La rainure roulée du tuyau en acier

Le rainurage au rouleau, également appelé rainurage à la presse ou rainurage au rouleau, est une technique de formage à froid :

À l'aide d'une machine à rainurer par rouleau dédiée (rainureuse à presse), la partie inférieure entraîne la roue à came pour faire tourner le tuyau en acier, tandis que la roue de pression convexe supérieure est lentement pressée contre la paroi extérieure du tuyau en acier sous l'action du vérin hydraulique, provoquant une déformation plastique du métal à l'extrémité du tuyau et l'extrusion à froid d'une rainure (rainure) en forme d'arc de cercle. Aucune découpe ni enlèvement de matière n’est effectué.

Distinction clé :

Rainure de rouleau= Formage par extrusion à froid, sans enlèvement de matière ;

en revanche,Couper la rainure= Utilisation de la méthode de tournage pour couper certains matériaux afin de créer la rainure.

Roll Groove est actuellement la méthode la plus courante en ingénierie.

Le seul but de la rainure de roulement est d'usiner des rainures aux deux extrémités du tube en acier, de manière à permettre l'utilisation de connexions de type rainure- (connexion par serrage / Grooved Coupling) pour connecter les tuyaux :

1. Installez la bague d'étanchéité en caoutchouc → Mettez le collier (flexible/rigide) → Serrez le boulon et les deux tuyaux sont connectés.
2. Ce système de connexion est largement utilisé dans : les systèmes d'eau d'incendie, la CVC, l'approvisionnement en eau et le drainage, la pétrochimie, les canalisations minières, etc.

Il existe différentes manières de raccorder des tuyaux en acier. Pourquoi ne pas simplement souder ou utiliser des brides ? L'importance de l'assemblage à rainure roulée réside dans :

En termes simples : L'importance de la technologie de rainurage=Elle a fait progresser la connexion des pipelines de « l'ère du soudage » à « l'ère de l'assemblage mécanique rapide » - sûre (sans utiliser le feu), efficace, flexible et facile à entretenir.

Selon le « Code technique des canalisations à raccordement rainuré » T/CECS 151 et les procédures opérationnelles associées, le processus est le suivant :

▎Étape 1 · Préparation des tuyaux

• Utilisez une machine à couper les tuyaux ou une scie sans dents pour couper le tuyau en acier à la longueur souhaitée.
• L'incision doit être lisse et la face d'extrémité doit être perpendiculaire à l'axe du tuyau (asymétrie : pour DN100 à 150, Inférieur ou égal à 1,0 mm ; pour DN Supérieur ou égal à 200, Inférieur ou égal à 1,4 mm)
• Utilisez une meule ou une lime pour éliminer soigneusement les bavures, la rouille et les calamines d'oxyde de l'intérieur et de l'extérieur de l'extrémité du tuyau.

▎Étape 2 · Positionnement et mise à niveau de la machine

• Placez la machine à sous sur une surface solide et plane et utilisez une jauge de niveau pour calibrer le corps de la machine.
• Sélectionnez les moules de roue de pressage/roue de gaufrage supérieur et inférieur correspondants de la taille appropriée en fonction du diamètre du tuyau (⚠️ Ne mélangez pas des moules de spécifications différentes)

▎Étape 3 · Montage de tuyaux en acier

• Une extrémité du tuyau en acier est placée sur la roue motrice de la machine à sous roulante, tandis que l'autre extrémité est placée sur le support du tuyau (le support est approximativement à la position 2/3 de la longueur totale à partir de l'extrémité du tuyau).
• Ajustez la hauteur du support pour rendre le tube en acier horizontal (l'extrémité du support peut être légèrement plus basse de 1 à 2 degrés pour éviter la "dérive du tube")
• La section transversale-de l'extrémité du tuyau est étroitement alignée avec la surface d'arrêt de positionnement de la machine à rainurer et l'axe du tuyau est perpendiculaire à la surface d'arrêt.

▎Étape 4 · Réglez la profondeur de la rainure et le rouleau

1. Serrez la soupape de surpression de la pompe à huile → Tournez la poignée pour que la roue de pressage supérieure touche juste la paroi extérieure du tuyau en acier.
2. Tournez l'écrou de limite pour régler la profondeur de fente cible (le dispositif de limite est obligatoire ! N'utilisez pas de machine à position illimitée).
3. Démarrez le moteur → Entraînez la roue pour faire tourner le tube en acier → Pour chaque rotation, avancez la pression d'environ 0,25 mm, en l'approfondissant progressivement, n'appuyez jamais à fond d'un coup !                                                                                                                                                                                                                                                  Par exemple: Un exemple typique d'avance (DN200) : environ 10 à 11 rotations sont nécessaires, ce qui entraîne une dépression totale d'environ 2,5 mm. L'alimentation est uniforme à chaque rotation.
4. Une fois que l'écrou d'arrêt est complètement serré et atteint la profondeur réglée, faites tourner le tube en acier de 1 à 2 tours supplémentaires pour terminer le processus de façonnage et de polissage → Arrêtez la machine

▎Étape 5 · Inspection et retrait
• Relâcher la soupape de surpression → Retirer le tuyau en acier→ Utilisez une jauge à fente/un pied à coulisse pour mesurer si la profondeur et la largeur de la fente sont dans la tolérance standard.→ Ce n'est qu'après avoir été qualifié qu'il peut être mis en service

