Brevet FR2027218A1 — publié le 19700925

La présente invention concerne les trains à . tubes, et notamment les trains pour la fabrication de tubes à deux épaisseurs ou couches par soudage de bandes enroulées en hélice. 5 L'invention peut être appliquée avec une effica cité maximale à la fabrication des tubes à deux couches, de diamètre supérieur à 1020 mm, pour conduites à haute pression, à partir de bandes minces s toutefois, elle peut être utilisée également pour fabriquer des tubes avec des bandes 10 de métaux différents ou de métaux à caractéristiques mécaniques différentes. Actuellement on connaît des trains pour la fabrication de tubes à deux couches par soudage de bandes enroulées en hélice, comprenant, en série, des dispositifs de préparation 15 de la bande au soudage et des cylindres amenant les bandes à la machine de formage et soudage d'où sort le tube fini à deux couches, les cylindres présentant simultanément les deux bandes appliquées l'une contre l'autre (voir par exemple le brevet français n8 1.197.896 d« 1958). 20 Etant donné que lors de la fabrication des tubes à deux couches une bande est enroulée à l'extérieur et l'autre, à l'intérieur, la vitesse d'amenée de la bande extérieure doit être supérieure à celle de là bande intérieure. Dans les trains connus, ce résultat est obtenu par glissement forcé 25 des bandes l'une par rapport à l'autre, soit par chauffage de la bande formant la couche extérieure. Il est évident que ces opérations sont difficiles à réaliser. L'invention a donc pour*objet uft train pour la fabrication de tubes à deux couches ou épaisseurs, assurant l'a-30 menée séparée des bandes à la machine de formage et soudage, avec réglage individuel de l'angle de présentation de chaque bande. Dans ce nouveau train pour la fabrication de tubes à deux couches, comprenant, en série,des dispositifs de prépa-35 ration des bandes au soudage et des -cylindres amenant les bandes & la machine de formage et soudage d'où sort le tube fini,à deux couches, suivant l'invention les cylindres sont groupés au moins en deux groupes, chfttfott desquels amène une 69 44984 2 2027218 bande, les eûtes de rotation des cylindres de chaque groupe étant disposés horizontalement, et les cylindres d'un groupe étant orientés sous un angle par rapport aux cylindres de l'autre groupe, dont la valeur est déterminée 5 en degrés par la fortaule: p » arc cos Jk . A. 111/2 TfDj_ dans laquelle B1 est la largeur de la bande formant la couche . 10 intérieure du tube, Bg la largeur de la bande formant la couche extérieure du tube, D-j^ le diamètre de la couche intérieure du tube, Dg le diamètre de la couche extérieure du tube. Cette réalisation constructive permet dé présenter 15 les bandes à la machine de formage et soudage séparément, sous des angles différents. Il est avantageux de monter un groupe de cylindres de façon qu'il puisse tt^e orienté par rapport à l'autre groupe de cylindres autour d'un axe perpendiculaire à l'axe longitu-20 dinal du tube, pour la correction de l'angle p. Cet agencement permet dé réaliser le réglage séparé de l'angle de présentation de chaque bande'à la machine de formage et soudage. Les cylindres orientables autour d'un axe vertical peuvent être montés sur un support solidaire d'un châssis, 25 orientable à l'aide d'un actionneur à moteur électrique autour d'un axe vertical perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube, les cylindres étant serrés l'un contre l'autre. Pour une meilleure compréhension de l'invention, on considère ci-dessous un exemple de. réalisation non limitatif 30 avec renvois aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est line vue en élévation latéral* de l'ensemble d'un train, suivant l'invention; la figure 2 est un schéma de situation des bandas lors de la fabrication d'un tube à deux couches'ou épaisseurs ; 55 la figure 3 est une coupe longitudinale des cylindres d'amenée à échelle agrandie ; la figure 4 ,est un schéma analogue à'la figure 2, les bandes étant décalées entre elles ; la figure 5 est une vue en plan du train de la figure 1. 