Brevet FR2537466A1 — publié le 19840615

ô 6 La présente invention concerne la technique de raboutage des tubes de gros diamètre, en particulier des tubes d'oléoduc ou de gazoduc. Pour le raboutage des tubes de ce genre, les deux tubes à rabouter sont placés bout à bout et maintenus dans cette posi- tion par deux unités de serrage, pendant que les extrémités adja- centes des deux tubes sont raccordées l'une à l'autre par un cor- don circulaire de soudure Chaque unité de serrage comprend habituellement plusieurs mors qui sont répartis circonféren- tiellement autour de l'axe de l'un des deux tubes et qui sont serrés contre la paroi cylindrique externe dudit tube à proxi- mité de son extrémité devant être raccordée à l'extrémité de l'autre tube Les mors ont seulement une fonction de serrage. Or, les tubes ont rarement une section parfaitement ronde, mais présentent souvent une légère ovalisation, de sorte que, avant de raccorder les deux tubes par soudage, il faut presque toujours faire tourner l'un des deux tubes par rapport à l'autre de façon à orienter au mieux leurs ovalisations respectives dans le même sens Ceci complique les opérations de raboutage, et il arrive même parfois que les deux tubes ont des degrés différents d'ovalisation tels qu'ils ne peuvent pas être raccordés entre eux et qu'il faut choisir un autre tube. Pour remédier à cet inconvénient, la Demanderesse a récemment proposé et commercialisé un dispositif de serrage et d'arrondissage comprenant un arbre central et deux unités de serrage et d'arrondissage supportées côte à côte dans le sens axial par l'arbre central, chaque unité comportant plusieurs segments de serrage et de mise en forme, qui sont répartis circonférentiellement autour de l'axe de l'arbre 2 2537466 central et qui sont mobiles radialement entre une position interne de repos et une position externe de travail, et des moyens d'actionnement reliés auxdits segments pour appliquer à chacun d'eux une poussée dirigée radialement vers l'extérieur et pour les déplacer en synchronisme et de la même quantité de ladite position de repos à ladite position de travail Dans un tel dispositif, les segments de serrage et de mise en forme de chaque unité de serrage et d'arrondissage ont, tous ensem- ble, une étendue 'circonférentielle presque égale à 360 quand ils sont dans leur position de travail En outre, ils agissent sur la paroi cylindrique interne du tube correspondant et sont soumis à une très forte poussée radiale de façon à avoir à la fois une action de serrageet une action dearrondissage du tube Ainsi, les inconvénients susmentionnés des dispositifs de serrage antérieurement connus sont éliminés. Dans le dispositif de serrage et d'arrondissage déjà commercialisé par la Demanderesse, les moyens d'actionnement de chaque unité de serrage et d'arrondissage comprennent un unique vérin de poussée, orienté axialement, qui agit sur un cône de poussée, mobile axialement, lequel agit à son tour sur plusieurs coins, mobiles radialement, qui sont répartis circonférentiellement et auxquels sont respectivement fixés les segments de serrage et de mise en forme Le cône et les coins convertissent la poussée axiale du vérin de poussée en plusieurs poussées radiales Du fait même de cette conver- sion, le rendement est relativement mauvais et, comme il faut appliquer aux segments de serrage et de mise en forme une poussée relativement importante (plus de 100 bars) pour per- mettre un arrondissage de chaque tube, il faut utiliser un très gros vérin de poussée Ce dernier est lourd et coûteux à fabriquer En outre, le cône et les coins doivent être capa- bles de résister aux efforts considérables auxquels ils sont soumis en fonctionnement, de sorte qu'ils doivent être réalisés sous la forme de pièces massives En outre, les coins doivent être guidés par rapport au cône Ce guidage est habituellement réalisé par des assemblages du type à tenons et rainures à section en queue d'aronde ou en T Les cônes de poussée et les 3 2537466 coins sont donc des pièces usinées conteuses Il en résulte que le dispositif de serrage et d'arrondissage antérieurement connu de la Demanderesse constitue un ensemble relativement coûteux, volumineux et lourd, donc difficile à supporter à l'intérieur des tubes à rabouter, surtout si ceux-ci sont de grande longueur, et difficile à positionner par rapport à la jonction devant être réalisée entre les deux tubes A- titre indicatif, le dispositif de serrage et d'arrondissage antérieu- rement commercialisé par la Demanderesse pesait 2550 kg dans le cas d'un dispositif conçu pour rabouter des tubes de 968,4 mm. La présente invention a donc essentiellement pour but de fournir un dispositif de serrage et d'arrondissage moins coûteux et moins lourd que le Qdispositif de serrage et d'arron- dissage antérieurement connu. A cet effet, le dispositif de serrage et d'arrondissa- ge de la présente invention est caractérisé en ce que lesdits moyens d'actionnement comprennent plusieurs vérins de poussée, orientés radialement