Brevet FR2423714A1 — publié le 19791116

L'invention concerne les véhicules d'inspection de pipelines (générarlement appelés racleurs) pouvant être introduits dans un pipeline en matière ferromagnétique et entraînés le long de ce pipeline par le fluide qui y circule, afin de détecter les défauts de la paroi dudit pipeline. Les véhicules ou racleurs d'inspection de pipelines du type auquel l'invention se rapporte comprennent généralement un dispositif destiné à supporter un certain nombre d'éléments de détection de défauts, par exemple des capteurs de flux magnétique, disposés, pendant le mouvement du racleur le long du pipeline vérifié, de manière à produire des signaux qui représentent les variations des caractéristiques magnétiques du pipeline. Ces signaux d'indication de défauts peuvent ensuite être interprétés sous forme de données représentatives de l'état mécanique et physique du pipeline. Certains dispositifs de support des éléments de détection, essayés jusqu'a' ce jour, comprennent des patins en métal moulé, lourds et volumineux, montés sur le corps du véhicule d'inspection et appliqués par ressort contre la paroi de la conduite (ces patins étant généralement au nombre de 12 dans chacun desquels 20 capteurs sont montés). Cependant, cette forme de réalisation présente de nombreux inconvénients par le fait que les décollements dynamiques des patins lourds, se produisant à chaque soudure circonférentielle des tronçons de pipelines, sont longs et importants, et que le poids de chaque patin tend à favoriser ses détériorations mécaniques, ainsi que celles de ses supports, en particulier au passage des zones de la paroi du pipeline découpées pour le branchement de conduites.De plus, au moins un patin parcourt la soudure longitudinale du pipeline et provoque ainsi un décollement statique d'un grand nombre de capteurs. De plus, la courbure de chaque patin étant fixe, ce patin ne peut suivre les variations de courbure de la paroi du pipeline, ces variations par rapport à la courbure normale résultant de variations de l'épaisseur des parois des différents tronçons de pipelines. Ces variations provoquent également un décollement statique des capteurs. En outre, pour couvrir la paroi du pipeline sur toute sa circonférence, deux rangées décalées de pa tins sont normalement nécessaires et il en résulte des diffi- cultés dans l'interprétation des signaux. Des travaux ont porté sur la conception d'un dispositif perfectionné pour supporter les éléments de détection de défauts montés dans un véhicule d'inspection de pipelines. L'invention concerne un véhicule d'inspection de pipelines destiné à détecter les défauts des parois de pipelines et comportant un dispositif conçu pour supporter plusieurs modules de détection de défauts comprenant plusieurs éléments de glissement ou frotteurs sur lesquels les éléments de détection sont montés. Un élément annulaire entoure à distance le véhicule auquel il est relié, de manière à porter les frotteurs disposés circonférentiellement côte à côte, sur le pourtcur de cet élément annulaire. Un organe relie l'élément annulaire au corps du véhicule. Chaque frotteur comprend deux biellettes ou plus articulées entre elles et dont une première est montée de manière à porter un module de détection, alors que la biellette éloignée de celle portant le module de détection est articulée sur l'élément annulaire.Un organe élastique est disposé, lors de l'utilisation du véhicule, de manière à tendre à déplacer au moins la biellette portant le module de détection vers l'extérieur afin de la faire porter élastiquement contre la surface intérieure de la paroi du pipeline. Chaque frotteur comporte de préférence deux biellettes se présentant sous la forme de minces plaques dont une première porte un module de détection à sa face inférieure et est articulée, par une première extrémité et à l'aide d'une charnière, sur une première extrémité de la seconde plaque qu elle-même est articulée à son autre extrémité, à l'aide d'une autre charnière, sur l'élément annulaire.Dans ce cas, lwor- gane élastique comporte de préférence un ressort plat fixé par un organe, placé en un point intermédiaire de sa longueur, a l'élément annulaire, de manière que les bras libres de ce ressort fléchissent, lors