69 44984 3 2027218 Le train pour la fabrication de tubes à deux couches ou épaisseurs comprend, , montés en série., des dispositifs 1 et 2 (figure l) pour la préparation au soudage des bandes 3 et 4, ët des cylindres 5* 6, 7 et 8 disposés en 5 deux groupes et amenant les bandes 3 et 4 à la machine de formage et soudage 9 d'où sort le tube fini à deux couches. Les axes longitudinaux des cylindres 5 à 8 sont disposés horizontalement s les cylindres 7 et 8, formant un groupe, sont orientés à l'angle P (figure 2) par rapport aux 1° cylindres 5 et 6 formant le second groupe» Cet angle est tributaire de la largeur et de l'épaisseur des bandes, ainsi que du diamètre du tube. Cette valeur de l'angle p.est déterminée en degrés par la formule s f p = arc cos 15 B2 B1 Îiî>2 TTD1 dans laquelle est la largeur de la bande formant la couche intérieure du tube, Bg la largeur de la bande formant la couche extérieure du tube, D-j_ le diamètre de la couche intérieure du tube, 20 d2 ie diamètre de la couche extérieure du tube. Les cylindres J et 8 sont montés sur un support 10 (figure 3) solidaire d'un châssis 11 pivotant sur des galets 12 autour d'un axe vertical 13 à l'aide de l'actionneur à moteur électrique 14. L'axe 13 est fixe et perpendiculaire à l'axe 25 longitudinal du tube 15, Les cylindres 7 et 8 sont serrés l'un contre l'autre à l'aide du levier 16 dont un bout est articulé sur le support 10 et dont l'autre bout est accouplé par un axe 17 à la tige 18 d'un vérin hydraulique 19. Le cylindre du vérin 19 est lié au support 10, 30 En aval des cylindres 7 et 8, dans le sens de défi lement de la bande 3 (le mouvement de la bande "est montré conventionnellement par la flèche A ), sont montés des rouleaux-guides 20, fixés sur un support commun 21 solidaire du support 10. 35 La formule donnée plus haut, déterminant l'angle *p en fonction de la largeur et de l'épaisseur des bandes et du diamètre du- tube, a été établie pour le cas où l'angle P est la différence entre les angles a2 et ct^ (figure 2), ct^ étant 69 44984 4 2027218 l'angle entre la rive de la bande 4 et l'axe longitudinal du tube 15, Pour régler l'écartement de soudage entre la 5 rive de la bande 3 et la première spire du tube dans sa couche extérieure, on corrige l'angle a,,. Cela s'effectue par orientation du châssis 11 (figure 3) en ensemble avec les cylindres 7 et, 8 autour de l'axe vertical 13. La présentation des bandes 3 et 4 sous des angles 10 différents est nécessaire pour assurer l'égalité des composantes axiales des vitesses d'amenée des bandes dans la machine de formage et soudage, ce qui est une des conditions principales de formage des tubes à deux couches« La machine de formage et soudage 9 est montée 15 sur un socle 22 qui, à l'aide de galets 23, est supportée sur un châssis 24c Ce châssis est orientable autour de l'axe vertical 13 à l*âide de l'actionneur à moteur électrique 25. Le socle 22 peut pivoter en ensemble avec la machine 9 autour de l'axe 13, à l'aide de l'actionneur à moteur 20 électrique 26, ce qui permet de mettre la machine 9 à la position voulue qui est déterminée en fonction du diamètre du tube à fabriquer et de la largeur des bandes 3 et 4. Le tube 15 sortant de la machine 9 est positionné par rapport au châssis 24 à l'aide de lunettes 27 (figure 5) 25 montées sur ce châssis. Le réglage de l'écartement de soudage entre la rive de la bande 4. et la première spire du tube dans sa couche Intérieure est effectué en modifiant l'angle (figure 2). Cette modification est effectuée par orientation du châssis 24 30 en ensemble avec le tube 15 (figure 3), autour de l'axe 13, ou bien par orientation en synchronisme de l'ensemble du .châssis 24 et du socle 22 avec la machine de formage et soudage 9 autour de l'axe 13«' Les cylindres 5 et 6 sont montés sur un support 35 fixe 28 et serrés l'un contre l'autre à l'aide d'un levier 29. Un bout de ce levier est articulé sur le montant 28, et son autre bout est accouplé par un axe 30 à la tige 31 d'un vérin hydraulique 32 dont le cylindre est articulé sur le support 28, 69 44984 5 2027218 En aval des cylindres 5 et 6, dans le sens de. défilement de la bande 4 (le mouvement de la bande est montré -conventlonnellement par la flèche B), sont placés des rouleaux-guides 33» montés sur un support 34. 