Brevet FR2501330A1 — publié le 19820910

Raccord de branchement pour tuyauterie La présente invention concerne le domaine des tuyaux à fluides. On utilise largement des raccords de branchement pour relier des tuyaux et des éléments fonctionnels tels que des vannes a des tuyaux collecteurs ou distributeurs, ci-après dénommés tuyaux principaux, des réservoirs et autres réceptacles ayant des surfaces courbes. Dans un but de simplification, on ne se référera dans la présente description et les revendications qu'à des tuyaux, étant entendu que ce terme comprend également des réservoirs et autres réceptacles à surface courbe. Historiquement, les raccords de branchement ont été pourvus d'une extrémité profilée pour venir intersecter une ouverture pratiquée dans un tuyau principal d'un diamètre spécifique, cette ouverture étant une projection du diamètre interne du raccord.Dans les cas où on utilise des tuyaux de diamètres divers, il est nécessaire de disposer d'un stock important de raccords de branchement ayant des profils différents. Pour réduire le coût du stock, certains utilisateurs emploient un raccord profilé pour un tuyau standard de diamètre unique et pour des tuyaux principaux ayant des diamètres un peu plus grands et un peu plus petits. Cette approche du problème conduit a former nécessairement un interstice entre le tuyau principal et les extrémités de pointe du raccord quand le tuyau est plus petit que le tuyau standard, ou à la partie centrale quand le tuyau est plus grand que le tuyau standard. Si l'interstice maximal entre le tuyau principal et le raccord de branchement est très faible, par exemple de l'ordre de 1,6 mm, il est en général possible d'effectuer une soudure de qualité raisonnable entre le raccord et le tuyau.Mais quand l'interstice est plus important, la qualité de la soudure est fréquemment mauvaise du fait du brûlage de la soudure dans l'interstice entre le raccord de branchement et le tuyau principal pendant l'opération de soudage. Dans certains cas, il peut aussi arriver que la soudure s'infiltre dans l'ouverture entre le raccord de branchement et le tuyau principal, a l'intérieur du raccord, ce qui réduit son diamètre interne. Le solution acceptée dans ce domaine est précisée par le "American National Standards Institute Piping Code, ANSI 1331.1". Cette solution consite à utiliser un raccord de branchement pourvu d'un biseau de soudage situé dans un plan perpendiculaire à l'axe du raccord, comportant un anneau de soudage cylindrique s'étendant à partir du biseau de soudage pour former l'extrémité intérieure du raccord. L'anneau de soudage traverse l'ouverture du tuyau principal et pénètre à l'intérieur de celui-ci. L'anneau de soudage élimine le problème dû au brûlage de la soudure et empêche également la soudure de passer a l'intérieur du raccord où eile peut constituer un obstacle pour le courant circulant dans le raccord.Mais cette solution a pour conséquence une consommation extremement importante de soudure quand on utilise le raccord sur des tuyaux nettement plus grands ou plus petits que le tuyau standard pour lequel il a été conçu. Ceci non seulement augmente le coût de l'utilisation du raccord, mais est également peu souhaitable du fait que l'on fait naître des contraintes indésirables a l'intersection des tuyaux. En outre, l'anneau de soudage, en faisant saillie a l'intérieur du tuyau principal, produit une restriction pour le courant circulant dans le tuyau principal, cette situation étant de plus en plus sérieuse a mesure que le diamètre du tuyau principal diminue. Ces problèmes sont résolus par l'invention au moyen d'un biseau de soudage profilé et d'un anneau de soudage qui est aussi avantageusement profilé. Selon l'invention, dans un raccord de tuyau cylindrique apte être soudé sur des tuyaux principaux présentant une gamme de diamètres très différents, le raccord comprend a une. extrémité un biseau de soudage profilé gui intersecte l'ouverture formée dans le tuyau principal ayant un diamètre intermédiaire entre les limites supérieure et inférieure de ladite gamme de diamètres. Un anneau de soudage diamétral s'étend à partir du biseau de soudage, forme l'extrémité interne du raccord et est apte a pénétrer dans une ouverture constituée dans le tuyau principal.Avantageusement, l'anneau de soudage est profilé de manière que sa profondeur soit sensiblement uniforme et de préférence comprise dans une gamme allant d'environ 80% à 250% de la profondeur du biseau de soudage, la profondeur du biseau de soudage étant de 0,4 à 1,4 fois l'épaisseur maximale du raccord et l'épaisseur de la paroi de l'anneau de soudage étant située dans une gamme allant de 0,25 a 0,65 fois environ l'épaisseur de la paroi du tuyau principal. On décrira maintenant l'invention avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: la Fig. 1 est une vue en bout, avec arrachement partiel, d'un raccord de branchement conforme à l'invention installé sur un tuyau principal dont l'ouverture intersecte le raccord, la Fig. 2 est une vue de côté du raccord de branchement de la Fig. I une fois en place, avec arrachement partiel, la Fig. 3 est une vue en bout, avec arrachement partiel, du raccord de la Fig. 1, monté sur un tuyau principal de plus grand diamètre, la Fig. 4 est une vue de côté, avec arrachement partiel, du raccord de la Fig. 3 mis en place, la Fig. 5 est une vue en bout, avec arrachement partiel, du raccord de branchement de la Fig. 1 monté sur un tuyau de diamètre inférieur au diamètre du tuyau principal de la