Brevet FR2513546A1 — publié le 19830401

La présente invention concerne un procédé pour revêtir la surface interne d'un tube faisant partie d'une conduite, en particulier une conduite de gaz, avec un produit d'é- tanchement alimenté dans le tube sous forme de mousse afin de réparer les parties éventuelles défectueuses du tube susceptibles de provoquer une fuite de gaz ou pour empêcher une fuite de gaz à partir du tube. Un procédé classique de ce type pour revEtir B surface interne d'un tube comporte une première étape de remplissage de l'intérieur du tube dans une canalisation avec un produit d'étanchement, et une seconde étape d'évacuation du surplus du produit d'étanchement à l'extérieur du tube. Dans la première étape, le tube est complètement rempli avec le produit d'étanchement pour une période de temps prédéterminée, afin d'assurer la pénétration du produit d'étanchement dans les par ties défectueuses du tube qui sont susceptibles de causer une fuite de gaz, ainsi que le collage du produit d'étanchement à la surface interne de la paroi du tube.Dans la seconde étape, un soufflage d'air est effectué pour évacuer le surplus du produit d'étanchement du tube, tout en maintenant la pénétration et le collage du produit d'étanchement mentionnés ci-dessus. Dans ce procédé classique toutefois, l'effica- cité opérationnelle est inévitablement faible du fait que l'introduction et l'évacuation du produit d'étanchement sont respectivement effectuées en deux étapes. En outre, ce procédé classique n'est pas économique du fait qutil exige pour remplir entièrement le tube, plus de produit d'étanchement qu'il n'est nécessaire pour revêtir ce tube. En conséquence, beaucoup de temps est nécessaire pour remplir le tube avec le produit d'é- tanchement. De plus, pendant la pénétration et le collage du produit d'étanchement, une partie du produit d'étanchement introduit est liquéfiée avec destruction de la mousse, ce qui accroit la résistance à l'évacuation, si bien que cette évacuation prend vraiment beaucoup de temps. De plus, le passage d'une étape à l'autre prend beaucoup de temps et si un appareil est construit paur traiter ces deux étapes, l'ensemble de la structure devient inévitablement complexe. Compte tenu de ce qui précède, la présente in vention a pour but de revêtir la surface interne d'un tube faisant partie d'une canalisation de façon vraiment efficace et économique, procédé dans lequel la période de temps opérationnelle nécessaire peut être considérablement réduite tandis que la quantité de produit d' étanchement nécessaire peut être elle m8me fortement réduite. Conformément à l'invention, un produit d'étanchement est alimenté cylindriquement dans l'intérieur d'un tube et collé à la surface interne de ce tube dans la direction axiale, cette alimentation et ce collage étant assurés en une seule étape. Après quoi le produit d'étanchement est séché et solidifié. De préférence, le produit d'étanchement est sous forme de mousse, mais peut entre également liquide. Différentes méthodes peuvent être utilisées pour alimenter cylindriquement et coller en une étape un produit d'étanchement sur la surface interne d'un tube. Selon une première méthode, un produit d'étanchement et de l'air comprimé sont alimentés respectivement le long de la surface interne et au centre du tube, en même temps que le produit d'étanchement est coulé annulairement. Dans un tel cas, un moyen peut être disposé à une extrémité du tube pour assurer un tel écoulement annulaire grâce auquel le produit d'étanchement moussant et l'air comprimé sont alimentés. Selon une seconde méthode, un produit d'étanchement liquide et de l'air comprimé peuvent être alimentés en phase de mélange gaz-liquide. Dans un tel cas, la nature de l'é- coulement du mélange gaz-liquide varie avec la vitesse d'écoulement de l'air dans le tube. En effet, à faible vitesse, le liquide et le gaz s'écoulent en étant séparés horizontalement ou verticalement, que ce soit dans un écoulement turbulent, ondulé ou stratiforme. Pour une vitesse se situant dans une gamme prédéterminée, le produit d'étanchement est alimenté selon un écoulement annulaire favorable. A une vitesse se situant au-delà de cette gamme prédéterminée, le mélange gaz-liquide est alimenté selon une pulvérisation qui ne convient pas pour un revêtement. Selon une troisième méthode, grâce à un tube plus fin inséré dans le tube de la canalisation, un produit d 'é- tanchement moussant est alimenté dans l'intervalle cylindrique ménagé entre les deux tubes, puis le tube le plus fin est ensuite enlevé. Cette troisième méthode est applicable à un tube rectiligne de grand diamètre, mais ne peut pas être appliquée à un tube courbé, tandis que la première et la seconde méthodes peuvent être appliquées