Brevet FR2538065A1 — publié le 19840622

- Réservoir à pression en fonte. La présente invention concerne un réservoir à pression, constitué d'une enveloppe cylindrique, d'un fond et d'un couvercle, qui sont composés par des éléments en fonte et sont assemblés avec précontrainte par des aciers de précon- trainte logés dans des canaux de-précontrainte des éléments en fonte,les uns parallèles à l'axe et répartis sur la périphérie de l'enveloppe du réservoir, et les autres annu- laires et répartis le long de l'axe du réservoir, et d'un revêtement d'acier (Liner) ancré directement sur l'enveloppe du réservoir, sur la face interne, au moyen d'un boulonnage. Par le mot élément en fonte, on doit comprendre dans le cadre de la présente invention un élément structurel en métal fondu, en particulier en fonte de fer ou d'acier Dans les réservoirs à pression connus, en éléments en fonte assemblés en une coque cylindrique, les différences constructives se situent le plus souvent dans le problème non résolu de façon satisfaisante, de fixer ou d'ancrer directement sur l'élément en fonte de l'enveloppe du réservoir, c'est-à-dire sans interposition d'une masse de remplissage entre le revêtement et la coque de fonte, un revêtement pour l'étanchéité formé d'une tôle d'acier mince, constituant un élément indépendant non indé- formable La problématique de l'ancrage du revêtement repose d'une part sur des critères de conditions de fabrication et de montage, et d'autre part sur des considérations relatives à la résistance et aux tests de qualité des différents élé- ments structurels. Comme éléments d'ancrage connus, on utilise des éléments de formes diverses comme par exemple des ancrages en profil en T, des ancrages à nervures munis d'un arbre de compensa- tion, des ancrages à verrou, des plaques d'ancrage munies de boulons, etc On a également proposé différents boulonnages pour ancrer le revêtement d'acier sur les éléments en fonte. En dehors de l'emploi d'écrous soudés au revêtement d'acier, z 538 065 -2de douilles filetées ou de boulons de types classiques> dans des réalisations plus ou moins compliquées, il est également connu de visser aux éléments en fonte le revête- ment d'acier par des ancrages à joint de fonte soudés ou des éléments profilés analogues. La demande de brevet publiée DE 26 36 743 décrit un boulon- nage dans lequel le revêtement d'acier (Liner) est relié aux éléments en fonte au moyen de vis et d'éléments dits "points soudés", soudés sur des sections intermédiaires du revêtement. La particularité de toutes ces solutions constructives est que, pour des raisons de fabrication et de montage, l'ancrage du revêtement vient se faire par priorité dans les zones de joint C'est alors un défaut que le revêtement se gondole de façon inadmissible lors de la vidange ou du refroidissement, en raison du nombre des ancrages limité par la répartition des emplacements, et provoque par suite dés états de contrain- tes indéfinis radialement dans la paroi des éléments en fonte. D'autres inconvénients résultent de la forme des cordons de soudure d'ancrage et d'étanchéité, essentiellement sur un seul côté, du revêtement d'acier, ce qui provoque des diffi- cultés pour souder toute l'épaisseur et pour le contrôle des liaisons par cordon de soudure C'est encore un inconvé- nient que le nombre des solutions constructives possibles pour l'ancrage du revêtement sur les éléments en fonte soit limité, parce que pour des raisons de résistance matérielle et de sécurité, seules des liaisons par soudure déterminées sont admissibles sur un réservoir à pression. L'invention a essentiellement pour but de réaliser de façon optimum un réservoir à pression du type défini au, début, en considération des points de vue constructif, tech- nique de fabrication, conditions de montage et économique, ainsi que des obligations d'agrément, de façon que le revête- -3- ment d'acier, qui repose directement à l'intérieur au moyen d'un ancrage à boulons, sur l'enveloppe du réservoir réalisé en éléments en fonte, ne se décolle en aucun endroit des éléments en fonte en raison des différentes conditions de chaleur et de pression intervenant en service, et qu'en outre les sollicitations du boulonnage soient largement évitées. Ce résultat est obtenu conformément à la présente invention par le fait que l'enveloppe du réservoir est constituée d'au moins deux coques cylindriques en éléments de fonte, superposées radialement. La solution du problème envisage en outre que le revêtement en acier préfabriqué soit ancré sur la face interne de la coque cylindrique la plus intérieure de l'enveloppe du réser- voir, avec les éléments en fonte munis de canaux de précon- trainte parallèles à l'axe, au moyen d'un boulonnage, qui est constitué avantageusement de boulons soudés sur le revêtement d'acier ayant chacun des éléments d'écartement et un écrou. Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments en fonte formant la coque cylindrique extérieure, appliqués contre la coque cylindrique la plus intérieure, sont maintenus exclusivement par des aciers de précontrainte de forme annu- laire et parallèle à l'axe. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins ci-joints, et qui fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur les dessins la figure 1 est une vue en coupe partielle dans la zone de l'enveloppe d'un exemple de réservoir à pression selon l'invention; et, -4- la figure 2 est une vue en coupe à plus grande échelle d'un détail de la figure 1. Sur le revêtement cylindrique 4, réalisé en tôle d'acier mince, d'une enveloppe 1 de réservoir à pression, des boulons filetés 5 sont soudés sur la surface extérieure du cylindre, avec une distribution déterminée des emplacements A l'aide d'éléments d'écartement 6, 7 et d'écrous 9, des éléments en fonte 3, rapportés, sont vissés sur la surface extérieure du cylindre Ces éléments en fonte 3 forment la coque cylin- drique 2 a la plus intérieure de l'enveloppe 1 du réservoir et sont assemblés sous précontrainte avec le fond et le cou- vercle par des aciers de précontrainte 10 parallèles à l'axe, répartis à la périphérie du cylindre et logés dans des canaux de précontrainte des éléments en fonte 3 Contre la coque cylindrique intérieure 2 a, est appliquée la coque cylindrique extérieure 2 b, formée d'éléments en fonte 3, et qui est main- tenue exclusivement par des aciers de précontrainte 10 paral- lèles à l'axe, répartis le long de la périphérie de l'enve- loppe, et par des aciers 10 de forme annulaire répartis le long de l'axe de l'enveloppe, et logés dans des canaux de précontrainte correspondants, la coque extérieure étant égale- ment assemblée sous précontrainte avec le fond et le couver- cle du réservoir L'épaisseur des éléments de fonte 3 de la coque cylindrique interne 2 a est ici inférieure à celle de la coque extérieure 2 b, parce que les éléments en fonte ont à résister à des contraintes différentes. L'invention procure plusieurs avantages La préfabrication du revêtement d'acier cylindrique (Liner) assure des connexions soudées au gaz des deux côtés, et exemptes de défauts, sur les cordons d'étanchéité des plaques de tôle et permet un contrôle structurel de tous côtés. Avec les ancrages prévus en tout nombre désirable, du revête- ment d'acier sur la coque cylindrique interne formée d'éléments en fonte, on obtient que lors des refroidissements et des vidanges, les efforts sont encaissés de façon optimale tant par le revêtement que par la coque interne fonctionnant comme un corset d'appui, d'o il résulte qu'un soulèvement ou un gondolement du revêtement est évité, et une sollicitation supplémentaire de l'ancrage est complètement exclue La tension de l'enveloppe du réservoir, qui conformément à l'invention est assurée par la coque extérieure, n'est alors pas influencée par lesdits efforts. En outre, on obtient de façon avantageuse que la construction, en ce qui concerne les ancrages, est dégagée des problèmes de tolérances à la fabrication ainsi que des problèmes de montage. Il va de soi que le mode de réalisation décrit n'est qu'un exemple et qu'il serait possible de le modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. -6- Revendications 1 Réservoir à pression, constitué d'une enveloppe cylindri- que, d'un fond et d'un couvercle, qui sont composés par des éléments en fonte, et sont assemblés avec précontrainte par des aciers de précontrainte logés dans des canaux de précon- trainte des éléments en fonte, les uns parallèles à l'axe et répartis sur la périphérie de l'enveloppe du réservoir, et les autres annulaires et répartis le long de l'axe du réservoir, et d'un revêtement d'acier (Liner)ancré directement sur l'en- v&ioppe du réservoir, sur la face interne, au moyen d'un boulonnage, caractérisé en ce que l'enveloppe ( 1) du réser- voir est constituée d'au moins deux coques cylindriques ( 2 a, 2 b) en éléments de fonte ( 3), superposées radialement. 2 Réservoir à pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement en acier ( 4) préfabriqué est ancré sur la face interne de la coque cylindrique la plus intéri- eure ( 2 a) de l'enveloppe du réservoir ( 1), avec les éléments en fonte ( 3) munis de canaux de précontrainte parallèles à l'axe, au moyen d'un boulonnage, qui est constitué avanta- geusement de boulons ( 5) soudés sur le revêtement d'acier ayant chacun des éléments d'écartement ( 6, 7) et un écrou ( 9). 3 Réservoir à pression selon une des revendications 1 ou 2,- caractérisé en ce que les éléments en fonte ( 3) formant la coque cylindrique extérieure ( 2 b), appliqués contre la coque cylindrique la plus intérieure ( 2 a), sont maintenus exclusi- vement par des aciers de précontrainte ( 10) de forme annulaire et parallèle à l'axe.