Brevet FR2517578A1 — publié le 19830610

Procédé de fabrication d'un tube à double paroi pour le transport de matières solides, et tube obtenu par ce procédé. L'invention concerna d'ure part un procédé de fabrica= tion d'un tube i double raroi destiné au transport de matine res solides, comnprnant un tube d':me ou central durci à la flamme et un tube,'envelo pe ou extérieur en un matériau résistant selon lequel le tube d 4 ime et le tube d'en;veloppe sont presses 1 'un contre l'aut e par durcissement. L'invention concerne par ailleurs un tube à double paroi destiné au transport de mat Lras solides, comprenant un tube central ou d'âme durci a la fla m', e et un tube d'enveloppe ou extérieur en un matéria\i raeistant presses liun contre l'autre par durcissement, Les tubes à double parci sont utilisés par exemple dans les exploitations mi:::re: souterraines pour le transport pneumatique des déblais en petits:fragmaents, qui sont retirés de l'espace de la taille d'au ie charbon a été extrait pour constituer un matériau de remblaio En outre, les tubes à double paroi servent aut transport hydraulique de sables de charge, en particulier dans des chantiers de dragage Les propriétés des matières solides à trans 1 port-er exigent des tubes ayant une longue durée de vie et présentant une surf:ace interne résistant à l'usure Par a lleurs, il faut que ces tubes soient constitués de inani re qu'ils résistent aux sollicitations appliquées par les pressions internes ainsi qu'aux sollicitations brusques provoquées par des chocs apparaissant obligatoirement lo'r scqutil y a en particulier transport entre l'usine du fab rica t et le lieu d'utilisationo Pour pouvoir satistaire ces deux exigences extrêmes, on s'est efforcé depuis des dizaines d'années de réaliser des tubes à double paroi dont le tube d'âme est constitue pour résister spécialement à des sollicitations d'usure, et le tube d'enveloppe pour résister à des sollicitations en pression ainsi qu'à celles provoquées par des chocs Il est alors lndis Fensable que le tube d'âme et le tube d'envelopi Je adhèrent fortement l'un à l'autres Une proposition pour réaliser un tube à double paroi de ce type est décrite dans -la demande de brevet allemand publiée DE-AS i 099 284 Le tube d'âme est dilaté dans le tube d'enveloppe par autofrettage et serré simultanément au niveau de sa surface. On connaît par le brevet allemand DE-PS 858 615 une proposition selon laquelle un tube est constitué par plusieurs couches d'acier dont les coefficients de dilatation à la chaleur vont en diminuant de l'intérieur à l'extérieur. Dans le cadre du brevet allemand DE-PS 712 585, il est fait une proposition selon laquelle on soude dans un tube à deux couches une couche interne en verre dur et une couche externe résistante et non durcissable Grâce à ce texte, il est en outre connu de prendre un tube d'âme résistant à l'usure et fortement durci, de plier sur celui-ci une tôle en un métal résistant et non durcissable pour constituer an tube d'enveloppe fendu, et de souder ensuite le tube d'enve- loppe le long de ses bords longitudinaux Du fait de la soudure, le tube d'enveloppe se rétracte sur le tube d'âme et détermine la jonction définitive souhaitée. En outre, on a utilisé des tubes d'âme en aciers résis- tant à l'usure, élastiques et fendus, dont les bords de la fente se chevauchent avant l'introduction dans le tube d'enveloppe constitué par de l'acier résistant mécaniquement. Les tubes d'âme fendus sont ensuite dilatés par application d'une pression interne et comprimés contre le tube d'enve- loppe, les rebords de la fente étant finalement amenés à buter l'un contre l'autre (brevet allemand DE-PS 593 559). Dans ce texte, il est aussi indiqué qu'un élargissement par pression est également possible même quand il n'y a pas de fente longitudinale En outre, l'élargissement du tube d'âme dans le tube d'enveloppe doit pouvoir être réalisé par un outil approprié. Finalement, on