Brevet FR2529673A1 — publié le 19840106

La présente invention se rapporte à un procédé et à un appareil pour effectuer un essai de pression hydraulique sur un tube et en particulier à un procédé et à un-appareil pour déplacer en séquence un tube devant être soumis à un essai dans plusieurs positions pendant que l'on bouche au moyen de capuchons les extré- mités du tube sous l'eau et qu'ensuite on augmente la pression de l'eau dans le tube dès que celui-ci a été soulevé au-dessus du niveau de l'eau. Dans les essais de pression hydraulique de type courant effectués sur des tubes, le tube faisant l'objet de l'essai désigné ci-après comme étant le tube d'essai,est rempli d'eau à faible pression dans une position et l'on introduit ensuite de l'eau à haute pression dans le tube d'essai dans la même position. Ainsi, la durée nécessaire pour effectuer un essai sur un simple tube d'essai est égale à la somme de la durée nécessaire au remplissage du tube d'essai avec de l'eau, de la durée nécessaire à l'application d'une haute pres- sion d'eau et à la durée nécessaire à la manipulation du tube d'essai pour l'amener et l'écarter de la posi- tion d'essai Ainsi, le procédé et l'appareil utilisés dans la technique connue impliquent une grande durée d'exécution. La présente invention fournit un procédé et un appareil nouveau et amélioré pour effectuer un essai de pression hydraulique sur un tube dans lequel l'étape de remplissage d'un tube avec de l'eau est effectuée séparément par rapport à l'étape d'application d'une haute pression au tube d'essai rempli En remplissant au préalable le tube d'essai avec de l'eau dans des conditions de purge d'air complète, en bouchant les extrémités du tube d'essai avec des capuchons de ferme- ture et en transportant les tubes d'essai remplis vers une position d'essai de haute pression, la durée néces- saire à l'étape de l'essai de pression hydraulique est simplement égale à la somme de la durée nécessaire à l'application de la haute pression d'eau et de la durée nécessaire au transport du tube d'essai Ainsi, le procédé et l'appareil conformes à la présente invention constituent une amélioration remarquable en matière d'efficacité de fonctionnement comparativement à la technique antérieure connue. La présente invention fournit un procédé et un appareil nouveaux et améliorés pour effectuer l'es- sai de pression hydraulique sur un tube, caractérisé en ce que les capuchons de fermeture du tube d'essai sont équipés de deux soupapes anti-retour pour contrô- ler l'application de la pression hydraulique sur un joint périphérique et pour fermer automatiquement la sortie dans chaque capuchon d'extrémité après l'arrêt de l'application de la haute pression d'eau sur le tube d'essai. La présente invention fournit un procédé nou- veau et amélioré pour effectuer un essai de pression hydraulique sur un tube comportant les étapes de trans- fert d'un tube creux allongé depuis un premier moyen de transport vers un premier moyen de support placé dans un réservoir d'eau, d'abaissement du premier moyen de support dans l'eau dans le réservoir et de transfert automatique du tube vers un second moyen de support placé dans le réservoir au-dessous du niveau de l'eau, d'application et de fermeture étanche des capuchons d'extrémité sur les extrémités opposées dudit tube pendant que ledit tube est sous l'eau, d'élévation du second moyen de support vers une position d'essai, d'application d'un fluide à haute pression hydraulique à l'intérieur dudit tube au travers d'au moins un capu- chon d'extrémité, dans l'élément desdits capuchons d'extrémité et de transfert du tube vers un second moyen de transport. La présente invention se rapporte à un appa- reil nouveau et amélioré pour effectuer un essai de pression hydraulique sur un tube comprenant un réservoir d'eau, un premier élément de transport pour conduire un tube vers ledit réservoir, un premier et un second moyens de support de tube réglable placés dans le réser- voir, des premiers moyens de transfert associés au pre- mier moyen de transfert pour déplacer un tube du premier moyen de transfert vers le premier moyen de support, un second monyen de transport associé au premier moyen