de l'utilisation du véhicule dans un pipeline, pour porter chacun contre l'une, correspondante, des première et seconde plaques formant les biellettes afin que la pression de ce ressort, orientée vers l'extérieur et appli quée aux deux biellettes, fasse porter les bords avant et arrière de la première biellette contre la surface intérieure de la paroi du pipeline. Il convient de noter que la force exercée par le ressort sur les première et seconde biellettes peut être réglée afin que les bords avant et arrière de la première biellette puissent être soumis à la même force ou à des forces différentes. Le bras libre convenable du ressort plat associé à la plaque formant la seconde biellette porte de préférence en un point de cette plaque situé sensiblement au milieu de sa longueur1 alors que le bras libre correspondant du ressort plat associé à la plaque formant la première biellettes porte sur l'extrémité arrière de cette plaque et s'enclenche de préférence dans une ouverture réalisée à cette extrémité arrière. Le module de détection peut ainsi être fixé en un point de la première plaque situé sensiblement au milieu de sa longueur. Les charnières peuvent prendre toute forme convenable. Par exemple, elles peuvent comprendre un dispositif connu à lames et brochet bien qutil soit préférable, pour des raisons de coût, d'utiliser pour chacune de ces charnières un court tronçon de matière flexible, fixé entre les différentes parties des plaques formant les biellettes et l'élément annulaire, respectivement. L'organe reliant ltélément annulaire au véhicule supporte librement ledit élément annulaire autour du corps du véhicule et il peut prendre toute forme convenable1 par exemple celle d'une biellette de traction montée entre l'élément annulaire et le corps du véhicule, bien que l'organe de support comprenne de préference plusieurs dispositifs de liaison à tenons et mortaise montés indépendamment les uns des autres entre une partie du corps du véhicule et l'élément annulaire afin de permettre à ltélément annulaire et aux frotteurs associés , pendant l'utilisation du véhicule, d'être transportés ou remorqués le long du pipeline avec le véhicules mais également d'être supportés librement autour du corps du véhicule afin qutilspuissentsedéplacerdans un plan radial, perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit véhicule, pour être centrésdans le canal du pipeline par l'action combinée des frottewrsnofteselastiquenieiitet portent contre la surface interne du pipeline. Au moins trois dispositifs de liaison à tenon et mortaise sont utilisés. Chaque dispositif peut comporter un axe ou tenon, orienté radialement vers l'extérieur et fixé à une partie du corps du véhicule, et une rainure ou mortaise circonférentielle, réalisée dans un rebord axial de l'élément annulaire de manière à loger librement le tenon et-à permettre à l'élément annulaire d'être supporté librement autour du corps du véhicule, comme indiqué précédemment. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure i est une élévation schématique par tigelle du véhicule d'inspection de pipelines comportant un dispositif de détection de défauts selon l'invention les figures 2 et 3 sont des vues partielles en perspective de certains détails du dispositif de détection du véhicule selon l'invention ; et la figure 4 est une coupe longitudinale schématique partielle d'un dispositif de liaison monté entre le dispositif de détection et le corps du véhicule. La figure 1 représente le véhicule magnétique remorqué d'un racleur d'inspection de pipelines selon l'invention, comprenant un corps 1 entouré d'au moins six segments 2 à aimants puissants, soumis à la force de ressorts et comprenant chacun des pièces polaires 3 qui induisent un champ magnétique relativement puissant dans la zone de la paroi 4 du pipeline soumise à une vérification. Les lignes de force maynétiquespassent à l'intérieur de la paroi du pipeline qui est en matière ferromagnétique. Cependant, lorsqu'un défaut ou une détérioration existe, il se produit une augmentation du champ de fuite et cette augmentation est détectée par des capteurs montés dans plusieurs modules 5 de détection.Comme représenté également sur les figures 2 et 3, le véhicule porte un anneau 6 à rebord