Brevet FR2045852A1 — publié le 19710305

La présente invention est relative à un procédé pour la mise à forme et le calibrage de tubes de section polygonale ou circulaire. Les problèmes posés par la mise à forme et le calibrage de tubes de section polygonale ou circulaire, présentent des difficultés d'autant plus mrl- aisées à surmonter que les tolérances exigées, tant au point de vue dimension, qu'au point de vue de la constance des propriétés mécaniques après façonnage sont plus sévères. C'est le cas lorsqu'on envisage la fabrication de tubes de section polygonale ou circulaire, destinés notamment à être utilisés dans des réacteurs nucléaires. On sait en effet que dans ce genre d'application, les dimensions prévues aux divers cahiers des charges, doivent être respectées avec des to lérances de fabrication très serrées, et que d'autre part, après calibrage des tubes, le matériau qui les constitue doit présenter des propriétés mécaniques particulièrement constantes (par exemple la limite élastique) notamment sur toute la périphérie d'une même section transversale, ce qui restreint dans des proportions considérables les différences dtallongements locaux que peut subir le tube au cours de sa mise forme et/ou de son calibrage. Dans les procédés couramment mis en oeuvre, åusqutà présent, pour façonner des tubes polygonaux ou circulaires avec des tolérances usuelles, on part soit d'une tôle #que l'on plie à forme, ou roule, soit d'un tube cylindrique que l'on soumet à déformation par pliage, au moyen d'une matrice dont la partie mâle est placée à l'intérieur du tube à façonner. Toutefois, ainsi qu'il a été signalé plus haut, ces procédés ne permettent pas d'observer des tolérances serrées, du genre de celles exigées pour l'emploi de ces tubes dans des réacteurs nucléaires. La présente invention a pour objet un procédé permettant de réduire très sensiblement les tolérances de fabrication de tels tubes, en partant d'une ébauche de forme déterminée. Le procédé faisant l'objet-de la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que l'on place ltébauche dans une matrice appropriée, pouvant être en plusieurs parties, et dont la forme et les dimensions intérieures reproduisent la forme et les dimensions extérieures du tube à fabriquer, et en ce qu'on y soumet ladite ébauche à une opération de dilatation radiale (calibrage), par voie explosive. Ce procédé permet d'obtenir des tubes dont la forme se maintient remarquablement invariable au dématriçage. Il est spécialement intéressant lorsque l'ébauche utilisée est constituée par un tube polygonal deja préformé et, dont la forme est semblable quoique de dimensions transversales un peu inférieures à celles du tube à fabriquer. Suivant l'invention, le calibrage par voie explosive s'obtient en introduisant à l'intérieur de l'ébauche et en y faisant détoner ou déflagrer une, quantité appropriée de charges explosives accompagnées de leur support éventuel, la disposition des charges et de leur support étant à déterminer dans chaque cas pour obtenir l'effet de déformation désiré pour l'ébauche, c'està-dire qu'elle épouse le profil intérieur de la matrice. Une variante avantageuse du procédé de l'invention consiste, dans le cas où l'on envisage la fabrication d'un tube de section polygonale, à utiliser une ébauche constituée d'un tube de section circulaire, dont le périmètre transversal extérieur est très sensiblement égal à celui du tube à fabriquer, et, avant de soumettre l'ébauche au processus de dilatation radiale, à lui faire subir une opération de compression radiale en l'introduisant et en le comprimant dans une matrice appropriée, composée de plusieurs parties, et dont la forme et les dimensions intérieures reproduisent après rapprochement desdites parties, la forme et les dimensions extérieures du tube à fabriquer. La matrice utilisée pour ce processus de compression radiale, peut etre la même que celle qui sert à la mise en oeuvre du processus de dilatation radiale. Grâce à cette opération préliminaire, l'épaisseur du tube fini reste constante et égale à celle du tube cylindrique dont on était parti. En effet, au cours de cette opération préliminaire, on imprime localement au tube, des déformations rendant