Brevet FR2216701A1 — publié le 19740830

La présente invention a pour objet un procédé de raccordement d'un premier tronçon de conduite électrique avec un deuxième tronçon de conduite électrique. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte aux conduites élec- triques souterraines à haute tension, et forte puissance. La figure 1 montre un exemple non limitatif d'une telle conduite électrique. Elle comprend un conducteur tubulaire 1 en aluminium extrudé, son épaisseur étant de l'ordre du centimètre et son diamètre de l'ordre d'une trentaine de centimètres. Ce conducteur est placé au centre d'une gaine tubulaire 2 en tsle d'aluminium roule dont le diamètre est de l'ordre de soixante dix centimètres et l'épaisseur également de l'ordre du centimètre. Le conducteur I est supporté l'intérieur de la gaine 2 au moyen d'isolateurs 3 annulaires et rigides fixés au conducteur 1 mais libres en translation à l'intérieur de la gaine 2. Le tout est rempli d'un gaz diélectrique tel que par exemple de l'hexa-fluorure de soufre SF6, a une pression de queloues bars, par exemple trois ou quatre bars. Ce genre de matériel est particulièrement intéressant pour les hautes tensions et fortes puissances, par exemple pour véhiculer 4 000 A sous 500 000 V alors que pour les lignes aériennes, on est à peu près limité à 1 000 A sous 300 000 V. Par ailleurs, les lignes aériennes sont très encombrantes et défigurent le paysage : pour une ligne aérienne destinée à véhiculer 1 000 A sous 300 000 V comme indique ci-dessus, on aurait un couloir d'environ 13 m ce qui empcherait toute construction dans ce couloir et dans son voisinage alors que dans le cas d'une conduite électrique souterraine telle que décrite ci-dessus véhiculant 4 000 A sous 500 000 V, on aurait trois conduites de l'ordre de 70 cm de diamètre séparées d'environ 40 cm et l'espace au dessus du sol serait parfaitement libre. Le problème qui se pose, est le problème du raccordement de tronçons de conduites électriques identiques celui tel que décrit plus haut et en particulier le raccordement des gaines ou tubes 2. De telles conduites électriques sont enterrées et la terre est tassée autour, ainsi la gaine ou tube 2 est comme bridée sur toute sa longueur et ne peut se dilater, elle est donc soumise des contraintes qui doivent tre supportées, entre autres, aux raccordements. Le procédé de raccordement doit tre tel qu'il exige le minimum de travail et d'opérations sur le chantier, en particulier le minimum d'opérationsde soudages. Par ailleurs, il faut absolument éviter lors des soudages d'introduire l'intérieur de la gaine des résidus de soudures ou autres impuretés, car le raccordement une fois effectué il n'est plus possible de pénétrer à l'intérieur du tube 2 pour le nettoyer or, il est nécessaire pour la bonne tenue du diélec- trique d'éviter toutes impuretés et en particulier les impuretéS métalliques. Les soudures doivent bien entendu tre étanches. Le procédé doit également permettre de raccorder des gaines, dont la tolérance sur le diamètre est de + 1 X ce qui fait + 7 mm pour un diamètre de 700 mm par exemple. La présente invention a donc pour but de résoudre le problème du raccordement des gaines de telles conduites électriques en tenant compte des impératifs cidessus mentionnés. La présente invention a pour objet un procédé de raccordement d'un premier tronçon de conduite électrique avec un deuxième tronçon de conduite électrique, comprenant chacun un conducteur électrique disposé coaxialement l'intérieur d'un tube métallique, caractérisé par la succession des opérations suivantes : -on enfile un manchon cylindrique sur l'extrémité du tube du premier tronçon, -on rapproche le deuxième tronçon du premier tronçon, -on soude l'extrémité du conducteur électrique du premier tronçon au conducteur électrique du deuxième tronçon, -on place ledit manchon de telle sorte qu'il recouvre d'une façon sensiblement égale l'extrémité du tube de chaque tronçon, on glisse un joint annulaire à chaque extrémité du manchon entre celui-ci et ledit tube métallique, -on soude d'une manière étanche chacune des extrémités dudit manchon, respectivement au tube métallique du premier puis du deuxième tronçon. Suivant une autre