de sup- port pour déplacer automatiquement lesdits moyens du tube vers les seconds moyens de support dès que les premiers moyens de support sont abaissés à l'intérieur du réservoir, des moyens de support de capuchons d'ex- trémité adaptés pour placer les capuchons d'extrémité en alignement avec les extrémités opposées du tube, des moyens d'appliquer des capuchons d'extrémité prévus pour placer les capuchons d'extrémité aux extrémités opposées du tube de façon étanche, des moyens d'applica- tion d'une pression hydraulique prévus pour s'engager avec les extrémités opposées du tube lorsque les seconds moyens de support sont élevés pour placer le tube au- dessus de l'eau et comportant des moyens de déplacer les capuchons d'extrémité à la suite de l'essai de pression hydraulique, des second et troisième moyens de transfert pour déplacer le tube depuis les seconds moyens de support vers les seconds moyens de transfert. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré de l'in- vention donné en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue latérale en élévation partiel- lement en coupe et partiellement en ligne fantôme représentant l'appareil conforme à la présente inven- tion; la figure 2 est une vue en coupe partielle faite le long de la ligne indiquée par la flèche A de la figu- re 1; la figure 3 est une coupe faite le long de la ligne indiquée par la flèche B de la figure 1; la figure 4 est une vue en élévation latérale détail- lée, partiellement en coupe et partiellement en ligne fantôme, du côté droit de l'appareil représenté à la figure 1; la figure 5 est une vue en coupe représentant une extrémité de l'appareil de la figure 4; la figure 6 A est une vue détaillée agrandie du support d'extrémité représenté à la figure 1; la figure 6 B est une coupe latérale en élévation du support de la figure 6 A en position allongée. L'appareil conforme à la présente invention tel que représenté sur la figure 1 comprend un réservoir d'eau 1, destiné à être rempli d'eau dans le but de remplir un tube d'essai P avec de l'eau pour-effectuer un essai de pression hydraulique La poupée 2 et la contre-poupée 3 constituent les moyens d'appliquer la pression aux extrémités opposées du tube d'essai P. La poupée 2 et la contre-poupée 3 sont reliées de façon réglable entre-elles au moyen d'une tige de tension 4. La poupée 2 est fixée à la base du réservoir 1 tandis que la contrepoupée 3 est supportée par un chariot qui est supporté en déplacement par plusieurs rails 10 com- me on peut le voir sur la figure 5 de façon à s'adapter à des tubes d'essai P de longueurs différentes La tige de tension 4 est dotée d'une ou plusieurs gorges de verrouillage 5 pour fixer la contre-poupée 3 dans des endroits choisis par rapport à la poupée 2 pour tenir compte de la longueur de n'importe quel tube d'essai P. La contre-poupée 3 peut être fixée par rapport à la tige de tension 4 au moyen d'un dispositif de verrouillage 6 prévu sur le châssis 52 de la contre-poupée qui peut s'engager dans la gorge 5 dans le but de supporter la charge de la poussée produite pendant l'effet de pres- sion hydraulique. Le tube P faisant l'objet de l'essai est amené au moyen d'un transporteur 11 dans une position parallèle à la longueur du réservoir d'eau 1 adjacente à son extrémité supérieure Un levier 12 est supporté à rotation sur le châssis il du transporteur sous le tube P et après avoir tourné vers le haut depuis la position en traits pleins vers la position en traits interrompus représentés sur la figure 5 au moyen d'un piston hydraulique et d'un dispositif à cylindre 13, le tube est transféré vers une paire de dispositifs récepteurs de tuyaux 9 réglables verticalement qui se déplacent entre une position de retrait en traits pleins et une position élevée en traits interrompus comme représenté sur la figure 5 au moyen de cylindres hydrau- liques 8 convenables Une seconde paire de dispositifs d'élévation de tuyaux 7 est placée immédiatement de façon adjacente à la paire des dispositifs récepteurs de tuyaux 9 Les dispositifs élévateurs de tuyaux 7 peuvent également être commandés par des dispositifs hydrauliques convenables 8 entre une position basse en traits pleins et une