connaît par la demande de brevet allemand publiée DE-OS 2 905 071 une proposition vis-à-vis de l'état de la technique selon laquelle on utilise un tube d'âme fendu en un matériau durcissable, dont le diamètre externe, avant son introduction dans le tube d'enveloppe, est plus important que le diamètre interne du tube d'enveloppe La largeur de la fente et le diamètre doivent être déterminés l'un par rapport à l'autre de manière qu'après l'introduc- tion du tube d'âme obtenue par une compression radiale, l'effet de rappel élastique entraîne l'application du tube d'âme contre le tube d'enveloppe par rapprochement en bout à. bout des bords de la fente Pour compléter cette mesure, on durcit ensuite le tube d'âme, l'augmentation de volume provoquée par ce durcissement pressant encore plus le tube d'âme contre le tube d'enveloppe Il existe encore la possi- bilité de refroidir éventuellement le tube d'enveloppe pqur augmenter la force de compression. Quand on évalue ces procédés qui ont été l'objet de recherches effectuées sur plusieurs dizaines d'années, il est évident que le inonde technique ne dispose apparemment d'aucun concept vraiment satisfaisant dans la pratique pour fabriquer ues tubes à double paroi comprenant un tube d'âme résistant à l'usure et un tube d'enveloppe résistant mécani- quement Un point commun à toutes les propositions, indépen- damment du fait que l'on utilise des tubes fendus ou non fendus, est qu'il s'agit fondamentalement de tubes d'âme et de tubes d'enveloppe dont les tolérances de mesure sont telles que le diamètre externe du tube d'âme n'est que légèrement différent du diamètre interne du tube d'enveloppe. Ce n'est qu'en respectant ces étroites tolérances que le monde technique voyait jusqu'ici la possibilité de pouvoir presser le tube d'âme dans le tube d'enveloppe de la façon exigée Ces mesures étaient relativement coûteuses aussi bien en ce qui concerne les tubes à réaliser de façon rela- tivement précise qu'en ce qui concerne les dispositifs nécessaires à l'introduction de l'un dans l'autre et au durcissement. C'est pourquoi l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un tube à double paroi pour le transport de matières solides et présentant les caractéristiques mention- nées dans le préambule, permettant, par comparaison avec les procédés connus, une fabrication de coût nettement plus faible, aussi bien en ce qui concerne les matériaux utilisés que le procédé de fabrication En outre, l'invention a pour objet un tube à double paroi apte au transport de matières solides. En ce qui concerne d'abord la partie de cet objet qui est relative au procédé, la solution proposée se caractérise en ce que tout en tenant compte des tolérances dues à la fabrication des tubes et/ou des faux-ronds, on vise à l'obten- tion d'un diamètre externe de tube d'âme enfermé sur tout son pourtour d'autant plus petit que le diamètre interne du la tube d'enveloppe, et/ou on détermine un diamètre interne de tube d'enveloppe d'autant plus grand que le diamètre externe du tube d'âme, que le tube d'âme puisse être enfoncé faci- lement dans le tube d'enveloppe avec un jeu suffisant, et que le tube d'âme puisse être amené, par un durcissement répété et par étapes successives, à s'élargir radialement et progressivement en vue de s'appliquer à contact étroit sur la surface interne du tube d'enveloppe, et à s'y fixer. Le point de départ de l'invention est le fait connu selon lequel, lorsqu'on durcit des aciers au carbone aptes à ce but, il y a augmentation de volume Mais il a été découvert, d'une façon qui n'était pas prévisible, que cette augmenta- tion de volume ne se limitait pas à une opération de durcis- sement unique En fait, il a été établi de façon surprenante qu'un tube déjà durci se dilatait chaque fois d'un degré de plus lorsqu'il était soumis à des opérations de durcissement répétées, et qu'il augmentait régulièrement de diamètre externe au cours de ces