Brevet FR2008734A1 — publié le 19700123

x 2008734 .... . V 1 V: V"\"i .- La présente invention concerne un coude de tuyau» en particulier pour installations de craquage, hautement résistant à l'usure par chocs. Dans l'industrie pétrolière, les coudes de tuyaux 5 sont employés en grandes quantités, en particulier dans les installations de craquage, où ces pièces sont soumises. des • sollicitations dues à la pression intérieure, à la température et en partie à une grande érosion ou usure par chocs. Jusqu'ici les coudes de tuyaux présentaient des parois internes lisses, 10 parce qu'on considérait que, de cette façon, le f itiidé peut être dévié au mieux et avee la moindre usure. Mais il s'est avéré qu'au cas où, dans le fluidë en circulation, se trouvent aussi des particules solides, il se produit , une usure par chocs . à laquelle la forme du coude utilisée .jusqu'ici ne résiste pas très bien. On a essayé d'améliorer l'aptitude à résister par .un accroissement du rayon de courbure. Mais, pour des raisons de montage, on ne peut agrandir à volonté le rayon de courbure, de sorte que l'angle d'impact des particules solides sur la paroi interne-du tuyau reste dans une plage défavorable. Ensuite, 20 on en est arrivé à s'accommoder de l'usure et à prolonger la durabilité du coude de tuyau en augmentant au maximum les épaisseurs de parois. Mais ceci non plus né conduisait pas àu but. De la même manière ont échoué:, des essais préconisant, pqur la paroi interne des coudes, des revêtements en céramique. 25 L'invention a donc pour but de réaliser ùn coude de tuyau beaucoup plus apte à résister à l'usure par chocs que tous les modes de réalisation utilisés jusqu'à ce jour. En outrei ce coude doit présenter encore l'avantage que la section libre d'écoulement n'est pas diminuée et que la vitesse du fluide 3Ç n'est pas notablement freinée. Ce but est atteint conformément à l'invention du fait que les côtés de la surface interne du coude de tuyau qui s'opposent au courant sont subdivisés en plusieurs surfaces de rebondissement placées perpendiculairement au sens d'écoule-35 ment du fluide. La projection de la section droite d'entrée da coude de tuyau sur sa paroi interne est avantageusement partagée BAD uî Vi> iiWAL 69 15255 2008734 en surfaces de .rebondissement devenant plus larges de l'extérieur vers 1'intérieur du coude„ Les surfaces de rebondissement sont placées, de préférence, en dehors de la section libre ou du diamètre intérieur du coude de tuy^u. 5 On connaît aujourd 'hui pour les fluides s'écoulant dans lés coudes de tuyaux des vitesses allant déjà jusqu'à 250m/s, Ces vitesses se tiennent déjà dans le domaine de la vitëssé du son/ à laquelle les fluides gazeux montrent aussi tin comportement différent de celui qu'ils ont à des vitesses notablement plus 10 basses. Si ces fluides contiennent en outre des particules solides, il est alors très mauvais d'avoir,un angle d'impact aigu sur Un objet solide qui, dans'le cas présent# est-la paroi interne du tuyau. La zone la plus, favorable pour l'angle d'impact est située à environ 90°. Pour un. tel angle d'impact 15 on obtient, en effet, un tourbillonnement de la zone marginale du fluide, freinant en particulièr les particules solidés à tel point que l'érosion, c'est à dire l'usure de la paroi, est diminuée d'une façon essentielle, parce que la zç>ne. de turbulence agit comme un frein. Ma,is étant donné qu'avec cette zone de 20 turbulence se produit aussi un ralentissement de la vitesse 4u courant gazeux, il ne faudrait pas que le diamètre intérieur du coude de tuyau soit réduit., ; ' . ' * ' Un mode de réalisation de l'invention, donné à . titre d'exemple non limitatif, est représenté sur le dessin . 25 annexé dans lequel; : La figure 1 montre une coupe axiale d'un coude de tuyau et, ' ' : ' • ' " " La figure 2 montre une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1. , ' . " 50 Suivant la figure 1, le coude de tuyau 11 possède un côté d'entrée 12 et un côté de sortie 13. La projection dé la section droite de 1.'entrée 12 sur la paroi interne du tuyau dans ie sens dé circulation du fluide entrant est partagée en surfaces de rebondissement 15» 16, 17, 18 disposées perpen-35 diculairement à la direction 14 du fluide. Les particules solides se trouvant dans le fluide rencontrent donc les surfaces de.... rebondissement sous un angle d'environ 90*. La largeur des surfaces de rebondissement s'agrandit en allant vers l'intérieur BAD original 69 15255 3 2008734 du coude de tuyau, de sorte que la surface de rebondissement 16 est plus large que la surface 15, la surface 17 plus large que là surface 16 et la surface 18 plus large que la surface 17. Les facteurs pour lesquels la surface suivante est respectivement 5 plus large que la précédente peuvent, de plus, se déduire du rayon de courbure 19. Les arêtes internes 20 des surfaces de rebondissement 15 à 18 devraient en effet se trouver^ sur une ligne 21 correspondant à la courbure du coude» De ce fait oh. ' qttfe la section libre du coude ne soit pas réduite,/ ou 10 peîrf® / ; ' ",f Suivant la figure 2, les surfaces de rebondissement 15 à 18 représentent des bandes à peu près rectangulaires, se développant de haut en bas et dont le plan est incurvé. La. o6';ttiJbure1Ië&t adaptée également à la section droite du coude 15 de sorte qu'il en résulte une transition lisse