également à un tube courbé. Lorsqu'un doublage par un film cylindrique collé à la surface interne du tube est souhaitable, on choisit un produit d'étanchement ayant des propriétés adhésives. Après qu'un tel produit d'étanchement adhésif ait été collé cylindriquement sur la surface interne du tube, un film cylindrique est introduit dans le tube avant que le produit d'étanchement soit séché et solidifé et ce film peut être pressé par des moyens appropriés contre la surface interne du tube. Comme cela a été exposé précédemment, le procédé de revêtement de la surface interne d'un tube conforme à la présente invention, est caractérisé en ce que, tandis qu'un produit d'étanchement et de l'air comprimé sont alimentés à l'intérieur d'un tube sous forme d'un écoulement en deux phases gazliquide, de sorte que le produit d'étanchement est coulé cylindriquement le long de la surface interne du tube, le produit dtétanchement est collé cylindriquement à la surface interne dans la direction axiale puis le produit d'étanchement est séché et solidifié. En conséquence, conformément à ce procédé, un effet de revêtement prédéterminé peut être obtenu, tandis que l'alimentation du produit d'étanchement dans le tube et son évacuation à partir de ce tube, sont accomplies simultanément en une seule étape. En comparaison avec une méthode classique dans laquelle cette alimentation et cette évacuation sont respectivement accomplies en deux étapes, le présent procédé est susceptible de réduire considérablement la période de temps opérationnelle nécessaire ainsi que la quantité de produit d'étanchement utilisée. En d'autres termes, selon la présente invention un revêtement prédéterminé peut être réalisé très efficacement et économiquement. L'invention va entre décrite plus en détail en se référant à des exemples de réalisation représentés sur les dessins ci-joints dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe illustrant une première réalisation d'un procédé de revêtement de la surface interne de la paroi d'un tube selon la présente invention, - la figure 2 est un schéma d'un système de tubes auquel est appliqué le procédé selon la première réalisation, - la figure 3 est une vue en coupe verticale d'un moyen d'alimentation de la figure 2, - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3, - la figure 5 est une vue en élévation avec des parties enlevées d'une partie coudée de la figure 2, - la figure 6 est une vue en coupe verticale d'un autre exemple de moyens d'alimentation, - la figure 7 est une vue en coupe le long de la ligne Vil-Vil de la figure 6 , - les figures 8A à 8C sont des vues en coupe illustrant une seconde réalisation de la présente invention, - la figure 9 est un schéma d'un système de tubes auquel est appliqué cette seconde réalisation, - la figure 10 est une vue en coupe de parties principales de la figure 9, - la figure 11 est une vue en coupe illustrant une troisième réalisation de la présente invention, - la figure 12 est une vue en coupe illustrant une quatrième réalisation de la présente invention, la figure 13 est une vue en coupe d'un tube auquel a été appliquée cette quatrième réalisation. Un produit d'étanchement moussant ou sous forme de mousse est alimenté dans l'intérieur d'un tube en meme temps que de l'air comprimé dans des conditions assurant un écoulement annulaire. Ce terme d'écoulement annulaire est défini ici comme un état d'écoulement dans lequel une majeure partie du produit d'étanchement liquide ou moussant a est coulée selon une couche cylindrique le long de la surface interne d'un tube X, tandis que l'air b circule dans le centre du tube avec de minuscules particules c du produit d'étanchement se déplaçant par flottement dans la couche d'air, comme le montre la figure 1. Le tableau suivant indique les conditions typiques pour assurer un tel écoulement annulaire sous la forme de relation entre le diamètre du tube et la quantité d'air nécessaire et la vitesse d'écoulement de l'air, étant entendu que le produit d'étanchement est sous forme de mousse Diamètre : Quantité d'air : Vitesse d'écoulement de du tube : nécessaire : l'air dans le tube 19,05 mm : 100 litres/min, : 4.6 m/seconde 25,4 mm : 170 4 4.7 31,75 mm : 265 : 4.4 38,1 mm : 385 : 4.7 50,8 mm : 650 : 4.9 50,8 mm t 650 t 4.9 Sur les figures 2 à 7 un compresseur à air 1 comprime l'air et le fournit. Cet air est ajusté convenablement en pression par les vannes régulatrices de pression 2 et 3, et il est injecté en quantité nécessaire pour assurer un écoulement annulaire en utilisant les contrôleurs de débit 4 et 5. L'air ayant traversé le contrôleur de débitd'air amont 4, est fourni directement à un dispositif d'alimentation 6 disposé pour faciliter la formation de l'écoulement annulaire. L'air ayant