Il s’agit d’une question très cruciale. Le procédé de laminage de rainures est essentiellement une opération de déformation plastique à froid, qui modifie l'état local de l'extrémité du tube :

Phénomène physique qui va forcément se produire

⚠️ Les dommages réels causés par un mauvais fonctionnement :

✅ Le résultat concluant d'un roulage correct de la rainure

Tant que l'opération est effectuée conformément aux spécifications (avec un nombre limité de forets, une avance par étapes et une profondeur contrôlée), l'impact des rainures sur la résistance du corps du tube en acier reste dans les limites de tolérance de conception. Les dimensions de rainure spécifiées dans les normes nationales sont conçues pour garantir une épaisseur de paroi restante suffisante (par exemple, pour les tuyaux en acier DN200, l'épaisseur de paroi minimale requise est de 5,0 mm et la profondeur de rainure n'est que d'environ 2,5 mm).

Selon les normes techniques telles que CJJ/T 154-2020 / T/CECS 151-2019 / CJ/T 156, une tranchée qualifiée doit répondre aux exigences suivantes :

Exigences en matière de dimensions géométriques

Exigence de qualité de surfaceuiments

• La surface depuis l'extrémité du tuyau jusqu'à la section de la rainure est lisse, sans aucune bosse ni rayure ou marque évidente.
• La couche galvanisée et le revêtement/revêtement de la paroi intérieure doivent rester intacts - il est interdit que de grandes surfaces se décollent ou soient endommagées en raison du processus de laminage.
• Il ne doit y avoir aucune fissure ni pelage au niveau des rainures.

Le processus impose strictement

• La machine à sous doit avoir un dispositif de limite et ne peut pas utiliser un dispositif fait maison non réglementé.
• Différents types de DN doivent être utilisés avec les moules correspondants. Il est strictement interdit de les utiliser de manière interchangeable.
• Pendant le processus de laminage, le tube en acier ne doit présenter aucun déplacement longitudinal ou angulaire.
• Le délai de traitement doit être dans les limites spécifiées par les procédures (pour éviter de précipiter le processus trop rapidement)

1. Norme nationale :

• GB/T 3091-2015 « Tuyaux en acier soudés pour la transmission de fluides à basse pression » : il stipule que pour les tuyaux en acier d'une épaisseur de paroi supérieure ou égale à 2,5 mm, la profondeur de la rainure ne doit pas dépasser 15 % de l'épaisseur de la paroi (par exemple, lorsque l'épaisseur de paroi est de 3 mm, la profondeur de la rainure doit être inférieure ou égale à 0,45 mm).
• GB/T 5135.11-2006 « Systèmes de gicleurs automatiques - Partie 11 » : il exige que la zone de rainure des raccords de tuyauterie de raccordement à douille ne présente pas de fissures ou de déformations.

2. Normes internationales :

• ASTM A53 (American Standard) : Il est précisé qu'une fois les rainures usinées, la résistance à la compression du tube en acier doit conserver plus de 90 % de sa valeur d'origine.
• ISO 4144 (Norme européenne) : Elle stipule que les bords des rainures doivent être lisses et sans bavures, et que la rugosité Ra doit être inférieure ou égale à 12,5 μm.

Les rainures de laminage et les rainures de découpe sont deux procédés de rainurage de tuyaux.

Le processus de découpe de rainure enlève physiquement le matériau du tuyau du diamètre extérieur du tuyau, découpant ainsi une rainure dans le tuyau.

Le roulage et la coupe sont plus faciles pour le tuyau et causent moins de dommages. Le formage à froid par laminage permet la formation de rainures sans enlever aucun matériau de tuyau, éliminant ainsi le besoin de nettoyage des débris et offrant une efficacité élevée.

Les tuyaux peuvent être roulés avec des rainures en 30 à 40 secondes par pouce carré, tandis qu'en utilisant le processus de découpe de rainures, cela prend 1 minute par pouce. Le processus de rainure de roulement élimine également le besoin d’huile de coupe et les tracas liés au nettoyage des débris métalliques des tuyaux.

La plupart des produits sur le marché adoptent le procédé de laminage. Le processus de découpe des rainures ne sera-t-il pas alors remplacé ?

Dans certains cas, le processus de découpe de rainures peut être plus utile. Par exemple, si la paroi du tuyau est très épaisse, le processus de découpe des rainures sera plus efficace. Par exemple, si le tuyau est utilisé pour transporter des matériaux solides tels que du sable, et qu'il ne doit y avoir aucune saillie à l'intérieur du tuyau pour empêcher l'obstruction de l'écoulement du sable, la rainure de coupe peut maintenir efficacement l'intégrité de la paroi interne du tuyau. Par conséquent, le processus de placement approprié doit être sélectionné en fonction du scénario d'utilisation spécifique.

Le processus de rainure par rouleau est une technique d'extrusion à froid utilisée pour « mouler » une rainure standard à l'extrémité du tuyau en acier. L'objectif est de permettre aux tuyaux d'être connectés rapidement, de manière fiable et amovible à l'aide de colliers -, cela remplace les risques d'incendie du soudage traditionnel et l'encombrement des brides. Le cœur de l'opération implique le positionnement + la pression lente échelonnée + l'inspection de la taille. L'approfondissement de la pression affaiblit la résistance, la faible profondeur réduit les fuites et l'excentricité empêche l'installation. Chaque étape est donc strictement contrôlée par une norme.