Brevet FR2512167A1 — publié le 19830304

La présente invention concerne un raccord d'extrémité pour un tuyau souple , et en particulier pour un flexible à structure multi-couches. Des tuyaux souples peuvent typiquement être agencés avec une structure multi-couches comprenant plusieurs couches distinctes qui sont enroulées sur une hélice portante en fil métallique. Une autre hélice en fil peut ensuite être enroulée autour de la partie extérieure des couches, cette hélice extérieure ayant le même pas que l'hélice intérieure et les spires étant placées dans des positions situées entre les spires de l'hélice intérieure. Les couches qui sont enroulées sur l'hélice portante en fil comprennent des couches d'un film polymèrelqul sont imperméables au fluide devant être canalisé par le flexible et des couches de matière de renforcement qui peut se présenter sous la forme d'un tissu tissé , ou bien de matières du type revendiqué dans la demande de brevet britannique n0 8126 396. Lors du montage d'un raccord d'extrémité sur des flexibles de ce genre, il est nécessaire d'accrocher le flexible sur le raccord et d'établir également entre eux un joint étanche au fluide . Du fait de la nature du flexible, on rencontre des difficultés pour résoudre ces problèmes, et en particulier pour établir un joint d'étanchéité permanent entre le raccord et la carcasse du flexible . Des plis longitudinaux se produisent souvent dans les couches du flexible et le procédé d'établissement d'un joint étanche doit tenir compte de ces plis . Egalement du fait que la matière du film polymère a tendance à fluer , il est difficile de maintenir l'étanchéité entre la carcasse du flexible et les raccords extrêmes. Selon un aspect de la présente invention, celleci concerne un raccord d'extrémité pour un tuyau souple à structure multi-couches comportant une pluralité de couches distinctes qui sont enroulées sur un support constitué par un fil hélicoïdal , au moins une des couches étant formée d'un film polymère ,ledit raccord extrême comprenant un embout destiné à être engagé dans le trou du flexible, un moyen pour fixer le flexible sur l'embout et un moyen pour déformer plastiquement au moins une des couches de film polymère de la carcasse du flexible sur l'embout de manière à établir. entre eux un joint étanche au fluide De préférence, le moyen pour assurer la déformation plastique de la couche de film polymère comprend un moyen de blocage radial élastique en vue de maintenir la matière de film polymère plastiquement déformée sous pression et d'éviter son fluage D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description donnée à titre d'exemple non illustratif, en référence aux dessins annexés dans lesquels Fig.l est une vue en élévation latérale , en partie en coupe, d'un raccord d'extrémité agencé conformément à la présente invention; et Fig.2 est une vue en élévation latérale,en partie en coupe, d'une autre conception du raccord d'extrémité agencé conformément à la présente invention. Comme le montre la figure 1, un support intérieur il en forme de fil hélicoidal est entouré par une série de couches de film polymère 12 et par une série de couches de tissus de renforcement 13 qui sont enroulées autour. Ces couches sont recouvertes par une matière renforcée résistant à l'abrasion 14 et un fil hélicoldal extérieur 15 est enroulé autour de la couche de recouvrement 14 de façon que les spires du fil hélicoïdal extérieur 15 soient situées entre les spires du fil hélicoïdal intérieur formant le support 11. Les fils hélicoidaux 11 et 15 se terminent à courte distance de l'extrémei;c#ere#% la carcasse 10 du flexible etelleslaissent une partie Inon supportée .Lorsque les couches de tissu de renforcement 13 sont placées à l'intérieur de la couche complètement intérieure de film polymère, ces couches intérieures de tissu de renforcement 13 prévues dans la partie extrême non supportée sont découpées en arrière du fil hélicoidal 11 de façon que la couche de film polymère 12 soit laissée exposer Le raccord d'extrémité 20 comprend un embout 21 qui est logé dans le trou de la carcasse 10 du flexible. L'embout 21 est pourvu d'une rainure hélicoïdale 22 à son extrémité qui est placée le plus à l'intérieur de la carcasse 10 de flexible, quand l'embout 21 est inséré dans le trou du flexible et, dans cette position, elle est recouverte par une partie du fil 11. La partie de recouvrement du fil hélicoïdal 11 de la carcasse 10 peut par conséquent venir se loger dans la rainure 22 quand le raccord 20 est assemblé de manière à accrocher la carcasse 10 du flexible sur/le raccord 20. La charge axiale