traversé le contrôleur de débit aval 5 est envoyé à la buse 7a d'un dispositif 7 pour faire mousser le produit d'étanchement. Dans le dispositif 7 un produit d'étanchement liquide 8 est traité, et le produit d'étanchement mis sous forme de mousse 8' est envoyé au dispositif d'alimentation 6. Comme le montrent les figures 3 et 4, le dispositif d'alimentation 6 a une double structure cylindrique inter ne-externe. L'air est fourni au tube interne 6a, tandis que le produit d'étanchement sous forme de mousse est fourni en spirales au tube externe 6b selon la direction tangentielle. Le produit d'étanchement S' sous forme de mousse s'écoulant en spirales est étranglé à la partie resserrée 6b' du tube externe 6b et converti en un écoulement cylindrique le long de la surface interne dans la direction axiale par l'air jaillissant de l'extrémité du tube interne 6a.Ainsi, un écoulement annulaire est assuré et un tel écoulement est maintenu dans une manche de communication 8 entre le dispositif d'alimentation 6 et un tube M à revêtir, et il est maintenu dans le tube M sur la totalité de la longueur de celui-ci, Ainsi, le produit d'étanchement est collé cylindriquement sur la surface interne du tube M dans la direction axiale. Un tel revêtement peut être compris plus en détail en se référant à la figure 5, dans laquelle sont successivement assurés la pénétration P du produit d'étanchement dans les parties de joint à partir desquelles le gaz est susceptible de fuir, et le recouvrement L par le produit d'étanchement sur la surface de la paroi. Il y a lieu de noter que le produit d'étanchement est évacué simultanément à son alimentation. Une jauge de pression est dans son ensemble désignée par 9. Be produit d'étanchement sous forme de mousse et l'air passant dans le tube M sont collectés par un récipient de récupération 12 par l'intermédiaire d'une manche de communication li reliée à un robinet 10. Dans le récipient 12 le liquide et le gaz sont séparés l'un de l'autre et seul l'air est évacué à l'extérieur tandis que le produit d'étanchement est accumulé. Après que le produit d'étanchement S' sous forme de mousse ait été alimenté pendant une période de temps prédéterminée, une vanne 13 est fermée de façon à ce que lton envoie uniquement de l'air pour sécher et solidifier le produit d'étanchement collé à la surface interne du tube M.Ce séchage et cette solidification ont été partiellement par l'air passant par le centre du tube dans l'étape où le produit d'étanchement sous forme de mousse est alimenté, On peut également utiliser un dispositif d'alimentation représenté sur les figures 6 et 7 dans lequel le produit d'étanchement sous forme de mousse S' est spiralé sur la périphérie externe d'un filet ou organe poreux 6c, tandis que ce produit d'étanchement S' est aspiré à travers des fentes 6d par l'air passant à travers l'intérieur du filet ou organe po reux 6c dans la direction axiale, gracie à quoi un écoulement annulaire peut être assuré. Une comparaison a été faite entre le présent procédé et le procédé classique sur un tube de 25S4 mm de diamètre et de 7m,5 de longueur. L'introduction et l'évacuation du produit d'étanchement prennent 2 heures selon le procédé classique et 0,7 heure selon le présent procédé. La consommation de produit d'étanchement liquide était de 9,5 litres selon le procédé classique et de 4,1 litres selon la présente invention. Selon la présente invention les quantités d'air passant à travers les contrôleurs de débit d'écoulement 4 et 5 étaient de 190 litres /minute et 20 litres/minute respectivement, tandis que la pression détectée par la jauge de pression 9 était de 0,2 kg/cm2. Bien qu'un produit d'étanchement mis sous forme de mousse ait été utilisé dans la réalisation précitée, un produit d'étanchement liquide peut également être utilisé. On va décrire ci-dessous la seconde réalisation se référant aux figures 8 à 10. Le procédé de rev8tement conforme à cette seconde réalisation est caractérisé en ce qu'un courant d'un mélange gaz-liquide d'un produit d'étanchement liquide et d'air comprimé servant de gaz porteur, est alimenté dans un tube existant à une vitesse suffisamment élevée pour assurer dans ce tube un écoulement annulaire, de façon à revêtir la surface interne du tube et en particulier es parties concaves ou défectueuses avec le produit d'étanchement, Avec l'accroissement de la vitesse du courant de mélange gaz-liquide, la nature de l'écoulement se modifie comme représenté sur les figures 8A à 8C.En premier lieu, comme le montre la figure 8A le produit d'étanchement liquide a et le gaz b sont introduits respectivement à la partie inférieure et à la partie supérieure du tube N, formant ainsi un écoulement stratiforme. Puis comme le montre la figure 83 le produit