réalisation de la présente invention, le procédé est caractérisé par la succession des opérations suivantes : -on soude au voisinage de l'extrémité du tube de chaque tronçon à raccorder, une virole annulaire, creusée sur la périphérie d'une gorge que l'on munit d'un joint, -on enfile un manchon cylindrique sur l'extrémité du tube du premier tronçon, -on rapproche le deuxième tronçon du premier tronçon, -on soude entre elles les extrémités libres des conducteurs, -on place ledit manchon de telle sorte qu'il soit supporté par les deux dites viroles, -on soude d'une manière étanche chacune des extrémités dudit manchon respectivement la virole située sur le tube du premier tronçon et la virole située sur le tube du deuxième tronçon. Suivant une autre réalisation de la présente invention, le procédé est caractérisé par la succession des opérations suivantes : -on soude au voisinage de l'extrémité du tube de chacun des tronçons une virole annulaire comportant une surface conique, -on soude une première extrémité d'un manchon cylindrique contre ladite surface conique de la virole du tube du premier tronçon et coaxialement celui-ci, -on dispose l'intérieur dudit manchon, au voisinage de sa deuxième extrémité et sur le pourtour extérieur et au voisinage de l'extrémité du tube du deuxième tronçon, des moyens permettant d'éviter l'introduction d'impuretés au moment du raccordement. -on soude entre elles les extrémités libres des conducteurs, -on approche le tube du premier tronçon du tube du deuxième tronçon jusqu'à ce que la deuxième extrémité dudit manchon vienne en contact avec la surface conique de la virole du tube du deuxième tronçon, -on soude la deuxième extrémité dudit manchon ladite virole du tube du deuxième tronçon. D'autres caractéristiques ressortiront de la description, d'exemples non limitatifs de la présente invention, faite ci-après en regard des dessins annexés dans laquelle : la figure 1 représente une conduite électrique à conducteur tubulaire coaxialement disposé à l'intérieur d'un tube métallique. Les figures l, 3,4 et 6 représentent en demie-coupe axiale le raccordement de deux tubes réalise suivant la présente invention La figure 5 montre une variante d'un détail de la figure 3. En se référant à la figure 2, on peut voir un raccordement de deux tubes 4 et 5. Ce raccordement est effectué au moyen d'un manchon cylindrique 6 chevauchant d'une longueur sensiblement égale l'extrémité de chacun des tubes 4 et 5 et soudé à chacune de ses extrémités 7 et 8 respectivement au tube 4 et au tube 5. Un joint 9a est placé à l'extrémité du tube 4 entre celui-ci et le manchon 6 et il est bloqué vers la droite grâce à une butée 10, dememe, un joint 9b est placé à l'extrémité du tube 5 entre celui-ci et le manche 6 et il est bloqué vers la gauche grâce à une butée 11. Le rôle des joints 9a et 9b-est d'eviter l'introduction de projection de particules de soudure lors du soudage des extrémités 7 et 8 du manchon 6. Les butées de joint 10 et Il ne sont pas indispensables et en tout état de cause, elles sont mise en place en usine. Sur le chantier, on procède de la façon suivante, les joints 9a et 9b ayant été préalablement placés sur les tubes 4 et 5 et assez loin de leur extrémité respective, et l'extrémité du tube 5 étant dis tante de l'extrémité du tube 4 d'une longueur au moins égale a celle du manchon : On enfile le manchon 6 sur le tube 4, on approche le tube 5 du tube 4 à la distance désirée, on soude les extrémités libres du conducteur coaxial non représenté lequel peut glisser à l'intérieur du tube, on place correctement le manchon 6 et l'on glisse les joints 9 et 10 leur place dans le sens des flèches Il et 12. Afin de permettre de glisser plus facilement les joints 11 et 12 entre le manchon et les tubes 4 et 5, et pour tenir compte des tolérances de fabrications des tubes 4 et 5, on peut chauffer le manchon 6 afin de le dilater. Enfin on soude d'une manière étanche les extrémités 7 et 8 du manchon 6 respectivement au tube 4 et au tube 5. La figure 3 montre un autre exemple dans lequel on a soude l'usine, a 1'ex- trémité de chaque tube une virole annulaire 13 creusée sur son pourtour d'une gorge que l'on a munie d'un joint 14. Sur le chantier, il suffit, le