Brevet FR2529657A1 — publié le 19840106

La présente invention concerne les échangeurs de chaleur à calandre multitubulaire. Plus précisément, elle concerne un procédé de réparation des tubes de tels échangeurs de chaleur. Un échangeur de chaleur a calandre multitubulaire comporte une enveloppe portant au moins une plaque à tubes sur laquelle sont soudés des tubes dont les extrémités sont ouvertes. Lors du fonctionnement, un premier fluide circule dans les tubes alors qu'un second fluide circule dans l'enveloppe, si bien que la chaleur est échangée entre les fluides. Lorsqu'il apparaît une fuite dans un tube, on le rend habituellement inopérant par obturation mais, lorsque de nombreux tubes sont ainsi obstrués, l'échangeur de chaleur perd de son efficacité. La demande de brevet britannique publiée n0 2 032 559 décrit un procédé de réparation de tubes d'échangeur de chaleur comprenant l'introduction d'un manchon tubulaire dans un tube défectueux, et la fixation étanche des parties d'extrémité du manchon sur le tube et sur la plaque a tubes afin que la partie défectueuse soit recouverte. Le procédé de fixation le plus avantageux est le brasage d'une première extrémité du manchon sur le tube et le soudage par explosion de l'autre extrémité sur la plaque à tubes. Malheureusement, lorsqu'un grand nombre de tubes défectueux doit être réparé, la réparation complète de l'échangeur prend beaucoup de temps, et 1'inven- tion permet la réduction du temps de réparation d'un tube d'échange de chaleur par introduction d'un manchon tubulaire. t1 invention concerne un procédé de réparation d'un tube d'un échangeur de chaleur à calandre multitubula ire selon lequel la partie défectueuse est recouverte par introduction d'un manchon tubulaire formé d'un alliage qui a des propriétés de mémoire de manière que, lors d'un traitement par réchauffage, il tende à reprendre sa configuration antérieure et se dilate ainsi en venant coopérer de façon étanche avec le tube d'échange de chaleur. Un exemple d'alliage présentant de telles propriétés de mémorisation d'une forme antérieure est un alliage nickel-titane contenant 53 à 57 % en poids de nickel, connu de façon générale sous le nom 55-Nitinol, la température du traitement thermique de reprise de la configuration antérieure dépendant de la composition de l'alliage. Au cours de la réparation d'un échangeur à calandre multitubulaire utilisé pour la formation de vapeur d'eau par échange avec un métal alcalin liquide circulant dans l'enveloppe d'échangeur, l'alliage le plus avantageux qui possède des propriétés de mémoire a une composition telle que la température de traitement thermique de retour à la forme antérieure est inférieure à la température normale de fonctionnement du métal alcalin liquide qui est d'environ 40toc. D'autres caractéristiques et avantages de l'in vention ressortiront mieux de la description qui va suivre d'un exemple de réparation d'un tube d'un échangeur de chaleur à calandre multitubulaire selon l'invention, décrit purement à titre illustratif en référence au dessin annexé dont la figure unique est une coupe partielle d'un tube et d'une partie de plaque à tubes. La figure représente une plaque I à tubes et un tube 2 d'un échangeur de chaleur à calandre multitubulaire destiné à assurer l'échange de chaleur entre un métal alcalin liquide à une température d'environ 4000C circulant dans l'enveloppe ou calandre, et de l'eau circulant dans les tubes. De nombreux tubes 2 coopèrent chacun de façon étanche avec la plaque à tubes par soudage. Lors du fonctionnement, certaines des soudures formées entre le tube et la plaque à tubes deviennent défectueuses et un manchon tubulaire 3 est alors introduit dans chaque tube ayant une soudure défectueuse 4 afin que les tubes ne soient pas obturés.Le manchon est formé d'un alliage qui a des propriétés de mémoire de configuration, par exemple un alliage nickel-titane ayant de façon générale 53 à 57 % en poids de nickel, l'alliage et ses propriétés étant décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 174 851. La configuration antérieure du tube est telle que le manchon est coincé à force dans le tube et la plaque a tubes mais, avant montage, il est déformé à une configuration dans laquelle il peut être monté par glissement dans le tube et la plaque à tubes, avec un faible jeu. Lors de la mise de l'échangeur de chaleur en condition normale d'utilisation, la température du métal alcalin liquide en fonctionnement est telle que le manchon reprend sa configuration antérieure et assure ainsi l'étanchéité au contact du tube et de la plaque à tubes.Dans un. exemple! le manchon d'alliage nickel-titane est préalablement réalisé avec une configuration en gradins telle qu'il se coince contre les surfaces complémentaires d-'étanchéité et, tout en étant maintenu à cette forme, le manchon est échauffé puis refroidi à une température d'acquisition de propriétés de "mémoire", d'environ 5000C, afin-qu'il prenne une configuration modifiée. Après emboutissage à froid du manchon afin qu'il puisse être emmanché par glissement dans le tube de la plaque à tubes, il est placé dans le tube afin qu'il recouvre la partie défectueuse et,-lorsqu'il atteint la température normale de fonctionnement de l'échangeur de chaleur, le manchon reprend sa configuration antérieure modifiée si bien qu'il forme un joint étanche efficace. Lorsque plusieurs manchons préalablement formés qui peuvent pénétrer facilement dans les tubes de l'échan- geur de chaleur sont mis en place, l'échangeur peut être rapidement remis en service sans que les manchons doivent être individuellement soudés ou brasés sur les tubes si bien que le temps d'arrêt de l'échangeur de chaleur est considérablement réduit. REVENDICATIONS 1. Procédé de réparation d'un tube défectueux d'échange de chaleur d'un échangeur de chaleur à calandre multitubulaire, du type qui comprend l'introduction d'un manchon tubulaire dans le tube afin que ce manchon recouvre la partie défectueuse, ledit procédé étant caractérisé en ce que le manchon est formé d'un alliage qui a des propriétés de mémorisation d'une configuration antérieure, et le manchon subit un traitement thermique qui le remet à sa configuration antérieure de manière qu'il se dilate et vienne en contact étanche avec le tube d'échange de chaleur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend la mise du manchon à une configuration telle qu'il se coince à force contre les surfaces complémentaires d'étanchéité du tube, la mise-du manchon à une configuration rriodifiée mais avec mémorisation de la forme antérieure, par maintien du manchon à la configuration précitée et chauffage à sa température de mémorisation puis par refroidissement, le travail à froid du manchon afin qu'il prenne une configuration dans laquelle il peut glisser sans jeu dans le tube, puis l'introduction du manchon dans le tube et son chauffage à sa température de mémorisation afin que le manchon reprenne sa configuration antérieure modifiée. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le manchon tubulaire est formé d'un alliage nickeltitane contenant 53 à 59 % de nickel.