opérations Cette découverte surpre- nante a donc conduit au concept de l'invention qui n'était pas connu jusqu'ici dans le cadre de l'état de la technique et qui consiste à disposer de façon parfaite le tube d'âme dans un tube d'enveloppe seulement par durcissement, ce qui permet d'utiliser des tubes présentant des différences importantes de diamètre externe et de diamètre interne et/ou des faux-ronds provenant de la fabrication et/ou du transport luimême En conséquence, l'invention fournit les conditions permettant d'utiliser désormais des tubes de tolérances très grossières et de standard de qualité ordinaire pour réaliser des tubes à double paroi On peut alors utiliser soit des tubes d'âme dont le diamètre externe est déterminé de mani- ère qu'il solt suffisamment plus faible que le diamètre interne du tube d'enveloppe pour pouvoir être facilement enfoncé dans le tube d'enveio?,e avec un jeu suffisant, ou bien on conserve pour le tube d'enveloppe un diamètre suffi- sant pour assurer l'insertion mutuelle facile et sans problèmes des tubes Naturellement, on peut utiliser aussi les deux mesures en combinaison Simplement du fait de leassemblage sans problème du tube d'Sme et du tube d'ernve- l UO loppe, on élimine toute une serie de problèmes rencontrés jusqu'ici pour la fabrication de Lubes rà double paroi desti- nés au transport de matiëres solides D'autres problèmes disparaissent du fait que:maintenant la fixation du tube d'âme dans le tube dénvai Loope est rialisée exclusivement par des opérations de durcissement successives et répétées et un élargissement radial par ëtapes, alors que dans le même temps on obtient les caractéristiques de résistance à l'usure souhaitées pour le tube d'Ame. Selon l'invention, on peut imaginer d'avoir recours à des températures d'échauffement des étapes du dureissesent qui sont les mêmes Mais en fonction des exigences on peut également envisager de fixer les températures d'échauffement des opérations successives de durcissement à des niveaux différents. Un tube à double paroi destin au transport de matières solides et comprenant uni tube d Re durci à la flamme et un tube d'enveloppe en un matér Lau resistant, pressés l'un contre l'autre par durcissemeî)t, se caractérise, selon l'invention, par le fait que le tube d'mie non fendu qui 3 U doit être obtenu, tout en tenant compte des tolérances et/ou des faux-ronds provenant de la fabrication et/ou du trans- port, a un diamètre externe plus faible que le diamètre interne du tube d'enveloppe, et est amené par des opérations de durcissement répétées et successives et par l'élargis- sement radial par étapes ainsi obtenu, à s'appliquer à contact étroit sur la surface interne du tube d'enveloppe et à s'y fixer. Un tube de ce type est facile à fabriquer, du fait que l'on peut accepter des tolérances relativement importantes pour le tube d'âme et le tube d'enveloppe, et que pour fixer le tube d'âme au tube d'enveloppe ainsi que pour réaliser une surface interne résistante à l'usure, il suffit d'effec- tuer des-opérations de durcissement répétées et successives. Naturellement, en dehors de tubes étirés, on peut également utiliser des tubes soudés par un cordon de soudure longitu- dinal ou des tubes soudés par un cordon de soudure en spi- rale Le diamètre du tube est de peu d'importance, ce qui fait que même des doubles tubes de diamètre important peu- vent être maintenant fabriqués d'une façon très économique. Les faux-ronds provoqués par le transport sont automatique- ment éliminés au cours du montage des tubes. L'invention sera maintenant expliquée plus en détail et de façon non limitative avec référence aux dessins ci- annexés dans lesquels: la figure l est une coupe transversale perpendiculaire à l'axe, d'un secteur d'un tube à double paroi fermé sur sa périphérie, après l'introduction des deux tubes l'un dans l'autre mais avant le durcissement, et la figure 2 représente le même tube après des