Brevet FR2152483A1 — publié le 19730427

Perfectionnement à la liaison d'éléments de tuyauterie La présente invention concerne des éléments de jonction de tuyauterie, électriquement isolants, de caractéristiques mécaniques pouvant être voisines de celles des métaux, permettant de relier solidement entre eux des éléments de tuyauterie tout en les maintenant isolés électriquement les uns des autres ; elle concerne aussi leur mode d'obtention. L'isolement électrique entre différents tronçons des canalisations enterrées de fluides de toutes espèces (eau, air, hydrocarbure gazeux ou liquide, oxygène, etc.) est un moyen efficace pour les protéger contre la corrosion et contre la propagation des courants vagabonds. Les éléments de jonction existant à ce jour sont usuellement constitués par deux éléments métalliques entre lesquels est incorporé un matériau plastique formant joint. La liaison mécanique entre ces trois éléments, destinée à les relier solidement pour constituer un ensemble rigide, est assurée par des moyens mécaniques : boulonnage, sertissage ou autres, comme représenté schématiquement sur les figures 1 et 2. Il est nécessaire d'isoler électriquement les moyens d'assemblage tels que goujons, boulons, bagues de sertissage ou autres. La complexité des réalisations actuelles ainsi que les caractéristiques des isolants utilisés, limitent l'emploi de ces ensembles, tant pour des raisons économiques que parce que les caractéristiques électriques, mécaniques, dilatométriques de ces ensembles les rendent sensibles aux différences de températures pouvant se produire pendant leur utilisation. La présente invention a pour but des éléments de jonction isolants, répondant aux conditions d'utilisationles plus sévères ces éléments sont réalisés par une seule opération de moulage et au moyen de matières plastiques à hautes performances dtadhérence, de caractéristiques électriques, thermiques et mécaniques élevées. La présente invention a, en premier lieu, pour objet des éléments de jonction comprenant les éléments métalliques à assembler dont les extrémités en regard sont agencées pour constituer deux éléments antagonistes circulaires de diamètres différents s'engageant lun dans l'autre et ménageant entre eux un espace rempli par une résine de caractéristiques judicieusement choisies qui assure, par accrochage sur les dites surfaces, géométriquement prévues dans ce but, la solidarisation mécanique des éléments métalliques et leur isolement électrique. De nombreuses résines, seules ou en mélange, peuvent convenir. Il est cependant avantageux d'utiliser pour cet usage des résines ayant un ensemble de caractéristiques suivantes : un isolement électrique de haute qualité ; des caractéristiques mécaniques voisines de celles des métaux ; un coefficient de dilatation thermique très voisin de celui des éléments à assembler ; un retrait au moulage pratiquement négligeable ; une faculté de réalisation d'un moulage monobloc sans nécessiter une intervention mécanique ultérieure. Les résines polyimides, les résines polyuréthanes, entre autres, répondant parfaitement à ces différents critères, un élément-de jonction suivant l'invention est représenté, à titre d'exemple, sur la figure 3. Sur cette figure, 1 et 2 sont les éléments métalliques à solidariser entre eux et devant être placés dans la ligne de canalisation à protéger ; 3 est la résine assurant à la fois l'isolement entre les éléments 1 et 2 ainsi que leur liaison mécanique en un ensemble monobloc possédant de hautes performances électriques (résistivité, tension de claquage, etc.), ainsi que mécaniques (résistance à l'éclatement, résistance à l'arrachage, étanchéité, etc.). Il est clair que l'élément 1 et llélément 2 se terminent par des parties telles que 4 et 5, qui s'engagent lune dans l'autre en laissant entre elles et les surfaces respectivement extérieure et intérieure des éléments 1 et 2 un espace où sera moulée la résine. L'embottement ainsi réalisé peut rentre simple, comme représenté sur la figure 3 ou plus complexe. On peut améliorer un tel élément en perçant des trous tels que 6 de part en part dans les pièces métalliques. On peut aussi munir les projections 4 et 5 de cannelures, telles que 7, ou de bossages ou encore de filetages profonds de pas contraires (gauche et droite). Du fait de l'identité pratique des coefficients de dilatation des différents composants, de tels moyens améliorent la solidarité des éléments de l'ensemble. Dans une version améliorée, il peut être envisagé, pour augmenter la valeur d'isolement et répondre-ainsi à des conditions d'emploi particulières, de prolonger les longueurs isolées intérieure et extérieure par un revttement réalisé avec un matériau isolant de bonne qualité, par exemple par projection d'un film épais de résine fluorée ou autre. Le procédé de moulage faisant l'objet de la présente invention consiste essentiellement à utiliser les deux extrémités des tubes à raccorder comme éléments constitutifs antagonistes d'un moule destiné à servir à la mise sous pression puis à la polymérisation de la matière plastique utilisée, les parois latérales du dit moule étant constituées par des pièces simples