et reliés fonctionnellement auxdits segments, respectivement, et des moyens de commande associés auxdits vérins de poussée pour synchroniser les mouvements de leurs tiges de piston. Suivant une forme préférée d'exécution de la présente invention, chaque vérin de poussée comprend un cylindre relié rigidement à l'arbre central et ayant une extrémité radiale- ment interne et une extrémité radialement externe, un piston mobile dans le cylindre, une tige de piston montée coulissante dans l'extrémité externe du cylindre et ayant une extrémité interne reliée au piston et une extrémité externe reliée à l'un des segments de l'unité correspondante de serrage et d'arrondissage, ladite tige de piston comportant un passage axial qui est raccordé à une source de fluide sous pression et qui débouche dans la face du piston qui est tournée vers l'extrémité interne du cylindre En outre, lesdits moyens de commande comprennent un clapet normalement fermé, qui est disposé dans le passage axial de la tige de piston de chaque vérin de poussée, une tige radiale de commande associée à chaque clapet pour ouvrir ce dernier lorsqu'elle est actionnée, 4 25374 à 6 ladite tige de commande étant montée coulissante dans l'extré- mité interne du cylindre du vérin de poussée coaxialement audit passage, étant en contact à une extrémité avec ledit clapet et ayant une course limitée dans le sens radial vers l'extérieur par rapport au piston du vérin de poussée, une bague montée coulissante sur l'arbre central, plusieurs coins de commande fixés à ladite bague, chaque coin de commande ayant une surface qui est inclinée par rapport à l'axe de l'arbre central et qui est en contact avec l'autre extrémité de l'une des tiges de commande,' les surfaces inclinées des coins étant situées sur une surface conique coaxiale à l'arbre central, et au moins un vérin de commande relié à la bague pour dépla- cer axialement celle-ci avec les coins et, par suite, pour déplacer radialement les tiges de commande en synchronisme. Comme les poussées radiales appliquées aux segments de serrage etd de mise en formé sont fournies directement par les vérins de poussée, il en résulte un bien meilleur rende- ment que dans le cas du dispositif de serrage et d'arrondissage antérieurement connu En outre, comme il suffit que chaque vérin de poussée fournisse la poussée nécessaire à un seul des segments de serrage et de mise en forme, il en résulte que les vérins de poussée peuvent être beaucoup plus petits que l'unique vérin axial de poussée qui était auparavant nécessai- re pour actionner tous les segments d'une même unité de serra- ge et d'arrondissage Il en résulte que les vérins de poussée pèsent moins lourd que l'unique vérin axial de poussée et, comme ils sont tous identiques, ils peuvent être fabriqués en série et sont moins coûteux que l'unique vérin axial de poussée En outre, comme les tiges de commande, les coins de commande et les vérins de commande jouent seulement un rôle de commande et ne sont pas-soumis aux efforts de poussée, il en résulte que ces éléments n'ont pas besoin d'être réalisés sous la forme de pièces usinées massives et volumineuses, - d'o il en résulte, là encore, un gain substantiel de poids, un encombrement plus faible et un prix de revient plus faible. A titre indicatif, un dispositif de serrage'et d'arrondissage conforme à la présente invention, conçu pour le raboutage de 2537466 tubes de 968,4 mm, pèse seulement environ 1000 kg. En outre, selon d'autres aspects de la présente inven- tion qui seront décrits en détail plus loin, le dispositif de serrage et d'arrondissage peut être facilement supporté et positionné à l'intérieur des tubes à rabouter. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description suivante d'une forme préférée d'exécution de la présente invention, donnée à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels Les figures la et lb assemblées suivant la ligne A-A, montrent, en partie en élévation et en partie en coupe axiale,; un dispositif de serrage et d'arrondissage conforme à la pré- sente invention. La figure 2 est une vue en coupe, à plus grande échelle, suivant la ligne II-II de la figure la. La figure 3 est une vue en coupe axiale montrant, a plus grande échelle encore, une partie de l'une des deux unités de serrage et d'arrondissage du dispositif représenté sur les figures la et l-b. La figure 4 est un schéma montrant une partie de l'équi- pement électrique et hydraulique de commande du dispositif des figures la et lbo Le dispositif de serrage et d'arrondissage représenté sur les figures la et lb comprend plusieurs ensembles, à savoir un ensemble arrondisseur 1, un ensemble centralehydraulique 2, un ensemble roue arrière 3 formant avec l'ensemble 2 un chariot de support pour l'ensemble arrondisseur 1, un ensemble mandrin arrière 4 et un ensemble mandrin avant 5 Tous ces ensembles sont conçus sous la forme d'unités séparées pouvant être assemblées coaxialement les unes aux autres comme montré sur les figures la et lbo