Brevet FR2544838A1 — publié le 19841026

Procédé et dispositif pour étancher des joints entre brides de tuyaux et analogues La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour rendre étanches au fluide des joints entre des extrémités de tuyau ou structures à brides analogues ou des raccordements par brides entre des récipients sous pression ou structures analogues. Le procédé de suppression de fuites par formation d'un moulage par injection autour du joint d'étancheite défectueux d'un rac- cordement par brides est bien connu et est utilisé depuis les années 1920. Les techniques mises au point de non jours permettent d 'étanch-#r des fuites à toutes les températures opératoires normales. La demanderesse a antérieurement propose un procédé et des moyens particuliers permettant d'étancher des fuites apparues dans des installations de production de vapeur, d'alimentation en eau de cnaudières, de traitement d'hydrocarbures gazeux et de nombreux produits chimiques en maintenant l'installation en pleine acti vitré et en laissant la canalisation CG Qn sous la pression opératoire normale.Selon ce procédé, on injecte une composition pour former des joints d'étanchéité moulés autour, par exemple, des brides ou des joints d'étanchéité défectueux d'une canalisation à l'aide de moyens comprenant des éléments-de section en T vol- sins de et interposés entre deux brides ou éléments analogues espacés se faisant face. On sait que le processus d'obturation des fuites provoque une légère augmentation du niveau de contrainte des éléments de fixation de l'assemblage et notamment de ceux situés dans le secteur de l'assemblage voisin de la fuite. La contrainte sup plémentaire ne devrait pas dépasser, 51 l'on procède correctement, approximativement 15% de la limite élastique. S'il s'agit d'un assemblage dont les éléments de fixation ont subi lors du serrage des niveaux de contrainte connus et contrôlés, la contrainte supplémentaire devrait être facilement absorbée sans qu'il soit porté atteinte à la sécurité de l'assemblage -du moins si l'on utilise le procédé et les moyens antérieurement proposés par la demanderesse-. Toutefois, en pratique, il existe de nombreux cas dans lesquels on commence par tenter de remédier 3 la fuite en resserrant de manière incontrôlée les éléments de fixation, ce qui risque de porter les niveaux de contrainte très au-delà des valeurs-limites spécifiées ou normalisées.Dans ce cas, la contrainte supplémentaire découlant de l'obturation de la fuite risque d'amener la contrainte totale des éléments de fixation au voisinage de la limite élastique et la présente inw vention a pour but de proposer un moyen de limiter la contrainte supplémentaire découlant de l'obturation d'une fuite. Suivant une première caractéristique de l'invention, cellewel a pour objet un procédé de réalisation d'un joint étanche aux flui des entre deux extrémités de tuyau ou autres structures a brides présentant des brides annulaires espacées se faisant face qui consiste à positionner par rapport à l'interstice séparant les brides, de façon à fermer sensiblement cet interstice, des étriers ou mâchoires coopérants qui, de préférence, s'engagent et pénètrent entre les bords des brides se faisant face, à empêcher la séparation desdites brides au moyen de pièces en-pont associées aux mâchoires et qui s'étendent et appuient sur les faces non en vis-à-vis des brides se faisant face et, usuellement après empêchement de la séparation, à injecter une composition pour joints dans l'interstice séparant les brides pour établir l'etanchéité aux fluides entre les pièces formant le joint Ers pratique, l'invention est destinée à être appliquée de préfe rence, mais non exclusivement; à des brides à 4 et à 8 boulons. Les brides comportant un plus grand nombre de boulons sont en moyenne moins affectées par la contrainte supplémentaire décou lant de l'obturation des fuites, car seuls les boulons proches de la fuite subissent pleinement le supplément de côntrainte. Suivant une seconde caractéristique de la présente invention, il est prévu un dispositif d'assemblage ou jeu de pièces convenant pour la mise en oeuvre du procédé conforme à la première carac téristique, cet assemblage ou jeu comportant des étriers ou mâchoires à poser autour de l'interstice séparant les brides ou analogues se faisant face, et des pièces en pont associées à engager par dessus ces brides A'Yantageusement, les pièces en pont sont des éléments distincts des mâchoires mais fixés ou pouvant être fixés sur celles-ci, usuellement par boulonnage et sont alors de préférence, sous forme d'éléments en pont placés en regard par paires, les élé- ments de chaque paire étant situés de part et dVautre de la mâchoire et utilisant le même boulon. i#yantageusement, les mâchoires coopérantes ont une section de forme générale en T, et constituées par exemple sous forme de deux pièces semi-circulaires, présentant des faces terminales de butée usuellement orientées suivant un diamètre de l'anneau forme par les pièces, et elles présentent