d'étanchement liquide a est coulé le long de la surface interne du tube M , tandis que le gaz b est introduit au centre du tube N à une vitesse élevée, grâce à quoi un écoulement annulaire e forme. Finalement, comme le montre la figure 8C une majeure partie du produit d'étanchement a est introduite sous forme de pulvérisation, formant ainsi un écoulement par pulvérisation. Parmi ces différents écoulements, l'écoulement annulaire est utilisé pour le rev8tement. On va maintenant examiner comment un tel écoulement annulaire agit dans le tube en se référant à la figure 9. Un ventilateur d'alimentation en air 23 et un ventilateur d'extraction d'air 24 sont reliés à un tube existant N ayant des parties cintrées à angle droit, les deux extrémités du tube M étant fermées par des vannes 22 faisant parties d'un équipement d'origine ou bien récemment montées si cela est nécessaire. Un produit d'étanchement liquide a est amené à partir d'un tank 25 à un mélangeur 26. Ce produit d'étanchement a participe à un écoulement de mélange gaz-liquide avec un gaz porteur b fourni à partir des ventilateurs d'alimentation 23 et extrait par le ventilateur d'extraction d'air 24. Un tel écoulement de mélange gaz-quide est introduit dans le tube existant M à une vitesse élevée suffisante pour assurer ltécoulement annulaire représentée sur la figure 8B.Ainsi, le produit d'étanchement a peut être accumulé sur les parties concaves, dans les trous, les crevasses ou les parties rugueuses du tube M qui pourraient autrement provoquer une fuite. Un traitement d'étanchement et de lissage peut ainsi être effectué dans le tube M. Le produit d'étanchement en excès est collecté séparément par un séparateur gaz-liquide disposé sur le parcours de la tuyauterie d'extraction ou peut être recyclé par l'intermédiaire du mélangeur 26. Lorsque des dispositions sont prises pour alimenter le produit d'étanchement liquide a à l'état de brouillard dans une certaine mesure le mélange gaz-liquide peut Qtre avantageusement coulé à une vitesse inférieure selon l'écoulement annulaire. Comme le montre la figure 10, un tel procédé peut assurer un effet particulier d'étanchement etr et facile d'une petite portion défectueuse d du tube N avec le produit d'étanchement a. La figure il illustre une autre réalisation où le présent procédé est appliqué à une conduite principale de gaz N de grand diamètre enterrée, dans le but de réparer des fuites0 Dans cette réalisation, puisque la conduite principale de gaz M a un grand diamètre, on introduit à l'intérieur de cette conduite principale M, co-axialement ou à peu près coaxialement, un tube 39 ayant un diamètre externe légèrement inférieur au diamètre interne de la conduite principale N. En utilisant un dispositif de production de mousse similaire au dispositif 7 de la figure 2, un produit d'étanchement sous forme de mousse S' est alimenté dans l'espace cylindrique 40 entre la conduite principale M et le tube 39. Ensuite, de l'air est introduit dans l'espace 40 pour évacuer le produit d'4tanchement en excès. Le tube 39 est alors enlevé et lavé, tandis que la couche cylindrique de produit d'étanchement restant sur la paroi de la tuyauterie principale de gaz M est séchée et solidifiée. Dans cet exemple, le dispositif d'alimentation 6 de la figure 2 n'est pas nécessaire. L'utilisation d'un tube flexible à la place du tube 39 peut avantageusement faciliter ce travail de réparation des fuites. Dans le traitement d'étanchement sur un tube rectiligne de grand diamètre dans une conduite, comme le montre la figure 11 la quantité nécessaire de produit d'étanchement S peut être fortement réduite, et le séchage ainsi que la solidification du produit d'étanchement peuvent être rendus plus rapides grtce à quoi la réparation peut être effectuée eîli- cacement et économiquement. Il est généralement souhaitable d'effectuer un test de fuites sur le tube pour mesurer son degré de fuite, avant l'exécution d'un traitement d'étanchement sur la surface interne du tube selon le présent procédé. Si un tel test révèle un degré de fuite supérieur à une valeur prédéterminée, on peut obtenir en outre un excellent effet de revêtement en combinant le traitement d'étanchement avec un produit d'étanchement décrit ci dessus, avec un traitement de doublage en utilisant un film cylindrique comme on va l'expliquer ci-après. Un tel traitement combiné peut également être souhaitable pour empêcher que d'autres fuites se manifestent ou à titre d'entretien préventif. Dans un tel traitement de doublage, un produit d'étanchement ayant des propriétés adhésives (appelées ci-après agent de liaison) peut être utilisé, et cet agent de liaison peut être appliqué facilement, rapidement et uniformément selon l'une des deux méthodes exposées ci-dessous. La