Brevet FR2205378A1 — publié le 19740531

L'invention concerne un procédé et une installation pour la fabrication de tubes de rand diamètre en aciers à haute résistance, en pliant des feuilles de tôle, préalablement arrondies et préparées en bordure, pour obtenir des coquilles ayant la forme approximative d'un U, dont le mon de courbure au fond est inférieur au rayon définitif, en transformant les coquilles en UT en tabes fendus ronds, en en soudant les aretes des bords. L'invention a pour point de départ le procédé couramment enrloyé n l'heure actuelle pour la fabrication de tubes de grand niamètre, dans lequel on commece par donner à la tôle brute, par rabotage ou fraisage, les indispensables arêtes de soudage, en forme de V ou de X. Pour obtenir plus facilement, dans le tube fendu obtenu ultérieurement, une mise en place exacte des arêtes de soudage, les régions des bords sont courbées ou arrondies par laminage ou pressage sur des appareils appropriés, conformément au rayon de courbure du tube à fabriquer. ensuite a lieu la fabrication d'une demi-coquille en forme d'U au moyen d'un poinçon sur unepresse hydraulique.La coquille préalablement courbée en U est alors conformée en un tube fendu rond par pressage à pressions très élevées, puis les bords de la fente sont sondées intérieurement et extérieurement suivant des procédés connus. I'évolution dans le domaine du transport à grande distance du pétrel brut et du gaz naturel par des pipelines a déjà conduit, darus le rosse, des diamètres de tubes de 500 à 15CO mm. On envisage déjà des conduites ayant jusqu'à 200C mm de diamètre. Pour des pressions de transport de 40 à 80 atm (pour le gaz naturel, on envisage déjà des pressions de transport de 100atm), des exigences considérables se posent concernant la résistance et la qualité des tubes de grande dimension.L'emploi de grands diamètres et de hautes pressions suppose la mise en oeuvre d'aciers à limites d'allongement élevées, pour pouvoir maintenir, dans des limites économiques, l'épaisseur nécessaire de paroi des tubes. Seul le développement d'aciers de construction soudables, hautes limites d'allongement et bonnes valeurs de dureté à l'entaille, perdis la construction de pipelines modernes an tubes de grard diamètre. En observant les corditios irdispensnbles de sécurité, il faut, malgré l'emploi de qualités d'aciers modernes, adopter des épaisseurs de paroi, allant de 10 à @0 @@ ,suivart le diamètre.En outre, les longueurs indivi- duelles des doivent outre aussi grandes que ossible, pour éviter d'élever les frais de constructions des c-onduites de ce type. Déjà des longueurs individuelles de tubes allant jusqu'à 24 m sont demandées. Les grands diamètres, les fortes épaisseurs de parois, les grandes bngueurs individuelles, ainsi que la haute résistance des aciers utilisés, imposent des exigences particulières à la technique de fabrication de tubes de ce type. Ici, le procédé précédemment décrit, d'une haute valeur en lui-même, a un inconvénient qui consiste en ce que, dans la fabrication de tubes de grands diamètres de ce type, les arrondisseurs (presses à cintrer) doivent mettre en oeuvre des pressions très élevées, car il faut obtenir, par l'opération de cintrage, une déformation permanente afin de réaliser, avant le soudage, une mise en place précise des arêtes de soudage l'une par rapport à l'autre, et d'éviter le fâcheux retour élastique.Cette exigence ne peut être satisfaite, dans la fabrication de gros tubes1par le procédé utilisé jusqu'ici, que par itemploi de presses conçues pour exercer des pressions atteignant 50 000 t. L'augmentation des dimensions des tubes et de la qualité des aciers conduirait à des presses à cintrer qui auraient à exercer des pressions encore plus élevées. Mais ces hautes pressions de pressage signifient en même temps de hautes dépenses d'investissement. L'invention a pour but d'éviter les inconvénients des procédés c0rn1us qui se manifestent dans le cas des fortes épaisseurs de paroi, des hautes résistances et des grands diamètres, et de réaliser un DrocédEpourlafrbjJatioldetubesde grandes dimensions, dans lequel l'opération de conformation du tube fendu amène une mise en place exacte des arêtes de soudage l'une par rapport à l'autre, sans qu'il soit nécessaire pour cela d'engager les frais élevés d'investissement attachés aux presses à cintrer connues et appropriées à cet effet. Pour atteindre ce but, selon l'invention, les feuilles de tôle, préalablement arrondies dans la zone des bords, sont conformées en les coquilles en forme d'U par cintrage simultané sur la 1 cngueur de la feuille, et la coquille en forme d'U estprogressivement transformée en le tube rond par laminage en forme. Une installation appropriée à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, et comprenant un appareil pour arrondir préala blement les zones des bords, préparées à l'avance, d'une feuille de tôle, une presse an U dont le rayon du poinçon est inférieur au rayon denitif du tube, un appareil pour arrondir la coquille en U en un tube fendu, et un appareil à souder pour souder les arêtes du tube fendu, est essentiellement caractérisée en ce que l'appareil pour arrondir est un laminoir de forme à plusieurs cages, dont la cage d'entrée est adaptée à la forme de la coquille en U quittant la presse en U, et dont la dernière cage est adaptée au tube fendu arrondi. L'invention ouvre une nouvelle voie pour la fabrication de tubes de grand diamètre, et évite les inconvénients attachés à l'état connu de la tecBniq1!e en cas de dépassement de certaines dimensions et qualités , notamment en ce qui concerne les investissements indispensables pour la muse en oeuvre de ces procédés de fabrication de tubes. