Quelles pièces sont forgées, lesquelles sont tournées dans la barre et lesquelles sont frappées à froid à partir de fil, pourquoi les jupes doivent être recuites, dans quels aciers sont faits adaptateurs et raccords, et ce qui distingue la fabrication des brides 6000 psi.

Chaque pièce du catalogue commence par une ébauche. La manière de l’obtenir détermine la résistance de la pièce, son prix et même la taille de lot à partir de laquelle il est intéressant de la commander. Nos usines emploient trois procédés.

• Forgeage à chaud en matrice (matriçage). Un lopin coupé dans la barre est chauffé puis forgé sous presse : le métal remplit la gravure de la matrice et prend la forme de la future pièce. C’est ainsi que sont fabriqués coudes, tés, croix, corps de forme complexe, gros raccords et brides.
• Tournage dans la barre. La pièce est usinée dans une barre ronde ou hexagonale sur un tour automatique ou un tour CNC. C’est ainsi que sont fabriqués adaptateurs droits, bouchons, mamelons et écrous.
• Frappe à froid à partir de fil. Le fil d’une couronne est coupé en lopins puis formé sans chauffage, en plusieurs coups, sur une presse à plusieurs postes. C’est ainsi que sont fabriqués les jupes et les raccords jusqu’à 3/4″.

Ensuite, les parcours se rejoignent : usinage, contrôle des cotes et des filetages, zingage avec passivation, contrôle final et emballage. Le schéma montre les opérations par lesquelles passent les principaux groupes de pièces.

Les adaptateurs droits, réductions, bouchons et mamelons sont tournés dans la barre. La barre est amenée automatiquement dans la machine et la pièce est usinée en un seul cycle : dressage de la face, diamètres extérieurs, alésage de passage, cône ou face d’étanchéité, filetage, gorges et tronçonnage. La seconde extrémité est terminée sur la contre-broche ou après reprise de la pièce. Les adaptateurs à six pans sont faits dans de la barre hexagonale étirée, ou les pans sont fraisés sur la même machine.

Les coudes, tés, croix et corps d’adaptateurs à écrou tournant sont forgés. La barre est débitée en lopins, chauffée à 1150–1200 °C et forgée sous presse. Le métal en excès qui s’échappe entre les deux demi-matrices s’appelle la bavure ; elle est découpée dans un outil séparé, et la calamine est éliminée par grenaillage. La pièce forgée a déjà la forme du corps, et il ne reste à la machine qu’à usiner chaque extrémité : la face, le filetage et le siège. Les perçages sont réalisés depuis différents côtés pour se rejoindre à l’intérieur du corps, et les bavures à leur intersection sont toujours éliminées ; sinon, des particules de métal se retrouvent dans l’huile du circuit hydraulique.

Un coude peut aussi être usiné dans un bloc massif, et pour de petits lots on le fait parfois. Mais alors la plus grande partie du bloc part en copeaux, et le fibrage du métal est coupé. Dans une pièce forgée, le fibrage suit le contour du corps et contourne les angles ; elle est donc plus résistante précisément là où les efforts sont les plus élevés. Le forgeage demande en revanche une matrice, qui n’est rentabilisée que sur un lot. C’est pourquoi les références forgées peuvent avoir une quantité minimale de commande, alors que les pièces tournées dans la barre peuvent aussi être fabriquées en petits lots.

Les jupes sont fabriquées sur des presses de frappe à froid à plusieurs postes. Le fil d’acier à bas carbone arrive en couronnes, calibré et revêtu d’une couche lubrifiante de phosphate qui aide le métal à fluer dans les matrices. La machine redresse le fil, coupe un lopin et, en plusieurs coups dans des matrices successives, forme un godet, perce le fond et termine les profils extérieur et intérieur. Le métal flue dans la matrice sans produire de copeaux ; il n’y a donc presque pas de chutes, et une seule machine produit des dizaines de jupes par minute.

La frappe à froid a toutefois un inconvénient. Lorsque le métal est déformé sans chauffage, il se durcit : sa dureté augmente et sa ductilité diminue. C’est ce qu’on appelle l’écrouissage. Dans une jupe, il n’est pas admissible, car au sertissage la jupe doit se déformer plastiquement et serrer fermement le flexible. Une jupe écrouie peut se fissurer au bord ou au niveau des stries, surtout par temps froid, ou se sertir de façon inégale et tenir moins bien le flexible.