placées à l'intérieur et à l'extérieur des éléments métalliques à assembler.La figure 3 représente aussi, à titre d'exemple, des moyens de réalisation doun moule permettant l'obtention d'éléments de jonction selon ltinvention. Ces moyens sont un cylindre extérieur 8 et un piston intérieur 9 ajustés à frottement doux sur intérieur et sur l'extérieur des éléments métalliques à raccorder ils emp#chent le fluage de la matière plastique et sont ensuite désolidarisés de l'ensemble monobloc obtenu par pressage et cuisson. La matière plastique isolante se trouve ainsi comprimée entre les parties 1 et 2 dont le mouvement relatif de translation est assuré par le déplacement du piston d'une presse classique de moulage par compression. Par adjonction de résistance chauffante, le cylindre et/ou le piston peuvent etre utilisés comme éléments chauffants afin d'obtenir la fusion puis la polymérisation de la résine. Comme il ressort de la description ci-dessus, on constitue par des moyens peu coflteux des éléments de jonction robustes entre éléments métalliques qui sont maintenus isolés électriquement. A titre d'exemple, la réalisation en moulage par compression peut se concevoir de la façon suivante : on dispose sur le plateau inférieur d'une presse chauffante les parties 2, 8 et 9 qui s'ajustent, comme il est dit plus haut, à frottement doux. Dans la partie annulaire supérieure comprise entre 8, 9 et 2, on dépose la quantité calculée de résine isolante. La position relative des pièces 2 et 8 est assurée, au moment du remplissage, par des cales amovibles 10 et Il qui sont enlevées au moment opportun. La partie l est ensuite mise en place entre les parties 8 et 9, que ce soit solidairement ou non du plateau supérieur de la presse. On applique ensuite, grâce au piston supérieur de la presse et sur la partie 1, une pression qui aura pour effet de forcer la résine à remplir l'intervalle compris entre les pièces 1, 2, 8 et 9 et à prendre ainsi sa place définitive. Cette pression sera appliquée en même temps qu'une température convenable sera communiquée à la résine par ltintermédiaire des 4 pièces 1, 2, 8 et 9. On réalise ainsi la technique habituelle du moulage par compression, ctest-à-dire pressage, fusion, puis polymérisation de la résine thermodurcissable. Après un temps de polymérisation suffisant, la presse pourra être ouverte ; les parties 1 et 2 seront devenues solidaires et les parties 8 et 9 pourront être dégagées. On peut aussi concevoir la réalisation des éléments revendiqués, par le procédé dit du moulage transfert.Dans ce cas, les éléments 1 et 2 sont disposés à leur place définitive entre les éléments 8 et 9 sans ajout préalable de la résine. Celle-ci, à l'état fondu, peut etre alors injectée dans l'espace laissé libre entre les 4 parties ci-dessus par le moyen de canaux de transfert pouvant être disposés en un ou plusieurs points. La polymérisation par la chaleur prend place après que la résine fondue ait rempli tous les intervalles laissés libres. REVENDICATIONS 1 - Element de jonction susceptible d'entrer comme composant isolé électriquement dtune tuyauterie comprenant les deux éléments mé talliques à assembler, dont les extrémités en regard sont agencées pour constituer l'une une partie mâle, l'autre une partie femelle s'engageant lune dans l'autre en ménageant un espace entre leurs surfaces en regard et une résine éventuellement chargée, remplis sant cet espace et adhérant sur les dites surfaces. 2 - Eléments suivant la revendication 1 dont la résine possède à la fois de hautes propriétés électriques, un coefficient de dilatation proche de celui des métaux, d'excellentes propriétés mécaniques et d'adhérence. 3 - Eléments suivant l'une des revendications 1 ou 2 dans lesquels la résine est choisie parmi les résines polyimides et les résines polyuréthanes, seules ou en mélange. 4 - Elément suivant l'une des revendications 1 à 3 dans lequel les parties mâles et femelles en regard comportent des trous. 5 - Tuyauterie comportant des éléments de jonction suivant l'une des revendications 1 à 4. 6 - Procédé d'obtention d'éléments de jonction suivant lune des revendications 1 à 4 selon lequel on réalise un moule en utilisant comme éléments constitutifs du dit moule les éléments eux-m#mes que lton veut assembler et des pièces s'engageant à frottement doux le long des surfaces intérieure et extérieure des dits éléments. 7 - Procédé selon la revendication 6 dans laquelle la résine isolante est placée dans un espace (empreinte) composé de deux moules cir culaires entre lesquels est intercalée, à frottement doux, une des parties de l'élément à réaliser. La mise en place du 2ème élément par application d'une pression et d'une température suffisantes amène le remplissage et la polymérisation de la résine. 8 - Un autre procédé d'obtention de tels ensembles pourrait consister, en la mise en place à leur emplacement définitif, des parties 1, 2, 8 et 9, puis à ltinjection par le procédé connu dit du t'moulage transfert d'une matière plastique thermodurcissable se mettant d'abord en place par fusion, puis polymérisant sous l'action de la chaleur en réunissant solidement ensemble les parties 1 et 20