Ainsi, les ensembles 1, 4 et 5, conçus pour un diamètre de tube donné,peuvent être respecti- vement remplacés par d'autres ensembles semblables conçus pour un diamètre de tube différent Bien que dans la figure lb, l'en- semble 4 soit monté entre les ensembles 2 et 3, il pourrait être éventuellement monté entre les ensembles 1 et 2. Comme montré sur la figure 'la, l'ensemble arrondisseur 1 comprend un arbre central 6 qui supporte deux unités de serrage et d'arrondissage '7 a et 7 b disposées par rapport au plan médian transversal XX de 6 o Les deux unités '7 a et 7 b sont identiques. donc en détail que l'unité'7 a, étant entendu comporte les mêmes éléments de référence affectés de la Comme montré sur les comporte plusieurs segments 8 a, par exemple 9 segments, lement autour de l'axe de 1 8 a a une surface extérieure dont le diamètre correspond symétriquement l'arbre central On ne décrira que l'unité 7 b désignés par les mêmes numéros lettre b. figures 'la, 2 et 3, l'unité 7 a de serrage et de mise en forme qui sont répartis circonférentiel- arbre central 6 Chaque segment en forme de portion de cylindre au diamètre intérieur des tubes -9 a et 9 b à rabouter Les surfaces extérieures de tous les segments 8 a ont au total une étendue circonférentielle qui est légèrement inférieure à 360 , de telle façon que les seg- ments 8 a puissent être appliqués sur la quasi totalité de la circonférence interne du tube 9 a. Comme cela est plus particulièrement visible sur la figure 3, chaque segment 8 a est fixé à l'une des extrémités d'une tige de piston 10 a d'un vérin de poussée lla disposé radialement par rapport à l'arbre central 6 La tige de piston 0 Oa de chaque vérin lia comporte un passage axial 12 a qui débouche, à une extrémité, dans une cavité 13 a formée dans la face du piston 1-4 a tournée vers l'extrémité radialement inter- ne du cylindre 15 a du vérin lla A son autre extrémité, le passage 12 a communique avec un orifice d'admission de fluide sous pression 16 a, à travers un ou plusieurs passages radiaux 17 a formés dans la tige de piston 10 a et une chambre annulaire 18 a qui entoure la tige de piston O la Un autre orifice d'admis- sion de fluide sous pression 19 a communique avec une chambre a qui entoure la chambre de piston 10 a du côté du piston 14 a opposé à la cavité 13 a Les orifices d'admission 16 a et 19 a peuvent être raccordés sélectivement à une source de fluide sous pression par l'intermédiaire dl une éléctrovanne à. tiroir classique (non montrée) Ainsi, quand l'orifice 16 a 7 2537466 reçoit du fluide'sous pression, la tige de piston 10 a est dé- placée radialement vers l'extérieur pour appliquerle segment 8 a contre la paroi interne du tube 9 a comme montré dans la figure 'la, tandis que, ' quand l'orifice l'9 a reçoit du fluide sous pression, la tige de'piston i'a est déplacée radialement vers l'intérieur pour amener le segment '8 a dans une position de repos à l'écart de la paroi interne du tube 9 a comme montré dans les figures 2 et 3. Toutefois, pour que les segments '8 a de l'unité 7 a puis- sent arrondir le 'tube '9 a en cas de besoin, il faut que tous les segments 8 a soient déplacés radialement vers l'extérieur en synchronisme et de'la même quantité de mouvement A cet effet, un clapet 2 ' 11 a, normalement maintenu en position fermée par un ressort 22 a est disposé dans le passage axial 12 a de la tige de piston 10 a de chaque vérin ila (figure 3) Chaque clapet 21 a peut être ouvert par une tige radiale de commande 23 a qui est montée coulissante dans l'extrémité radialement interne du cylindre 1 '5 a du vérin lla La tige de commande 23 a est en contact, à une extrémité, avec le clapet 21 a et -elle a une faible course dans le sens radial vers l'extérieur par rapport au piston 14 a, ladite course étant limitée à une valeur correspondant à la tolérance de faux rond pour les tubes à rabouter A cet effet, comme montré, chaque clapet peut être constitué par une soupape en forme de champignon, dont la tige 24 a s'étend axialement dans le passage axial 12 a et, dans la position fermée du clapet 21 a, fait saillie d Dune faible quantiti par exemple d'environ 0,5 mm, dans la cavité 13 à La tige de commande 23 a est en contact avec l'extrémité libre de la tige de soupape 24 a et elle a un diamètre extérieur plus grand que le diamètre intérieur du passage axial 12 ao Ainsi, la course de la tige de commande 23 a est limitée à environ 0,5 mm par rapport au piston 14 a. Chaque tige de commande 23 a comporte, à son autre extré- mité, une tête 25 a ayant une surface qui est inclinée de par exemple 450 par rapport à l'axe de l'arbre central 6 et qui est en contact avec une surface inclinée de manière correspondante d'un coin de commande 26 a Les coins de commande 26 a sont fixés 8 2537466 à une bague 27 a qui est montée coulissante sur l'arbre central 6, les surfaces inclinées des coins de commande 26 a étant situées sur une surface conique coaxiale audit arbre central Deux vérins de commande 28 a situés en position