5 Les bandes 3 et 4 sont présentées à la machine de formage et soudage avec un décalage de valeur a entre elles, comme montré en figures 4 et 5„ Ce décalage est nécessaire pour permettre le soudage unilatéral tant de la couche intérieure que de la couche extérieure du tube sur ,1a couche 10 sous-jacente sans percées» Chacun des dispositifs 1 ou 2 (figure l) comprend une dérouleuse 35 pour la bobine des bandes 3 et 4, une pla-neuse 36, une cisaille 37 pour la coupe transversale des bandes, Une soudeuse de raboutage 38 avec une ébavureuse, une cisaille 15 à disques 39# pour le calibrage des bandes en largeur, et des rouleaux avanceurs 40» Le train est monté sur une fondation 41 ayant des fosses 42 et 43 pour la formation de boucles sur lès bandes 3 et 4. 20 La formation de boucle sur la bande 3 dans la fosse 42 est nécessaire pour créer une réserve de longueur assurant la marche continue du train lors du raboutage des bandes dans le dispositif 1» La formation de boucle sur la bande 4 dans la 25 fosse 43 est nécessaire pour créer une réserve de longueur assurant la marche continue du train au raboutage des bandes dans le dispositif 2, et la formation dans la fosse 43 d'une seconde boucle, de longueur constante sur la bande 3, donne v - • la possibilité de modifier l'angle de présentation de cette 30 bande à la machine de formage et soudage par obliquité dans cette fosse. Pendant la marche du train, les bandes des bobines subissent successivement dans les dispositifs 1 et 2 les opérations de déroulage, planage, dressage des extrémités 35 raboutage. par soudage bout à bout et calibrage-en largeur. Ensuite les bandes s'engagent dans les fosses 42 et 43 (figure l) où.elles forment des boucles assurant la marche continue, du train lors du raboutage des bandes dans les dispositifs de préparation 1 et 2. 69 44984 6 2027218 Les bandes 3 et 4 sont reprises ià partir des fosses par les cylindres 5 à 8 qui les présentent à la machine de formage êt soudage 9 sous différents angles par rapport à l'axe longitudinal du tube 15. La présentation des „ 5 bandes sous différents angles assure l'égalité des1 composantes axiales des vitesses d'amenée des bandes lors de leur roulage, à des diamètres différents au moment.du formage du tube à deux couches. En cas d'incurvation des rives des bandes 3 et 4,-10 il faut régler l'éoartement de soudage dans la couche intérieure et dans la couche extérieure du tube. Le réglage dè l'éoartement dans la couche intérieure s'effectue par orientation du châssis 24 (figure 3) en ensemble avec le tube 15, par rapport à l'axé 13, ou bien par orientation simultanée de ce châssis 15 et du socle 22 avec la machine de formage et soudage 9» Le réglage de l'éoartement dans la couche extérieure s'effectue-par orientation du châssis 11 en ensemble avec les cylindres 7 et 8. La machine de formage et soudage 9 (figure l) 20 enroule les bandes 3 et 4 en hélice -(comme montré en figure 5), de façon à former une ébauche du 69 44984 7 2027218 REVBMDICATIONS l) Train pour la fabrication de tubes à deux épaisseurs ou couches par soudage de bandes enroulées en hélice, comprenant en série, des dispositifs de préparation 5 au soudage des bandes et des cylindres les amenant dans une machine de formage et soudage d'où sort le tube fini à deux couches, ce train étant caractérisé en ce que les cylindres sont disposés en deux groupes au moins dont chacun amène l'une des bandes, les axes de rotation des cylindres de chaque groupe 10 étant disposés horizontalement, et les cylindres d'un groupe étant orientés à un angle £ par rapport aux cylindres de l'autre groupe, cet angle étant déterminé en degrés par la formule s f B2 B-l \ P = arc cos l — - — j \TTD2 TTDj J 15 dans laquelle B1 est la largeur de la bande formant la couche intérieure du tube, B2 la largeur de la bande formant la couche extérieure du tube, Dj, le diamètre de la couche intérieure du tube, et Dg le diamètre de la couche extérieure du tube, 20 2) Train suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'un desdits groupes de cylindres est monté de façon qu'il puisse être orienté par rapport à l'autre autour d'un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube pour la correction de l'angle 25 3) Train suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits eyiindre-s orientables autour de l'axe vertical sont montés sur un support solidaire d'un châssis , qui est orienté à l'aide d'un actionneur à moteur électrique autour dudit axe vertical, perpendiculaire à l'axe longitudinal du 30 tube, ces cylindres étant serrés l'un contre l'autre,,