manchon 6 ayant été préalablement chauffé, de l'enfiler sur le tube 4, d'approcher le tube 5 à la distance désirée du tube 4, d'effectuer le raccordement par soudage des extrémités libres du conducteur coaxial non représenté, de placer le manchon 6 sur les deux viroles 14 et de souder ses extrémités 7 et 8 aux viroles 13. Dans ce cas, les joints 14 ont également pour but d'éviter l'introduction à l'intérieur des tubes de projections de soudure lors du soudage des extrémités 7 et 8 du manchon aux viroles 13. La figure 4 montre encore une autre réalisation très avantageuse de la présente invention. Cette variante est spécialement avantageuse car elle permet d'effectuer le 'minimum d'opérations sur le chantier, les tubes étant préparés en usine : Un virole 15 annulaire présentant une surface conique 16 est soude au voisinage de l'extrémité du tube 5, un manchon 6 est soudé par son extrémité 8 sur la surface conique 16 de la virole 15 coaxialement au tube 5. Le manchon 6 est muni au voisinage de son extrémité 7 et l'intérieur d'une butée annulaire 17 contre laquelle est fixée un joint annulaire 18. Bien entendu la butée 17 et le joint 18 sont avantageusement mis en place avant le soudage du manchon 6 la virole 15. Une virole 19 identique a la virole 15 et présentant une surface conique 20 est soudée au voisinage de l'extrémité du tube 4. Entre la virole 19 et l'extrémité 21 du tube 4, un corps annulaire 22 est soudé autour du tube 4. Ce corps annulaire 22 comporte une surface conique 23 en regard du joint 18, cette surface conique 23 est parallèle celle 20 de la virole 19. Toutes ces opérations sont réalisables en usine, sur le chantier, il ne reste qu'à souder entre elles les extrémités libres du conducteur coaxial non représenté et approcher le tube 5 du tube 4 jusqu'à ce que le manchon 6 vienne en contact avec la surface conique 20 de la virole 19, il ne reste alors à faire qu'une seule soudure : la soudure de l'extrémité 7 du manchon 6 contre la virole 19. La surface conique 20 de la virole 19 permet de tenir compte de la tolérance du diamètre des tubes 4 et 5 cette variante est donc spécialement avantageuse, de plus, elle n'exige d'exécuter sur le chantier qu'une seule soudure, hormis celle de raccordement des conducteurs. La butée 17, le joint 18 et le corps annulaire 22 ont pour but d'éviter lors du soudage de l'extrémité 7 du manchon 6 sur la virole 19, l'introduction de projections de soudure à l'intérieur des tubes. Ces dispositifs peuvent tre remplacés par tous autres moyens appropriés tel que, par exemple, des chicanes dont un exemple est donné sur la figure 5 qui montre une partie du manchon6 et du tube 4 avec une chicane formée en deux parties 24a et 24b. La partie 24a de la chicane est une pièce annulaire dont la section a la forme d'un"L"dont l'une des branches est soudée perpendiculairement à 1'inti- rieur et au voisinage de l'extrémité 7 du manchon 6 et dont l'autre branche est tournée vers l'extrémité 7 du manchon 6, La partie 24b de la chicane est aussi une pièce annulaire dont la section à une forme voisine d'un"L"l'une des ses branches est soudée obliquement sur le pourtour extérieur du tube 4 entre la virole 19 et l'extrémité 21 du tube 4. La soudure est effectuée de telle sorte que la branche soudée constitue une surface conique parallèle à la surface conique de la virole 19 et que l'autre branche soit tournée vers l'extrémité 21 du tube 4. La figure 6 est une variante de la figure 5 dans laquelle l'extrémité 25 du tube 5 du premier tronçon de conduite électrique a été élargie remplaçant ainsi la virole 15 et le manchon 6 de la figure 4. Une virole 19 identique à la virole 19 de la figure 4 est soudée au voisinage de l'extrémité du tube 4 du deuxième tronçon de conduite électrique. Le tube 5 est approché du tube 4 jusqu'à ce que son extrémité élargie 25 vienne au contact de la surface conique 20 de la virole 19. L'extrémité élargie 25 du tube 5 est alors soudé a la virole 19. Bien évidemment les extrémités libres des conducteurs électriques non representes sur la figure ont été soudées entre elles avant d'approcher le tube 5 du tube 4. De mme des moyens permettant d'éviter l'introduction de projections de soudures à l'intérieur