diamétralement opposée par rapport à l'arbre central 6 ont leurs tiges de piston qui sont reliées respectivement à l'un des coins 26 a et à la bague 27 a afin de déplacer axialement cette dernière et les coins 26 a Ainsi, lorsque la bague 27 a est déplacée par les vérins de commande 28 a vers le plan médian transversal XX de l'arbre central 6, les tiges de commande 23 a sont déplacées en synchro- nisme radialement exactement de la même quantité et elles ou- vrent les clapets 2 la des vérins lila Si, à ce moment, les ori- fices 16 a des vérins l'a reçoivent du fluide sous pression, le fluide est admis dans les cavités 13 a des vérins lla, obli- geant ainsi les tiges de piston 1 '0 a à se déplacer radialement vers l'extérieur Si, pour une raison quelconque l'une des tiges de piston l Oa se déplace radialement vers l'extérieur plus rapidement que les autres tiges de piston, son clapet 21 a se refermera et interrompra l'admission du fluide sous pression dans la cavité 13 a, arrêtant ainsi le mouvement de sortie de la tige de piston lia tant que la tige de commande 23 a n'aura pas à nouveau ouvert le clapet 21 a_ On est donc ainsi assuré que toutes les tiges de piston 10 a se déplaceront radialement vers l'extérieur en synchronisme et de la même quantité à 0,5 mm près. Les deux vérins de commande 28 a sont fixés à des consoles 29 a qui sont elles-mêmes fixées à un anneau 30 a Les vérins de poussée lla et l-b sont fixés au moyen des anneaux 30 a et b et au moyen de tirants 31 à une bride circulaire 32 qui est commune à tous les vérins de poussée et qui est soudée à l'arbre central 6 au milieu de la longueur de celui-ci. Comme cela est plus particulièrement visible dans les figures 2 et 3, à chaque segment 8 a (ou 8 b) est associée une résistance électrique chauffante 33 a montée dans un porte-résis- tance 34 a qui est partiellement engagé dans une cavité 35 a du segment 8 a correspondant et qui peut glisser radialement dans ladite cavité Chaque résistance 33 a fait radialement saillie 9 2537466 au-delà de la surface extérieure du segment 8 a correspondant et le porterésistance -34 a est supporté élastiquement par deux ressorts 36 a sur une patte de montage 37 a soudée sur un côté du segment 8 ao Entre les segments Ba et les segments 8 b sont prévus des contre-formes 38, en cuivre, qui sont répartis circonféren- tiellement et se chevauchent dans le sens circonférentielafin de former ensemble un anneau s'étendant sur 360 Les contre- formes 38 sont destinées à être appliquéescontre la paroi cylin- drique interne des deux tubes '9 a et 9 b à l'endroit de leur jonction, afin d'éviter des coulées de métal en fusion à l'in- térieur des deux tubes lorsque l'on effectue leur raccordement par soudage Comme cela est plus particulièrement visible dans la figure 3, chaque contre-forme 38 a une surface extérieure qui est sensiblement au même niveau que la surface extérieure des résistances chauffantes 33 a et 33 b, et elle est supportée élastiquement par des ressorts 39 dans un étrier 40 dont l'une des branches est fixée par soudage à l'un des segments 8 bo L'ensemble 2 comprend un carter cylindrique 41 qui est fermé à ses deux extrémités par des flasques 42 et 43 et qui contient une centrale hydraulique (moteur électrique, pompes hydrauliques, réservoir de fluide hydraulique, etc) ainsi que les équipements électriques et hydrauliques de commande (électrovannes) pour commander l'alimentation en fluide sous pression des divers vérins hydrauliques du dispositif de ser- rage et d'arrondissage de la présente invention La centrale hydraulique et une partie des équipements électriqueset hydrau- liquesde commande y associés sont montrés dans la figure 4 et seront décrits en détail plus loin L'arbre central 6 est fixé 3 Q au flasque d'extrémité 42 coaxialement au carter cylindrique 41 A son extrémité adjacente à l'arbre central 6, le carter 41 est supporté à l'intérieur du tube 9 a par deux roulettes 44 (une seule d'entre elles est visible dans la figure 1 l. Chaque roulette 44 est portée par un bras de roue 45 qui s'étend sensiblement parallèlement à l'axe du carter 41 et qui est relié à celuici par deux tiges 46 et 47 réglables en longueur de façon à permettre un réglage de l'écartement des 2537466 roulettes 44 par rapport à l'axe du carter 41 et de l'arbre central 6 en fonction du diamètre intérieur des tubes 9 a et 9 b à rabouter, de telle façon que le carter 41 et l'arbre central 6 soient coaxiaux auxdits tubes. L'ensemble 3 comporte une plaque 48 munie d'une chape 49 Un bras de roue 50 est monté pivotant dans la chape 49 au moyen d'un axe 51 A son extrémité libre, le bras de roue porte une roue arrière 52 La roue arrière 52 est de préfé- rence une roue motrice, bien que le dispositif de serrage et d'arrondissage de la présente invention pourrait être éventuel- lement hâlé à l'intérieur des tubes au moyen d'un câble de traction De préférence, la roue arrière motrice 52 peut être entraînée en rotation, à volonté dans un sens ou dans l'autre, au moyen d'un