce qui permet le cintrage de tubes à parois minces et la production de courbes à rayons multiples/courbes multiples dans un seul tube.

Avantages du cintrage par induction :

Grands rayons pour un écoulement fluide.
Rentabilité : les matériaux droits sont moins coûteux que les composants standard (par exemple les coudes) et les coudes peuvent être produits plus rapidement que les composants standard ne peuvent être soudés.
Les coudes peuvent être remplacés par des coudes de plus grand rayon, le cas échéant, ce qui permet de réduire les frottements, l'usure et l'énergie de la pompe.
Le pliage par induction réduit le nombre de soudures dans un système. Il supprime les soudures aux points critiques (les tangentes) et améliore la capacité à absorber la pression et les contraintes.
Les coudes à induction sont plus résistants que les coudes à épaisseur de paroi uniforme.
Moins d'essais non destructifs des soudures, tels que l'examen aux rayons X, permettront de réduire les coûts.
Le stock de coudes et de courbes standard peut être considérablement réduit.
Accès plus rapide aux matériaux de base. Les tuyaux droits sont plus facilement disponibles que les coudes ou les composants standard et les coudes peuvent presque toujours être produits à moindre coût et plus rapidement.
Un nombre limité d'outils est nécessaire (pas d'utilisation d'épines ou de mandrins comme pour le cintrage à froid).
Pliage par induction est un processus propre. Aucune lubrification n'est nécessaire et l'eau nécessaire au refroidissement est recyclée.

AVANTAGES DE L'UTILISATION DU PLIAGE PAR INDUCTION

Rayon de courbure réglable en continu, offrant une flexibilité de conception optimale.
Qualité supérieure en termes d'ovalisation, d'amincissement des parois et d'état de surface.
Il n'est pas nécessaire d'utiliser des composants avec un coude, ce qui permet d'utiliser des matériaux droits moins coûteux et plus facilement disponibles.
Un produit final plus solide que les coudes à épaisseur de paroi uniforme.
La capacité de pliage à grand rayon réduit le frottement et l'usure.
La qualité de la surface du matériau plié n'est pas pertinente en termes d'aptitude à l'emploi.
Temps de production plus rapide que le soudage de composants séparés.
Il est interdit de couper, d'arrondir, d'aléser, d'ajuster, de traiter thermiquement ou de souder des raccords forgés.
Les tubes et autres sections peuvent être courbés à des rayons plus petits qu'avec les techniques de cintrage à froid.
Surface du matériau non affectée par le processus.
Possibilité de réaliser plusieurs coudes sur une même longueur de tuyau.
Réduction des besoins de soudage avec les coudes composés, ce qui améliore l'intégrité de la tuyauterie finie.
Les soudures sont évitées aux points critiques.
Moins d'essais non destructifs, ce qui permet de réduire encore les coûts.
Plus rapide et plus économe en énergie que les méthodes traditionnelles de cintrage des dalles chauffantes.
Le procédé élimine le besoin de remplissage de sable, de mandrins ou de conformateurs.
Un processus propre, sans lubrifiant.
Les modifications des spécifications des courbes sont possibles jusqu'à la dernière minute avant la production.
Réduction de la nécessité d'une inspection formelle sur place de l'intégrité des joints soudés.
Des délais de réparation et d'entretien plus courts, en raison de la facilité relative de production de tubes ou de tuyaux cintrés par induction de remplacement.