Brevet FR2497696A2 — publié le 19820716

FR 2497696 A2 19820716 FR 8100443 A 19810113 Procédé et dispositif de cintrage d'un élément métallique allongé La présente invention concerne un procédé de cintrage d'un élément métallique allongé de section droite constante par chauffage localisé d'une zone étroite du pourtour de cet élément à l'aide d'un collier chauffant entourant cette zone, poussée sur une extrémité de l'élément et maintien de son autre extrémité par un bras pivotant, dans lequel on maintient sensiblement constante la température de la zone chauffée sur le pourtour de l'élément en détectant la température de cette dernière ou l'entrefer séparant le collier chauffant du pourtour de cette zone, en au moins deux points de ce pourtour, dont l'un est du coté du centre de courbure, et l'autre opposé au premier, et en augmentant ou diminuant l'apport thermique en l'un ou l'autre de ces points suivant que la température y est inférieure ou supérieure, ou que l'entrefer y est supérieur ou inférieur, à une valeur de consigne correspondant à une température uniforme, ou à un entrefer uniforme, du pourtour de la zone chauffée, selon le brevet principal. Elle s'étend en outre à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. La Demanderesse a constaté dans la mise en oeuvre de l'invention du brevet principal que le cintrage ne s'effectuait parfois pas de façon régulière lorsque le refroidissement de l'élément à cintrer après son passage sous le collier chauffant avait lieu par arrosage par un liquide, généralement de l'eau. L'élément allongé avait tendance à se déformer dans sa section droite, la région inférieure de l'élément métallique à cintrer paraissant offrir une résistance excessive au cintrage. En particulier, quand l'élément est un tube, il tendait à s'ovaliser. Le présent perfectionnement a pour but de remédier à cette difficulté, et de permettre un cintrage de l'élément métallique allongé sans déformation de sa section droite. La demanderesse a constaté à la suite d'études expérimentales sur ce phénomène qu'il paraissait dû à un refroidissement excessif de l'élément allongé dans sa région inférieure, le liquide de refroidissement ayant tendance lors de son ruissellement à s'étendre vers la zone chaude et à refroidir celle-ci. Le procédé du présent perfectionnement est caractérisé en e que l'on maintient le flux de refroidissement de l'élément métallique allongé en aval de la zone chauffée sensiblement égal dans la région inférieure au flux dans la région superieure. De préférence, l'on obtient cet effet en insuffisant un rideau de gaz entre la zone chauffée et la zone soumise au refroidissement par le liquide, sous une pression suffisante pour écarter le ruiselle- ment de liquide de la zone chauffée. L'invention s'étend en outre à un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, comprenant un collier chauffant entourant la zone à chauffer, des moyens pour poisser ledit élément, un bras pivotant de maintien de l'autre extrémité de l'élément, des détecteurs de la température de la zone chauffée, ou de l'entrefer séparant le collier chauffant du pourtour de l'élément, en au moins deux points de ee pourtour, dont l'un est du coté du centre de courbure, et l'autre du côté opposé et des oyens pour augmenter ou diminuer l'apport thermique en l'un ou l'autre de ces points suivant que la température y est inférieure ou supérieure, ou l'entrefer supérieur ou inférieur, à une Valeur de cons::Lgne correspondant à une température uniforme ou à un entrefer uniforme, du pourtour de la zone chauffée, et des moyens de refroidissement de l'élément métallique allonge par un arrosage de liquide sur une zone en aval de la zone chauffée, caractérisé en ce qu'il oonprand en outre des moyens pour ramener le flux de refroidIssement en aval de la zone chauffée dans la région inférieure de l'élément à une valeur sensiblement égale à celle du flux de refroidissement dans la région supérieure. De préférence, les moyens pour ramener les flux de refroi- dissement de la zone chauffée dans la région i.nféreure de l'élément et dans la région supérieure à des valeurs sensiblement égales, comprennent des moyens d'insufflation d'un rideau de gaz entre la zone chauffée et la one soumise au refroidissement par un liquide. Lorsque les moyens de refroidissement de l'élément par arrosage de liquide sont constitués par un collier alimenté en liquide et percé d'ouvertures dirigées vers l'élément, les moyens d'insufflation d'un rideau de gaz sont avantageusement constitués par un collier de diamètre inférieur à celui du collier d'arrosage de liquide, de plan de symétrie voisin de celui du collier d'arrosage et un peu plus proche de la zone chauffée, percé de trous dirigés vers l'élément. Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence à la figure unique du dessin annexé, un dispositif de mise en oeuvre de l'invention. Un tube 1 soumis au cintrage dans un plan perpendiculaire au plan de la figure est poussé dans la direction de la flèche. il est chauffé par un collier inducteur 2, la température de sa zone chauffée 3 ou son écartement par rapport au collier inducteur étant enregistrés par des capteurs, non représentés, tels que ceux décrits au brevet principal. il est refroidi en aval du collier inducteur par un tore 4 alimenté en eau sous pression, par exemple sous 3,5 bars, percé de trous 5 dirigés radialement vers la surface à refroidir du tube En l'absence du dispositif de l'invention, la région inférieure refroidie 6B du tube serait plus large que la zone refroidie supérieure, et réduirait la largeur de la zone chauffée.Pour assurer un refroidissement