moteur hydraulique 53 intégré de façon connue dans la roue 52 et pouvant être alimenté en fluide sous pression à partir de la centrale hydraulique contenue dans le carter 41. Comme les bras de roue 45, le bras de roue 50 peut être réglé en direction radiale au moyen d'un bras de levier 54 et d'une tige 55 de longueur réglable, qui est montée entre la plaque 48 et le bras de levier 54, de façon à permettre un réglage de l'écartement de la roue 52 par rapport à l'axe du carter 41 et de l'arbre central 6. Ainsi, lorsque le moteur hydraulique 53 est actionné, le chariot formé par les ensembles 2 et 3 peut être déplacé axialement à l'intérieur des tubes, de façon à amener l'ensemble arrondisseur 1 depuis une jonction qui vient d'être réalisée entre deux tubes jusqu'à la jonction suivante devant être réa- lisée Ainsi, le dispositif de serrage et d'arrondissage de la présente invention peut être facilement déplacé à l 'intérieur des tubes, quelle que soit la longueur de ceux-ci. L'ensemble 4 comprend un mandrin arrière 56 permettant de bloquer le chariot 2, 3 dans une position désirée par rapport à l'un des deux tubes à rabouter par exemple le tube 9 a Le man- drin arrière 56 comprend plusieurs mors 57, par exemple trois mors, répartis circonférentiellement autour de l'axe de l'arbre central 6 et mobiles radialement par rapport au chariot 2, 3. Chaque mors peut être actionné par un vérin hydraulique à double effet 58 orienté radialement Le mandrin arrière 56 est supporté par un manchon 59 dans lequel peut coulisser un deuxième arbre central 60 dont les extrémités sont respectivement fixées au flasque d'extrémité 43 du carter 41 et à la plaque 48 de l'en- semble roue arrière 3, de'telle façon que l'arbre 60 soit coaxial a l'arbre central 6 Deux vérins hydrauliques a double effet 61, orientés parallèlement àl'axe de l'arbre 60, 'sont montés entre le mandrin arrière 56 et l'une des extrémités dudit arbre Les deux vérins 61, lorsqu'ils sont actionnés et lorsque les mors 57 du mandrin arrière 56 sont serrés contre la paroi interne du tube 99 a, permettent de déplacer axialement l'arbre dans un sens ou dans l'autre 'à l'intérieur du manchon 59 et, par suite, permettent un réglage fin de la position de iensem- ble arrondisseur 1 par rapport à l'extrémité du tube 9 ao Le dispositif de serrage et d'arrondissage de la présente invention qui a été décrit cidessus fonctionne de la manière suivante On supposera tout d'abord que l'extrémité droite (non montrée) du tube 9 a a déjà été raccordée aux autres tubes d'un oléoduc ou d'un gazoduc en cours de construction, et que 2 Q le tube suivant 9 b est à raccorder à l'extrémité gauche du tube 9 a Les segments 8 a et 8 b et les mors 57 sont tout d'abord amenés en position rétractée par les vérins lia, llb et 58, res- pectivement Ensuite, le moteur hydraulique 53 est actionné pour déplacer le chariot 2, 3, depuis l'extrémité droite jusqu'à l'extrémité gauche du tube 9 a et pour positionner grossièrement l'ensemble arrondisseur 1 par rapport à l'extrémité gauche du tube 9 a Les vérins 58 sont alors actionnés pour serrer ferme- ment les mors 57 du mandrin arrière 56 contre la'paroi interne du tube 9 ao Ensuite, les vérins 61 sont actionnés pour régler de manière précise la position de l'ensemble arrondisseur 1 par rapport à l'extrémité gauche du tube 9 a, de telle façon que les contre-formes 38 se trouvent exactement dans le plan de jonction des deux tubes 9 a et 9 b à rabouter Ensuite, les vérins lia et 28 a sont actionnés pour serrer fermement les segments 8 a contre la paroi interne du tube 9 ao Comme les tiges de piston 10 a des vérins l'la se déplacent toutes simultanément de la même quantité radiale, à la tolérance de 0,5 mm près, l'extrémité gauche du 12 2537466 tube 9 a est rendue parfaitement ronde si elle ne l'était pas. En même temps, les résistances électriques chauffantes 33 a sont appliquées contre 'la paroi interne du tube '9 a par les ressorts 36 a. Ensuite, le tube 9 b est approché du tube 9 a par des moyens d'alimentation conventionnels jusqu'à ce que son extré- mité droite vienne 'en contact avec l'extrémité gauche du tube 9 a A ce moment, les vérins llb et 28 b sont actionnés afin de serrer fermement les segments 8 b contre la paroi interne du tube 9 b Comme 'les segments 8 a, les segments 8 b arrondissent l'extrémité droite du tube '9 b si elle n'était pas parfaitement ronde En même temps, les contre-formes 38 viennent en contact avec la jonction des deux tubes 9 a et 9 b et les résistances électriques chauffantes 33 b sont appliquées contre la paroi interne du tube 9 b par les ressorts 36 bo A ce moment, les résis- tances électriques' chauffantes 33 a et 33 b peuvent être alimen- tées en courant pour chauffer les extrémités adjacentes des tubes 9 a et '9 b et un cordon de soudure peut être déposé à la jonction des deux tubes pour les raccorder l'un à l'autre. 