temporairement sa section non convexe on dispose ainsi dans le tube déformé, d'une "réserve de métal" qui est utilisée au cours du processus de dilatation radiale du tube et qui permet sa mise à forme définitive sans extension et donc sans amincissement de la paroi; le métal nécessaire à l'expansion est en effet disponible dans les portions de tube, qui, après ltopération préliminaire, se trouvait dans les parties "rentrantes" dues à la déformation par compression. La présente invention a également pour objet un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé ci-dessus décrit. Le dispositif, objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte a) une matrice de forme appropriée, constituée par exemple de deux demi-co quilles assemblées par clamage, la forme et les dimensions intérieures de la matrice en position fermée (c'est-à-dire ses deux demi-coquilles étant correctement assemblées, et pressées à bloc l'une contre l'autre), repro duisant la forme et les dimensions extérieures finales du tube à fabriquer; b) un dispositif approprié de mise à feu de charges explosives, disposées judicieusement à l'intérieur de la matrice reprise sous a), ainsi qu'un support éventuel pour celles-ci. L'application du procédé de formage à l'explosif, à des tubes hexagonaux en acier dont la charge de rupture varie de 52 à 70 kg/mm2 et l'épaisseur varie de 2,7 à 3 mm, a montré que, grâce à ce procédé, on pouvait respecter les tolérances ci-après - sur le diamètre : - 0,1 mm + 0,2 mm - sur ltépaisseur : - 0,1 mm - sur le rayon d'arrondi (généralement de l'ordre de 3 mm) : t 0,5 mm - ~Tillage : 10' d'arc par mètre courant pour un tube de 3 mètres - sur angle entre 2 faces consécutives de l'hexagone : 5' d'arc par angle - nexion : négligeable - planeité : quasi-parfaite. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus, elle est susceptible de nombreuses autres variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées, et sans que l'on s'écarte pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour la mise à forme de tubes de section polygonale ou circulaire, à partir d'une ébauche de forme déterminée, caractérisé en ce que l'on place ltébauche dans une matrice appropriée, pouvant être en plusieurs parties, et dont la forme et les dimensions intérieures reproduisent la forme et les dimensions extérieures du tube à fabriquer, et en ce qu'on y soumet ladite ébauche à une opération de dilatation radiale (calibrage), par voie explosive. 2.- Procédé suivant la revendication 1, earactérisé en ce que le calibrage par voie explosive s'obtient en introduisant à l'intérieur de l'ébauche et en y faisant détoner ou déflagrer une quantité appropriée de charges explosives, la disposition des charges ainsi que d'un support éventuel de celles-ci étant à déterminer dans chaque cas pour obtenir l'effet de déformation désiré pour l'ébauche. 3.- Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans le cas ou l'on désire fabriquer un tube de section polygonale, on utilise comme ébauche un tube de section circulaire, et en ce qu'avant de soumettre ledit tube au processus de dilatation radiale, on lui fait subir une opération de compression radiale en introduisant et en comprimant le tube dans une matrice appropriée, composée de plusieurs parties, pouvant être celle utilisée pour la mise en oeuvre du procédé repris auxdites revendications, et dont la forme et les dimensions intérieures reproduisent après rapprochement desdites parties la forme et les dimensions extérieures du tube à fabriquer. 4.- Dispositif pour la mise en oeuvre des procédés décrits dans l'une quelconque des revendieations 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte a) une matrice de forme appropriée, constituée par exemple de deux demi-co quilles, assemblées par elaaage, la forme et les dimensions intérieures de la matrice en position fermée (c'est-à-dire ses deux demi-coquilles correctement assemblées, et pressées à bloc l'une contre l'autre) repro duisant la forme et les dimensions extérieures finales du tube à fabriquer; b) un dispositif approprié de mise à feu de charges explosives disposes judicieusement à l'intérieur de la matrice reprise sous a) ainsi qu'un support éventuel pour celles-ci.