des tubes ont été placés l'intérieur de la partie élargie 25 du tube 5 et sur le tube 4 entre la virole 19 et l'extrémité du tube, ces moyens sont les mme que ceux représentés sur les figures 4 ou 5 et ont été mis en place en usine. Dans les exemples de réalisation décrits, on n'a pas représenté le conducteur électrique, ce conducteur peut tre tel que décrit dans la figure 1 mais il peut aussi, bien entendu, ne pas tre tubulaire sans pour cela sortir du cadre de l'invention. De mme les dimensions données lors de la description de la figure 1 ne sont pas limitatives et uniquement données a titre indicatif. De mme que dans l'exemple de la figure 4, l'exemple de la figure 3 permet un certain rattrapage des tolérances des tubes en usinant les viroles 13. Dans cet exemple, les soudures aux extrémités 7 et 8 tranvaillent mieux que dans le cas de la figure 2 où il se produit un effet de cisaillement. Dans l'exemple de la figure 4 on a un très bon rattrapage des tolérances des tubes. Les soudures travaillent très bien car elles sont en bout et non pas recouvrement et en plus, il n'y a qu'une seule soudure réaliser sur le chantier, hormis celle de raccordement des conducteurs, tout le reste pouvant etre réalisé en usine. Il en est de mme dans l'exemple de réalisation de la figure 6. Dans toutes ces figures, les joints 9, 14 et 18 n'ont pas pour but d'assurer l'étanchéité vis-à-vis d'un fluide quelconque place à l'intérieur des tubes mais d'éviter, au moment du raccordement des tronçons de conduites, l'introduc- tion d'impuretés, l'étanchéité devant etre réalisée par les soudures. Bien entenau, on ne saurait sortir du cadre de la présente invention en remplaçant les moyens d'écrits par des moyens équivalents assurant la mme fonction, ou en modifiant l'ordre d'exécution de certaines opérations qui, d'une manière évidente, n'exigerait pas un ordre précis et, par exemple en se reportant à la figure 4, l'on pourrait placer la butée 17 et le joint ! 8 a l'intérieur du manchon 6 avant ou après avoir soudé ce manchon a la virole 15. REVENDICATIONS )/Procède de raccordement d'un premier tronçon de conduite électrique avec un deuxième tronçon de conduite électrique, comprenant chacun un conducteur electrique disposé coaxialement à l'intérieur d'un tube métallique, caractérisé par la succession des opérations : -on enfile un manchon cylindrique sur l'extrémité du tube du premier tronçon, -on rapproche le deuxième tronçon du premier tronçon, -on soude l'extrémité du conducteur électrique du premier tronçon au conducteur électrique du deuxième tronçon, -on place ledit manchon de telle sorte qu'il recouvre d'une façon sensiblement égale l'extrémité du tube de chaque tronçon, -on glisse un joint annulaire a chaque extrémité du manchon entre celui-ci et ledit tube metallique, -on soude d'une manière étanche chacune des extrémités dudit manchon respectivement au tube métallique du premier puis du deuxième tronçon. 2/Procédé de raccordement d'un premier tronçon de conduite électrique avec un deuxième tronçon de conduite électrique suivant la revendication 1 caractérisé en ce que ledit manchon est chauffé afin de le dilater au moment de la mise en place. 3/Procédé de raccordement d'un premier tronçon de conduite électrique avec un deuxième tronçon de conduite électrique suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'une butée de joint est disposée au voisinage de l'extrémité du tube du premier et du deuxième tronçon de la conduite électrique. 4/Procédé de raccordement d'un premier tronçon de conduite électrique avec un deuxième tronçon de conduite électrique comprenant chacun un conducteur electri- que dispose coaxialement à l'interieur d'un tube métallique caractérisé par la succession des opérations suivantes : -on soude au-voisinage de l'extrémité du tube de chaque tronçon raccorder, une virole annulaire creusée sur sa périphérie d'une gorge que l'on munit d'un joint, -on enfile un manchon cylindrique sur l'extrémité du tube du premier tronçon -on rapproche le deuxième tronçon du premier tronçon, -on soude entre elles les extrémités libres des conducteurs, -on place ledit manchon de telle sorte qu'il soit supporté par les deux dites viroles, -on soude d'une manière étanche chacune des extrémités dudit manchon respectivement à la virole située sur le tube du premier tronçon et à la virole située sur le tube du deuxième tronçon. 