position élevée en traits interrom- pus comme cela est représenté sur la figure 5 Lorsque le tuyau d'essai P a été déplacé vers les dispositifs récepteurs 9, les dispositifs récepteurs peuvent être abaissés pour immerger le tuyau dans le réservoir 1 rempli d'eau Dès que les dispositifs récepteurs 9 se déplacent sous le niveau que l'élément de sabot en pente 14, le tuyau est automatiquement entraîné sur les dispositifs élévateurs 7 abaissés, ce qui a pour effet de placer le tube d'essai P en position pour l'applica- tion des capuchons à ses extrémités. Une paire de capuchons de fermeture 18 qui ont été enlevés du tube préalablement essayé de façon indiquée ci-après, est supportée par une paire de dis- positifs de levage 16 en vue du déplacement entre une position élevée et une position basse telles que repré- sentées sur les figures 6 A et GB au moyen de dispositifs hydrauliques 17 auxquels ils sont reliés Lorsque les capuchons d'extrémité sont amenés dans leur position la plus basse, ils sont placés en alignement entre les extrémités du tuyau et une paire de dispositifs de mon- tage des capuchons de fermeture automatique montés sur les châssis 51 ' et 52 ' de la poupée 2 et de la contre- poupée 3. La machine de montage 15 est constituée d'une tête de montage 20 et d'un cylindre à huile 19 destinés à pousser la tête de montage 20 vers le tube d'essai P. La tête de montage s'arrête dans la position o elle est placée au contact du capuchon de fermeture 18 qui a été centrée par le dispositif d'élévation 16 d'un capu- chon de fermeture Comme cela est bien représenté sur la figure 2, le capuchon de fermeture 18 est constitué d'un corps 22 qui est relié de façon amovible à la tête de montage 20 au moyen d'un électro-aimant 20 ' qui est prévu à la surface de la tête de montage Lorsque les capuchons de fermeture 18 ont été montés sur les têtes de montage respectives, les cylindres à huile 19 sont mis en marche pour introduire les capuchons de fermeture 18 dans les extrémités opposées du tube d'essai P Au début de l'opération le capuchon d'extrémité 18 est placé à l'intérieur de l'extrémité du tube d'essai P dans une condition non étanche comme représenté à la moitié inférieure de la figure 2. En plus du corps de capuchon de fermeture 22, le capuchon de fermeture comprend un joint d'étanchéité élastique 23 qui est logé dans la gorge formée entre le corps de capuchon 22 et une plaque de garde 24 fixée sur le corps de capuchon 22 au moyen d'un anneau guide 25 fileté sur le corps de capuchon 22 Le corps de capuchon 22 est pourvu d'une ouverture centrale comportant un guide de soupape tubu- Laire 30 fixé sur cette ouverture et dans lequel une soupape de non retour 26 est montée pour le mouvement alternatif La soupape de non retour 26 est prévue pour épouser la forme du siège de la soupape 28 fixée au corps de capuchon 22 et elle est normalement déviée pour être en engagement de fermeture avec le siège de la soupape 28 au moyen du ressort 32 qui est appliqué con- tre un élément de conservation 31 fixé à l'extrémité du guide de soupape 30 La soupape anti-retour 26 est munie d'un alésage central sur lequel est monté de façon coulissante une soupape anti-retour 27 très étan- che. La soupape anti-retour 27 est normalement sollicitée en position fermée au moyen d'un ressort 33. Un alésage central 34 ou passage de la soupape anti- retour 26 est fixé à une chambre de fonctionnement à la périphérie et intérieurement au joint étanche élastique 23 au moyen d'un passage 29 prévu dans le corps du capu- chon 22 et d'un passage radial 35 dans la soupape anti- retour 26 et le guide de soupape 30 Un passage 37 est prévu dans le corps de capuchon 22 radia- lement et extérieurement au guide de soupape 30 qui communique avec l'alésage central 34 dans le corps de capuchon 22 lorsque la soupape anti-retour 26 s'éloi- gne du siège 28 de la soupape. La tête de montage 20 comporte une tête 21 de transport d'eau qui est montée de façon à pouvoir coulisser dans un alésage central de la tête de montage 20 La tête de transport d'eau 21 est prévue pour se déplacer d'un mouvement alternatif au moyen d'un pis- ton 62 issu d'un cylindre hydraulique 60 à double action. Lorsque