maximale/peut être appliquée au joint formé entre le raccord 20 et la carcasse 10 de flexi ble dépend non seulement de la distance d'engagement entre le fil hélicoïdal intérieurset l'embout 21 mais également de la transmission des contraintes entre les couches 12, 13,14 de la carcasse 10 et les fils hélicoïdaux 11 et 15.Ce dernier facteur constitue le facteur de limitation et en conséquence, la rainure hélicoïdale 22 prévue dans l'embout 21 doit seule ment être peu profonde et, en pratique, il est suffisant que la profondeur de la rainure 22 soit comprise entre 0,1 et 0,3 fois le rayon du fil 11. La rainure 22 peut par conséquent être formée dans l'embout 21 avec le minimum d'usinage et avec une perte minimale de résistance. Une saillie radiale 23 qui est espacée de la rainu re 22 est prévue vers 1' autre extrémité de l'embout 21, c'est-à-dire dans la partie de l'embout 21 qui est recouverte par la partie extrême non supportée de la carcasse 10 quand l'embout 21 est en position dans le trou de la carcasse 10. Pour économiser de la matière et de l'usinage, cette saillie 23 peut être formée par évidement de sections adjacentes de l'embout 21. Une bague d'arrêt 24 est positionnée dans une gorge 25 ménagée dans l'embout 21 , sur le côté de la saillie 23 qui est opposée à la rainure hélicoïdale 22. Pour la fixation du raccord d'extrémité 20 sur la carcasse 10 du flexible , l'embout 21 est inserré dans le trou de /carcasse 10 de façon que son extrémité vienne buter contre la bague d'arrêt 24; la partie non supportée de la carcasse 10 est placée au-dessus de la saillie 23; le fil hélicoïdal porteur 11 est placé au-dessus de la rainure 22; et il est prévu un volume libre dans la carcasse non supportée entre l'extrémité du fil porteur 11 et la saillie 23. Un manchon effilé 26 en caoutchouc dur est placé autour de l'extrémité de la carcasse 10 du flexible, de façon qu'il vienne buter contre la bague d'arrêt 24 et qu'il vienne recouvrir la partie extrême non supportée de la carcasse 10 et une partie de la carcasse 10 qui est supportée par les fils hélicoïdaux 11 et 15. Ce manchon 26 en caoutchouc est ensuite comprimé radialement contre la carcasse 10 du flexible à l'aide d'un fourreau métallique conique 27 qui est engagé sur le manchon 26 en caoutchouc à partir de son extrémité correspondant au flexible , et l'extrémité du fourreau métallique 2 7 est ensuite rétreinte sur la bague d'arrêt 24 de façon à assurer un positionnement axial. La compression radiale du fourreau 26 en caoutchouc crée une charge élastique qui pousse les spires du fil hélicoïdal 15 en direction des spires du fil hélicoïdal 11, en emprisonnant ainsi les couches 12, 13 et 14 de la carcasse 10 entre les fils et en augmentant la transmission de contraintes entre les couches de la carcasse et les fils 11 et 15. Cette charge fait également pénétrer les spires du fil hélicoïdal 11 dans la rainure 22 de l'embout 21. La carcasse 10 du flexible est ainsi solidement accrochée sur le raccord d'extrémité 20. La charge élastique exercée sur le fourreau comprimé 26 en caoutchouc applique également la partie extrême non supportée de la carcasse 10 contre la saillie 23 de sorte que la couche exposée de film polymère 12 est plastiquement déformée contre la saillie 23,en créant ainsi un joint étanche au fluide entre la carcasse 10 et le raccord 20. Pour obtenir ce résultat , il est nécessaire de produire sur la face de joint une pression au moins égale au double de la limite élastique du film polymère 12. En pratique, il faudrait utiliser des pressions de l'ordre de 5 fois la limite élastique . Sous ces pressions, les couches de film polymère 12 sont seulement partiellement extrudées au travers des couches adjacentes de tissu de renforcement 13. Du fait que le fourreau comprimé 26 en caoutchouc exerce une charge élastique, la zone de joint d'étanchéité reste en compression, ce qui résoud ainsi le problème du fluage. La partie libre ou de mou 28 existant entre la partie d'accrochage de la carcasse et la partie scellée, est nécessaire pour isoler dans la partie1#;accrochage un mouvement quelconque des couches de carcasse/13,14 qui pourrait se produire du fait d'un glissement ou d'un fluage par rapport à la partie scellée . Cette partie de mou 28 est établie par formation d'un coude dans la partie de car casse1?située entre le fil hélicoïdal porteur 11 et la saillie 23. Pour obtenir ce résultat, le fourreau 26 en caoutchouc peut être pourvu d'une partie renflée vers l'intérieur 29. Dans la variante représentée sur la figure 2, l'embout 21 est pourvu d'une double rainure hélicoidab 40 ,41 à son