2 Q Une fois que les deux tubes ont été ainsi raboutés, le cycle décrit ci-dessus peut être renouvelé pour rabouter le tube suivant à l'extrémité gauche (non montrée) du tube 9 b. L'ensemble mandrin avant 5 n'est pas indispensable dans le cas de la construction d'un oléoduc ou d'un gazoduc à terre, mais il est particulièrement avantageux dans le cas de la cons- truction d'un oléoduc ou d'un gazoduc sous-marin En effet, dans ce cas particulier, il se pose un problème délicat pour l'accostage du tube 9 b au tube 9 a En effet, ce dernier, qui est relié à l'oléoduc ou au gazoduc sous-marin et qui est sup- porté et guidé dans la partie arrière d'une barge, a tendance à effectuer des mouvements longitudinaux de va-et-vient sous l'action de la houle, de sorte que l'approche du tube 9 b, qui est supporté et guidé dans la partie avant de la barge, et la mise en contact de son extrémité droite avec l'extrémité gauche du tube 9 a constituent des opérations délicates L'ensemble mandrin avant 5 permet de faciliter ces opérations d'accostage comme cela va maintenant être décrit. 13 2537466 L'ensemble mandrin avant 5 comprend un troisième arbre central 62, qui est aligné avec l'arbre central 6 et fixé à celui-ci, un manchon 63; qui est monté coulissant sur l'arbre 62, un mandrin avant 64, qui est identique au mandrin arrière 56 et qui est porté par le nmanchon coulissant 63, et un vérin hydraulique amortisseur 65 dont le cylindre est fixé au mandrin avant 64 et dont la tige de piston est fixée à l'une des extrémi- tés de l'arbre 62 Le vérin 65 est un vérin à double effet permettant aussi de déplacer axialement le manchon 63 et le mandrin avant 64 le long de l'arbre 62 de la position repré- sentée en trait plein sur la figure la à la position représentée en trait mixte sur cette même figure. Le mandrin avant 64 comporte par exemple trois mors 66, chaque mors pouvant être actionné par un vérin à double effet 67. Le mandrin avant 64 porte un premier détecteur de proxi- mité 68 Un second détecteur de proximité 69 est fixé à une tige de support 70 dont les extrémités recourbées sont respectivement fixées aux extrémités de l'arbre 620 Le deuxième détecteur 69 se trouve dans une position située entre l'arbre 6 et le premier détecteur 68 lorsque le mandrin avant 64 se trouve-dans la posi- tion représentée en trait mixte sur la figure la O Un troisième détecteur de proximité 71 est fixé à une patte de support 72 qui est elle-même fixée à la tige 70, le troisième détecteur 71 se trouvant sensiblement dans un plan correspondant à la jonction des arbres 6 et 62 Chacun des trois détecteurs de proximité 68, 69 et 71 est par exemple constitué par un détec- teur photoélectrique et est capable d'émettre un signal lorsqu'il détecte le passage devant lui de l'extrémité droite du tube 9 b au cours du mouvement d'approche de ce tube. Comme montré dans la figure 4, la centrale hydraulique comporte un moteur électrique 73 entraînant une pompe hydrauli- que double corps 74 et une pompe de gavage 75 La pompe 74 pompe le fluide hydraulique dans un réservoir 76 et alimente en fluide hydraulique sous haute pression (plus de 100 bars) deux lignes distributrices 77 et 78 Une électrovanne 79 à deux positions relie la ligne 77 au réservoir 76 à travers une ligne 80 et un 14 2537466 clapet 81 taré à une pression de 6 à 8 bars, lorsque l Jélectro- aimant 82 de Il'électrovanne 79 n'est pas excité Dans ce cas, la ligne 77 est alimentée en fluide sous une pression réduite de 6 à 8 bars L'électroaimant 82 est relié à une source de cou- rant alternatif 83, de par exemple 48 volts, à travers un interrupteur normalement ouvert 84 qui peut être fermé en répon- se au signal de sortie du détecteur de proximité 69. Les vérins 67 du mandrin avant 64 peuvent être reliés d'un côté à la ligne 77 et de l'autre côté au réservoir 76 au moyen d'une électrovanne 85 à trois positions L'électroaimant 86 de l'électrovanne 85 est relié à la source de courant 83 à travers un interrupteur normalement ouvert 87, qui peut être fermé en réponse au signal de sortie du détecteur de proximité 68 L'électroaimant 88 de l'6 lectrovanne 85 est relié à la sour- ce de courant 83 à travers un contact normalement ouvert 89 du type à bouton-poussoir Lorsque l'électroaimant 86 est exci- té, l'électrovanne 85 prend une position telle que les vérins 67 déplacent les mors 66 du mandrin avant 64 radialementvers l'ex- térieur, tandis que lorsque-1 électroaimant'88,est excité, lélec- trovanne 85 prend une position telle que les vérins 67 rétrac- tent les mors 66. Le vérin amortisseur 65 peut être relié d'un côté à la ligne 78 et de l'autre côté à la ligne 80 à travers une électrovanne 90 à trois positions, dont les deux électroaimants 91 et 92 sont reliés à la source de courant 83 respectivement à travers des contacts normalement ouverts 93 et 94 du type à bouton poussoir Une électrovanne 95 à deux positions permet, lorsque son électroaimant 96 est excité, de mettre la chambre a du vérin 65 en communication avec le réservoir 76 à travers un limiteur de pression 97 L'électroaimant 96 est relié à la source de courant 83 à travers un interrupteur