Comment les supports de rouleaux et les outils d'alignement de tuyaux réduisent la pression de frottement et améliorent la fusion bout à bout
Les supports de rouleaux et les outils d'alignement réduisent la pression de frottement lors du soudage bout à bout en maintenant le tuyau sur des rouleaux à faible friction à une hauteur constante. Ainsi, le chariot de soudage déplace le tuyau librement au lieu de le traîner au sol. Une pression de frottement plus faible et plus stable garantit la concentricité des extrémités du tuyau et produit un cordon de soudure uniforme. Cet article explique l'origine de la pression de frottement et comment un support et un alignement appropriés améliorent la qualité de la soudure. La pression de frottement est la force hydraulique nécessaire pour vaincre la résistance au déplacement du tube et du chariot de la machine le long de l'axe du tube. Lors d'un cycle de fusion bout à bout, la machine plaque d'abord les extrémités du tube contre la plaque chauffante pour former un cordon, les maintient en contact pendant le maintien en température, puis presse les extrémités fondues l'une contre l'autre pour former le joint. Chacune de ces étapes dépend du déplacement fluide et précis du chariot. La pression de frottement n'est pas une valeur fixe. Elle varie en fonction du poids total du tuyau, du frottement entre le tuyau et le sol ou les supports, de la longueur de la colonne de tuyauterie et de l'état du chariot et des rouleaux. Dans les calculs de pression de fusion, tels que ceux basés sur la norme ISO 21307:2017, la pression de frottement est mesurée séparément et ajoutée à la pression relative qui assure la pression interfaciale requise. Une pression de frottement trop élevée entraîne une force excessive sur le joint ; une pression trop faible, une force insuffisante. Ces deux erreurs dégradent la qualité de la soudure ; il est donc essentiel que les opérateurs la mesurent avec précision plutôt que de l'estimer. Le guide de Riyang sur le calcul de la pression et du temps de fusion des machines de soudage bout à bout détaille la formule de la pression relative et l'influence de la pression de frottement sur celle-ci. Le tuyau en PEHD est lourd au mètre, et son poids augmente rapidement avec le diamètre et l'épaisseur de paroi. Un long ensemble de tubes assemblés multiplie à la fois la masse en mouvement et la surface de contact avec le support. Lorsqu'un tuyau repose directement sur du sable, du gravier, de la terre ou de l'asphalte, cette grande surface de contact génère un frottement de glissement important, et le chariot de fusion doit tirer l'ensemble du tube à travers ce matériau. Il en résulte une mesure de pression de frottement élevée et souvent instable. Un opérateur qui compense par une marge de pression de frottement importante risque de surpressuriser le joint, tandis qu'une mesure instable peut entraîner des variations entre les phases de montée en température et de fusion et perturber l'interface en fusion. Le levage du tuyau sur des supports à rouleaux élimine la majeure partie de ce frottement de glissement et la remplace par la faible résistance au roulement d'un rouleau, ce qui constitue le moyen le plus efficace de ramener la pression de frottement à une valeur prévisible. Les supports à rouleaux ne fonctionnent correctement que s'ils sont correctement espacés et dimensionnés. Si les rouleaux sont trop écartés, le tuyau fléchit entre eux, ce qui crée un décalage vertical et rend le déplacement du câble plus difficile. Si les rouleaux sont sous-dimensionnés, ils fléchissent ou se bloquent sous la charge et le frottement réapparaît. L'espacement doit être suffisamment faible pour limiter la flèche, et encore plus faible pour les tuyaux de plus grand diamètre, à paroi mince ou plus flexibles, qui se déforment davantage entre les supports. Chaque support à rouleaux doit être dimensionné pour supporter sa part du poids des tuyaux. Sur une longue colonne, la charge est répartie sur plusieurs supports ; c'est donc généralement la travée la plus lourde, et non la colonne