extrémité qui est placée complètement à l'intérieur du trou du flexible 10. Une bague d'arrêt 24 est placée à l'extrémité opposée de l'embout 21 et deux saillies circonférentielles 42,43 définissant une rainure circonférencielle 44 sont prévues entre la bague d'arrêt 24 et la double rainure hélicoïdale 40,41. Pour assurer la fixation du raccord d'extrémité 45 sur une carcasse 10 de flexible, cette carcasse 10 est préparée de la manière décrite ci-dessus. L'embout 21 du raccord 45 est ensuite insérré dans le trou de la carcasse 10 de manière que la bague d'arrêt 24 entre en contact avec l'extrémité du flexible 10; la partie non supportée de la carcasse 10 est placée au-dessus des saillies 42,43 ; leeporteur intérieur de profil hélicoïdal Il s'engage dans la rainure hélicoïdale 40 ; et le fil hélicoïdal extérieur 15 est placé au-dessus de la rainure hélicoïdale 41. Une bague torique 46 en matière élastomère est placée autour de la carcasse 10 du flexible de sorte qu'elle recouvre la rainure 44 entre les saillies 42,43. Un fourreau métallique 47 est ensuite rétreint sur la partie de la carcasse de flexible 10 qui est placée au-dessus de l'embout 21 de sorte que la carcasse 10 et la bague torique 46 sont comprimées entre le fourreau 47 et l'embout 21. Le fourreau rétreint 47 placé au-dessus de la double rainure hélicoïdale 40,41 pousse les spires du fil hélicoïdal 15 en direction des spires du fil hélicoïdal 11, en emprisonnant ainsi les couches de la carcasse entre les fils et en augmentant la transmission de contrainte entre les couches de la carcasse 10 et les fils 11 et 15. En même temps, le fil hélicoïdal 11 est poeuseeé dansla rainure héli- cotidale 40 tandis que le fil héiicoidal/15 déforme les couches sousjacentes de la carcasse de flexible 10 dans la rainure hélicoïdale 41, en bloquant ainsi solidement la carcasse 10 sur le raccord 45. La compression de la bague torique 46 par le fourreau restreint 47, engendre une charge élastique qui déforme la partie extrême non supportée de la carcasse 10 pour la faire pénétrer dans la rainure 44. La charge exercée sur cette partie de la carcasse 10 est suffisante pour déformer plastiquement la couche exposée de film polymère contre la saillie 42,43 qui définit les bords de la rainure 44,en créant ainsi un joint étanche au fluide . L'élasticité de la bague torique 46 fait en sorte que la zone du joint reste en compression, ce qui résoud ainsi le problème du fluage Différentes modifications peuvent être apportées sans sortir du cadre de l'invention.Par exemple, comme indiqué sur la figure 2, il suffit que la charge élastique soit exercée sur la partie du flexible qui est scellée sur le raccord extrême et en conséquence le fourreau en caoutchouc 26,utilisé dans le mode de réalisation de la figure 1 peut être remplacé M > narfourreau en matière plastique rigide qui est fendu ,une bague torique élastique étant disposée autour de la partie scellée de la carcasse de manière à créer la charge élastique dans cette zone. L a charge élastique peut être engendrée par un moyen approprié, par exemple une matière élastomère du type décrit ci-dessus ou bien un ressort métallique, ce dernier étant particulièrement approprié dans des applications cryogènes On peut utiliser toute forme appropriée de moyen de blocage radial pour fixer la carcasse de flexible sur le raccord d'extrémité.Par exemple on peut employer une bague conique ou bien un fourreau rétreint du type mentionné cidessus, ou bien une bague à surfaces parallèles et à entrée biseautée , qui comprimerait un fourreau intérieur de la forme décrite en référence à la figure 1. En variante, on peut utiliser des moyens de blocage démontables, comme par exemple des colliers métalliques réglables ou bien un étrier à boulon dans lequel une bague fendue est bloquée à l'aide d'un ou plusieurs boulons de pincement . Ces moyens de blocage sont de préférence tels que la charge appliquée au flexible quandle moyen de blocage est entrain d'etre mis en place sur celui-ci, soit maintenue après que le moyen de blocage a été fixé . Cependant, lorsque la charge est appliquée par un fourreau rétreint, la charge exercée pendant le re treint doit etre supérieure à la charge nécessaire pour établir l'étanchéité , du fait du retour élastique du fourreau lorsque la charge de rétreint est supprimée . Bien que la bague d'arret 24 constitue un moyen commode pour former une butée pour l'extrémité de la carcasse 10 du flexible , cette fonction peut être remplie par toute autre partie profilée appropriée par exemple une collerette formée sur le raccord d'extrémité. -REVENDICATIONS 