Brevet FR2432708A1 — publié le 19800229

La présente invention t relative à un procédé et à un dispo- sitif de mise en pression interne d'une enceinte fermée notamment dans le but de 1 éprouver. On entendra de façon générale par "enceinte" tout corps creux fermé de façon étanche ou susceptible d'être fermé de façon étanche, et devant résister lorsqu'il est en service à des pressions internes telles que, pour des raisons de sécurité, il soit indispensable de le soumettre à des essais de mise en pression préalablement à sa mise en service, ou périodiquement lors du service. On peut citer par exemple les réservoirs o les tuyauteries flexibles ou rigides, les vannes, les circuits hydrauliques ou pneumatiques, dans des domaines aussi divers que la construction métallique, la construction hydraulique, l'industrie pétrolière et pétrochimique, la fonderie, l'aéronautique, et de façon générale dans toutes les industries réalisant ou utilisant des dispositifs devant fonctionner sous une pression sterne supérieure à la pression atmosphérique. Habituellement, on utilise pour éprouver de telles enceintes un procédé cnnsistant à les remplir dteau à la pression atmosphérique, puis à les fermer de façon étanche et à augmenter la pression régnant à l'intérieur suivant les cas au moyen d'une pompe à main, ou au moyen d'une pompe à piston ou hydro-pneumatique. Ce procédé présente l'inconvénient important dlune grande lenteur dans l'obtention, à l'intérieur de l'enceinte, de la pression d'épreuve requise d'une part du fait que le remplissage de ltencein- te en eau à la pression atmosphérique est long si cette enceinte présente un volume important, et d'autre part du fait des possibilités en débit limitées des pompes à main ou des pompes à piston utilisées pour mettre l'intérieur de enceinte à la pression requise lorsqu'elle est pleine d'eau à la pression atmosphérique. En effet, la pompe à épreuve à main possède un débit très fable--, de l'ordre de 1 litre par mn à 2,2 litre par mn, et la pompe à piston ou hydro-pneumatique offre un débit inversement proportionnel à la pression de service, sans autre possibilité. Ceci rend l'opération de mise en pression longue et fasti en outre dieuse, surtou Si l on utilise la pompe a main' rating ante et couteuse en main d'oeuvre. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients. A cet effet, l'invention propose d'effectuer le remplissage de l'enceinte à éprouver directement en fluide sensiblement incompressible sous pression, et par exemple en eau, ce qui d'une part accélère le remplissage lui-meme et d'autre part accélère la mise en pression puisque, soit la pression d'épreuve est inférieure ou égale à la pression à laquelle le fluide sensiblement incompressible est introduit dans enceinte et l'on peut obtenir directement la pression d'épreuve requise, soit cette pression d'épreuve est supérieure à la pression à laquelle le fluide sensiblement incompressible est introduit dans l'enceinte, et il est possible de compléter la mise en pression beaucoup plus rapidement que lorsqu'il s'agit d'amener le fluide de remplissage de enceinte à la pression d'épreuve requise à partir de la pression atmosphérique. Lorsqu'il s'agit de pratiquer des essais de mise en pression par paliers, cette méthode permet de commencer les essais lors même du remplissage, ce qui permet de gagner un temps considérable ; dans le cas où lton éprouve des enceintes déformables élastiquement à des pressions inférieures à la pression d'épreuve envisagée , il est possible de réaliser le remplissage à une pression telle que, à la fin de ce remplissage, l'enceinte ait acquis sa déformation maximale, ce qui permet d'entreprendre directement après le remplissage les épreuves de résistance à la pression proprement dites. L'invention propose par conséquent, pour la mise en pression interne d'une enceinte fermée notamment dans le but de ltéprouver, un procédé caractérisé en ce que l'on introduit dans l'enceinte un fluide sensiblement incompressible sous