entière, qui détermine la capacité requise. Les supports à rouleaux équipés d'un rouleau à rotation libre plutôt que d'une selle fixe réduisent la friction et facilitent le réglage en hauteur. Les supports à rouleaux DOLPHIN 355 et MAMBA 630 de Riyang sont spécialement conçus pour le support des tuyaux lors du soudage bout à bout et pour réduire la pression de frottement sur le chantier. Conseil en cours de projet : commencez par régler les rouleaux, puis amènez le chariot de la machine jusqu’à eux. Ajuster la machine à un ensemble de rouleaux mal aligné est plus difficile que de niveler quelques supports sur une ligne de référence, et cela reporte l’erreur sur la soudure. Avant que l'outil de dressage ne coupe les extrémités des tubes, ces derniers doivent être alignés. Les pinces de la machine de fusion maintiennent et centrent le tube au niveau du joint, mais ce sont les rouleaux externes qui déterminent la hauteur et la position latérale initiales du tube avant son entrée dans les pinces. Si les rouleaux laissent une extrémité trop haute ou décalée, les pinces doivent forcer le tube à se réaligner, ce qui le fragilise et peut entraîner un désalignement des extrémités au niveau du joint. Les supports de rouleaux réglables en hauteur permettent à l'opérateur d'adapter la hauteur des rouleaux à celle du dispositif de serrage de la machine. L'utilisation d'un cordeau ou d'un laser le long du bord supérieur du tuyau est une méthode pratique pour vérifier que le cordeau est bien droit et horizontal avant le dressage. Un alignement correct de l'axe central permet à l'outil de dressage de produire des extrémités de tuyau plates et parallèles et garantit un cordon de finition uniforme sur toute la circonférence. Chaque barre de résistance à la traction que le chariot doit vaincre représente une contrainte supplémentaire pour le système hydraulique. Lorsqu'une machine fonctionne à la limite de sa pression maximale pour déplacer le tuyau, sa stabilité est réduite lors des phases de précision du cycle, et le chariot peut subir des à-coups ou des balancements en raison du frottement. Cette instabilité peut perturber le cordon de soudure en fusion et engendrer un joint asymétrique ou irrégulier. Sur une conduite bien supportée, le chariot glisse sans effort, le système hydraulique fonctionne dans une plage optimale et les relevés de pression restent stables malgré la montée en température et la fusion. L'opérateur bénéficie d'un enregistrement de pression plus précis, ce qui facilite également l'interprétation des données enregistrées pour un contrôle qualité rigoureux. Un long tube non soutenu ne se contente pas de traîner ; il peut s'affaisser au point d'ovaliser son extrémité. Cette ovalisation rend la coupe de la garniture irrégulière et empêche l'alignement parfait des deux extrémités, ce qui est une cause fréquente de joints fragiles ou rejetés. Ce problème peut également survenir en cas de stockage ou d'empilage inadéquat des tubes avant soudage, mais lors du soudage lui-même, les supports constituent la principale protection. Les supports à rouleaux maintiennent le tuyau rond et horizontal à l'approche de la machine, ce qui permet aux pinces de serrer un cercle parfait et non une forme déformée. Avant chaque soudure, les opérateurs doivent néanmoins vérifier l'ovalisation des extrémités du tuyau et les redresser ou les rectifier si nécessaire, car aucun support à rouleaux ne peut corriger un tuyau déjà déformé de façon permanente. Les travaux sur des tuyaux de grand diamètre, environ 630 mm et plus, et les longues canalisations sollicitent fortement les supports et la machine. Les tuyaux plus lourds nécessitent un plus grand nombre de supports à capacité de charge supérieure, alignés sur une ligne de référence commune afin de garantir l'horizontalité de l'ensemble de la canalisation. Il peut être nécessaire de réduire l'espacement près du joint de fusion pour que la machine travaille sur une portée courte et stable, précisément là où la précision est cruciale. Sur les chantiers équipés de remorques et de