habituellement elles mêmes des passages les traversant desservant l'interstice qui sépare les brides, par exemple par une série de forages radiaux (de préférence propres à recevoir chacun un raccord fileté d'injection) s'étendant radialement vers l'intérieur à partir de la surface extérieure de la tête de chaque pièce et traversant l'âme de celle-ci Le profilé en T présente avantageusement une âme qui peut être insérée par coulissement entre les brides si tuées en regard, mais présentant des épaulements obliques pour s'adapter à des interstices plus larges, et une tête élargie pour. présenter des trous pour le passage des boulons de serrage des éléments en pont De plus, il est préférable que chaque mâchoire porte directement de véritables moyens de serrage, formés par exemple par des oreilles alésées pour recevoir un boulon de serrage traversant les oreilles des deux extrémités adjacentes au lieu d'être sous forme de pièces insérées serrées indirectement par des éléments extérieurs Toutefois, cette dernière solution est aussi possible, même avec des pièces en pont associées à de tels éléments extérieurs. On conçoit qu'au lieu de prévoir spécialement des alésages d'injection dans les éléments de serrage, on peut utiliser pour l'injection d'autres voies d'accès, par exemple par les interstices des boulons à partir de leurs extrémités à écrou ou par des trous percés dans les brides elles-mêmes (et alors usuellement taraudés pour recevoir des embouts et/ou des tampons) On décrira ci-après à titre d'exemple un mode de réalisation parti culier de l'invention avec référence aux dessins ci annexes; ; dans lesquels La figure 1 représente une vue en bout dsun assemblage suivant l'invention pour la réalisation d'un joint étanche au fluide entre deux extrémités de tuyau à brides et la figure 2 est une vue en coupe par le plan A-A de figure 1. Sur les dessins, la mâchoire 10 est composée de deux pieces de forme générale semi-circulaixe 12, 14, destinées à former un anneau entourant les brides. Les pièces 12, 14 présentent des faces terminales de mise en butée 16 et 18 respectivement qui sont sensiblement coplanaires avec un diamètre de l'anneau péri phénique de la mâchoire 10 quand les deux pièces 12, 14 sont assemblées. Des oreilles 20 et 22 sont soudées sur les extrémités opposées des pièces 12 et 14, légèrement en deçà des faces terminales de butée 16 et 18. Ces oreilles presentent des trous destinés à recevoir avec un jeu des boulons de serrage 24 qui coopèrent avec des écrous 26 pour serrer les deux pièces 12, 14 l'une contre l'autre. Chaque pièce 12p 14 de l'anneau formant mâchoire présente une. série de trous 28 s'étendant radialement vers l'intérieur à partir de la surface extérieure 30 de la pièce respective. La fi goule 1 indique schématiquement les axes des trous 28 et la figue 2 montre que chaque trou 28 est taraudé. Chaque trou est coiffé, en cours d'utilisation, par un raccord fileté d'injecw tion (non représenté) qui est conçu pour recevoir la buse d'un pistolet d'injection servant à injecter une composition pour joints au voisinage des brides se faisant face. Comme mentionne précédemment, on pourrait, selon les circonstances, adopter d'autres modes d'injection de la composition pour joints, c'est-à-dire des modes n'impliquant pas l'utilisation des trous 28 (qui pourraient alors être supprimés) La demandez resse a mis au point des oreilles creuses ou des raccords capuchons propres à recevoir-un embout d'injection. Les Loures 1 et 2 représentent des boulons de brides classiques 32 reliant Ilne à l'autre les deux brides 34 se faisant face. Les trous d'injection 28 sont espaces dans chaque pièce 12, 14 de l'anneau formant mâchoire de façon à permettre la pénétration de la composition pour joints dans 11 espace séparant les divers bou lons de bride 32 ainsi que dans les trous recevant avec jeu ces boulons. La surface intérieure 36 de chaque pièce 12, 14 de l'anneau formant mâchoire est en gradin de façon que chaque pièce 12, 14 ait une section de forme générale en T. La formation en gradin forme une nervure 38 qui s'étend autour de la périphérie interne et que traversent les trous 28. Le diamètre intérieur de la nervure 38 est nominalement supérieur au diamètre du cercle circonscrit aux boulons de raccordement des brides 32 (comme représenté sur la figure 2). En service, on positionne l'anneau formant mâchoire 10 par rapport aux brides se faisant face 34 en plaçant, avec une adaptation avec un jeu aussi faible que possible, la nervure 38 entre les brides 34 (comme représenté sur la figure 2). La nervure sert aussi à fermer sensiblement le jeu existant entre les brides 34 opposées. On insère les boulons 24 dans les oreilles 20 22 et l'on serre les écrous 26. On injecte ensuite la composition pour joints, à travers chaque trou 28, dans le joint, pour rendre ce dernier étanche aux fluides. A titre de mesure de sécurité supplémentaire, des ponts 40 s'etendent en pont entre les brides se faisant face et l'anneau de mâchoire. En particulier, une extrémité de chaque pièce