Brevet FR2156554A1 — publié le 19730601

La présente invention concerne un procédé de réalisation de tuyaiteries en verre par soudage de tubes de verre. I1 est connu de réaliser de telles tuyeruteriss en assemblant des éléments de construction standard au moyen de raccords ap propriés. On utilise dans ce cas des pièces tubulaires dont la longueur peut atteindre 1 m. Des systèmes assemblés de cette façon sont mis en service, de préférence, dans les industries d'alimentation et de stimulants de même que dans l'industrie chimique. Il est en outre connu de souder des tuyaux de verre, même lorsqu'ils présentent des diamètres internes nominaux assez i- portants, mécaniquement par soudage à chalumeau oxy-gazeux et d'éliminer ensuite leurs tensions internes sur des voies de refroidissement. À cette fin, on a déà proposé de fixer deux tubes de verre dans des dispositifs de retenue de manière à empê- cher leur mouvement rotatif et de déplacer l'un des tubes longitudinalement par rapport à l'autre de façon que les deux bouts dee tubes à souder soient pressés l'un contre l'autre et soudés ensemble sous la flamme de chalumeaux dirigés contre le Joint de soudure.Le processus de refoulement fait renfler le verre dans la zone du Joint, aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur du tuyau. La rédaction du diamètre intérieur du tuyau provoquée par le renflement est éliminée suivant ce procédé, de manière à introdaire durant le soudage à l'intérieur du tuyau un courant d'air. À la différence des tuyauteries bridées, les tuyauteries soudées présentent une résistance à la pression plus élevée (Jusque 6 hg/cm) de même que l'avantage de l'absence d' élémeats meulés ou d'autres éléments de raccordement qui augmentent les dépenses et sont souvent à l'origine d'une formation de tour- billonset de contaminations bactériennes aussi bien que de fuites de gaz. Le procédé de soudage de tabes en verre qui vient d'être mentionné présente cependant l'inconvénient en ce que le courant d'air produit à l'intérieur du tuyau une chute de température entre les surfaces extérieure et intérieure des tubes de verre qui a pour conséquence que les bouts de soudage des deux tubes ne fondent pas uniformément ou, selon les circonstances, qu'à l'intérieur des tubes la fusion est complètement absente. De plus, le oint de soidure- subit un rétrécissement indésirable. De telles soudures insuffisantes entraînent facilement des cassures de verre dans le Joint. En outre, il est extrêmement difficile de souder, suivant ce procédé connu, des courbures de tuyau. D'autres procédés de soudage connus, comme le procédé rotatif ou par centrifugation, ne sont point applicables à l'assemblage par soudure des tuyauteries compliquées ou, comme par exemple le soudage à haute fréquence, sont trop coûteux et le résultat final n'est pas satisfaisant, vu que dans le Joint, une fusion suffisante n'est pas toujours assurée et qu'à l'intérieur du tuyau, il se produit fréquemment des bavures. L'invention est basée sur le problème de créer un procédé de soudage de pièces tubulaires en verre, permettant de réaliser des tuymiteries covpliquées assemblées de manière à garantir des soudures lisses et étanches et ne demandant que des dépenses techniques minimes. Pour résoudre ce problème, l'invention se fonde sur le procédé de soudage décrit ci-dessus suivant lequel un courant d'air est introduit, pendant le soudage, à l'intérieur des tuysnx. Conformément à l'invention, le problème posé est résolu par le fait que l'on introduit un courant de gaz à l'intérieur de chaque section de tuyau, consistant en deux pièces tubulaires dont les bouts ù à à souder sont pressés l'un contre l'autre et dont les autres bouts non échauffés sont maintenus bouchés, au mondent du faible écartement des deux pièces tubulaires l'une de 1' autre. D'une manière avantageuse, les bouts de tube non chauffés des deux pièces tubulaires sont fermés au moyen de bouchons dont l'un présente un perçage pour 1' amenée du courant de gaz. il est en outre avantageux de rendre lisses les surfaces extérieures encore amollies dii Joint des pièces tubulaires sou dées ensemble au moyen d'un lissoir, par exemple d'une menotte en charbon, ou de façon à faire passer sur le tuyau une bague concentrique de charbon. il est de plus utile d'effectuer le refroidissement et d'éliminer les tensions internes du Joint de soudage dans un dispositif de refroidissement approprié, par exemple dans un moufle de refroidissement chauffé électriquement. Il est également recommandable de revêtir les tuyaux de verre, après la fusion, d'une couche de matière simple ou mixte à plusieurs constituants, par exemple de polyoléfines, de polyamides ou de CPV. En procédant conformément à l'invention, on obtient une fusion très satisfaisante et nette des pièces tubulaires en verre. Après le soudage, le Joint de soudure ne présente aucun rétrécissement ni rebord. Au moment où les bouts de tubes préchauffés sont pressés l'un contre l'autre, le verre dans le joint s'écoule plastiquement aussi bien vers l'intérieur que vers l'extérieur en y formant d'abord un bourrelet de verre. De ce fait, une portion de verre relativement importante et intimement mélangée contribue à la fusion des bouts de tube.Une chute de température de la surface extérieure vers la surface intérieure du tuyau de verre qui empêcherait