sur lequel sont montés plusieurs frotteurs 7 (généralement 60 frotteurs sont montés sur un véhicule de 60 cm de diamètre). Chaque frotteur porte un module 5 de détec tion. Chaque module comprend un boitier 8 qui porte une rangée de quatre capteurs 9 montés dans des évidements Il d'un coucercle 12 de fermeture du boîtier. En variante, le champ magnétique peut être induit dans la paroi du pipeline par des éléments 13 logés dans des evidements 14 de chaque boîtier 8. Chaque frotteur comprend une première plaque 15 et une seconde plaque 16 articulée sur la première de manière à pouvoir pivoter à l'aide d'un organe flexible, par exemple une bande 17 d'articulation en caoutchouc ou en caoutchouc et étoffe. La seconde plaque 16 est articulée sur l'anneau 6 à rebord par une bande analogue 18. Un ressort plat 19 est fixé, en un point intermédiaire de sa longueur, à l'anneau 6 à rebord à l'aide d'un organe 21 de fixation. Lorsque le véhicule représenté est utilisé, la branche 22 du ressort 19 porte contre la seconde plaque 16, alors que la branche 23 porte contre la première plaque 15 en pénétrant dans une encoche 24 réalisée dans l'extrémité extérieure libre 25 de cette plaque. Les modules 5 sont montés sur la face inférieure de la plaque 15 à l'aide de vis 26 de manière que les capteurs soient placés à la partie supérieure et à proximité immédiate de la paroi du pipeline, mais qu'ils soient protégés par la plaque 15 qui est réalisée à une épaisseur aussi faible que possible. Pour permettre à l'ensemble du dispositif de détection d'être supporté librement pendant l'utilisation, comme indiqué précédemment, au moins un segment 2 à aimants sur deux, et de préférence chacun des six segments, comporte un axe 27 orienté vers llextérieur et fixé de manière amovible sur ce segment. Chaque axe passe librement dans un trou oblong correspondant 28 présenté par l'anneau 6 à rebord, le nombre de ces trous oblongs 28 correspondant à celui des axes. Les trous oblongs sont évidemment orientés dans la direction circonférentielle de l'anneau à rebord, afin de permettre à cet anneau et aux frotteurs associés, portant les capteurs, d'être remorqués le long du pipeline sans jeu important, tout en pouvant flotter dans un plan perpendiculaire à l'axe du racleur, de manière que cet anneau se centre automatiquement dans le canal du pipeline, en particulier lorsque le racleur passe dans un tronçon courbe de ce pipeline. Lorsque le racleur fonctionne et qu'il se déplace dans le pipeline dans le sens indiqué par la flèche A sur les figures, le bord avant de la plaque 15 de liaison est appliqué efficacement, d'une marnière élastique > contre la paroi 4 du pipeline par la pression exercée par la branche 22 du ressort sur la plaque 16, alors que le bord arrière de la plaque 15 de liaison est maintenu en contact avec la paroi 4 du pipeline par la branche 23 du ressort. Ainsi, la plaque 15 est maintenue en contact sur toute sa longueur avec la paroi du pipeline. Les frotteurs sont suffisamment proches les uns des autres, sur la circonférence de la paroi du pipeline, pour assurer une vérification complète de cette paroi. Le dispositif à frotteurs tolère de petites variations du diamètre du pipeline et les frotteurs peuvent passer aisément sur des soudures et d'autres obstacles analogues. Ils reviennent ensuite à leur position normale de travail, sur une faible distance, après avoir franchi les zones découpées de branchement ou d'autres défauts du pipeline. Pour une sensibilité optimale, les capteurs sont aussi rapprochés que possible de la surface du pipeline et ils sont suffisamment rapprochés les uns des autres1 c'est-à-dire espacés les uns des autres, sur toute la circonférence, d'une distance comprise entre 5 et 10 mm > pour ne pas manquer un défaut de dimension importante.En outre, l'orientation des capteurs est maintenue par rapport à la paroi du pipeline dans les coudes ainsi que dans les tronçons droits. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au vehicule d'inspection décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Véhicule d'inspection de pipelines pour la détection de défauts de leurs parois, comportant un dispositif destiné à supporter plusieurs modules de détection desdits défautes, caractérisé en ce que le dispositif qui supporte les modules de détection comprend plusieurs frotteurs portant chacun un module de détection, un élément annulaire flottant qui entoure à distance le véhicule, des organes reliant cet élément annulaire au corps du véhicule, et des organes au moyen desquels les frotteurs sont articulés sur l'élément annulaire et disposés circonférentiellement cote à côte, sur le pourtour dudit élément annulaire, chaque frotteur comprenant deux biellettes ou plus articulées entre elles, une première de ces biellettes étant disposée de manière à porter un module de détection alors qu'une autre biellette, éloignée de la précédente, pivote sur ledit élément annulaire, des organes élastiques étant disposés, lors de l'utilisation du véhicule, de manière à repousser indépendamment vers l-'extérieur les bords avant et arrière de la biellette portant le module de détection afin qu'elle porte élastiquement contre la surface intérieure de la paroi du pipeline. 2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque frotteur est équipé de deux biellettes se pré- sentant sous la forme de plaques minces dont une première porte un module de détection à sa face inférieure et est articulée, à une première extrémitéetàI'aide d'une charnière,sur une première extrémité de la seconde plaque qui,elfe-même,est articulée, à son autre extrémité et par une autre charnière, sur l'élément annulaire. 3. Véhicule selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les organes élastiques comprennent chacun un ressort plat fixé en un point intermédiaire de sa longueur, à l'élément annulaire et disposé de manière que chacune de ses-branches libres puisse fléchir et porter contre l'une, correspondante, des première et seconde plaques formant les biellettes afin d'exercer sur les deux plaques une pression orientée vers l'extérieur et appliquant les bords avant et arrière de la première plaque contre la surface intérieure de la paroi du pipeline. 4. Véhicule selon la revendication 3t caractérisé en ce qu'une première branche libre du ressort plat porte contre la seconde plaque, en un point situé sensiblement au milieu de sa longueur alors que l'autre branche libre du ressort plat porte contre l'extrémité arrière de la première plaque. 5. Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que le module de détection est fixé en un point de la première plaque situé sensiblement au milieu de sa longueur. 6. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque charnière comprend un court tronçon en matière flexible, fixé entre certaines parties des plaques formant les biellettes et de l'élément annulaire, respectivement. 7. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les organes au moyen desquels ltélément annulaire est monté autour du corps du véhi- cule comprennent plusieurs dispositifs de liaison à tenon et mortaise, le tenon et la mortaise de chacun de ces dispositifs faisant-, respectivement, partie du corps du véhicule et de l'élément annulaire, le montage étant conçu de manière que, pendant l'utilisation du véhicule, l'élément annulaire et les frotteurs associés soient entraînés ou tractés le long du pipeline avec le véhicule tout en étant également reliés librement à ce véhicule qu'ils entourentt de manière à pouvoir se déplacer dans un plan radial, perpendiculaire à l'axe longitudinal du véhicule, et à pouvoir se centrer automatiquement dans le pipeline sous l'action combinée des frotteurs, montés élastiquement et portant contre la surface interne du pipeline. 8. Véhicule selon la revendication 7 > caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois dispositifs de liaison à tenon et mortaise, comprenant chacun un axe qui est fixé à une partie du corps du véhicule et qui fait saillie radialement vers l'extérieur, et un trou oblong circonférentiel, réalisé dans un rebord axial de l'élément annulaire et logeant librement ledit axe de manière que l'élément annulaire soit supporté librement par le corps du véhicule qutil entoure. 9. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque module de détection de défauts comprend un boîtier qui contient une rangée de capteurs de flux magnétique, espacés circonférentiellement de 5 à 10 mm les uns des autres, autour de l'axe du véhicule.