chenilles, la ligne de support est souvent mise en place et repositionnée au fur et à mesure de l'avancement des travaux dans la tranchée. L'utilisation de supports à rouleaux rapides à mettre à niveau et à verrouiller réduit le temps de repositionnement et limite la tentation d'en sauter un. Une ligne de support constante est l'un des moyens les plus économiques de garantir la régularité des soudures sur une longue durée, car elle élimine une variable qui, autrement, fluctuerait d'un joint à l'autre. Utilisez la liste de contrôle ci-dessous lors de la spécification ou de la mise en place des supports à rouleaux et des outils d'alignement pour un travail de fusion bout à bout. La pression de frottement est la force hydraulique nécessaire pour déplacer le tuyau et le chariot le long de l'axe du tuyau, en compensant le frottement. Elle est mesurée séparément et ajoutée à la pression relative calculée afin que le joint reçoive la pression interfaciale correcte. Pour de courts tuyaux légers posés sur une surface propre, un seul support près de chaque extrémité peut suffire. Cependant, pour tout travail impliquant des tuyaux lourds, de longs tronçons ou un terrain accidenté, l'utilisation de supports à rouleaux appropriés est indispensable. Plus le tuyau est lourd et long, plus les supports sont importants. Il n'existe pas de valeur unique ; l'espacement dépend du diamètre du tuyau, de l'épaisseur de sa paroi et de sa rigidité. En pratique, il faut utiliser suffisamment de supports, suffisamment rapprochés, pour que le tuyau ne fléchisse pas visiblement entre eux et que chaque support reste dans les limites de sa charge admissible. Non. Les supports à rouleaux maintiennent un tuyau sain rond et horizontal, mais ils ne peuvent pas corriger un tuyau déjà déformé de façon permanente. Vérifiez l'ovalisation avant de souder et redressez ou rectifiez l'extrémité si nécessaire. Un support à rouleaux utilise un rouleau à rotation libre qui réduit la friction et permet au tube de se déplacer pendant le cycle de fusion. Une selle fixe maintient le tube en place mais augmente la résistance au mouvement, ce qui peut accroître la pression de traînée. Choisir les supports de rouleaux et les outils d'alignement adaptés est une solution économique pour éliminer une source majeure de variabilité des soudures. Avant votre prochain soudage par fusion de grande longueur ou de grand diamètre, examinez les supports de rouleaux DOLPHIN 355 et MAMBA 630 de Riyang et assurez-vous de leur compatibilité avec votre gamme de tubes.
Qu’est-ce que la pression de traînée et pourquoi varie-t-elle ?
Poids des tuyaux, frottement au sol et longues canalisations
Espacement des rouleaux et capacité de charge
Alignement des axes des tuyaux avant le dressage
Réduction de la demande hydraulique et de l'instabilité du chariot
Prévention du désalignement et de l'ovalisation des extrémités des tuyaux
Configuration pour les projets de pipelines de grand diamètre et de grande longueur
Liste de vérification pour le choix des rouleaux et des outils d'alignement
Condition Tuyau non supporté Tuyau sur supports à rouleaux Pression de traînée Élevé et instable en raison du frottement de glissement Bas et stable grâce au contact de roulement symétrie des perles Risque de perles irrégulières ou asymétriques Un bourrelet plus uniforme autour de l'articulation Alignement de la ligne centrale Plus difficile à maintenir droit et à niveau Plus facile à aligner avec les pinces de la machine Demande hydraulique Plus haut, avec un mouvement saccadé. Plus bas, avec un déplacement du chariot plus fluide Risque d'ovalisation à l'extrémité du tuyau Plus haut que l'affaissement Abaisser avec un soutien continu Foire aux questions
Qu'est-ce que la pression de traînée dans la fusion fessière ?
Ai-je besoin de supports à rouleaux pour chaque arthrodèse fessière ?
Combien de supports à roulettes dois-je utiliser ?
Des supports à rouleaux peuvent-ils fixer l'extrémité ovale d'un tuyau ?
Quelle est la différence entre un support à rouleaux et une selle fixe ?
Points clés à retenir
Références