C’est pourquoi, après la frappe, les jupes sont toujours recuites : elles sont chauffées à 650–700 °C, maintenues en température puis refroidies lentement. Le métal recristallise, l’écrouissage disparaît et la jupe redevient ductile. Vue de l’extérieur, une jupe non recuite est identique à une jupe conforme ; seuls un duromètre ou un sertissage d’essai révèlent la différence. Il vaut donc la peine de vérifier cette étape chez tout fournisseur.

À la sortie du four, la dureté des jupes est contrôlée, et quelques jupes de chaque lot sont serties à l’essai sur flexible puis examinées : il ne doit y avoir aucune fissure au bord ni au niveau des stries. L’alésage et l’épaisseur de paroi sont contrôlés sur chaque lot, et ce n’est qu’ensuite que les jupes partent au zingage.

Les raccords jusqu’à 3/4″ (DN20) sont fabriqués sur les mêmes presses de frappe à froid. Le fil est frappé en une ébauche d’embout avec collerette et queue de raccordement au flexible. Des machines CNC percent ensuite le passage, taillent le filetage, usinent le cône ou la face d’étanchéité et tournent sur la queue les gorges annulaires qui retiennent le flexible. La frappe apporte à l’embout les mêmes avantages qu’à la jupe : presque pas de chutes, et le fibrage du métal suit le contour de la pièce.

Au-delà de 3/4″, la frappe à froid n’est plus rentable, car l’effort de formage croît avec la section de la pièce et il faut des machines grandes et coûteuses. C’est pourquoi les raccords de 1″ et plus sont forgés ou tournés dans la barre.

Au sertissage, l’embout et la jupe ont des rôles différents. L’embout doit garder sa forme et son passage, tandis que la jupe doit serrer fermement le flexible : c’est pourquoi le recuit obligatoire concerne les jupes.

Les usines chinoises désignent l’acier selon les normes nationales GB/T, et ce sont ces nuances que vous verrez sur les certificats. Le tableau reprend les nuances couramment employées pour les raccords hydrauliques et leurs équivalents internationaux les plus proches. La nuance d’acier d’un lot donné figure sur le certificat matière.

Les documents d’usine utilisent plusieurs systèmes de désignation.

• 10, 20, 35, 45 sont des aciers de qualité au carbone selon GB/T 699. Le nombre indique la teneur moyenne en carbone en centièmes de pour cent : l’acier 45 contient donc environ 0,45 % de carbone. Dans les documents d’usine, le nombre est souvent suivi du signe « # » : « 45# » est le même acier 45.
• SWRCH et ML sont des aciers pour frappe à froid. SWRCH est la désignation japonaise selon JIS G3507, également utilisée par les aciéries chinoises ; ML est la désignation chinoise selon GB/T 6478, par exemple ML08Al.
• Les nuances qui commencent par la lettre Y sont des aciers de décolletage selon GB/T 8731, additionnés de soufre ou de plomb, qui s’usinent plus facilement. Le Y15Pb, par exemple, est proche de l’américain 12L14.
• 06Cr19Ni10 et 06Cr17Ni12Mo2 sont des aciers inoxydables, équivalents des AISI 304 et 316. Les documents chinois les indiquent souvent dans le système japonais : SUS304 et SUS316.

Pour chaque coulée, l’aciérie délivre un certificat indiquant le numéro de coulée, la composition chimique et les caractéristiques mécaniques de l’acier. Les types de ces documents sont définis par la norme européenne EN 10204. En Chine, son équivalent est la GB/T 18253, identique à la norme internationale ISO 10474, avec les mêmes types de documents et la même numérotation. Le premier chiffre du type indique sur quoi reposent les résultats : 2 correspond au contrôle de production courant du fabricant, 3 à des essais sur les produits mêmes qui sont livrés. Pour l’acheteur, deux types comptent surtout.

Il existe aussi le type 2.1, une attestation de conformité à la commande sans résultats d’essais, et le type 3.2, identique au 3.1 mais dont les résultats sont en plus confirmés par l’inspecteur de l’acheteur ou par un organisme d’inspection indépendant. Si vous avez besoin d’un certificat 3.1 pour la matière d’un lot, indiquez-le dans votre demande. Le revêtement et l’essai au brouillard salin sont traités dans l’article « Matières et finition ».

