Brevet FR2096557A1 — publié le 19720218

La présente invention concerne un procédé de garnissage d'un tuyau, consistant à former un garnissage en matière thermoplastique résineuse et une enveloppe extérieure rigide, ltenvelop pe extérieure délimitant un conduit dont le diamètre est inférieur à celui de la garniLsé en ce qu'on comprime la garni- ture dans une direction orientée radialement vers l'intérieur de manière à réduire son diamètre jusqu'à ce que la garniture puisse être engagée dans l'enveloppe extérieure rigide, en ce qu'on positionne la garniture dans l'enveloppe et en ce qu'on laisse ensuite augmenter le diamètre de la garniture afin qu'elle s'applique étroitement contre la surface intérieure de l'enveloppe extérieure D'autres avantages et caractéristiques de ltinvention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non-limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 montre schématiquement la compression d'une garniture suivant le procédé de l'invention. La figure 2 montre un autre mode de réalisation de I'in- vention dans lequel une garniture est placée dans une enveloppe extérieure. Sur la figure 1, on a représenté une garniture intérieure de tube par la référence 10. La garniture 10 est constituée par un élément tubulaire délimitant intérieurement un passage 11. La garniture 11 se compose d'une première partie non comprimée lOa et d'une seconde partie comprimée lOb. Une matrice ou élément de óm- pression 13 est représentée dans une position de travail où elle est en contact avec la garniture. La matrice 13 délimite un passage conique 14 dans lequel la garniture 10 est rétreinte en étant comprimée radialement dans une zone désignée par la référence luta. La garniture peut être poussée, tirée, ou bien à la fois tirée et poussée (en fonction de sa résistance et du degré de réduction de diamètre nécessaire), dans la-matrice 13 dans la direction indiquée par la flèche de manière à obtenir la réduction de dimensions nécessaire. De préférence, la garniture est poussée dans la matrice de réduction. Lorsque la garniture est tirée dans la matrice de réduction, l'opération doit Stre effectuée de manière que la garniture soit soumise à une contrainte de compression après réduction de diamètre. L'opération de réduction est de préférence effectuée à une température proche ou égale de la température ambiante. Du fait du phénomène de récupération de la matière plastique, le diamètre de la partie tubulaire lOb n'est pas constant après sa sortie de la matrice 15 mais il augmente à un taux qui est à la fois fonction du temps et de la température. La partie tubulaire lOb, si on la laisse se dilater indéfiniment, récupère une grande partie de la réduction de diamètre produite par la matrice 13. Cependant, le taux de récupération est habituellement suffisam- ment lent pour la plupart des matières résineuses synthétiques pour qu'on dispose d'un temps suffisant pour introduire le tube de diamètre réduit, el que la partie lOb, dans une enveloppe tubulaire rigide telle que celle désignée par 20 sur la figure 2. Le conduit 20 de la figure 2 délimite un passage intérieur longitudinal 21. Une partie de garniture lOb est engagée dans le passage 21 du conduit 20. Dans la garniture lOb déformée radialement vers l'intérieur, il est prévu un élément d'expansion constitué par un tampon ou sabot 22 et déplacé dans la direction de la flèche par des moyens non représentés. Le tampon 22 a un profil conique et est agencé pour faire dilater la garniture lOb radialement vers l'extérieur. Le tampon 22 peut être avantageusement utilisé pour augmenter le diamètre d'une garniture si la période dans laquelle se produit la dilatation normale de la garniture comprimée est plus longue que la valeur souhaitable ou bien s'il est avantageux d'établir le maximum de contact entre la garniture et la surface intérieure du conduit 20. Dans la mise en pratique de l'invention, on peut utiliser une grande diversité de compositions résineuses thermoplastiques, parmi lesquelles par exemple des substances polyperfluorocarbonées telles que du polytétrafluoréthylène,du polychlorotrifluoroéthylène, des substances polyhalohydrocarbonées telles que du fluorure de polyvinyle, des polymères de chlorure de vinylidène, des copolymères de chlorure de vinylidène et d'acrylate d'éthyle, du chlorure de polyvinyle, des polyoléfines telles que du polypropylène, du polyéthylène, des