Brevet FR2535570A1 — publié le 19840504

"Bande à chauffage électrique pour la réalisation d'une Jonction par manchon pour canalisation tubulaire thermi quement isolée et son procédé de fabrication". La présente invention concerne une bande à chauffage éléctrique, pour la réalisation d'une jonction par manchon, pour canalisation tubulaire thermiquement isolée, composée d'un tuyau intérieur conducteur de fluide, d'une couche d'isolation thermique en matière expansée en mousse entourant le tuyau intérieur, et d'un tuyau envelop pe extérieur en matière synthétique, jonction par laquelle les extrémités du tuyau intérieur libérées de la matière en mousse de deux tronçons de tuyaux à relier, sont soudées à l'autre, l'emplacement de la jonction étant recouvert par un manchon appliqué sur les extrémités du tuyau enveloppe extérieur, l'espace annulaire compris entre le manchon et le tuyau intérieur étant rempli de matière en mousse, le corps de manchon étant constitué par une bande de matière synthétique enroulée au-dessus de llemplacement de jonction et soudée avec les extrémités du tuyau exté- rieur ainsi que le lonQ de la couture de chevauchement. Le brevet de-GM 82 84 372 décrit une jonc tion par manchon dalla laquelle le soudage du corps de man chon avec les extérités extérieures du tuyau et le soudage dans la zone de chevauchement de bords de la bande de matière synthétique, sont réalisés au moyen d'une bande de chauffage électrique la bande consiste en un fil métallique de résistance formé en serpentin dont les spires individuelles sont maintenues en position par une bande adhésive0 Suivant un autre mode de réalisation, le fil de résistance formé en serpentin qui constitue la bande est soumis à un traitement de recuit dans la zone de bords de la bande de matière synthétique. L'inconvénient de ces solutions réside en ce que, dans le cas de la jonction de très gros tuyaux, le diamètre du fil métallique de résistance doit 8tre choisi tellement grand qu'il existe le risque que, entre les spires d'enroulement individuelles un soudage du corps du manchon avec les extrémités extérieures des tuyaux ne pulsa se pas se produire, ainsi que dans la zone de chevauchement de bords de la bande de matière synthétique. A cela s'ajoute le fait que, par la bande adhésive, un matériau étranger se trouve introduit dans le cordon de soudure, ce qui s'oppose également è une liaison par soudage correcte des couches limites entre elles.La solution avec prévision d'un traitement de recuit présente, notamment dans le cas de grands diamètres de tuyaux, l'inconvénient que la bande est de maniement difficile en raison du grand diamètre du fil. La présente invention a pour but de réaliser une bande de chauffage qui donne la possibilité d'un soudage sans incidents, exempt de manques, basé sur un échauf- fement par résistance électrique. Dans ce but, l'invention a pour objet une bande chauffante caractérisée en ce qu'un fil métallique de résistance électrique formé en serpentin, est enrobé dans une bande de matière synthétique, la distance entre les spires individuelles du serpentin étant maintenue cons- tante. Grtce b 1' enrobage du fil métallique dans une bande de matière synthétique, on dispose d'une quantité de matière synthétique suffisante pour le remplissage des espaces vides existants entre les couches d souder entre elles. De cette manière, une liaison par soudage de matière synthétique est obtenue, qui se distingue par son étanchéité à l'égard de l'eau et des gaz. Une liaison optimale est atteinte en prévoyant que la section transversale de la bande de matière synthétique est au moins égale è la section transversale d'une spire de courbure du fil métal lique. Il est ainsi assuré quflaucun manque ou espace vide ne puisse se produire dans le cordon de soudure. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la largeur de la bande de matière synthétique est au moins égale è la largeur d'une spire de courbure du fil et la hauteur de la bande est au moins égale au diamètre du fil de réaistance. Grâce à ces mesures, toutes les spires du fil sont complètement enrobées dans-la bande dematière synthétique. Suivant une autre caractéristique, il est prévu que la largeur de la bande est inférieure à la lar- geur d'une spire du serpentin et l'épaisseur de la bande est supérieure au diamètre du fil métallique. Au cours du processus de soudage, la matière ramollie de la bande est pressée, en raison de la pression appliquée, dans les espaces vides compris entre les spires du serpentin, ce qui assure un soudage optimal du cordon. Comme matière pour la bande, est utilisé le mEme matériau que pour l'enveloppe extérieure de la cana~ libation tubulaire isolée et pour le manchon de jonction. Si, par exemple, llenveloppe extérieure et le manchon de jonction sont prévus en polyéthylène, la bande de matière synthétique sera également constituez en polyéthylène. L'invention s'étend également à un procédé pour la fabrication d'une bande destinée au soudage d'un manchon de jonction avec l'enveloppe extérieure d'une canalisation tubulaire thermiquement isolée. Pour celas le fil métallique de résistance électrique recourbé en serpen tin est inséré par pression, à l'état chaud, dans la bande de matière synthétique. Suivant une caractéristique du procédé de l'invention, on recourbe tout d'abord en serpentin un fil métallique de résistance électrique, on dépose sur ce serpentin une bande de matière synthétique, de telle manière que les deux extrémités du serpentin restent non recouvertes, on chauffe le fil de résistance par passage d'un courant électrique, et on presse la bande de matière synthétique sur le serpentin, de telle sorte que les spires pénètrent dans la bande. Ce procédé convient spécialement pour la fabrication de longueur des bande pré-confectionnée. Etant donné cependant, que les diamètres extérieurs des tronçons de tuyau à joindre entre eux sont limités à des dimensions relativement faibles, ce mode de fabrication peut être préféré à un mode de fabrication en continu. Avantageusement, le serpentin est placé entre deux bandes de matière synthétique identiques et les deux bandes sont ensuite assemblées entre elles par soudage en échauffant le fil métallique. Avantageusement, la bande chauffante conforme à l'invention, est utilisée pour la réalisation d'une Jonc tion par manchon dans laquelle un profilé d'appui reposant sur les extrémités des tuyaux, est prévu au-dessous des cordons de soudage. En effet, on a constaté que, dans le cas d'un espacement important entre les extrémités des tuyaux; ainsi que dans le cas d'emploi d'un matériau de faible rigidité, un soudage d'assemblage -précis ne pouvait être obtenu qu1avec une dépense relativement élevée. Gracie à ce- prof ilé d'appui, le soudage de la couture de chevauchement peut être réalisé de manière étanche aux liquides, sans dépense relativement élevée. Le profilé d'appui a pour roule, au cours du processus de soudage, d'apporter la contre-pression nécessaire. De manière particulièrement avantageuse, ce profilé d'appui consiste en un profilé à section transversale en T réalisé économiquement à partir d'une tôle de faible épaisseurs Ce profilé est léger, mais cependant suffisamment rigide pour maintenir la contre-pression. Le profilé, ainsi que le manchon, est engagé dans un logement de forme annulaire creusé dans les extrémités du tuyau extérieur d'enveloppe.Il en résulte l'avantage que, dans la zone de la jonction par manchon réalisée, il ne. se produit aucun accroissement de diamètre au-delà du diamètre extérieur de l'enveloppe. Lors d'une insertion par poussée dans un terrain, aucune force de cisaillement ne risque de se produire. Le pied du pro filé en T repose dans une gorge longitudinale s'étandant dans le domaine du logement. L'invention est expliquée ci-après avec référence aux dessins qui représentent schématiquement des exemples de réalisation, dessins dans lesquels - loefigures 1- et 2 représentent des bandes de soudage à chauffage électrique selon l'invention, - la figure 3 montre un dispositif de fabri- cation dtune bande selon l'invention, - les figures 4 et 5 montrent des exemples d'utilisation de bandes chauffantes. Pour la réalisation d'une jonction par manchon conforme au brevet DE 8 204 372,. il est utilisé une bande de matière synthétique 1 dans laquelle est enrobé un fil métallique de résistance électrique 2 enroulé en serpentin0 Comme le montre la figure 1, la largeur de la bande de matière synthétique i est égale à la largeur du serpentin et son épaisseur correspond au diamètre du fil métallique de résistance 2. Selon la figure 22 la largeur de la bande est inférieure à la largeur du serpentin de fil, de telle sorte que les extrémités 3 du serpentin font saillie laté- raclement par rapport à la bande de matière synthétique 1. A2in de disposer d'une quantité suffisante de la