une fusion uniforme des deux pièces est ainsi largement évitée, parce que le courant de gaz servant à souffler le Joint de soudure ne s'écoule dans l'intérieur du tuyau que pendant un court intervalle de temps, à savoir au moment où l'on fait un peu écarter l'un de l'autre les deux bouts de tube se trouvant pressés l'un contre l'autre. Le procédé permet en outre d'effectuer les soudages même lorsque les bouts de tube, à cause d'une courbure, ne sont pas bien ajustés de manière à appliquer du verre fondu de la meme composition sur le Joint de soudure et à remplir ainsi la fente intermédiaire. Dans la suite, on décrira un exemple de réalisation de l'invention en regard du dessin annexé. La fig. 1 montre schématiquement deux pièces tubulaires à souder, pendant le temps où leurs bouts faisant face l'un à l'autre sont échauffés. La fig. 2 est une coupe schématique du Joint de soudure pendant le temps où les bouts de tube à souder sont pressés l'un contre l'autre. La fig. 3 est une coupe schématique du joint de soudure au moment où les deux bouts de tube soudés sont un peu écartés l'un de l'autre et où le gaz s'écoule à l'intérieur de la section tubulaire. Les deux bouts à souder des pièces tubulaires 1 et 2 (fig. 1) sont amenés à une distance mutuelle de 10 mm environ. Supposons que l'une des pièces et fixée et l'autre retenue d'une manière mobile. Les deux autres extrémités des tubes sont fermées au moyen de bouchons 3 et 4. L'une des deux fermetures hermétiques, par exemple le bouchon 3, est percée afin qu'elle puisse recevoir une tubulure d'entrée 5 comme raccord pour le tuyau soufflant 6. Au moyen de chalumeaux spéciaux 7, par exemple de chalumeaux à mélanges gaz-oxygène, les bouts de tube à souder sont uniformément échauffés Jusqu'a ce qu'ils commencent à fondre. Lorsqu'il s'agit de pièces tubulaires à diamètres intérieurs nominaux plus importants, pour obtenir un échauffement uniforme des bouts de tube, on utilisera avantageusement, outre les chalumeaux spéciaux, des brtleurs couronne repliables à prémélange.Après avoir obtenu la viscosité nécessaire pour le soudage, la pièce tubulaire mobile I est approchée de la pièce tubulaire fixe 2 jusqu'au contact. Les bouts amollis des tubes sont alors pressés l'un contre l'autre et le verre de la zone de fusion se confondant forme un bourrelet 8 aussi bien du côté extérieur que du côté intérieur du Joint, comme cela est indiqué à la fig. 2. En écartant ensuite faiblement les deux pièces l'une de l'autre et en soufflant individuellement le Joint de soudure au moyen du courant d'air amené à travers le tuyau 6 pour obtenir une faible surpression, le renflement du côté inférieur des tubes est supprimé et le bourrelet 8 prend la forme indiquée à la fig. 3.L'étranglement gênant du diamètre intérieur des tubes est ainsi éliminé et on obtient un Joint de soudure homogène entre les pièces tubulaires 1 et 2. Au moyen d'une menotte en charbon ou d'un corps de contact appliqué contre la zone des bords à souder, par exemple d'une bague concentrique en charbon, on produit à ltextérieur du tuyau en verre une surface de raccord lisse qui ne présente plus des parties débordantes. L'élimination des tensions internes dans le Joint de soudure s'effectue d'une manière connue en soi dans un moufle de refroidissement à chauffage électrique qui est préchauffé approximativement au point de recuisson supérieur du verre (pour le verre Rasotherm 5800 C environ) et qui est placé sur le Joint de soudure. De cette façon les tensions résiduelles encore subsistantes peuvent être réduites au minimum. Pour obtenir un Joint de soudure aussi résistant que pos sible aux pressions et aux chocs, la zone de fusion et toute la tuyauterie peuvent en plus etre revêtues, suivant les procédés connus, de couches de polyoléfines, de polyamides ou de CPV. Les couches sont appliquées par inJection à flammes, par pulvérisation ou par enduit. REVENDICADIONS 7 - Procédé de réalisation de tuyauteries en verre par soudage de pièces tubulaires en verre dont les bouts de tube à souder sont échauffés jusqu'au ramollissement du verre, approchés et pressés l'un contre l'autre et ensuite écartés faiblement l'un de l'autre, caractérisé en ce que l'on introduit un courant de gaz à l'intérieur de chaque section de tuyau, consistant en deux pièces tubulaires dont les bouts à souder sont pressés l'un contre l'autre et dont les autres bouts non échauffés sont maintenus bouchés, au moment du faible écartement des deux pièces tubulaires l'une de l'autre. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que dans la zone échauffée du Joint de soudure, la surface extérieure des tubes en verre soudés l'un à l'autre est rendue lisse au moyen d'un lissoir, par exemple d'une menotte en charbon, ou d'un corps de contact disposé sur-le tuyau en verre et concentrique avec celui-ci. 3 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le refroidissement et l'élimination des tensions internes du joint de soudure s'effectuent dans un dispositif de refroidissement par exemple dans un moufle de refroidissement à chauffage électrique. 4 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les tuyaux en verre sont revêtus , après la fusion des bouts de tube, d'une ou des couches de matière simple ou mixte à plusieurs constituants, par exemple de polyoléfines, de polyamides ou de OPV.