polymères résineux d'éthylène et de propylène, du "nylon-6", du "nylon-66", et du "nylon-7", des polymères aromatiques d'alkényl, comprenant des polymères de styrène tels que du polystyrène modifié par caoutchouc, du styrène-acrylonitrile et des polyéthers tels que des polymères de 2,2-bis (chlorométhyl) oxacyclobutane. La caractéristique essentielle de la garniture à utiliser dans le procédé de l'invention est qu'elle soit déformable à une température inférieure à son point de- ramollissement, c'est-à-dire qu'elle soit capable de se déformer viscoélastiquement à une température comprise entre le point de vitrification et le point de ramollissement. Ce phénomène est rencontré dans la plupart des matières précitées, à savoir des matières plastiSuess/qui n'ont pas été réticulées jusqu'à un point où il ne peut/se. produire de ramollissement à chaud. La compression du tube est de préférence effectuée à la température ambiante et, lorque le tube est disposé dans l'enveloppe pe extérieure rigide, un échauffement doux assure une expansion accélérée de manière à appliquer étroitement la garniture contre la surface intérieure du conduit.Dans de nombreuses applications, la dilatation du conduit sous l'effet de la récupération de la matière plastique est appropriée pour retenir la garniture à l'in térieur de l'enveloppe extérieure,tellenutunlu'untube en acier, dans des conditions d'utilisation.Si on estime que la garniture risque d'être soumise à des contraintes longitudinales et qu'un mouvement de cette garniture est indésirable, on utilise généralement une garniture plus épaisse et on exerce un plus fort degré de réduction de diamètre de la garniture soit isolément, soit en combinaison avec la technique d'expansion mise en évidence sur la figure 2, dans laquelle un tampon conique est refoulé au travers de la garniture de manière à assurer son expansion et à la déformer en faisant pénétrer la matière dans de petits défauts de la surface intérieure du tube afin de produire un tuyau revêtu sur lequel la garniture oppose le maximum de résistance à un mouvement sous l'effet d'une force orientée axialement, c'dst-à-dire que la garniture présente une grande résistance à des forces d'éjection. Un conduit revêtu intérieurement suivant le procédé de l'invention maintient la garniture par une force de compression dirigée radialement vers l'intérieur, ce qui élimine pratiquement le risque de fissuration sous contrainte et de mouvement longitudinal de la garniture. Un mode avantageux d'application de l'invention consiste à faire passer la garniture dans une matrice de calibrage ou de rétreint telle que la matrice 13 et à l'introduire directement de la matrice dans le conduit à revêtir intérieurement. Ainsi, si on désire produire un produit revêtu avec une force mécanique minimale, la réduction initiale de diamètre de. la garniture en matière plastique peut-8tre relativement faible et un temps minimal est nécessaire pour que la garniture reprenne ses dimensions initiales de façon à établir un emmanchement serré à l'intérieur du conduit. Après revêtement, la garniture peut être pourvue de parties en forme de brides. Les exemples suivants montrent la manière dont lns nrin- cippes de l'invention peuvent entre appliquées. EXEMPLE I TIn tube en polypropvlène d'une épaisseur d'environ 4,3mm et d'un diamètre extérieur de 5,7 cm est rétreint danc une matrice conique, similaire à celle de la figure 11 dans iaouelle l'ouver- ture du cône diminue de 5,8cm à la brande extrémité jusqu'à 4,4cm sllr une distance d'environ 6,7cm. TTne force d'environ 743 kg est nécessaire pour pousser la garniture dans la matrice.A la sortie de la matrice, le diamètre de la garniture en matière plastique est d'environ Scm. La garniture est ensuite introduite dans un tube en acier nresentant un diamètre intérieur nominal de Flo8cm. Le tubn contenant la partie de garniture est placé dans un four à circulation d'air en étant chauffé à une température d'environ 930C pendant environ 1,5 heure. Après cette période le tube ne la gar- nitiir# qonf orti du du four et refroidis à la température ambiante. Une longueur de tube de 5,08cm est sectionnée et il faut une force d'environ 36 kg pour faire sortir la garniture du tronçon de 5,08cm. EXEMPLE Il En utilisant la procédure de l'exemple précédent, à l'exception qu'une pression hydraulique interne d'environ 70 kg/ cm2 est exercée dans le tube en cours de