Brevet FR2312310A1 — publié le 19761224

La présente invention a pour objet un procédé et des dispositifs pour fixer hydrauliquement un embout sur un bout de tube et les embouts de raccordement spéciaux correspondant à ce procédé. Le secteur technique de l'invention est celui du montage des tuyauteries. Les dispositifs selon l'invention sont destinés plus particulièrement mais non exclusivement aux travaux de pose de canalisatiooe sous-marines et de raccordement de celles-ci sur des appareils immergés. De nombreux raccords nécessitent la fixation d'un embout de raccordement sur un bout de tube. Cet embout peut être par exemple un embout fileté, un embout à bride ou tout autre embout spécial. Cette fixation présente des difficultés lorsqu'elle doit être réalisée sous l'eau et qu'elle doit résister à des efforts de traction importants. L'objectif de la présente invention est de procurer un procédé, des dispositifs et des embouts spéciaux permettant de fixer un embout de raccordement sur un bout de tube et pouvant etre utilisés par des plongeurs travaillant sous liteau. Cet objectif est atteint au moyen d'un procédé suivant lequel on provoque hydrauliquement une déformation permanente d'une portion annulaire d'un bout de tube et d'un embout qui l'entoure en appliquant contre la surface interne de ladite portion annulaire de tube un liquide à haute pression. Un dispositif selon l'invention pour fixer hudrauliquement un embout de raccordement sur un bout de tube est composé d'un mandrin cylindrique, dont les deux extrémités présentent un diametre externe inférieur au diamètre interne dudit tube et qui comporte, entre ces deux extrémités, une gorge périphérique de faible profondeur et des joints d'étanchéité, placés aux extrémités de ladite gorge et des moyens pour remplir ladite gorge d'un liquide comprimé. De préférence, un dispositif selon l'invention comporte un mandrin ayant une extrémité filetée sur laquelle est vissée une bague qui délimite l'une des extrémités de ladite gorge, l'autre extrémité étant délimitée par un épaulement dudit mandrin. Pour fixer un embout sur 1 'extrémité d'un tube qui est usiné intérieurement avec précision, on peut utiliser un mandrin comportant uniquement une gorge contenant deux joints à lèvres. Dans le cas plus fréquent ou le tube sur lequel on désire fixer un manchon n'est pas usiné tgriearement avec précision, on utilise un dispositif comportant en outre une enveloppe cylindrique déformable entourant le mandrin. Un embout destine à etre fixe sur une extrémité lisse de tube au moyen d'un dispositif selon ntion cmpòrte~un ( manenon central d'épaisseur réduite, dont la longueur est sensiblement égale à celle de ladite gorge du mandrin, placé entre deux anneaux plus épais. L'embout comporte, de préférence, à sa périphérie interne, des gorges, contenant chacune un joint, placées à l'extrémité avant dudit manchon. Le manchon peut comporter des fentes longitudinales qui facilitent les déformations permanentes dudit manchon. Le résultat de l'invention est un nouveau moyen de mandrinage hydraulique permettant de fixer un embout sur une extrémité de tube. Un des avantages d'un dispositif selon l'invention réside dans le fait qu'il peut etre aisément utilisé par des plongeurs effectuantssous la mer des travaux de raccordement de tubes entre eux ou sur des sorties d'appareils. Le mandrin est peu encombrant et facile à engager dans un bout de tube car ses dimensions extérieures n'ont pas besoin d'être ajustées avec pré- cision au diamètre interne du tube. Notamment, le dispositif selon l'invention permet de fixer un embout sur une extrémité de tube légèrement ovalisée ou déformée par des chocs. D'autre part, l'intervention du plongeur se limite au branchement d'un ou plusieurs raccords permettant de faire couxuniquer la sortie d'un groupe hydraulique avec le mandrin. Le groupe hydraulique fournissant un liquide comprimé à très haute pression, par exemple à 800 bars, peut etre un groupe installé au fond et entraîné par un moteur électrique immergé alimenté par un câble électrique venant de la surface. Le groupe hydraulique peut également se trouver en surface et être relié au fond par une canalisation souple de liquide à haute pression. Un des avantages d'un dispositif selon l'invention est qu'il ne nécessite pas un volume de liquide à haute pression important. Un autre avantage tient à ce que la pression exercée sur le tube par le liquide à haute pression est localisée à la surface située en regard de la gorge centrale recevant le liquide comprimé, ce qui permet de contrôler parfaitement la localisation de la déformation permahente. On peut ainsi utiliser des embouts comportant un manchon central d'épaisseur réduite qui est disposé en regard de la gorge du mandrin de sorte que la déformation permanente du tube et de l'embout se produit à l'emplacement du manchon et conduit à un renflement du tube et du manchon