pression, jussqu'là ce, queL éventuellement l'enceinte soit pleine, et en ce que lton ajuste ensuite/la pression régnant dans 1 enceinte à une pression d'épreuve prédéterminée. L'invention sera mieux comprise si 1 on se réfère à - la dess- crption ci-dessous, relative à un mode de mise en oeuvre non limitatif, ainsi qu'au dessin annexé qui fait partie intégrante de cette description. La figure unique schématise un dispositif de mise en pression pour la mise en oeuvre du procédé, en service dans le cadre de la mise à l'épreuve d'un réservoir. On a schématisé ce réservoir en 1 ; il présente à sa partie supérieure un évent 2 susceptible d'être ouvert ou fermé, à volonté, au moyen d'une vanne 3 ; il présente en outre, à sa partie inférieure, une entrée 4 qui peut être suivant les cas aménagée en vue de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ou également utilisée à d'autres fins lorsque le réservoir 1 est en service, dans un domaine technique quelconque ; naturellement, le réservoir 1 peut comporter d'autres entrées et sorties, ou divers dispositifs annexes non liés à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ; ces entrées, sorties, ou dispositifs annexes sont considérés comme fermés de façon étanche lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, seuls 1 évent 2 et 1 t entrée 4 étant alors utilisés. On a illustré en 5 un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, ce dispositif présentant une sortie 6 reliée de façon étanche, généralement amovible, à l'entrez 4 du réservoir 1; ce dispositif peut être fixe par exemple pour la réalisation d'essais en usine, ou mobile pour la réalisation d'essais de matériels sur leur lieu d'utilisation. Le dispositif 5 comporte un réservoir étanche 7 constituant une nourrice pour un fluide d'essai sensiblement incompressible, tel que de lteau, de l'huile, etc..... Le volume interne du réservoir 7 comporte une première entrée 8 pour le fluide d'essai sensiblement incompressible ; si celui-ci est de I'eau, 11entrée 8 est par exemple reliée au réseau d'alimentation en eau potable, pour assurer une alimentation du réservoir 7 en eau sous pression comme le schématise la flèche 9. Le réservoir 7 comporte une deuxième entrée 10 reliée quant à elle à une source d'un fluide moteur à une pression supérieure à la pression atmosphérique, comme par exemple un compresseur d'air introduisant à l'intérieur du réservoir 7 de l'air à une pression par exemple de tordre de 7 bars, comme le schématise la flèche 11. Des moyens connus e eux-mêmes et non illustrés sont prévus pour conserver à l'intérieur du réservoir 7, lorsque lton en vide de l'eau via deux sorties 12 et 13 aménagées à sa partie inférieure et qui seront décrites plus loin, un équilibre constant entre l'eau 14 et l'air 15 introduit à la pression uniforme de ; ; bars, c'està-dire un niveau supérieur 16 de l'eau 14 constant sous un coussin flair 15 de volume constant, ce qui assure à l'eau 14, au niveau des sorties 12 et 13, une pression cnnstante de 7 bars et un débit constanta sortie 12, aménagée comme la sortie 13 à la partie inférieure du réservoir 7, est reliée via une vanne par exemple pneumatique 17 à entrée d'un pot étanche 18 présentant en outre une sortie qui constitue la sortie 6 du dispositif , reliée à l'entrée 4 du réservoir 1 à éprouver. La sortie 13 du réservoir 7 est quant à elle reliée, via un clapet anti-retour 19 ntautgrisant un passage que vers l'extérieur du réservoir 7, à l'admissinn d'une pompe hydro-pneumatique de type multiplicatif 20 dont le refou lement est relié, via un clapet antiretour 21 n'autorisant le passage que dans le sens du refoulement, à une deuxième entrée du pot 18. De façon connue, le cycle d'aspiration et de refoulement alternés de l'eau 14 par la pompe 20 est commandé pneumatiquement, par un fluide moteur qui est ici l'air par exemple à 7 bars arrivant en 11 pour être également injecté à l'intérieur du réservoir 7 ; la conduite d'arrivée d'air présente par exemple, en amont de l'entrée 10 du