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels les figures 1, 2, 3, 4 et 5 montrent schématiquement les étapes du procédé suivant l'invention ; la figure 6 montre l'arrondissement préalable des zones des bords la figure 7 illustre la fabrication d'une coquille en forme d' U en ovale allongé la figure 8 est une élévation latérale d'un laminoir de forme comportant six cages la figure 9 est un plan du même laminoir la figure 10 montre la coquille en U à son entrée dans le laminoir de forme la figure 11 montre en coupe le tube fendu sortant du laminoir de forme ; et, la fLgure 12 est une vue latérale de 1'installation complète. Sur les figures 1, 2, 3, 4 et 5, on a représenté schématiquement le déroulement essentiel du procédé. Une tole brute, visible sur la figure 1, est préparée sur ses bords et courbée dans la zone de ses bords. La feuille de tôle brute recourbée dans la zone de ses bords, repr-sentée -1qr la figure 2, est courbée dans une presse en U pour former l squille en forme d'U, en ovale allongé, illustrée sur la fixera 3. nsuite, comme le montrent les figures 4 et 5, la coquille An forme d'U est transformée en un tube rond par laminage en fortes. On a indiqué sur la figure 6 comment les zones des bords de la feuille de tôle 1 peuvent être repliées au moyen depresses 3. Des flèches 2 montrent la direction de mouvement et de force des machines. Sur la figure 7 est représenté schématiquement le façonnage de la feuille de tôle 1 en une coquille en U en ovale allongé. Cette opération a lieu dans une presse à cintrer pourvue d'un poinçon de pressage 6 fixé à un vérin hydraulique 5, et dont le rayon de courbure est inférieur au rayon du tube à fabriquer. La presse en U a en outre des outils latéraux 7 à l'aide desquels on arrive à fabriquer une coquille en U dont les flancs sont dirigés vers l'intérieur. Les figures 8 et 9 représentent un laminoir de forme à 6 cages, dont la cage d'entrée 1.2 est adaptée, quant à la contigu ration de ses cylindres 18, à la coquille en U de la figure 10, et dont la dernière cage 17 est adaptée au tube fendu circulaire représenté sur la figure 11. En plus des cylindres 18 à axes hori zonaux, sont prévus d'autres cylindres 19 à axes vertical. Dans chaque cage 12, 13, 14, 15, 16 et 17 sont entrainés au moins deux cylindres 18 et 19 opposés. Les entraînements sont figurés par des arbres articulés 23 qui sont en liaison avec des unités d'entralne- ment. Sur les deux figures 8 et 9, on a représenté l'ouvrage 1 se trouvant en cours de transformation. La figure 12 représente une installation complète, qui consiste en une presse 3 pour arrondir au préalable les zones de bords, une presse en U 4 pour façonner la coquille en forme d'U, un laminoir de forme Il pour transformer la coquille en U en le tube fendu rond, et un appareil à souder 21 dont la tête soudeuse 22 peut se déplacer le long du cordon de soudage. Sur la figure 12, la presse en U 4 est conformée en presse à deux parties. La premke partie est caractérisée par le châssis de base 10 ou par la pièce supérieure 8, la seconde partie par le chassis de base 10' et la pièce supérieure 8'. Le châssis de base et la pièce supérieure sont réunis par des tirants 9. Mais la division en deux de la presse en U n'affecte que les éléments stationnaires. Le poinçon de pressage 6 est d'un bout à l'autre d'une seule pièce. Les dispositifs de transport portent la référence 20. On n'a pas représenté l'appareil de préparation des bords. On précise cependant que cet appareil est placé de préférence en avant de la presse 3. PnVnNDICWTI0NS 1.- Frocédé pour fabriquer des tubes de grand diamètreen aciers à haute résistance,en pliant des feuilles de tôle préalablement arrondie et préparées dans la région de leurs bords pour obtenir des coquilles ayant la forme approximative d'un U, dont le rayon de courbureçau fondtest inférieur au rayon définitif du tube, en transformant les coquilles en U en tubes fendus ronds et en soudant les arêtes des bords, caractérisé en ce que les feuilles de tôle, préalablement arrondies dans la zone des bords, sont conformées en des coquilles en forme d'U par cintrage simultané sur la longueur de la feuille, en ce que la coquille en forme d'U est progressivement transiormée en le tuue rond par laminage en forme. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coquille en forme d'U comporte, au cours du cintrage, des flancs inclinés vers l'intérieur, et prend ainsi à peu près la forme d'un tube fendu ovale vers le haut. 3.- Installation pour la fabrication de tubes de grand diamètre, comprenant un appareil pour arrondir préalablement les zones des bords, préparées à l'avance, d'une feuille de tôle, une presse en U dont le rayon de poinçon est inférieur au rayon définitif du tube, un appareil pour arrondir la coquille en U en un tube fendu, et un appareil a souder pour souder les arêtes du tube fendu, caractérisée en ce que l'appareil pour arrondir est un laminoir de forme à plusieurs cages, dont la cage d'entrée est adaptée à la forme de la coquille en U quittant la presse en U, et dont la dernière cage est adaptée au tube fendu arrondi. 4.- Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'immédiatement, en arrière du laminoir de forme, est prévu un appareil 21 pour le soudage intermittent (fixation) des bords du tube fendu. 5.- Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la tête soudeuse 22 de l'appareil de fixation peut se déplacer de manière connue le long du tube fendu.