matière de la bande pour constituer le cordon de soudage, llépais- seur de la bande est supérieure au diamètre du fil métallique de résistance 2. Au cours de l'opération de soudage, la matière de la bande s'écoule, sous l'influence de la pression vers chacun des côtés et elle remplit ainsi complètement l'espace vide formé entre les extrémités 3 de la bande. La fabrication d'une bande chauffante conforme à la figure 2 est expliquée ci-après en détail avec référence à la figure 3. Sur une planche 4, deux rangées de pointes 5 sont prévues, à espacement réciproque régulier. Entre des rangées de pointes, il est déposé tout d'abord une bande de matière synthétique la dont la longueur est choisie de telle sorte que le serpentin de fil de résistance 2 dépasse sur chaque côté. Le fil de résistance 1 est alors enroulé autour des pointes 5, de manière à former un serpentin dont les spires sont régulièrement espacées. Une bande de matière synthétique lb dont les dimensions correspondent exclusivement à celles de la bande la est déposée sur le serpentin et une pression uniforme est appliquée sur elle dans le sens des flèches.En appliquant alors une tension électrique aux extrémités du fil de résistance 1, ce dernier est progressivement échauffé de sorte qu'il pénètre dans les bandes la et lb. L'opération de soudage est exécutée jusqu'à ce que les bandes la et lb soient soudées l'une à l'autre. La bande finie ainsi obtenue est alors soulevée et détachée des pointes 5 et elle peut être utilisée pour la réalisation d'une jonction par soudage pour un manchon. Pour la réalisation de bandes chauffantes de courte longueur, par exemple pour la jonction par manchon de tuyaux de très faible diamètre, les pointes 5 ne sont utilisées que sur une partie déterminée de leur longueur pour ltenroulement en serpentin du fil métallique de résistance. La distance entre les pointes 5 détermine la distance entre les spires individuelles du serpentin. Avantageusement1 cette distance est choisie, selon le dia mètre du fil, entre 3 et 8 millimètres0 La largeur des spires est choisie également selon le diamètre du fil 1, entre 20 et 60 millimètres. La bande chauffante conforme à l'invention est facile à manoeuvrer, c'est-à-dire à transporter et à placer autour du tuyau extérieur, en étant assuré que la distance entre les spires du serpentin n'est pas modifiée. Les figures 4 et 5 représentent un exemple d'utilisation d'une bande chauffante. La référence 7 désigne le tuyau intérieur conducteur de fluide, avantageusement constitué en acier. La référence 8 désigne l'enveloppe isolante en polyuréthane expansé en mousse du tuyau de canalisation thermiquement isolée, et la référence 9 désigne l'enveloppe extérieure avantageusement constituée en polyuréthylène. Au-dessous de la couture à chevauchement de bords du manchon de jonction 10, est placé le profilé Il à section en T. Les références 12 et 13 désignent respectivement-les coutures de pourtour et la couture. longitudinale dans la zone de chevauchement des bords du manchon. La référence 14 désigne la couche de mousse de polyuréthane, produite après réalisation de la jonction par manchon. La réalisation de la jonction par manchon représentée, se déroule de la manière suivante : Tout d'abord est creusés au moyen d'un outil appropriée dans l'extrémité du tuyau dtenveloppe 9, un logermen 15 s'étendant en direction du pourtour0- Ensuite, par exemple au moyen d'une scie, dans le longement 15, une gorge longitudinale 16 est réalisée, s'étendant en direction du tuyan intérieur 7, dont la profondeur coxrespond--à la hauto du pied du profilé dUappai Il en To Après ces travaux préparatoires, les extrémités du tuyau intérieur 7 sont soudées ensemble, par un cordon de soudage 17 et le profilé en T 11 est introduit dans les gorges 16 du tuyau enveloppe 8. A l'endroit où doivent entre réalisées les coutures de soudage de pourtour 12 est alors disposé un fil chauffant formé en serpentin. La bande de manchon 10 est alors enroulée autour du joint de jonction, la zone de chevauchement des bords étant disposée au-dessus du profil en T 11. Dans la zone de la courure de soudage longitude nale 13, un fil chauffant enroulé en serpentin est introduit également. Après montage d'un dispositif de serrage, tel que celui décrit dans le brevet DE 8 204 372, le courant de chauffage est connecté, de telle sorte que la ma -tière synthétique qui se trouve dans la zone des coutures 12 et 13 est rendue fluide et réalise le soudage. Atravers une ouverture 18, l'étanchéité de l'espace intérieur compris entre le tuyau intérieur 7 et la bande de manchon en matière synthétique 10 est alors vérifiée, en procédant, en cas de besoin, à un soudage complémentaire. A travers la même ouverture 18, qui peut si nécessaire être élargie, les composants liquides de l'expansion en mousse sont alors introduits et cette expansion 14 est produite. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Bande à chauffage électrique, pour la réalisation d'une jonction par manchon, pour canalisation tubulaire thermiquement isolée, composée d'un tuyau intérieur conducteur de fluide, dtune couche d'isolation thermique en matière expansée en mousse entourant le tuyau intérieur, et d'un tuyau enveloppe extérieur en matière synthétique, jonction par laquelle les extrémités du tuyau intérieur libérées de la matière en mousse de deux tron- çons de tuyaux à relier, sont soudées lune à lauj;;re, leemX placement de la jonction étant recouvert par un manchon appliqué sur les extrémités du tuyau enveloppe extérieur, il espace annulaire compris entre le manchon et le iuyau intérieur tant rempli de matière en mousse, lé corps de manchon étant constitué par une bande de matière synthétique enroulée au-dessus de l'emplacement de jonction et soudée avec les extrémités du tuyau extérieur ainsi que le long de la couture de chevauchement, bande caractérisée en ce qu'un fil métallique de résistance électrique (2) formé en serpentin est enrobé dans une bande de matière synthétique (1, la, -lb), la distance entre les spires individuelles du serpentin étant maintenue constante. 2.- Bande chauffante suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la section transversale de la bande de matière synthétique (1) est au moins égale à la section transversale d'une spire du serpentin de fil (2). 3.- bande chauffante suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la largeur de la bande de matière synthétique (1) ) est au moins égale à la largeur d'une spire du serpentin et l'épaisseur de la bande est au moins égale au diamètre du fil de résistance (2). 4- Bande suivant l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisée en ce que la largeur de la bande (1) est inférieure à la largeur du serpentin et l'épaisseur est supérieure au diamètre du fil (2). 5.- Bande suivant l'une quelconque des re vendications 1 à 4, pour la jonction d'un tuyau pourvu d'une enveloppe extérieure en polyéthylène, caractérisée en ce que la bande de matière synthétique est constituée également en polyéthylène. 6.- Procédé pour la fabrication d'une bande conforme à 11une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le fil de résistance conformé en serpentin est inséré par pression, à l'état chaud, dans la bande de matière synthétique. 7.- Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'on enroule tout d'abord en forme de serpentin, un fil de résistance électrique, on applique sur ce serpentin une bande de matière synthétique, de telle manière que les deux extrémités du serpentin restent non recouvertes, on chauffe alors le fil par passage d'un courant et on presse la bande sur le serpentin pour qutil pénètre dans la bande. 8.- Procédé suivant l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le serpentin est placé entre deux bandes de matière synthétique identiques et les deux bandes sont ensuite assemblées par soudage en une bande unique par chauffage du fil de résistance. 9.- Bande suivant l'une quelconque des revendications 1 à sw caractérisée en ce qu'elle est mise en oeuvre pour une liaison par manchon, dans laquelle un profilé d'appui est prém a-déssous de la couture à chevau cément de bords reposant sur les extrémités du tU--l extérieur. 10.- Bande suivant la revendication 9, caractérisée en ce que le profilé d'appui (4) est un profilé à section transversale en T. 11.- Bande suivant la revendication 10, caractérisée en ce que le profilé en T est réalisé en t81e mince (4). .12.- Bande suivant l'une des revendications 9 à il, caractérisée en ce que le profilé d'appui (4) et, également, le manchon (5) reposent dans un logement annulaire (9) qui est creusé dans les extrémités du tuyau ex- térieur (3). 13.- Bande suivant l'une des revendications 9 à 12, caractérisée en ce que le pied du profilé en T (4) repose dans une gorge longitudinale (I o) prévue dans la paroi du logement annulaire C9).