réservoir 7, une dérivation reliée à la pompe 20 et -munie d'une vanne 22, et de préférence dlun régulateur de pression flair. En fonction du rapport multiplicatif de la pompe, c'est-àdire en fonction des rapports de pression quelle est susceptible d'établir entre l'air moteur et le fluide pompé, ici l'eau 14, cette pompe 20 peut porter l'eau contenue dans le réservoir 7, à 7 bars, à une pression pouvant dépasser 1000 bars et qui est par exemple de 120 bars. Le cycle de fonctionnement du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est par exemple le suivant. La pompe 20 étant isolée par fermeture de la vanne 22, on remplit le réservoir 7, d'un volume par exemple de 220 litres, d'eau jusqu'à un niveau 16 prédéterminé, et l'on y faut apparaStre le matelas d'air 15, injecté en 10 qui place l'eau 14 à une pression de 7 bars et sert de moteur pour cette eau au cours d'une première phase du procédé. La sortie 6 du dispositif 5 étant reliée à l'entrée 4 du réservoir 1, cette première phase consiste à acheminer vers le réservoir 1à une pression réglable et à grand débit, un volume d'eau 14 qui permet de remplir rapidement le réservoir 1, ou de terminer rapidement le remplissage de celui-ci sil est déjà partiellement rempli au début de cette première phase ; à cet effet, on ouvre la vanne pneumatique 17 qui était initialement fermée. Si la pression interne à laquelle doit être soumis le réservoir 1 à titre d'épreuve est inférieure ou égale à la pression régant dans le réservoir 7, c'est-à-dire ici à 7 bars, on obtient cette pression d'épreuve à l'intérieur du réservoir 1 lors même de cette première phase ; si la pression d'épreuve est inférieure à la pression régnant dans le réservoir 7, ctest-à-dire ici à 7 bars, la pression à l'intérieur du réservoir 1 peut être ajustée à cette pression d'épreuve soit lors même du remplissage, par détente con trôlée de l'eau 14 de remplissage jusqutà la pression d!épreuve, soit après remplissage à la pression de 7 bars régnant dans le- ré- servoir 7, par detente contrôlée de l'eau 14 déjà introduite dans le réservoir 1,par exemple par action sur la vanne 3 de l'évent 2. Dans le cas fréquent où la pression il épreuve du réservoir 1 doit être supérieure à la pression régnant dans le réservoir 7, ctest-à-dire ici à 7 bars, une deuxième phase de remplissage stef- fectue au moyen de la pompe multiplicative 20 après fermeture de la vanne 17 afin d'isoler le réservoir 7 de la sortie 6 du dispositif 5. On ouvre par conséquent la vanne 22 pour mettre en action la pompe 20, qui pompe l'eau 14 du réservoir 7 et l'achemine vers le réservoir 1 à.une pression, Dar exemple de 120 bars. tres supé- - - d'un maximum - - rleure a la pression ici/de 7 bars régnant au début de cette deuxième phase à l'intérieur du réservoir 1 comme à l'intérieur du réservoir 7, après remplissage selon la première phase. La pompe 20 permet d'atteindre très rapidement des pressions très élevées à l'intérieur du réservoir 1 du simple fait que celuici est déjà sous pression au début de cette deuxième phase, à une valeur suffisante pour qu'il ait subi au moins partiellement sa déformation élastique. nest ainsi possible, selon l'invention, d'affiner très précisément la pression à l'intérieur du réservoir 1 à la pression d'épreuve à obtenir, à l'aide de réglages à la portée de l'Homme de l'Art. Etant donné la possibilité d'obtenir très rapidement la pression d'épreuve à l'intérieur du réservoir 1- qu'offre le procédé selon l'invention, il est possible de prévoir après mise en pression à la valeur d'épreuve une succession de relachements de pression et de remise en pression,pour éprouver des réservoirs, ou plus généralement des enceintes étanches, soumis à la fatigue, à des coups de bélier, etc lors de leur utilisation. On peut également prévoir la possibilité de réduire la pression à l'intérieur du réservoir 1, à la fin des essais, à une valeur compatible avec l'ouverture sans danger de la vanne 3 de mise à l'air libre du réservoir, pour procéder à la vidange