1. Raccord d'extrémité pour tuyau souple ou flexible à structure multi-couches comportant une pluralité de couches distinctes qui sont enroulées sur un support constitué par un fil hélicoïdal , au moins une des couches étant constituée d'une matièregsous forme d'un film polymère, caractérisé en ce que ledit raccord d'extrémité (20;45) compor##0yn embout destiné à être engagé dans le trou du fle xivble/, des moyens (22,26, 27;40,47) pour bloquer le flexi ble (10)sur l'embout (21) et des moyens (23,26;27;42,43,44, 46,47) pour déformer plastiquement au moins une des couches (12) de film polymère de la carcasse (10)dru flexible ,sur ledit embout (21), de manière à former entre eux un joint étanche au fluide 2.Raccord d'extrémité selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu sur l'embout (21) du raccord d'extrémité (20;45) une partie profilée (23;44) contre laquelle la carcasse de flexible peut être comprimée par un moyen de blocage radial (27;47), de manière à déformer plastiquement la couche de matière polymère (12). 3. Raccord d'extrémité selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie profilée prévue sur l'embout (21)est une saillie circonférencielle (23). 4. Raccord d'extrémité selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie profilée formée sur l'embout (21),est une rainure circonférencielle (44). 5. Raccord d'extrémité selon 11 une quelconque des revendications 2, 3, ou 4, caractérisé-en ce qu'une matière élastique (26;46) est interposée entre le moyen de blocage radial (27;47)et la carcasse (lO)du flexible de manière à exercer une charge élastique sur la carcasse (10)dans la zone qui est scellée sur l'embout (21). 6. Raccord d'extrémité selon la revendication 4,caractérisé en ce qu'une bague torique (46) en matière élastomère est interposée entre le moyen de blocage radial (47)et la carcasse (10)dru flexible,de façon à recouvrir la rainure circonférencielle (44). 7.Raccord d'extrémité selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'une rainure hélicoi- dale (22;40) est prévue sur l'embout (21) et en ce que le moyen de blocage radial (27 ;47) est agencé de façon à pousser le fil hélicoïdal de support (11) de la carcasse de flexible (10)dans ladite rainure (27,40)de manière à bloquer le flexible (10)sur le raccord extrême (20,45). 8. Raccord d'extrémité selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le moyen de blocage radial comprend une bague conique (27)qui s'applique contre une partie formant fourreau intérieur (26),la bague (27) et le fourreau(26) étant profilés de manière que la charge appropriée de blocage soit exercée quand la bague (27)est engagée sur le fourreau intérieur (26). 9. Raccord d'extrémité selon la revendication 8, caractérisé en ce que le fourreau intérieur (26)est formé d'une matière élastomère. 10. Raccord d'extrémité selon la revendication 9, caractérisé en ce que le fourreau intérieur (26) se présente sous la forme d'un fourreau fendu constitué d'une matière rigide , une bague torique en matière élastomère étant prévue autour de la partie scellée de la carcasse (10)dru flexible 11.Raccord d'extrémité selon l'une quelconque des revendications :8, 9 ou 10, caractérisé en ce que la bague (27) comporte une partie d'entrée biseautée et une partie de blocage à surfaces parallèles. 12.Raccord d'extrémité selon l'une quelconque des revendications 8 à ll,caractérisé en ce que l'extrémité de grand diamètre de la bague (27)est rétreinte sur une partie profilée (24)du raccord d'extrémité (20)de manière à le bloquer en position 13. Raccord d'extrémité selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le moyen de blocage radial est un fo rreau métallique (47)qui peut être reStreint sur sur la carcasse du flexible qui entoure l'embout (21) du rac cord d'extrémité (45). 14.Raccord d'extrémité selon l'une quelconque des revendications 2 à 13,caractérisé en ce que le moyen de blocage radial (27,47) est démontable 15. Raccord d'extrémité selon la revendication 14, caractérisé en ce que le moyen de blocage radial (27;47) est une bague de serrage à boulon. 16.Raccord d'extrémité selon l'une quelconque des revendications 2 à 15,caractérisé en ce que le moyen de blocage radial (27,47)est agencé pour exercer sur la carcasse de flexible (I0)une charge au moins égale au double de la limite élastique de la matière polymère (12)dudit film. 17. Raccord d'extrémité selon la revendication 16, caractérisé en ce que le moyen de blocage radial (27;47) est agencé de façon à exercer sur la carcasse de flexible (lO)unt arge égale à cinq fois la limite élastique de la matière/polymère dudit film.