Brevet FR2213834A1 — publié le 19740809

Irinvention se rapporte à une tige métallique, notamment un goujon en acier austénitique destiné à autre fixé à une surface métallique par soudage par résistance ou autre procédé de soudage. Elle se rapporte aussi à la liaison par soudure d'une tige et d'une surface, toutes deux -métalliques, et à une utilisation de cette tige. Il est connu de souder des tiges ou goujons métalliques à des tales ou plaques métalliques par résistance ou par un autre procédé. Ce mode de fixation est-largement utilisé par exemple pour fabriquer des échangeurs de chaleur; en pa#rticulier en spirale et à plaques, en acier austénitique et en métaux et alliages non ferreux. les goujons utilisés à cet effet comportent, du côté destiné à autre soudé, un pied élargi, qui est généralement tronconique, sa grande base se trouvant du c8té de ltemplacement de la soudure et la face du dessous de ce pied étant donc pratiquement plane. Avec les goujons destinés à astre soudés électriquement par résistance, ce pied est nécessaire, parce que ces goujons sont- disposés et maintenus dans les électrodes de ltappareil de soudage.Avec d'autres procédés et appareils, il est possible de maintenir des goujons sans pied. Dans une soudure réalisée avec un goujon courant, la grande base, ctest-à-dire le dessous du pied, est parallèle à la surface métallique sur laquelle ce goujon est fixé. Il existe au milieu un point de soudure, entouré concentriquement dtun interstice annulaire. Ces goujons et ce mode de fixation ont lrinconvénient que, dans les appareils tels que-les échangeurs de chaleur, notamment ceux en spirale ou à plaques, il risque de se produire au point de jonction une corrosion localisée. Ce défaut apparatt surtout sur les goujons qui se trouvent dans les chambres d'eau de ces échangeurs, ou plus généralement dans les appareils dans lesquels il circule deux fluides ou plus, dont ltun cède des calories ou des frigories aux autres. Dtaprès les constatations qui sont à lrorigine de ltinvention, la cause de cette corrosion est le faible interstice annulaire précité, qui est créé par le mode de soudage et dans lequel les impure tés du fluide, de " eau en particulier, par exemple les clilo- rures et oxydes de fer, responsables de ladite corrosion, peuvent se déposer et s'amasser.Si à cet endroit, la concentra tion de ces impuretés atteint une valeur critiq^te, il y a corrosion localisée qui, en s#étendant, détruit l'appareil. Un autre inconvénient réside dans ltirrégularité de la soudure. Cette irrégularité est due au fait que, si le pied est trop rapproché de cette surface, ce qui ne peut entre évite, la matière de soudage ne peut avancer assez pour réaliser une soudure parfaite parce que le pied est appliqué contre ladite surface. Irinvention vise à améliorer la fixation par soudure d'une tige métallique à une surface métallique et en particulier à supprimer la corrosion localisée et à permettre dtobte- nir une soudure régulière. Conformément à llinvention, la tige stamincit vers ltem- placement de la soudure, de façon à ménager un interstice annulaire srouvrant vers 12 extérieur et de préférence concentrique à cet emplacement. Cette tige comporte de préférence un pied qui,-dans le même but, se rétrécit vers ltemplacement de la soudure.De la sorte, elle peut aisément être introduite et maintenue dans les électrodes de ltapparell de soudage, elle assure la régularité de la soudure, parce que pendant toute la durée du soudage la matière peut entre amenée à ltemplacement voulu, et enfin elle assure un bon lavage de l'interstice annulaire, lorsqu'elle est utilisée dans un échangeur de chaleur, ce qui supprime les phénomènes de corrosion et notamment de corrosion localisée. Les impuretés nuisibles, en particulier celles de 12 eau, ne peuvent plus se déposer à l'endroit de la soudure et y atteindre une concentration critique. Le contour de la partie effilée de la tige, et en particulier de son pied, est convenablement conique ou sphérique. Dans uns forme de réalisation particulièrement appropriée, 12 ensemble du pied a la forme dtun double tronc de conte, et stélargit dtabord,de la leude vers ltsmplacement de la soudure, puis se rétrécit. La liaison par soudure selon ltinvention, entre une tige et une surface métallique, est caractérisée par un interstice annulaire, qui est concentrique à 12 emplacement de la soudure et qui stagranait progressivement en srécartant de cet ei:#place- ment. il est possible dtobtenir ce mode de liaison en utilisant une tige selon 12 invention, mais aussi en donnant à la plaque une conformation correspondante. Un goujon selon l'invention est utilisable avantageuse- ment comme-entretoise dans des échangeurs de chaleur, notamment à plaques ou en spirale, dans lesquels circulent divers fluides et qui risquent donc particulièrement de subir une corrosion localisée. Btinvention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre drexemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 représente un goujon usuel fixé à une plaque métallique ; la