Brevet FR2385030A1 — publié le 19781020

La présente invention a pour objet de limiter les dégâts causés dans une conduite de gaz par la propagation d'une fissure créée pour une cause quelconque. En particulier, l'invention porte sur le problème qui consiste à arrsster une telle fissure et son objet principal consiste en un procédé pour arrenter cette propagation, procédé que lton peut mettre en oeuvre sur une conduite de gaz déjà en fonctionnement ou bien au moment de sa pose. On sait que le problème qui consiste à empêcher une fissure de se propager le long d'une conduite de gaz n'est pas encore résolu et cela malgré plusieurs tentatives. Dans l'état présent de la technique de fabrication de conduites de gaz, la solution à ce problème consiste - soit à établir le projet des conduites à gaz en vue de conditions opératoires plus sérieuses que les conditions réelles - soit à utiliser des aciers à ténacité élevée. Cependant les connaissances dont l'on dispose à présent ne permettent pas de déterminer par calcul théorique les caractéristiques que le matériau doit avoir dans les cas individuels. Les seules informations certaines proviennent du résultat d'un essai de propagation de fissure à l'échelle grandeur nature. Il est possible de cette manière de déterminer pour des conditions opératoires spécifiques l'énergie Charpy V par unité de surface (Cva) requise dans le matériau employé pour l'arrêt spontané de la fissure. Dans ces circonstanôes, les aciers qui se sont révélés jusqu'à présent convenir à la fabrication de tuyaux pour conduites de gaz sont essentiellement des aciers au carbone à micro-alliage (avec du niobium ou du niobium et vanadium) et laminés sous contrôle, ou bien des aciers pauvres en carbone contenant du molybdène. Cependant, le procédé employé jusqu'à présent pour limiter la propagation de fissures n'est pas complètement satisfaisant et il s lest heurté en fait à divers inconvénients dans sa mise en oeuvre. Du point de vue économique, l'inconvénient le plus sérieux est sans aucun doute le cott élevé des tuyaux, un autre inconvénient provenant du besoin d'avoir à surdimensionner toute la conduite. L'invention permet d'éliminer ces inconvénients. Elle est basée sur le principe qui consiste à recouvrir des parties de la conduite, sur des longueurs et à des espacements convenables, avec des éléments de recouvrement choisis de telle manière qu'une condition particulière est remplie dans les parties recouvertes.Cette condition est telle que dans les parties recouvertes des tuyaux la formule suivante se trouve vérifiée : Cl ex Cva formule dans laquelle Cv eq est la résistance aux chocs en résilience équivalente, c'est-à-dire la somme de l'émergie de Charpy V par unité de surface considérée transversalement et X la cont à la capacité d'absorption d'énergie assurée da ladite section unitaire par la présence de l'élément de recouvrement On a trouvé de manière inattendue que quand cette formule est vérifiée, une fissure qui se propage le long de la tuyauterie a' une vitesse constante On obtient de cette manière les deux avantages suivants - la possibilité de fabrication de conduites de gaz avec des tuyaux ayant des propriétés qualitatives relativement inférieures - la possibilité de limiter (å volonté) les dégâts causés à la tuyauterie en choisissant convenablement le monbre de recouvre- ments d'arrêt et leur distance relative. On obtient de bons résultats en employant des éléments mecou- vrants en acier ayant un profil de forme quelconque et une zesis- tance mécanique qui va de 980 à 2000 N/mm2. Du point de vue de l'élasticité, ces éléments recouvrants doivent se comporter en manifestant une rigidité élastique allant de 176.000 à 210.000N/mm. Un tel élément recouvrant peut être fixé de manier permanente ou temporaire à la partie recouverte de la tuyauterie En cas de fixation temporaire, on obtient de bons résultats avec des organes de serrage en métal qui saisissent et retiennent des spires