Les raccords à bride Code 62 selon SAE J518, également appelés ISO 6162-2, sont prévus pour 42 MPa (420 bar) dans toutes les tailles. Les brides Code 61 ont une pression nominale plus basse, qui diminue en outre quand la taille augmente. Pour tenir 420 bar, la tête de bride Code 62 est plus grande en diamètre et plus épaisse, et les vis sont plus écartées. Par exemple, sur un raccord de 2″, la tête Code 61 mesure 71,4 mm de diamètre et 9,53 mm d’épaisseur, alors que la tête Code 62 mesure 79,4 mm de diamètre et 12,57 mm d’épaisseur. C’est pourquoi elles ne sont pas interchangeables avec les brides Code 61.

L’ébauche d’un raccord à bride est forgée. La tête de bride est beaucoup plus large que la queue, plus de deux fois plus large dans les petites tailles, et en tournant la pièce dans une barre du diamètre de la tête, la plus grande partie du métal partirait en copeaux. Plus important encore : dans une pièce forgée, le fibrage contourne la transition entre la tête et la queue. C’est le point le plus sollicité de la pièce : les demi-brides appuient sur l’arrière de la tête, tandis que la pression, avec ses pulsations, agit de l’intérieur.

Les exigences d’usinage les plus strictes portent sur la face d’étanchéité et sur la tête. Sur la face, la norme n’admet que des traces d’outil circulaires, d’une rugosité ne dépassant pas Ra 3,2 µm, car une rayure radiale sur cette surface devient un chemin de fuite. La gorge du joint torique est usinée exactement à la cote, pour que le joint soit comprimé de la valeur prévue. L’épaisseur de tête est tenue dans une tolérance serrée ; sinon, les demi-brides ne la plaqueront pas uniformément contre l’orifice sur toute la circonférence.

Les raccords à bride 6000 psi existent en trois versions : pour flexible tressé 1SN et 2SN, pour flexible spiralé 4SH et en version interlock pour flexible dénudé. Dans la version interlock, la jupe s’accroche mécaniquement à l’embout lors du sertissage ; la jupe et l’embout de ce raccordement sont donc fabriqués comme une paire appariée.

Nous travaillons à Zhuji, dans la localité de Diankou, province du Zhejiang. C’est l’un des plus grands centres de travail des métaux en Chine : des milliers d’entreprises y sont implantées, des grandes usines aux petits ateliers qui fabriquent matrices et outillages. Pour la production de raccords, cela signifie des chaînes d’approvisionnement courtes, car barres, fil, matrices et outils de coupe se trouvent tous dans le même district.

• Division par produit et par opération. En Chine, la production est généralement répartie : le site qui fabrique les jupes ne tourne pas de brides, et une forge fournit des pièces forgées à plusieurs ateliers d’usinage. Chaque site adapte son équipement, son personnel et son contrôle à sa propre pièce, et cela donne un prix difficile à atteindre dans une usine polyvalente. La page « Usine » montre comment c’est organisé chez nous.
• Taux d’utilisation élevé des machines. Les tours automatiques et les machines CNC tournent jour et nuit, et un opérateur surveille en général plusieurs machines. Les grandes séries reviennent donc peu cher, tandis que sur un petit lot le changement de série représente une part sensible du prix.
• Un système de références commun. De nombreuses usines chinoises utilisent les mêmes numéros de raccords : 20411, 26711, 87611, etc. Un numéro tiré du catalogue d’une usine est en général compris par une autre, et notre catalogue conserve ces numéros. Les pièces elles-mêmes sont fabriquées selon des normes internationales — SAE, ISO, DIN, BS et JIS —, tandis que les matières sont désignées selon les normes chinoises GB/T.
• Des prix différents pour la même référence. Une même référence du catalogue peut coûter sensiblement plus ou moins cher d’une usine à l’autre, et la différence tient presque toujours à ce qu’une photo ne montre pas : la nuance d’acier, le recuit des jupes, la précision des filetages, l’épaisseur de zinc et le type de passivation.

C’est pourquoi, au moment de choisir un fournisseur, nous compris, il vaut la peine de poser quelques questions.

1. En quel acier les pièces sont faites, et s’il existe un certificat matière.
2. Si les jupes sont recuites après la frappe, et comment leur dureté est contrôlée.
3. Avec quoi et à quelle fréquence les filetages et les sièges sont contrôlés.
4. Quelle est l’épaisseur de zinc, quelle passivation est employée et combien d’heures le revêtement tient au brouillard salin avant la corrosion blanche.
5. Comment le lot est marqué, et si son rapport d’essai peut être retrouvé à partir du marquage.