5/Procédé de raccordement d'un premier tronçon de conduite électrique avec un deuxième tronçon de conduite électrique suivant la revendication 4 caractérisé en ce que ledit manchon est chauffé afin de la dilater pour sa mise en place. 6/Procédé de raccordement d'un premier tronçon de conduite électrique avec un deuxième tronçon de conduite électrique comprenant chacun un conducteur électrique dispose coaxialement à l'intérieur d'un tube métallique caractérisé par la succession des opérations : -on soude au voisinage de l'extrémité du tube de chacun des tronçons une virole annulaire comportant une surface conique, -on soude une première extrémité d'un manchon cylindrique contre ladite surface conique de la virole du tube du premier tronçon et coaxialement celui-ci, -on dispose l'intérieur dudit manchon au voisinage de sa deuxième extrémité et sur le pourtour extérieur et au voisinage de l'extrémité du tube du deuxième tronçon, des moyens permettant d'éviter l'introduction d'impuretees au moment du raccordement, -on soude entre elles les extrémités libre des conducteurs, -on approche le tube du premier tronçon du tube du deuxième tronçon jusqu'à ce que la deuxième extrémité dudit manchon vienne en contact avec la surface conique de la virole du tube du deuxième tronçon. -on soude d'une manière étanche la deuxième extrémité dudit manchon ladite virole du tube du deuxième tronçon. 7/Procédé de raccordement d'un premier tronçon de conduite électrique avec un deuxième tronçon de conduite électrique suivant la revendication 6 caractérisé en ce que lesdits moyenspermettantd'éviterl'introductiond'impuretées comportent : -une butée annulaire soudée l'intérieur du manchon au voisinage de sa deuxième extrémité, -un joint annulaire fixé contre ladite butée, -un corps annulaire présentant, en regard dudit joint, une surface conique parallèle la surface conique de la virole du tubedudeuxièmetronçon et soudé sur ce tube entre la virole et l'extrémité du tube. 8/Procédé de raccordement d'un premier tronçon de conduite électrique avec un deuxième tronçon de conduite électrique suivant la revendication 6 caractérisé en ce que lesdits moyens permettant d'éviter l'introduction d'impuretées comportent : -une pièce annulaire de section en forme de"L"dont l'une des branches est soudée perpendiculairement l'interieur et au voisinage de la deuxième extrémité dudit manchon de telle sorte que la deuxième branche soit tournée vers la deuxième extrémité du manchon, -une deuxième pièce annulaire de section voisine d'un"L"dont l'une des branches est soudée obliquement sur le pourtour extérieur du deuxième tube entre son extrémité et la virole de ce tube, cette soudure étant effectuée de telle sorte que la branche soudée constitue une surface conique parallèle à la surface conique de la virole dudit tube et que l'autre branche soit tournée vers l'extrémité dudit tube. 9/Procédé de raccordement d'un premier tronçon de conduite électrique avec un deuxième tronçon de conduite électrique comprenant chacun un conducteur electrique disposé coaxialement l'intérieur d'un tube métallique caractérisé en ce que l'extrémité du tube métallique du premier tronçon a un diamètre élargi par rapport au diamètre du tube et en ce que l'on execute les opérations : -on soude au voisinage de l'extrémité du tube du deuxième tronçon, une virole annulaire comportant une surface conique de mme axe que le tube -on dispose, a l'intérieur du tube du premier tronçon au voisinage de son extré- mité et dans sa partie élargie, et sur le pourtour extérieur et au voisinage de l'extrémité du tube du deuxième tronçon, des moyens permettant d'éviter l'introduction d'impuretés. -on soude entre elles les extrémités libres des conducteurs, -on approche le tube du premier tronçon du tube du deuxième tronçon jusqu'à ce que l'extrémité de la partie élargie du tube du premier tronçon vienne en contact avec la surface conique de la virole soudée sur le tube du deuxième tronçon, -on soude d'une manière étanche ladite virole à l'extrémité élargie du tube du premier tronçon.