adjacentes dtun tel élément recouvrant. La longueur d'une partie individuelle de conduite de gaz revêtue par un tel élément se situe entre 0,1 et 2 mètres. tes parties recouvertes se situent à des Intervalles allant de 9 à 200 mètres, qui se reproduisent de manière périodique ou non. L'invention ne se limite pas au procédé décrit ei-dessus servant à arrêter les fissures dans des conduites de ga déjà en service, mais se rapporte aussi à un dispositif indépendant que l'on peut appliquer à une conduite de gaz au moment de Sa pose. Un tel dispositif consiste en un tuyau unique ayant une partie intermédiaire recouverte d'un élément à enroulement suivant les modes et particularités exposés ci-dessus pour des parties indivi duelles recouvertes de conduites de gaz. Bien entendu, l'épaisseur, le diamètre et la composition du tuyau seront, de préférence, semblables à ceux des autres parties de la conduite de gaz. Dans ce cas également, l'élément à enroulement peut être fixé temporairement ou en permanence à ladite partie intermédiaire de tuyau. Les objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront par ailleurs d'un mode de réalisation particulier non limitatif décrit dans l'Exemple suivant. EXEMPLE Dans une station d'essai on assemble une partie de conduite de gaz soumise à un essai, consistant en trois tuyaux soudés ayant un diamètre de 1420 mm et une épaisseur de 17,5 mm. Un des tuyaux a une résilience suffisante pour provoquer l'arrêt spontané d'une fissure. Un second tuyau a une résilience de 70 N/cm2 inférieure à la valeur Cva et sa partie intermédiaire est recouverte d'un câble en acier enroulé sur 34 spires adjacentes de manière à don 2 ner une résilience équivalente (Cv eq) de 500 N/cm et un rapport Cv eq égal à 4,15. Cva Ce câble consiste en un élément en acier pour précompression du béton avec un brin de 7 fils ayant une résistance mécanique Rm de 1800 N/mm2 et se comportant du point de vue de la déformation comme ayant une rigidité élastique de 205.000 N/mm2. Une fissure produite artificiellement dans le troisième tuyau (disposé entre les deux autres) de la tuyauterie, qui est mise sous pression de 78 atmosphères, se propage dans le tuyau d'essai à une vitesse supérieure à 200 m/sec et atteint la partie traitée suivant l'invention pour nty pénétrer que sur 34 cm. Il est entendu que les dispositions décrites et représentées pourront faire l'objet de modifications et variantes sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS I. Procédé pour arrêter la propagation d'une fissure dans une conduite de gaz, caractérisé par le recouvrement de parties séparées de la conduite au moyen d'un élément à enroulement choisi de telle sorte que la formule Cv eq est vérifiée dans les parties recouvertes. Cva 2. Procédé suivant la revendication 1) dans lequel ledit élément recouvrant est en acier d'un profil quelconque avec une résistance mécanique allant de 980 à 2000 N/mm2 et qui se comporte comme ayant une rigidité élastique allant de 176.000 à 210.000 N/mm2. 3. Procédé suivant la revendication 2, dans lequel l'élément à enroulement est fixé la partie recouverte du tuyau de manière permanente ou temporaire. 4. Procédé suivant la revendication 3 dans lequel la longueur de la partie individuelle de conduite de gaz recouverte par ledit élément est de 0,1 à 2 mètres. 5. Procédé suivant la revendication 4 dans lequel les parties recouvertes sont espacées le long de la conduite de gaz à des distances allant de 9 à 200 mètres, qui se reproduisent périodiquement ou non. 6. Procédé suivant la revendication 5, dans lequel l'élément à enroulement est fixé à la partie individuelle recouverte par des organes de serrage qui saisissent des spires adjacentes. 7. Dispositif destiné à s'insérer dans une conduite de gaz au moment de la pose de elle-ci, caractérisé en ce qu'il consiste en un tuyau unique ayant une partie intermédiaire recouverte d'un élément à enroulement suivant une quelconque des revendications 1 à 4.