situé entre deux anneaux plus épais qui jouent le rôle de frettes. L'étanchéité de l'assemblage obtenu au moyen d'un dispositif selon l'invention est très bonne grâce à la présence ce joints toriques placés à la limite de la plage déformée de sorte que le contact entre la faxe externe du tube et les joints est parfaitement étanche. Un assemblage réalisé au moyen d'un dispositif selon l'invention peut résister à -dés efforts de traction et de compression élevés et convient bien pour des canalisations sous-marines qui peuvent être soumises à des efforts importants. La description suivante se réfère au dessin annexé qui représente un exemple de réalisation de l'invention sans aucun caractère limitatif. La figure unique est une demi-coupe longitudinale d'un dispositif selon l'invention. Cette figure représente un dispositif utilisé pour fixer au fond de la mer un embout 2 sur un bout de tube lisse I d'axe ni. Le bout de tube I peut être une extrémité dè tube ou bien une soi tic d'appareil. L'embout représenté est un embout muni d'un filetage 2a, sur leque se visse un raccord fileté. L'embout 2 peut être de n'importe quel autre type, par exemple à bride, à rotule, à douille femelle etc Le problème à résoudre est de fixer l'embout 2 sur le tube I de fa çon étanche et de telle sorte que l'assemblage puisse résister aux efforts ir portants qui sont transmis par les tuyauteries. L'embout 2 est composé d'un manchon central 3, d'épaisseur réduite, intercalé entre deux anneaux 4 et 5 de plus forte épaisseur. Le manchon 3 a par exemple une épaisseur du même ordre que celle du tube tandis que les anneaux 4 et 5 ont une épaisseur trois fois plus grande. La longueur de chaque anneau 4 et 5 est du méme ordre que le diamètre du tube I et la longueur du manchon 3 est sensiblement égale à 1,5 fois le diamètre du tube. L'embout 2 est engagé autour du tube I de telle sorte qu'il dépasse lé- gèrement du tube. En variante, il pourrait être engagé entièrement autour du tube. Le manchon 2 comporte à sa périphérie interne deux gorges 6a, 6b contenant chacune un joint torique. Une prise de test 7 permet de vérifier l'étanchéité des joints après que l'assemblage a été réalisé. Les gorges 6a, 6b-sont situées à l'extrémité avant du manchon, c#est-à-dire du coté de l'extrémité du tube. Dans l'exemple représenté, le nailchon 3 comporte des fentes longitu dinales 8, par exemple douze fentes. Ces fentes sont destinées à faciliter les déformations permanentes du manchon et sont facultatives. L'embout 2 est fixé sur le tube en provoquant hydrauliquement une déformation permanente du tube et de l'embout qui les rend solidaires. Ce mode de fixation est appelé un 'Unandrinage", ou "matriçage", ou "sertissage". La déformation permanente est obtenue en exerçant sur les parois internes du tube une poussée qui dépasse la limite de déformation élastique, au moyen d'un liquide comprimé sous une très forte pression, par exemple sous 800 bars. Le dispositif utilisé est composé d'un mandrin cylindrique plein 9 dont les deux extrémités 9a, 9b présentent un diamètre externe inférieur au diamètre interne du tube 1. Entre les deux extrémités 9a, 9b, le mandrin comporte une partie centrale, de diamètre légèrement plus faible, formant une gorge périphérique 10 de sorte que lorsque le mandrin est engagé à l'intérieur du tube, la gorge 10 délimite, avec la paroi interne du tube, un espace annulaire. Le mandrin 9 comporte, en outre, deux joints à lèvres circulaires lia, llb, placés dans la gorge 10, autour des deux extrémités de celle-ci. Une ou plusieurs canalisations 12 sont percees à travers le mandrin. Elles débouchent d'une part dans la gorge 10 et l'autre extrémité, située à l'extrémité avant du mandrin, comporte un raccord 13 permettant de connecter la canalisation 12 sur une source te liquide comprimé et de remplir l'espace annulaire 10 de ce liquide. Dans l'exemple représenté, ltextremite avant du mandrin 9 porte un filetage 14 sur lequel est vissée une bague 15 qui constitue l'extrémité avant 9 du mandrin et la limite avant de la gorge 10. Cette solution permet d'engager les joints à ivres lia, 11b dans la gorge 10 avant de mettre en place la bague 15 qui forme une butée d'arrêt des joints. Une entretoise 16, constituée par exemple par une tôle mince roulée, maintient l'écartement entre les deux joints. Dans l'exemple représenté, le mandrin 9 est enfilé à l'interieur d'une enveloppe cylindrique déformable 17 qui entouré la gorge centrale 10 et les deux extrémités 9a et 9b du mandrin. Cette enveloppe est par exemple un tube en polyéthylène ou en toute autre matière souple et déformable. Une bague 18 vissée sur la bague 15 sert de butée d'arrêt de l'enveloppe 17. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention pour réaliser un assemblage au fond de la mer est le suivant. On met en place l'embout 2 autour du bout de tube lisse 1 sur lequel on doit le sertir. Le mandrin 9 équipé des joints à lèvres lia, llb, de la bague 15, et éventuellement de l'enveloppe 17 est engagé à l'intérieur du tube 1 de telle sorte que la gorge 10 soit positionnée sensiblement en regard du manchon central 3 de l'embout. La longueur axiale séparant les deux joints à lèvres lia et 11b est sensiblement égale à la longueur du manchon 3 de sorte que lorsque le mandrin est bien positionné, la pression hydraulique s'exerce uniquement sur la portion de tube 1 située en regard du manchon central 3. Pour faciliter les travaux au fond de la mer, il est facile de munir embout 2 et le mandrin 9 de repères ou de butées sur l'extrémité du tube, telles qu'un-bon positionnement relatif de l'embout et du mandrin soient obtenus automatiquement lorsqu'ils sont en butée ou en face des repères. D'autre part, il n'est pas nécessaire que le positionnement relatif du mandrin et de l'embout soit réalisé avec une grande précision. Une fois le mandrin en place, le plongeur branche sur le raccord 13 une canalisation cowsuniquant avec un groupe hydraulique qui peut être immergé ou situé en surface. Le liquide comr primé remplit l'espace annulaire 10 dont le volume est réduit. Les joints à lèvres assurent l'étanchéité entre le mandrin et la paroi interne du tube 1. Sous la poussée hydraulique, le manchon central 3 de l'embout 2 est déformé ainsi que la portion annulaire de tube I située au contact du manchon 3. La pression hydraulique est calculée pour que la déformation du manchon 3 soit permanente tandis que la déformation des anneaux 4 et 5 est élastique de sorte que, lorsque la pression est relâchée, ces anneaux constituent des frettes précontraintes qui contribuent à la résistance mécanique de l'assemblage. Les fen tes longitudinales 8 augmentent les contraintes tangentielles dans le manchon et facilitent la déformation permanente de celui-ci. Les joints placés dans les gorges 6a, 6b se trouvent dans une partie fortement déformée de sorte que l'on obtient une bonne étanchéité du contact entre ces joints et la surface externe du tube lisse 1. La moitié inférieure de la figure est une vue externe qui représente l'embout 2 assemblé sur le tube 1, le manchon 3 étant déformé. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, diverses parties du dispositif et de l'embout qui viennent d'être décrits à titre d'exemple, pourront être remplacées par des parties équivalentes bien connues de l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour fixer un embout de raccordement sur un bout de tube, caracté risé en ce que l'on provoque hydrauliquement une déformation permanente d'une portion annulaire dudit bout de tube et de l'embout qui l'entoure en appliquant contre la surface interne de ladite portion annulaire de tube un liquide à haute pression. 2 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, ca ractérisé en ce qu'il est composé d'un mandrin cylindrique, dont les deux extrémités présentent un diamètre externe inférieur au diamètre interne du dit tube et qui comporte, entre ces deux extremités, une gorge périphérique de faible profondeur et des joints d'étanchéité, placés aux extrémités de ladite gorge et des moyens pour remplir ladite gorge d'un liquide comprimé. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit mandrin comporte une extrémité filetée sur laquelle est vissée une bague qui déli mite l'une des extrémités de ladite gorge, l'autre extrémité étant délimi tée par un épaulement dudit mandrin. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une enveloppe cylindrique déformable entour rant le mandrin. 5 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte dans ladite gorge, une entretoise annulaire, sur les deux extrémités de laquelle sont montés deux joints à lèvres. 6 - Embout destiné à être fixé sur un bout de tube lisse au moyen d'un dispo sitif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un manchon central, d'épaisseur réduite, dont la longueur est sensiblement égale à celle de ladite gorge du mandrin, placé entre deux anneaux plus épais. 7 - Embout selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte, à sa pé riphérie interne, des gorges, contenant chacune un joint, qui sont placées à l'extrémité avant dudit manchon. 8 - Embout selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'vil comporte, autour dudit manchon, des fentes longitudinales destinées à faciliter les déformations permanentes dudit manchon. 9 - Procédé de fixation hydraulique, sur un bout de tube lisse, d'un embout se lon l'une quelconque des revendications 6 à 8, au moyen d'un dispositif se lon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'on engage ledit embout autour dudit bout de tube, on engage ledit mandrin dans ledit bout de tube de sorte que la gorge du mandrin soit située sensiblement en regard du manchon central de l'embout et on branche le mandrin sur une source de liquide comprimé sous une très forte pression.