opérations de durcissement répétées et successives. Le tube à double paroi 1 qui n'est représenté sur les figures que partiellement et schématiquement sert au trans- port hydraulique ou pneumatique de matières solides Il est constitué par un tube d'âme interne 2, réalsié en un acier au carbone durcissable, tel que du C 35, et en un tube d'enve- loppe externe 3 réalisé en un matériau résistant, tel que de l'acier de construction On peut prévoir aux extrémités des Joues ou brides qui ne sont pas représentées. Comme on peut le voir à la figure 1, les dimensions du tube d'âme 2 et du tube d'enveloppe 3 sont choisies de manière que tout en tenant compte des tolérances de fabrica- tion et/ou de transport, et/ou des faux-ronds, le diamètre externe AK du tube d'âme 2 fermé sur sa périphérie, c'est-à- dire non fendu et qui doit être modifié, est déterminé pour qu'il soit suffisamment plus faible que le diamètre interne I Il du tube d'enveloppe 3 pour que le tube d'âme 2 puisse être introduit facilement dans le tube d'enveloppe 3 avec un jeu Sp suffisant De ce fait, l'introduction du tube d'âme 2 dans le tube d'enveloppe 3 n'exige pas de mesures ou de dispositifs particuliers. Après enfoncement du tube d'âme 2 dans le tube d'envelop- pe 3, le tube d'âme 2 est soumis à des opérations de durcis- sement répétées et successives, au cours desquelles il s'élargit de manière qu'après un nombre approprié d'opéra- tions de durcissement dont le nombre est déterminé par le jeu Sp entre le tube d'âme 2 et le tube d'envelolipe 3 la surface externe 4 du tube d'âme 2 se presse bien à fond sur la surface interne 5 du tube d'enveloppe 3 (voir figure 2). De ce fait, on obtient ainsi non seulement la résistance à l'usure souhaitée pour la surface interne 6 du tube d'âme 2, mais également une application résistante de la surface du tube d'âme 2 sur celle du tube d'enveloppe 3. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un tube à double paroi destiné au transport de matières solides, comprenant un tube d'âme durci à la flamme et un tube d'enveloppe en un maté- riau résistant, selon lequel le tube d'âme et le tube d'en- veloppe sont pressés l'un contre l'autre par durcissement, caractérisé en ce que tout en tenant compte des tolérances dues à la fabrication des tubes et/ou des faux-ronds, on vise à l'obtention d'un diamètre externe (AK) de tube d'âme ( 2) enfermé sur tout son pourtour d'autant plus petit que le diamètre interne (IM) du tube d'enveloppe f 3), et/ou on détermine un diamètre interne (IM) de tube d'enveloppe ( 3) d'autant plus grand que le diamètre externe (AK) du tube d'âme ( 2), que le tube d'âme ( 2) puisse être enfoncé facile- ment dans le tube d'enveloppe ( 3) avec un jeu suffisant, et que le tube d'âme puisse être amené, par un durcissement répété et par étapes successives à s'élargir radialement et progressivement en vue de s'appliquer à contact étroit sur la surface interne (IM) du tube d'enveloppe ( 3), et à s'y fixer. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les températures d'échauffement des étapes de durcisse- ment sont les mêmes. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les températures d'échauffement des étapes de durcisse- ment sont fixées à des niveaux différents. 4 Tube à double paroi pour le transport de matières solides, comprenant un tube d'âme durci à la flamme et un tube d'enveloppe en un matériau résistant, qui sont pressés l'un contre l'autre par durcissement, caractérisé en ce que le tube d'âme non fendu ( 2) qui doit être obtenu, tout en tenant compte des tolérances dues à la fabrication et/ou au transport, et/ou des faux-ronds, a un diamètre externe (AK) plus petit que le diamètre interne (IM) du tube d'enveloppe ( 3) et est amené par un durcissement répété et par étapes successives, et-par l'élargissement radial progressif ainsi obtenu, à s'appliquer à contact étroit sur la surface interne (IM) du tube d'enveloppe ( 3), et à s'y fixer.