figure 2 représente un goujon selon-12,invention fixé à une plaque métallique la figure 3 représente une autre forme de réalisation du goujon selon 12 invention la figure 4 représente encorqane autre forme de réalisa tien les figures 5 et 6 sont des coupes schématiques verticale et horizontale dtun échangeur de chaleur en spirale ; ; la figure 7 est une coupe horizontale partielle par la ligne I-I de la figure 5 ; et la figure 8 est une coupe verticale partielle par la ligne Il-Il de la figure 6. Le goujon classique 1 de la figure I est en acier austénitique et est fixé à une plaque 2 par soudure électrique par résistance. Il comporte un pied tronconique ,dont la petite base est tournée vers sa queue, la grande base, c2est-à-dire le dessous 4, étant tournée du c8té de la soudure. En position de fixation, ce dessous 4, qui est plan, est parallèle à la surface de la plaque 2, en ménageant un interstice annulaire 6 étroit, qui entoure le point de soudure 5 et est aussi parallèle à cette surface. Les goujons de ce genre sont largement utilisés dans la fabrication d1e'changeurs, notamment à spirale et à plaques, en acier austénitique et en métaux et alliages non ferreux. En service, il se produit, à ltemplacement de la liaison, une ccrrosion qui est attribuée au fait que ltinterstice 6 est peu accessible au fluide. la figure 2 représente un goujon 7 à pied 8 formé de deux vers le joip~t soudure troncs de cane qui élargit d2abord,1puissretrecit. Son des- sous 10 a les dimensions du point de soudure, si bien que la liaison de ce pied à la plaque 2 forme un espace annulaire 11, qui est concentrique à 11 emplacement 9 de la soudure et qui seélargit progressivement en s1 éloignant de cet emplacement. Cet espace 11 est donc nettement différent de ltinterstice 6 de la figure 1. Il empêche les fluides non purifiés de stagner et par conséquent les matières nuisibles de se concentrer.Le point de soudure 9 est caractérisé par sa conformation en lentille dont la grosseur et la forme sont toujours les mêmes, ce qui est important pour la solidité de la fixation. le goujon 12 de la figure 3 comporte un pied 13 qui s2 évase d'abord en cane, puis se rétrécit en suivant un contour hémisphérique qui ménage un interstice annulaire 14 dégagé. Avec cette forme sphérique aussi, le fluide nettoie aisément cet interstice et la# liaison a une excellente résistance et est insensible à la corrosion, notamment à une corrosion localisée. La figure 4 représente un goujon 15, qui est destiné à entre fixé à une plaque ? et qui ne comporte pas de pied, mais dont 12 extrémité tournée vers 12 emplacement de la soudure est effilée en cons. La petite surface de cette extrémité correspond à la grosseur du point de soudure 17 et la forme conique ménage un espace annulaire 16 dégagé. Les figures 5 et 6 représentent schématiquement des échangeurs de chaleur utilisant comme entretoises des goujons du genre de ceux qui sont représentés sur les figures 3 à 4. Les figures 7 et 8 sont des détails de la chambre en spirale d'un échangeur,- dont des goujons 7 maintiennent les parois 18 et 19 écartées. Ces goujons empêchent qu'il se produise une corrosion sous 12 effet essentiellement du dép8t et de l'adhérence d2impu- retés des fluides. En outre, l'appareil est mieux nettoyé par un lavage à cpntre-courant. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent entre apportées à la tige décrite sans sortir du cadre de l2in- vention. REVENDICATIONS 1. Tige inétallique, en particulier goujon en acier austé nitique, destinée à être fixée à une surface métallique par sou dage électriqu par résistance ou au moyen d'un autre procédé de soudage, caractérisée par le fait que cette tige est effilée du coté de lterrplacement de la soudure, de façon à ménager un interstice annulaire qui s'ouvre ers ltextérîeur et qui est de préférence concentrique à cet emplacement. 2. Tige selon la revendication 1, comportant du côté de ltemplacement de la soudure un pied élargi, caractérisée par le fait que ce pied se rétrécit en se rapprochant de 12 emplacement de la soudure, de façon à ménager un interstice annulaire stou- vrant vers l'extérieur. 3. Tige selon la revendication 2, caractérisée par le fait que cette tige, et en particulier son pied, se rétrécit suivant un contour conique ou sphérique en se rapprochant de l'em- placement de la soudure. 4. Tige selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le pied a la forme d'un double tronc de cône qui, de cette tige vers l'emplacement de la soudure, s'élargit d'abord-, puis se rétrécit. 5. Jonction d'une tige métallique et d2une surface métallique au moyen d'un soudage par résistance ou d'iirr autre procédé de soudage, caractérisée par un interstice annulaire dégagé, con centrique à l'emplacement de-la soudure, qui est ménagé entre cette tige et la surface et qui s'élargit progressivement en s2 éloignant de cet emplacement. 6. Utilisation d'une tige selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 comme entretoise dans un échangeur de chaleur, en particulier à plaques ou à spirale.