Fig. 1, et la Fig. 6 est une vue de côté, avec arrachement partiel, du raccord de branchement de la Fig. 5 mis en place. Un raccord de branchement cylindrique 2 comprend à son extrémité 6 une partie 4 constituant un manchon pour un tuyau. Un biseau de soudage 8 de profondeur uniforme et d'angle constant est profilé de manière à intersecter l'ouverture 10 du tuyau principal 14. Un anneau de soudage diamétral 16 s'étend depuis le rebord 18 du biseau de soudage 8 a l'intérieur de l'ouverture 10. L'ouverture 10 est une projection de la surface externe 19 de l'anneau de soudage 16. L'extrémité interne 20 de l'anneau de soudage 16 > est profilée de manière que l'anneau ait une profondeur égale entre son extrémité interne 20 et le rebord 18. Pour la simplicité de la fabrication, l'extrémité interne 20 de l'anneau 16 est profilée en partant du mêe centre utilisé pour profiler le biseau de soudage 8.La profondeur de l'anneau de soudage 16 (du rebord 18 à l'extrémité interne 20) est avantageusement comprise dans la gamme allant de 80% a 250% environ de la profondeur du biseau de soudage 8 (c'est-à-dire la distance entre le rebord 18 et le rebord 22) et dans tous les cas sa profondeur est telle que la totalité de l'anneau de soudage 16 pénètre dans le tuyau principal avec lequel il doit être utilisé. La profondeur du biseau de soudage (c'est-à-dire la distance entre les rebords 18 et 22) est comprise entre 0,4 et 1,4 fois environ de l'épaisseur maximale de la paroi du raccord de branchement 2. Le raccord 2 est soudé au tuyau principal 14 au moyen d'une soudure indiquée en 24. Dans un cas typique, le raccord de branchement 2 est prévu pour intersecter l'ouverture d'un tuyau principal de diamètre le plus communément utilisé. Ainsi, supposant que le raccord de branchement 2 ait le rayon d'un branchement nominal de 38,07 mm Le raccord 2 ainsi formé convient alors parfaitement à un tuyau principal de dimensions beaucoup plus importantes, tel qu'un tuyau 30 illustré sur la Fig. 3 et dont le diamètre est de 25,4 cm (10 pouces). Le tuyau 30 comprend une ouverture 32 qui est une projection de la surface extérieure 19 de l'anneau de soudage 16 et qui reçoit cet anneau de soudage 16. On notera qu'il existe un interstice indiqué par les flèches G-G entre la surface externe 36 du tuyau principal 30 et le rebord 18 du biseau de soudage 8. Cependant, l'interstice est fermé par l'anneau de soudage 16, et il ne peut donc y avoir infiltration de la soudure indiquée en 37. Cette soudure 37 ne peut pas non plus pénétrer à l'intérieur du raccord 2 et obstruer le passage du liquide. On notera ici que l'anneau de soudage 16 ne pénètre pas à l'intérieur du tuyau 30 du fait de son diamètre important et de l'épaisseur importante de sa paroi. Si on se reporte maintenant à la Fig. 5, le raccord 2 est représenté soudé au moyen d'une soudure indiquée en 50 sur un tuyau principal 52 d'un diamètre de 5,08 cm (2 pouces), l'anneau de soudage 16 pénétrant dans l'ouverture 54 du tuyau qui est une projection de la surface externe 19 de cet anneau de soudage 16. Du fait que le tuyau principal 52 a un diamètre plus faible que le diamètre du tuyau principal standard 14 dont le diamètre choisi est de 7,62 cm (3 pouces), il existe un interstice plus important entre les points 38, 38 et la surface externe 56 du tuyau 52, la dimension maximale de l'interstice étant égale à la largeur de l'anneau 16 indiquée par la distance entre les lignes G1 et G2 de la Fig. 5.On comprendra que si le biseau de soudage 8 se présentait en ligne droite en travers du raccord, comme dans les dispositions de l'art antérieur, plutôt que d'être profilé, l'interstice serait beaucoup plus important entre les lignes G2 et G3 à l'endroit de son éloignement maximal et aurait besoin de beaucoup plus de soudure, ce qui augmenterait de façon indésirable les contraintes et le coût. Si l'anneau de soudage 16 n'était pas profilé, comme c'est le cas de ceux de l'art antérieur, il se prolongerait jusqu'à la ligne G2 et ceci augmenterait considérablement la partie de l'anneau 16 gênant le passage du liquide dans le tuyau 52. Les anneaux de soudage illustrés ci-dessus ont leur rebord interne profilé à partir du même centre utilisé pour profiler le biseau de soudage, mais le profilage de ce rebord interne peut s'effectuer à partir d'un centre différent sur l'axe du tuyau de branchement, plus près, mais non plus loin, du raccord. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagées; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Raccord de branchement cylindrique apte a être soudé sur des tuyaux collecteurs ou distributeurs compris dans une gamme de diamètres différents, comportant à une extrémité un biseau de soudage et un anneau de soudage diamétral, caractérisé en ce que le biseau de soudage est profilé pour intersecter une ouverture d'un tuyau collecteur ou distributeur dont le diamètre est intermédiaire entre les limites supérieure et inférieure de ladite gamme de diamètres, et l'anneau de soudage se prolonge à partir du biseau de soudage et forme l'extrémité interne du raccord. 2. Raccord de branchement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau de soudage est profilé de manière à avoir une profondeur sensiblement uniforme dans la gamme comprise entre environ 80% et 250% de la profondeur du biseau de soudage. 3. Raccord de branchement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le biseau de soudage a une profondeur égale à environ 0,4 à 1,4 fois l'épaisseur maximale de la paroi du raccord.