de celui-ci. Cette vidange rapide peut avantageusement s'effectuer au moyen du matelas drain 15 contenu par le réservoir 7, que lton utilise après arrêt de la pompe 20 et réouverture de la vanne 17 pour chasser toute la quantité d'eau ayant servi à 1 épreuve, contenue par le réservoir 1. Naturellement, l'eau utilisée comme fluide sensiblement incompressible de remplissage et de mise à l'épreuve pourrait être remplacée par tout autre fluide équivalent, de même que l'air utilisé comme fluide moteur, et les pressions de ces deux fluides pourraient être différentes des pressions indiquées. On pourrait en outre remplacer la pompe 20 par tout autre dispositif équivalent, mais il est à noter que la pompe multiplicative hydro-pneumatique décrite présente l'avantage de ne nécessiter aucun raccordement électrique, et de rendre ltensemble du dispositif 5 anti-déflagrant. L'Homme de l'Art choisira ae même au mieux les moyens assurant à l'intérieur du réservoir 7 un niveau 16 d'eau constant, correspondant par exemple à un remplissage du réservoir 7 aux 3/4 en eau, pour assurer un débit et une pression de sortie de Liteau en 12 ou 13, constans. REVENDICATIONS 1) Procédé de mise en pression interne d'une enceinte fermée notamment dans le but de l'éprouver à une pression d'épreuve prédéterminée, caractérisé en ce que l'on introduit dans enceinte un fluide d'épreuve sensiblement incompressible sous une pression de remplissage déterminée,jusqu'à ce qu'elle soit pleine du dit fluide d'épreuve à la pression de remplissage. 2) Procédé selon la revendication 1, la pression de remplissage étant différente de la pression d'épreuve, caractérisé en ce que l'on porte ensuite le fluide d'épreuve , dans l'enceinte, de la pression de remplissage à la pression d'épreuve. 3) Procédé selon la revendication 2, la pression d'épreuve étant inférieure à la pression de remplissage, caractérisé en ce que l'on détend le fluide d'épreuve, a l'intérieur de l'enceinte, de la pression de remplissage à la pression d'épreuve. 4) Procédé selon la revendication 2, la pression d'épreuve étant supérieure à la pression de remplissage, caractérisé en ce que lton introduit dans l'enceinte, après remplissage en fluide d'épreuve à la pression de remplissage, un fluide sensiblement incompressible sous une pression supérieure à la pression de remplissage, jusqu'à ce que la pression dans l'enceinte atteigne la pression d'épreuve. 5) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le fluide sensiblement incompressible introduit sous une pression supérieure à la pression de remplissage est le fluide d'épreuve. 6) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide d'épreuve est un liquide choisi parmi 1 eau, 1 lthuile, etc.... 7) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte - un réservoir de fluide d'épreuve, - des moyens d'alimentation du réservoir enfluide d'épreuve, - des moyens pour établir et maintenir le fluide d'épreuve à une pression cnnstante dans le réservoir, - des moyens de liaison à volonté du réservoir avec l'encein- te à éprouver. 8) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens pour maintenir le fluide d'épreuve à une pression constante dans le réservoir comportent des moyens d'alimentation du réservoir en un fluide moteur sous une pression constante, et des moyens pour maintenir le niveau du fluide d'épreuve constant dans le réservoir. 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une source de fluide d'épreuve à une pression supérieure à la dite pressinn constante du fluide d'épreuve dans le réservoir, et en ce que les moyens de liaison à volonté du réservoir et de l'enceinte comportent des moyens de liaison à volonté, alternativement, respectivement du réservoir et de la dite source avec l'enceinte à éprouver. 10) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé ence que la dite source comporte une pompe hydro-pneumatique dont l'ad- mission est reliée au dit réservoir et le refoulement aux dits moyens de liaison alternative avec l'enceinte.