chauffage, la force nécessaire pour sortir un tronçon de garniture de 5,08cm de longueur est d'environ 720 kg. EXEMPLE III Une garniture est préparée comme dans l'exemple IIet un tampon d'expansion tel que celui de la figure 2, présentant un diamètre supérieur d'environ 5mm au diamètre intérieur du tube en matière plastique, est engagé dans celui-ci à la température ambiante. Les forces nécessaires pour sortir un tronçon de garniture de 5,08cm de longueur sont respectivement de 1134 kg et de 1049 kg. EXEMPLE IV : La procédure de l'exemple I est répétée à l'exception que le tube contenant la garniture est chauffé à 930C pendant une heure avant d'engager le tampon. Deux échantillons sont contrés et on trouve respectivement des forces d'éjectiondede 878 kg et de 1746 kg. En utilisant des tampons d'éjection qui ont respectivement des diamètres supérieurs de 1,3 et de 2,3 cm au diamètre intérieur de la garniture et en opérant sans échauffement, on obtient des forces d'éjection respectivement de 3.375 kg et de 3.346 kgo Dans la mise en pratique de l'invention, il est souhaitable dans certains cas de déposer un adhésif entre la surface extérieure de la garniture et la surface intérieure du tube. On peut utiliser de nombreux adhésifs bien connus pour établir une liaison appropriée entre la garniture et le tube.Des adhésifs thermodurcissables tels que des résines époxy et des polyuréthanes sont avantageux lorsqutil est nécessaire d'obtenir une adhérence à des températures relativement élevées par rapport à la température maximale d'utilisation du tuyau #reveAtu. Pour des applications à basse température, il est avantageux d'utiliser des adhésifs thermoplastiques. Il est souhaitable de lier par adhésif la garniture au tube extérieur en particllliep dans de cas où le tqlbe ovSt peut être soumis à des conditions de vide à des températures supérieures ou égales à la limite d'utilisation ; si la gar niture n'est pas collée sur le tube, elle a tendance à ##aplatir. Des adhésifs qui restent mous aux basses températures, par exemple certains adhésifs thermoplastiques, servent à réduire la contrainte exercée sur la garniture par des variations brutales de température dans le tube métallique dans certaines installations. Des adhésifs peuvent tre déposés sur la surface intérieure du tube à revêtir ou sur la surface extérieure de la garniture avant qutel- le soit placée dans le tube ou bien, en variante, l'adhésif peut ebtre injecté entre la garniture et le tube. Des adhésifs micro encapsulés peuvent entre utilisés lorsque ltexpansionde la garni- ture produit une force suffisante pour briser les capsules et pour libérer ou activer l'adhésif. Cependant, dans la majorité des applications, un tube revebtu par le procédé de l'invention fonctionne de façon excellente sans qu'il se produise de séparations ou d'aplatissement de la garniture. Souvent, la surface intérieure du tube à revêtir est suffisamment rugueuse et la garniture épouse suffisamment bien le profil de cette suface pour qu'il ne se produise aucun mouvement relatif important. - REVENDICATIONS 1. - Procédé de reveAtement intérieur d'un tuyau avec une garniture en matière thermoplastique résineuse synthétique, le conduit délimitant un conduit longitudinal intérieur qui a un diamètre inférieur à celui de la garniture, caractérisé en ce qu'on comprime la garniture dans une direction orientée radialement'vers l'intérieur de manière à réduire son diamètre, en ce qu'on positionne la garniture dans le conduit et entre qu'on laisse ensuite augmenter le diamètre de la garniture de manière qu'elle s'applique étroitement contre la surface intérieure du conduit0 2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la garniture est comprimée en la poussant dans une matrice qui est en contact circonférentiel avec la garniture. 5. - Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on chauffe la garniture à l'intérieur du conduit de manière à accélérer son augmentation de diamètre0 4. - Procédé suivant l'une des revendications 1 à ), caractérisé en ce qu'on augmente le diamètre de la garniture en poussant un corps dans celle-ci afin de la faire dilater radialement vers l'extérieur. 5. - Procédé suivant l'une des revendications 1 à ), caractérisé en ce que la garniture est dilatée à l'aide d'une pression hydraulique. 6. - Tube ou conduit revêtu intérieurement par le procédé suivant l'une des revendications 1 à 5.