en pont porte contre une surface 42 de l'anneau de mâchoire, et l'autre extrémité porte contre une surface 44 de la bride 34 sensiblement adjacente. Les ponts 40 sont disposés de manière à flanquer L'an- neau de mâchoire. Chaque pont présente un trou suralésé 42 des tinté à recevoir avec jeu un boulon de serrage 45 qui coopère avec un écrou 46 pour serrer le pont contre l'anneau de mâchoire et contre l'une des brides opposées. Ainsi, les brides subissent une contrainte de tension qui s'ajoute à celle engendrée par les boulons de bride 32. L'adjonction des ponts introduit une mesure de sécurité à lean neau de mâchoire et dans le processus d'obturation de fuite, notamment en soutenant le boulon de bride 32 à l'encontre de toute charge supplémentaire qui peut être engendrée dans la cavité définie par l'anneau de mâchoire et le joint d'étanchéité 50, soit par du fluide qui s'échappe de la canalisation en fran- chissant son joint défectueux, soit du fait de l'injection de la composition pour joints. On interdit ainsi un déplacement relam tif des brides et on obtient un joint étanche aux fluides amé- livré. Revendications 1. Procédé de réalisation d'un joint étanche aux fluides entre deux extrémités de tuyaux ou autre structure à brides présentant des brides annulaires espacées situées en regard (34), caractérisé en ce qu'on dispose autour de l'interstice séparant les brides (3d) des éléments de mâchoire (12 14) coopérant pour fermer sensiblement cet interstice, on empêche la séparation des brides (34) au moyen de pièces en pont (40) associées aux élé- ments de mâchoires qui s'étendent et appuient sur les faces non en vis-à-vis (44) des brides situées en regard, et l'on injecte de la composition pour joints dans l'interstice séparant les brides pour établir l'étanchéité aux fluides entre les pièces formant le joint. 2. procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise des éléments de mâchoires (12,-14) qui s'engagent et pénètrent entre les bords des brides situées en regard (34). 3 Dispositif d'assemblage ou jeu de pièces convenant pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend des éléments de mâchoire coopé- rants (12, 14) à poser autour de l'interstice séparant les brides ou pièces analogues situées en regard, et des pièces en pont as souciées (4 destinées à appuyer chacune sur l'une desdites brides. 4, Dispositif d'assemblage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les pièces en pont (40) sont des éléments indépendants des éléments de mâchoire (12, 14), mais fixés ou pouvant être fixés à ceux-ci. 5. Dispositif d'assemblage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les éléments en pont (40) sont fixés on pen- vent être fixés aux éléments de mâchoire (12, 14) par boulonnage. Dispositif d'assemblage selon la revendication 5, caractérisé en ce que les éléments en pont (40) sont placés en regard par paires1 un élément de chaque paire étant situé de chaque côté de l'élément de mâchoire (12, 14) et sont fixés ou peuvent etre fixés par des boulons communs traversant les éléments de mâchoire. 7. Dispositif d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les éléments de mâchoire coopérants (12, 14) ont une section de forme générale en T dont la tige (38) s'insère entre les brides (34) situées en regard. 8. Dispositif diassemblage selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque pièce (12, 14) présente des épaule- ments obliques pour s'adapter à des interstices plus larges, et une tête élargie pour accepter des trous destinés à recevoir les boulons de serrage des éléments en pont. 9. Dispositif d'assemblage selon l'une quelconque des revendica tions 3 à $, caractérisé en ce que les éléments de mâchoire (12, 14) sont deux pièces semi-circulaires ayant des faces terminales de butée (16, 18) orientées suivant un diamètre de l'anneau formé par les pièces. 10. Dispositif d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que les éléments de mâchoire (12, 14) présentent des passages (28) desservant l'interstice qui sépare les brides pour permettre l'injection de la composition pour joints. 119 Dispositif d'assemblage selon la revendication 10, caractérIsé en ce que lesdits passages comprennent une série d'alésages, dont chacun peut recevoir un raccord d'injection, alesages qui partent radialement vers l'intérieur U partir de la surface extérieure (30) de chaque élément de mâchoire. 12. Dispositif d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 3 à 11, caractérisé en ce que les éléments de mâchoire sont fixés bout à bout et en ce que les éléments en pont appuient directement sur les élé- ments de mâchoire. 13. Dispositif d'assemblage selon la revendication 12, caractérisé en ce que les éléments de mâchoire ont des oreilles (20, 22) pour être fixés bout à bout par des boulons de serrage (26). 14. Dispositif d'assemblage selon l'une quelconque des revendica tions 10 et 11, caractérisé en ce que les éléments de mâchoires sont des pieces insérées serrées indirectement bout à bout par des éléments extérieurs.