les capuchons étanches 18 ont été placés dans les extrémités du tube d'essai P, la tête de transport d'eau 21 est déplacée vers la position indiquée à la partie supérieure de la figure 2 dans laquelle la soupape anti-retour 26 est éloignée du siège 28 de la soupape Après introduction d'eau sous pression entre 10 kg et 30 kg par cm dans des diffé- rents passages de la tête de montage 20 et dans la tête de transport d'eau 21, la soupape anti-retour 27 s'ouvre à l'encontre de la force du ressort 23 par la pression d'eau Ainsi, l'eau sous pression est appliîuée au joint d'étanchéité 23 par les passages 35 et 29. Lorsque la pression dans la chambre étanche à garnitu- re 36 atteint 5 à 10 kg/cm 2, le joint étanche 23 est contraint de se déplacer radialement extérieurement en s'engageant dans la paroi interne du tube d'essai P, en fixant ainsi les corps de capuchons 18 dans les extrémités opposées du tube d'essai P Ainsi, après le retrait de la tête de transport d'eau 21 et désexcita- tions de l'électro-aimant 20 ' et retrait de la tête 20, les soupapes anti-retour 26 et 27 se ferment pour fer- mer complètement de façon étanche l'eau se trouvant à l'intérieur du tube d'essai P. Le tube d'essai P qui est maintenant rempli d'eau et fermé de façon étanche à ses deux extrémités est élevé au moyen des dispositifs élévateurs principaux 7 à la position d'essai de pression hydraulique au-des- sus de la surface de l'eau dans le réservoir 1 Le tube d'essai P est représenté en position d'essai en traits pleins sur les figures 1 et 4 et est placé en alignement avec les cylindres à huile 38 montés respectivement dans la poupée 2 et dans la contre-pou- pée 3 Une tête de transport 39 d'eau à haute pression est fixée à l'extrémité de chaque cylindre à huile 38 pour introduire l'eau à haute pression dans le tube d'essai P au travers du capuchon de fermeture 18 Sous l'effet du fonctionnement des cylindres à huile 38, le tube d'essai P s'engage sous pression aux extrémités opposées par les têtes de transport d'eau 39, l'un d'entre eux étant représenté en détail sur la figure 3. De l'eau à haute pression est introduite par la tête 39 de transport d'eau à haute pression dans le passage 40 Un joint étanche 41 ferme la surface de contact entre la tête de transport d'eau 39 et le capuchon de fermeture 18 pour empêcher la fuite d'eau à haute pres- sion vers l'extérieur La tête de transport d'eau à haute pression 39 est maintenue fixée sur le capuchon de fermeture 18 au moyen d'un électroaimant 44 qui engage le corps de capuchon 22 du capuchon de fermeture 18 Après introduction de l'eau à haute pression, la soupape anti-retour 26 principale prévue dans le capu- chon de fermeture 18 est ouverte, ce qui permet à l'eau à haute pression de s'écouler dans le tube d'essai P par les passages 34 et 37 de la tête étanche 22 La pression ainsi accrue dans le tube d'essai P ouvre la soupape anti-retour 27 de façon à admettre simultané- ment le passage de l'eau à haute pression vers la chambre 36 à joint d'étanchéité de façon à accroître la pression sur le joint d'étanchéité 23 pour compen- ser l'accroissement de pression dans le tube d'essai P. Lorsque la pression de l'eau dans le tube atteint une valeur déterminée au préalable, l'introduction d'eau à haute pression est arrêtée et le tube est vérifié dans son intégralité La soupape anti-retour principale 26 et la soupape anti-retour 27 sont fermées automati- quement par les ressorts 32 et 33 du fait de l'égalisa- tion de la pression. L'essai de pression d'eau terminé, une soupape de réduction de pression 42, reliée à la tête de trans- port d'eau à haute pression 39 est ouverte pour dimi- nuer immédiatement la pression dans le passage 40 Au même moment, une tige 43 de poussée de soupape logêe dans la tête de transport 39 à haute pression est ac- tionnée au moyen d'un piston hydraulique 70 placé dans un cylindre hydraulique à double action 72 pour ouvrir la soupape anti-retour principale 26 et la soupape anti- retour 27 dans le capuchon de fermeture respectif, com- me cela est représenté sur la figure 3 et pour éliminer de ce fait l'eau du tube d'essai P et de la chambre de pression 36 à joint étanche Ainsi, la