Brevet FR2228551A1 — publié le 19741206

La présente invention est relative aux installations et procédés de fabrication de récipients, notamment de récipients à surface non développable, tels que des réservoirs, des citernes, des sphères de stockage, des tonneaux ou autres, ainsi qu'à ces récipients eux-memes fabriqués par déformation permanente d'ébauches à surface développable. Pour fabriquer un réservoir de stockage, on peut déformer une ébauche métallique sous l'action des forces de pression exercées par un fluide. le réservoir prend une forme à peu près parfaite, si les tales constitutives de ébauche ont des propriétés mécaniques homogènes. L'hétérogénéTté des tôles ordinaires, en particulier dans les zones de soudure de 11 ébauche, conduit à des déformations locales et à des plissements. Il conviendrait que les soudures soient aussi peu contraintes que possible. L'invention vise une installation et un procédé de fabrication de récipients de conformation régulière dont les soudures ne se déplacent pas et ne subissent que peu de contrainte au cours de la déformation de l'ébauche. L'installation suivant l'invention comprend une amenée de fluide à l'intdrieur d'une ébauche et un noyau en contact avec la paroi interne de l'ébauche et pourvu d'une ouverture communiquant avec l'amende et débouchant sur la paroi. Cet agencement ordonne la déformation de l'ébauche et prévient ses plissements intempestifs initiaux. La t81e de l'ébauche s'écarte progressivement, d'une zone proche de l'ouverture vers une zone qui en est éloignée, du noyau qui la supporte. On a constaté, d'une manière surprenante, que le maintien initial de l'ébauche par le noyau était déterminant, alors qu'on aurait pu penser que des plissements pourraient se former, après que la ttle dilatée a quitté son support. Il est avantageux que la soudure de l'ébauche soit dans une zone de contact avec le noyau et, de préférence, reste en contact avec celui-ci m#me lorsque la déformation est complète. Il suffit qu'une are te du noyau soit en contact avec la soudure. Il est recomm.anué de disposer l'ouverture au noyau dans un plan de symétrie de l'ébauche. Lorsqu'une bauche comporte deux soudures comprise entre trois nappes, il est avantageux de ménager les ouvertures au noyau dans les plans de symétrie des nappes respectivement pour obtenir une déformation régulière. Le noyau est conçu démontable en des éléments distincts, de section droite inférieure à celle d'un trou d'homme pratiqué dans le récipient terminé. On sort le noyau du récipient par ce trou. On a également constaté que le stade final, tout comme le stade initial, importe beaucoup pour la régularité de la conformation du récipient. Aussi pIace-t'on l'ébauche dans une coquille à la forme du récipient. Il est avantageux que la soudure de l'ébauche soit en contact avec la coquille. La coquille joue un rôle semblable et complémentaire à celui joué par le noyau. Elle empêche la formation de plissements lorsque l'ébauche occupe, à la fin de la déformation, à peu près sa position définitive. Elle protège la soudure qui, maintenue entre le noyau et la coquille, pendant toute la déformation, subit aussi peu de contrainte que possible et reste en la position initiale. Elle permet d'utiliser des forces de pression plus importantes à la fin du processus de déformation. L'invention vise également un procédé de fabrication d'un récipient, dans lequel on déforme une ébauche obtenue par soudure de deux éléments en envoyant à ltintérieur de celle-ci un fluide sous pression, caractérisé en ce qu'avant la déformation, on met un noyau démontable en contact avec une zone de soudure de l'un des éléments, on emprisonne le noyau en soudant les deux éléments, on place l'ébauche contenant le noyau dans une coquille à la forme du récipient a obtenir et, après la déformation, on enlève la coquille, on pratique un trou dans le récipient, on démonte le noyau en ses parties constitutives et on sort ces parties du récipient une à une par le trou. On a obtenu de bons résultats pour une sphère formée à partir d'une ébauche en tôle métallique de 10 à 20 mm d'épaisseur, constituée par un manchon central cylindrique auquel sont soudées deux viroles d'extrémités, lorsque la pression de l'eau est comprise entre 20 et 40 kg/cm2 environ et lorsque le diamètre intérieur de la section droite du manchon représente de 2 à 2,5 fois la hauteur de l'ébauche, ces dimensions respectives de l'ébauche déterminant les zones maintenues par le noyau et la coquille et la dimension des zones intermédiaires. Une ébauche de sphère suivant l'invention une dimension qui représente de 2 à 2,5 .fois une autre de ses dimensions. Il va de soi que ces rapports peuvent varier suivant la configuration finale désirée du récipient, Aux dessins arniexés, donnés uniquement à titre d'exemple les figures 1 a 7 illustrent les stades successifs du procédé suivant l'invention; et la figure 4a est une vue de détail d'une installation suivant l'invention, alors que s'exécute