normalement fermé 98, qui peut être ouvert en réponse au signal de sortie du détecteur de proximité 71, et à travers un interrupteur normale- ment ouvert 99, qui peut être fermé en réponse au signal de sortie du détecteur de proximité 69. Bien que cela ne soit pas représenté sur la figure 4, les lignes 77 et 78 alimentent aussi en fluide sous pression les vérins lla et 28 a de l'unité '7 a, les vérins 11 b et 28 b de l'unité 7 b, le moteur hydraulique 53;' les' vérins 58 du mandrin arrière 56 et lesa deux vérins 61 'à travers des électrovannes à trois positions semblables"à l'électrovanne 90, chacune de ces électrovannes étant commandée par des contacts normalement ouverts du type à bouton poussoir qui sont semblables aux con- tacts 93 et 94 La pompe de gavage alimente en fluide la ligne à une pression qui est limitée à environ 6 à 8 bars par le clapet taré 81. On décrira maintenant le fonctionnement de l'ensemble pendant la phase'd'accostage 'du tube 9 b dans le cas de la construction d'un oléoduc ou d'un gazoduc sous-marin On suppo- sera que le'dispositif de 'serrage et d'arrondissage de la pré- sente invention a déjà été amené dans la position représentée sur les figures 'la et lb, que les segments de l'unité 7 a ont déjà été serrés fermement contre la paroi interne du tube 9 a et que les segments 8 b de l'unité 7 b et les mors 66 du mandrin avant 64 sont en position rétractée Dans ces conditions, avant que le tube 9 b soit approché du tube 9 a par les moyens d'ali- mentation prévus sur la barge, le mandrin 64 est amené dans la position représentée en trait mixte sur la figure lao Ceci est obtenu en appuyant sur le bouton poussoir du contact 93 afin d'exciter l'électroaimant 91 et de mettre l'électrovanne dans une position telie que la chambre 65 a du vérin 65 est alimentée en fluide sous pression par la ligne 78 Le tube 9 b est alors approché du tube 9 a et, quand l'extrémité droite du tube 9 b passe devant le détecteur 68, celui-ci émet un signal qui provoque la fermeture de l'interrupteur 87 Il en résulte que l'électroaimant 86 est excité et que l'électrovanne 85 relie la ligne 77 aux vérins 67 de telle façon que ceux-ci amèenent les mors 66 en contact avec la paroi interne du tube 9 b Toute- fois, étant donné que, à ce moment, l'électrovanne 79 est dans la position représentée sur la figure 4, la pression du fluide dans la ligne 77 est limitée à une faible valeur par le clapet taré 81, de sorte que les mors 66 sont appliqués seulement avec une faible pression contre la paroi interne du tube 9 b, lequel continue à avancer vers le tube '9 a en glissant sur les 16 2537466 mors 66 Quand l'extrémité droite du tube 9 b passe devant le détecteur 69, celui-ci émet un signal qui provoque la fermeture des interrupteurs 84 et'99 Il en résulte que les électroaimants 82 et 96 sont maintenant excités L'électrovanne 79 coupe la communication entre la ligne 77 et la ligne 80, de sorte que la pression du fluide'dans la ligne 77 n'est plus limitée à une faible valeur par le 'clapet 81, mais est rétablie à une forte valeur (plus de'100 bars), et que les mors 66 sont ferme- ment appliqués par les vérins 67 contre la paroi interne du tube 9 b, bloquant ainsi le mandrin 64 par rapport audit tube. En même temps, l'électrovanne 95 relie la chambre 65 a du vérin amortisseur 65 au réservoir 76 à travers le limiteur de pression 97, l'autre chambre 65 bdu vérinamortisseur 65 étant reliée à la pompe de garage 75 à travers 1 'électrovanne 90 et une partie de la ligne 80 Dans ces conditions, le tube 9 b continue à avancer vers le tube * 9 a sous l'action des moyens d'alimentation prévus sur la barge, mais ce mouvement d'avance est amorti par la pression régnant dans la chambre 65 a du vérin amortisseur - De même, si le tube 9 a a tendance à se rapprocher du tube 2 Q 9 b sous l'action de la houle, la tige de piston du vérin amor- tisseur 65 rentre dans le cylindre dudit vérin et ce mouvement est aussi amorti par la pression régnant dans la chambre 65 a. La course d'amortissement est d'environ 300 mm, c'est-à-dire la distance entre les détecteurs de proximité 69 et 71, mais cette distance pourrait être plus grande si on le désire Le dé- tecteur de proximité 71 est lui-même situé à une distance d'environ 300 mm du plan médian transversal XX de l'arbre cen- tral 6, c'est-à-dire du plan dans lequel doit être effectuée la jonction des deux tubes 9 a et 9 bo Quand l'extrémité droite du tube 9 b passe devant le détec- teur de proximité 71, celui-ci émet un signal qui provoque l'ouverture de l'interrupteur 98 Ce signal peut être également utilisé pour commander l'arrêt des moyens d'alimentation qui sont prévus sur la barge pour faire avancer le tube 9 b Il en résulte que l'électroaimant 96 est maintenant désexcité et que l'électrovanne 95 revient dans sa position de repos, coupant ainsi la liaison entre la chambre 65 a du vérin 65 et le limiteur 17 2537466 * de pression 97 et interrompant ainsi l'amortissement du vérin A ce moment, les tubes 9 a et 9 