pression interne du tube d'essai P devient égale à la pression atmosphé- rique et la pression dans la chambre sous pression 36 à joint étanche se trouve aussi réduite à la pres- sion atmosphérique Ainsi, le joint étanche 23 reprend ses dimensions d'origine du fait de sa propre élasti- cité. L'étape de réduction de pression mentionnée ci-dessus étant terminée, chacun des capuchons de fer- meture 18 respectifs maintenus aux extrémités opposées du tube d'essai P sont effectivement relâchés du tube d'essai et comme ils sont entraînés vers les têtes 39 par les électro-aimants 34, la mise en marche des cy- lindres à huile 38 pour éloigner les têtes 39 des ex- trémités du tube d'essai P entraîne l'éloignement des capuchons de fermeture d'extrémité 18 des extrémités opposees du tube d'essai P Ainsi, les capuchons de fer- meture 18 sont placés dans la position représentée à la figure 6 A Après la mise en marche du dispositif d'élévation 16 à partir de la position basse représen- tée sur la figure 6 vers une position élevée, les capu- chons de fermeture 18 sont supportés par les disposi- tifs d'élévation 16 Les aimants 44 peuvent être désexci- tés pour terminer le transfert Les dispositifs d'élé- vation 16 peuvent être descendus à leur position la plus basse pour fermer le tube d'essai P suivante L'essai de pression hydraulique terminé, le tube d'essai P est reçu sur un support en forme de V 46 et placé sur un transporteur de décharge 45 pour être écarté et terminer ainsi un cycle d'essai hydrau- lique. Il est bien entendu que le mode de réalisation préféré indiqué cidessus n'a aucun caractère limitatif et que de nombreuses modifications et variations pour- ront être apportées par les spécialistes sans se dépar- tir pour autant ni du cadre ni de l'esprit de l'inven- tion. REVENDICATIONS 1 Procédé pour effectuer un essai de pression hydraulique sur un tube, caractérisé en ce qu'il consis- te à immerger un tube (P) soumis à un essai dans un réservoir d'eau ( 1), à fermer de façon étanche les ex- trémités du tube en introduisant des capuchons d'étan- chéité aux extrémités opposées du tube, à élever le tube dans une position d'essai au dessus de l'eau dans ledit réservoir, à introduire l'eau à haute pression aux extrémités opposées du tube par des moyens de soupa- pe placés dans les capuchons étanches, à fermer lesdits moyens de soupape pour maintenir une pression élevée dans le tube d'essai, à ouvrir lesdites soupapes pour diminuer la pression dans le tube et à enlever les capu- chons de fermeture du tube. 2 Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il consiste en outre à abaisser lesdits capuchons d'extrémité dans le réservoir d'eau en aligne- ment avec les extrémités du second tube en vue de son insertion à ses extrémités opposées. 3 Appareil pour effectuer un essai de pres- sion hydraulique sur un tube, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir d'eau ( 1), des miyens de support ( 7) de tube placés dans le réservoir d'eau pour abaisser et élever un tube par rapport au réservoir d'eau, une paire de capuchons d'extrémité ( 18) à soupape prévue pour être insérer dans les extrémités opposées du tube (P), des moyens de support ( 16)des capuchons d'extrémité prévus pour placer lesdits capuchons en alignement avec les extrémités opposées du tube lorsque les tubes sont descendus dans le réservoir d'eau, des moyens d'appli- cation i 15) des capuchons d'extrémité prévus pour insérer les capuchons dans les extrémités opposées du tube de façon étanche, des moyens d'application ( 17) de pression hydraulique prévus pour être engager avec les extrémi- tés opposées des capuchons d'extrémité à soupape lorsque SR 2194 JP/GL les moyens de support ( 7) de tube sont élevés en position haute par rapport au réservoir d'eau en vue d'introduire l'eau sous pression au travers des capuchons d'extrémité ( 18) à soupape, et des moyens associés aux moyens de pression hydraulique pour éliminer les capuchons d'extré- mité à l'issue de l'essai de pression hydraulique. 