homogène du tube, un collier 7 d'insufflation d'un rideau d'air, alimenté en air à basse pression par le conduit 8, est soudé au collier 5. il est percé de trous 9 dirigés radialement vers la surface du tube. Le rideau d'air ainsi dirigé vers le tube repousse le ruissellement d'eau vers la gauche de la figure, ltempëchant de refroidir une partie de la zone chauffée dans la région inférieure du tube. Par ailleurs, l'air au contact de la zone chauffée du tube tend à se dilater et à repousser le rideau d'air insufflé vers la zone soumise à l'arrosage d'eau. L'on maintient ainsi le ruissellement d'eau de refroidissement hors de la zone chauffée sur tout le pourtour du tube et l'on évite que sa région inférieure, moins chaude, n'offre une résistance excessive au cintrage et ne provoque une ovalisation du tube. Bien que le dispositif qui vient d'être décrit en référence à la figure du dessin paraisse la forme de réalisation préférable de l'invention, on comprendra que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, d'autres moyens pourraient être prévus ou adjoints à celui décrit pour réduire le refroidissement de la zone chauffée dans la région inférieure du tube. Les trous du collier de projection d'eau pourraient être dirigés obliquement vers l'aval dans la région inférieure du tube. Le rideau d'air peut ne pas etre dirigé radialement vers le tube, mais obliquement vers l'aval dans le sens d'avancement du tube. L'invention s'applique plus particulièrement au cintrage d'éléments métalliques allongés, et notamment de tubes, dont le cintrage ne peut s'effectuer qu'à une température assez élevée, pour laquelle ils présentent une plasticité suffisante, par exemple des aciers inoxydables, ainsi qutau cintrage sur un petit rayon de courbure d'éléments en aciers au carbone ou aciers alliés ferritiques ou aciers austénitiques de faible épaisseur. REVENDICATIONS 1/ Procédé de cintrage d'un élément métallique allongé de section droite constante (1) par chauffage localisé d'une zone étroite (3) du pourtour de cet élément à l'aide d'un collier chauffant (2) entourant cette zone, poussée sur une extrémité de l'élément et maintien de son autre extrémité par un bras pivotant, dans lequel on maintient sensiblement constante la température de la zone chauffée sur le pourtour de l'élément en détectant la température de cette dernière ou l'entrefer séparant le collier chauffant du pourtour de cette zone, en au moins deux points de ce pourtour, dont l'un est du côté du centre de courbure, et l'autre opposé au premier, et en augmentant ou diminuant l'apport thermique en l'un ou l'autre de ces points suivant que la température y est inférieure ou supérieure, ou que l'entrefer y est supérieur ou inférieur, à une valeur de consigne correspondant à une température uniforme, ou à un entrefer uniforme, du pourtour de la zone chauffée, selon la revendication 1 du brevet principal, et dans lequel le refroidissement de l'élément métallique allongé est assuré par un arrosage de liquide sur une zone (6A, 6B) en aval de la zone chauffée, caractérisée en ce que l'on maintient le flux de refroidissement de ltélément métallique allongé en aval de la zone chauffée sensiblement égal dans sa région inférieure au flux dans la région supérieure. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on insuffle un rideau de gaz entre la zone chauffée et la zone soumise au refroidissement par le liquide, sous une pression suffisante pour écarter le ruissellement de liquide de la zone chauffée. 3/ Dispositif de cintrage d'un élément métallique allongé par le procédé de la revendication 1, comprenant un collier chauffant (2) entourant la zone à chauffer, des moyens pour pousser ledit élément, un bras pivotant de maintien de l'autre extrémité de l'élément, des détecteurs de la température de la zone chauffée, ou de l'entre fer séparant le collier chauffant du pourtour de l'élément, en au moins deux points de ce pourtour, dont l'un est du côté du centre de courbure, et l'autre du coté opposé, et des moyens pour augmenter ou diminuer l'apport thermique en l'un ou l'autre de ces points suivant que la température y est inférieure ou supérieure, ou l'entre fer supérieur ou inférieur, à une valeur de consigne correspondant à une température uniforme, ou à un entrefer uniforme, du pourtour de la zone chauffée, et des moyens (4, 5) de refroidissement de l'élément métallique allongé par un arrosage de liquide sir une zone en aval de la zone chauffée, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (7, 9) pour ramener le flux de refroidissement en aval de la zone chauffée dans la région inférieure de l'élément à une valeur sensiblement égale à celle du flux de refroidissement dans la région supérieure. 4/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens pour ramener les flux de refroidisseeent de la zone chauffée dans la région inférieure de l'élément et dans la région supérieure à des valeurs sensl.blement égale comprennent des moyens d' insuffla- tion d'un rideau de gaz (7, 9) entre la zone chauffée et la zone soumise au refroidissement par un luide. 5/ Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les moyens de refroidissement de l'élem.ent par arrosage de liquide sont constitués par un collier alimenté en liquide (4) percé dtouvertures (5) dirigées vers l'élément, eaPactérisé en ce que les moyens d'insuffla- tion d'un rideau de gaz sont constitués par un collier (7) de diamètre inférieure à celui du collier d'arrosage de liquide, de plan de symétrie voisin de celui du collier d'arrosage et un peu plus proche de la zone chauffée, percé de trous (9) dirigés vers l'élément.