le stade du procédé illustré à la figure 4. Pour fabriquer une sphère servant de citerne à lait, on se sert d'un manchon cylindrique en tôle d'acier de vIngt me d'épaisseur, de un m de diamètre intérieur (figure 1). On introduit (figure 2) å l'intérieur du man capon 1, par l'une de ses extsémitéslun unnoyau 2 annulaire, percé d une ouverture 5 médiane. La paroi externe du noyau 2 dans laquelle est ménagée l'ouverture 3 est en contact avec la paroi interne du manchon 1. Le noyau 2 est étayé par un étai 4, en forme de deux disques percés en leur centre de perçage 5, qui plaque le noyau 2 contre le manchon 1. On soude (figure 3) deux viroles 6 d'extrémité aux bords libres du manchon 1. La zone de soudure 7 est au contact de l'arête du noyau 2 annulaire, dont les parois radiales d'extrémité sont au contact des viroles 6. Cellci sont de même nature et de même épaisseur que le manchon 1. Un orifice 8 est pratiqué dans l'une des viroles 6, en regard des perçages 5, pour l'amenée de l'eau. On place (figure 4) l'ébauche formée par le machon 1 et les viroles 6, dans une coquille 9 sphérique, constituée de deux demi-coquilles en un matériau résistant. La soudure 7 est en contact avec la coquille 9 (figure 4 Par l'orifice 8, on introduit de l'eau dans ~ébauche, sous une pression de 30 kg/cm2 pendant 45 minutes. L'eau passe par les perçages 5 et l'ouverture 3 et xeree une poussée sur l'ébauche. Gelle-ci se déforme. Elle vient (figure 5) se plaquer contre la face intérieure de la coquille 9, formant un récipient à la forme de cette coquille. Pendant la#déformation, les soudures 7, déjà en contact avec la coquille 9, ne se déplacent pas. Elles ne subissent que des efforts de traction dirigés suivant deux directions opposées à peu près tangentes à la surface du récipient. On évacue l'eau de l'installation et on perce un trou 10 d'homme dans le récipient (figure 6). On démonte le noyau ? en ses parties Il constitutives. On sort ces parties ll du récipient par le trou 10 (figure 7).La sphère obtenue ne présente pas de plissement. Elle comporte deux lignes de soudure. - R#VENt#I#ATION3 1 Installation de fabrication d'un récipient, comprenant une amenée de fluide à l'intérieur d'une ébauche, caractérisée en ce qu'elle comprend Tu noyau en contact avec la paroi interne de l'ébauche et pourvu d'une ouverture communiquant avec l'amenée de fluide et débouchant sur ladite paroi. 2. Installation suivant la revendication 1 pour ébauche comportant une soudure, caractérisée en ce que la soudure est dans une zone de contact avec le noyau. 3. Installation suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la soudure est au contact d'une arete du noyau. 4. Installation suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'ouverture est dans un plan de symétrie de l'ébauche. 5. Installation suivant l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4, pour ébauche comportant deux soudures entre trois nappes, caractérisée en ce que les ouvertures du noyau sont ménagées dans les plans de symétrie des nappes respectivement. 6. Installation suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le noyau est démontable en des éléments distincts de section droite inférieure à l'ouverture d'un trou d'homme pratiqué dans le récipient terminé. 7. Installation suivant l'une des revendications précédentes, de fabrication d'un récipient, comprenant une amenée de fluide à l'intérieur d'une ébauche, caractérisée en ce que l'ébauche est placée dans une coquille à la forme du récipient. 8. Installation de fabrication d'un récipient comprenant une amenée de fluide à l'intérieur d'une ébauche caractérisée en ce que l'ébauche est placée dans une coquille à la forme du récipient. 9. Installation suivant la revendication 7 ou 8 pour ébauche comportant une soudure, caractérisée en ce que la soudure de l'ébauche est en contact avec la coquille. lO.Procédé de fabrication d'un récipient dans lequel on déforme une ébauche obtenue par soudure de deux éléments en envoyant à l'intérieur de cenle-ci un fluide sous pression, naractérisé en ce qu'avant la déformation, on met un noyau démontable en contact avec une zone de soudure de l'un des éléments, on emprisonne le noyau en soudant les deux éléments, on place l'ébauche contenant le noyau dans une coquille à la forme du récipient à obtenir et, après la déformation, on enlève la coquille on pratique un trou dans le récipient, on démonte le noyau en ses parties constitutives et on sort ces parties du récipient une à une par le trou. 11. Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la pression du fluide est comprise entre 2 20 et 40 kg/cm environ et le diamètre intérieur de l'un des éléments cylindriques représente de 2 à 2,5 fois sa hauteur. 12. Embauche de récipient en un matériau déformable, caractérisé en ce que l'une de ses dimensions représente de 2 à 2,5 fois une autre de ses dimensions. 15. Récipient, notamment sphère, caractérisé en ce qu'il est fabriqué suivant le procédé de la revendication 10 ou 11.