4 Appareil selon la revendication 3, carac- térisé en ce que les moyens de support de tube sont constitués d'un premier dispositif de support ( 9) prévu pour recevoir un tube (P) audessus du réservoir d'eau ( 1) et pour abaisser ces tubes dans le réservoir d'eau, un second dispositif de support ( 7) étant monté mobile dans le réservoir ( 1) pour supporter un tube en position basse dans le réservoir pour l'application des capuchons d'extrémité ( 18) sur ce tube (P) et une seconde position au-dessus du réservoir d'eau ( 1) pour effectuer l'essai de pression hydraulique et des moyens de came ( 14) asso- ciés au premier dispositif de support ( 9) pour déplacer automatiquement un tube (P) depuis le premier dispositif de support ( 9) vers le second dispositif de support ( 7) dès que le premier dispositif de support ( 9) abaisse le tube ( 1) dans le réservoir d'eau. Appareil selon la revendication 3, caracté- risé en ce que chacun des capuchons d'extrémité ( 18) est constitué d'une tête étanche adaptée à être introduite à une extrémité du tube (P), la tête étanche ayant un joint de garniture élastique annulaire ( 23) placé dans une chambre annulaire autour de la périphérie externe de la tête étanche, des moyens de passage dans la tête étanche pour introduire l'eau sous pression dans la cham- bre ( 36) pour conduire le joint de garniture ( 23) en engagement avec la surface interne du tube (P), des moyens de passage dans la tête étanche pour introduire de l'eau à l'intérieur du tube, des moyens de soupape anti-retour principaux placés dans la tête étanche pour contrôler SR 2194 JP/GL l'écoulement de l'eau sous pression dans la tête étanche et des moyens de soupape auxiliaires ( 27) associés aux moyens de soupape anti-retour principaux ( 26) pour con- trôler le débit de l'eau vers la chambre ( 36). 6 Appareil selon la revendication 5, caracté- risé en ce que les moyens ( 15) pour insérer les capu- chons d'extrémité ( 18) dans les extrémités opposées du tube (P) sont constitués chacun d'une tête de montage ( 20), de moyens de puissance ( 19) pour déplacer la tête de montage ( 20) de façon à rapprocher ou éloigner l'ex- trémité du tube (P), une tête de transport d'eau mobile ( 21) transportée par la tête de montage ( 20) en vue de son engagement avec les moyens de soupape anti-retour principaux ( 26), des seconds moyens de puissance pour déplacer la tête de transport d'eau de façon à être engagés ou dégagés des moyens de soupape anti-retour pour ouvrir et fermer les moyens de soupape anti-retour principaux ( 26) et les moyens de passage de l'eau dans la tête de montage et la tête de transport d'eau pour fournir de l'eau sous pression aux moyens de soupape anti-retour principaux pour ouvrir les moyens de soupape auxiliaires ( 27) pour mettre en pression la chambre ( 36). 7 Appareil selon la revendication 6, caracté- risé en outre en ce qu'il comprend des moyens magnétiques ( 20 ') associés à la tête de montage ( 20) pour engager et maintenir les moyens de capuchons d'extrémité ( 18) sur la tête de montage pendant l'introduction dans les extrémi- tés respectives d'un tube d'essai. 8 Appareil selon la revendication 5, caracté- risé en ce que chaque moyen d'application de pression hydraulique est constitué d'une tige de poussée de soupape coulissable intérieurement, les moyens de piston et de cylindre pour mettre alternativement la tige de poussée en engagement ou hors d'engagement, des moyens de soupape antiretour principaux ( 26) et des moyens de soupape auxiliaires ( 27), des moyens de passage d'eau SR 2194 JP/GL s'étendant dans des moyens d'application de pression hydraulique pour fournir de l'eau sous pression dans la chambre ( 36) et l'intérieur du tube (P) après l'ouverture des moyens de soupape anti-retour principaux et des moyens de soupape auxiliaires et des moyens pour mettre alter- nativement les moyens d'application de pression hydrau- lique en engagement ou non avec les capuchons d'extré- mité ( 18). 9 Appareil selon la revendication 8, carac- térisé en ce qu'il comprend des moyensmagnétiques ( 44)- transportés par les moyens d'application ( 39) de pression hydraulique pour supporter les capuchons d'extrémité ( 18) sur les moyens d'application de pression hydraulique pour retirer les capuchons d'extrémité après éloigne- ment des moyens d'application hydraulique du tube (P) à la fin de l'essai. SR 2194 JP/GL