méthode de traitement par film de doublage est caractérisée en ce qu'une couche d'agent de liaison est formée cylindriquement sur la surface interne d'un tube dans la direction axiale et un film cylindrique fin est alors inséré dans le tube et collé à la surface interne de la couche cylindrique d'agent de liaison. Comme le montre la figure 12, une couche cylin drique d'agent de liaison S" est constituée sur la surface înw terne du tube M et un film cylindrique fin et suffisamment élas- tique tel qu'un film de polyéthylène est inséré à l'intérieur de la couche cylindrique S" selon une méthode d'inversion. En fait, l'extrémité renversée du film 56 enroulé sur un tambour 57 est retournée vers l'extérieur et fixée de façon étanche à l'orifice 57A de sortie du film d'une enveloppe contenant le tambour 57. Puis de l'air est envoyé à la partie retournée du film au moyen d'un ventilateur 58 communiquant avec cette enveloppé, pour provoquer l'extension longitudinale du film dans le tube. Gracie à cette arrivée d'air, le film 56 est inséré à partir de 11 orifice de sortie 57A dans le tube M, tandis que la surface interne du film 56 enroulé sur le tambour 57 est continuellement inversée de façon à faire face à l'extérieur.Du fait de la pression d'air s'exerçant sur la partie retournée du film, le film retourné 56 présente également une extension dans la direction radiale vers l'extérieur et il est étroitement collé sur la couche d'agent de liaison S" de façon uniforme, à la fois dans la direction radiale et dans la direction axiale. lorsque le film 56 atteint l'autre extrémité du tube M, le ventilateur 58 est arrêté et le film 56 est coupé, sa section étant représentée sur la figure 13. La partie du film non utilisée est ré-embobinée sur le tambour 57 avant de terminer le travail de réparation de la fuite. Pour l'insertion du film cylindrique 56 une méthode dite de la souris peut être également utilisée en plus de la méthode d'inversion0 Selon la méthode de la souris, après la constitution de la couche Ssg d'agent de liaison, le film 56 est attaché à une extrémité d'un organe de guidage en forme de fil préalablement introduit dans le tube M, puis en tirant cet organe de guidage en forme de fil, le film 56 est inséré dans le tube N. En plus des canalisations de gaz, le présent procédé peut également être appliqué à des canalisations d'eau ou bien des canalisations de cibles. Le présent procédé peut être appliqué, non seulement pour la réparation des fuites, mais également à titre de travaux d'entretien préventifs pour des canalisations neuves ne présentant pas de fuites, ou bien pour des canalisations existantes présentant une certaine corrosion. REVED i CAT ION S 1.- Procédé pour revêtir la surface interne d'un tube, procédé caractérisé en ce qu'un produit d'étanchement est alimenté cylindriquement dans un tube (M) et collé sur la surface interne du tube dans la direction axiale. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit d'étanchement et de l'air comprimé sont simultanément alimentés respectivement le long de la surface interne et au centre du tube, et le produit d'étanchement est coulé dans le tube (M) le long de cette surface selon un dcou- lement annulaire de façon que le produit d'étanchement soit collé cylindriquement à cette surface. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le produit d'étanchement est utilisé à l'état de mousse et un unique compresseur à air (1) fournit par lin- termédiaire de tubes de branchement, l'air nécessaire pour la préparation de ce produit d'étanchement sous forme de mousse et également l'air nécessaire pour la formation de l'écoulement annulaire. 4.- Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le produit d'étanchement liquide (a, Qt de l'air comprimé (b) sont fournis dans la phase de mélange gaz-liquide, et sont coulés dans le tube (M) à une vitesse élevée suffisante pour assurer un écoulement annulaire dans, le tube, grgce à quoi le produit d'étanchement est collé cylindriquement à la surface interne du tube. 5.- Procédé selon la revendication i, caracté- risé en ce qu'un produit d'étanchement sous forme de mousse préparé à partir d'un produit d'étanchement liquide (s) est alimenté dans l'espace entre le tube (M) et un tube (39) inséré dans le tube (M) et essentiellement co-axial à celui-ci, ce tube (39) ayant un diamètre externe inférieur au diamètre interne du tube (M). 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un agent de liaison est utilisé comme produit d'étanchement, et que, après qu'une couche d'agent de liaison (S") ait été formée cylindriquement sur la surface interne du tube, un film cylindrique fin (56) eet ingéré dans le tube et collé à cette surface interne par l'intermédiaire de cet agent de liaison.