entre les surfaces de rebondissement 15 à 18 et le reste de la paroi 22 du coude de-tfâyaa 11. - Le c8té gauche de la figure 1 montre une disposi-tix5ii,ïborrëspondante de surfaces de rebondissement 23 à 26 situées 26' ITïà lèiMsîe-du coude de tuyau. Dans ce cas, les surfaces de rebondissement sont inclinées les unes par rapport aux autres afin d'être toujours exactement perpendiculaires au courant 27 à 30. Il se produit aussi, en effet, sur les surfaces de rebondissement une certaine déviation du sens du courant, par laquelle 25 les particules solides reçoivent également une autre direction. Afin que les particules solides conservent toujours un angle d'impact d'environ 90° sur les surfaces de rebondissement 23 à 36, ees surfaces ne sont plus parallèles les unes aux autrés, comme par exemple les surfaces de rebondissement de 15 à 18, 30 mais sont au contraire toujours plus inclinées, c'est-à-dire que la' ëurface de rebondissement 25 fait avec la surface 23 un arïgîè^pïus3l£rand que la surface 24, etc. Mais en général, un de 90"* doit exister entre les surfaces de rebondissement e#^aP paroï contiguë. Il peut, bien sûr, poui* des vitesses déter-35 minéerâ,'êtrie "préférable . de canneler quelque peu la paroi contiguë aux surfaces ue rebondissement ou de la raccorder aux surfaces de rebondissement sous un angle différent. •Y bAq 69 15255 4 2008734 La section droite de passage"âu coude de tuyau ne joue aucun rôle pour la disposition des surfaces de rebondissement. On connaît en effet des sections droites qui se rétrécissent vers l'extérieur pour donner au fluide une vitesse plus grande, de 5 sorte qu'il se produit dans le coude un courant sans turbulence. La paroi interne 31 du coude de tuyau peut aussi, le cas échéant, être pourvue de surfaces de rebondissement plus petites, parce que les particules solides ricochant des surfaces 15 à 18 ne sont pas conduites directement vers les surfaces 23 10 à 26, mais, au contraire, rebondissent d'abord encore une fois sur la paroi interne 31. Les surfaces de rebondissement qui y sont aménagées doivent alors être dirigées relativement obliquement vers l'intérieur du tuyau, afin dJêtre perpendiculaires au sens de déplacement des particules. Pour améliorer la résistance 15 à l'érosion, c'est-à-dire à l'usure par abrasion, les surfaces de rebondissement peuvent aussi être blindées avec un métal résistant, par exemple un métal dur, comme ceci est représenté sur la figure 1 par la référence 32. Il" est préférable de ne pas donner une forme aiguë aux arêtes situées entre les surfaces 20 de rebondissement et les parois contiguës. Mais le rayon d'arrondi doit aussi ne pas être choisi trop grand,sinon, il en résulterait à nouveau des angles d'impact défavorables conduisant à une usure prématurée. Il est aussi possible de conformer le coude dé tuyau 25 symétriquement quant à la disposition des surfaces de rebondissement, grâce à quoi le coude peut alors être monté sans prescription particulière, étant donné que les côtés d'entrée et de sortie-sont équivalents en ce qui concerne les surfaces de rebondissement. On peut aussi permuter les fonctions de 30 surface de rebondissement et de paroi contiguë, en modifiant le sens du courant dans le coude. Il suffit alors de prendre soin que les surfaces utilisées, dans ce cas, comme surfaces de rebondissement soient placées perpendiculairement au sens de courant correspondant. ORîGfj^L 69 15255 5 2008734 REVENDICATION S ; 1 - Coude de tuyau»'en particulier pour installations de craquage, hautement résistant à l'usure par chocs» 5 caractérisé en ce que les côtés des surfaces internes du coude de tuyau qui s'opposent au courant sont subdivisés en plusieurs surfaces de rebondissement, placées perpendiculairement au sens du courante 2 - Coude de tuyau conforme à la revendication 1, 10 caractérisé en ce que la paroi interne du coude de tuyau, comprise dans la projection de là section droite d'entrée» est subdivisée en des surfaces de rebondissement devenant plus larges de l'extérieur vers l'intérieur du coude„ 3 - Coude de tuyau conforme aux revendications 1 15 et 2, caractérisé en ce que les surfaces de rebondissement sont des bandes à peu près rectangulaires dont le plan est incurvé» 4 - Coude de tuyau conforme aux revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les arêtes internes des surfaces de rebondissement sé trouvent sur des lignes correspondant à 20 courbure du coude, 5 - Coude de tuyau conforme aux revendication là 4, caractérisé en ce que les surfaces de rebondissement situées du côté de sortie du coude sont inclinées les unes par rapport aux autres. 25 - 6 - Coude de tuyau conforme aux revendications 1 à 5* caractérisé en ce que chaque surface de rebondissement forme un angle droit avec la paroi latérale eontiguë. 7 - Coude de tuyau conforme aux revendicationsl à 6, caractérisé en ce que les surfaces de rebondissement sont 50 placées en dehors de la section libre ou du diamètre intérieur du coude de tuyau. 8 - Coude de tuyau conforme aux revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la section libre du coude de tuyau possède une autre forme qu'une forme ronde. 55 9 - Coude de tuyau conforme aux revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les surfaces de rebondissement sont blindées avec un métal résistant approprié au fluide» par exemple un métal dur.