b sont reliés mécaniquement par l'intermédiaire du dispositif de serrage et d'arrondissage de la présente invention et, même si le tube 9 a effectue un mouvement longitudinal de va-et-vient sous l'action de la houle, le tube 9 b se déplace avec lui sans que cela soit gênant pour la dernière phase d'accostage du tube 9 b Cette dernière phase d'accostage peut être commandée manuellement en appuyant sur le bouton poussoir du contact 94 jusqu'à ce que l'extrémité droite du tube 9 b vienne en contact avec l'extrémité gauche du tube 9 a En fermant le contact 94, on excite l'électroaimant 92 qui met l'électrovanne 90 dans une position telle que la chambre 65 b du vérin 65 est alimentée en fluide sous pression par la ligne 78 Il en résulte que le cylindre du vérin 65, donc le manchon 63, le mandrin 64 et le tube 9 b sont déplacés vers le tube 9 a Apres que l'extrémité droite du tube 9 b a été ainsi amenée en contact avec l'extrémité gauche du tube 9 a, les vérins 11 b et 28 b de l'unité 7 b peuvent être actionnés de la manière précédemment décrite pour serrer fermement les segments 9 b contre la paroi interne du tube 9 b, et un cordon de soudure peut être déposé à la jonction des deux tubes 9 a et 9 b pour les raccorder l'un à l'autre. L'alimentation en courant électrique pour le moteur élec- trique 73 et pour les diverses électrovannes contenues dans le carter 41 peut être fournie à travers un câble multiconducteur (fige la) qui passe a travers le tube 9 b et qui est rac- cordé par un connecteur multibroche 101 situé à l'extrémité libre de l'arbre 62 a un autre câble multiconducteur 102 qui passe à travers l'arbre 62, qui est creux, et à travers un passage axial prévu dans l'arbre central 6 A l'autre extrémité du câble multiconducteur 100, certains des conducteurs dudit câble sont reliés à une source de courant pour l'alimentation du moteur 73, d'autres conducteurs dudit câble sont reliés à la source de courant 83, qui peut être ou non la même que la source de courant pour l'alimentation du moteur 73, et d'autres conducteurs encore dudit câble sont reliés à un bottier de télécommande sur l'une des faces duquel sont disposés les 18 2537466 boutons poussoirs des contacts 89, 93 et 94 et des autres contacts commandant les électrovannes associés respectivement aux vérins lla et 28 a de l'unité 7 a, aux vérins llb et 28 b de l'unité 7 b, au vérin 58 du mandrin 56, au vérin 61 et au moteur hydraulique 53. Il va de soi que la forme d'exécution de la présente invention qui a été décrite ci-dessus a été donnée à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent étre apportées facilement à l'horme de l'art sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. R E V E N D I C A T I ONS 1. Dispositif de serrage et d'arrondissage pour le raboutage de'tubes( 9 a, 9 b)de gros diamètre, comprenant un arbre central( 6)et deux unités de serrage et d'arrondissage ( 7 a et 7 b)supportées' côte'à côte dans le sens axial par l'arbre central, chaque'unité( 7 a, 7 b)comportant plusieurs seg- ments de serrage 'et de mise en forme( 8 a, 8 b), qui sont répartis circonférentiellement autour de l'axe de l'arbre central et qui sont mobiles radialement entre une position interne de repos et une position externe de'travail, et des moyens d'actionnement ( 10 a 28 a, l'Ob 28 b)reliés auxdits segments pour appliquer à chacun d'eux une poussée dirigée radialement vers l'extérieur et pour les déplacer en synchronisme et de la même quantité de ladite position de repos à ladite position de travail, caractérise en ce que lesdits moyens d'actionnement( 10 a 2 a) ( O lob 2 '8 comprennent plusieurs vérins de poussée (lla, llb) orientés radialement et reliés fonctionnellement auxdits seg- ments( 8 a, -8 respectivement, et des moyens de commande( 21 a - 28 a, 21 b 28 b)associés auxdits vérins de poussée pour synchro- niser les mouvements de leurs tiges de piston( 1 Oa, 1 Ob) 2 o Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque vérin de poussée(lla, llb)comprend un cylindre ( 15 a, 15 b)relié rigidement à l'arbre central( 6)et ayant une extrémité radialement interne et une extrémité radialement externe, un piston(l'4 a, 14 bjmobile dans le cylindre, et une tige de piston(l'Oa, 10 b)montée coulissante dans l'extrémité externe du cylindre et ayant une extrémité interne reliée au piston et une extrémité externe reliée à l'un des segments -1 25374 o 6 ( 8 a, 8 b)de l'unité correspondante de serrage et d'arrondissage ( 7 a, 7 b_, ladite tige de piston( 10 a, l O O b) comportant un passa- ge axial( 12 a, 12 b)qui est raccordé à une source de fluide sous pression( 74-78)et qui débouche dans la face du piston( 14 a, 14 b)qui est tournée vers l'extrémité interne du cylindre( 15 a, b, et en ce que lesdits moyens de commande( 21 a 28 a, 21 b 28 b>comprennent un clapet normalement fermé( 21 a, 21), qui est disposé dans le passage axial( 12 a, 12 b)de la tige de piston de chaque vérin de poussée, une tige radiale de com- mande( 23 a, 23 b)associée à chaque clapet pour ouvrir ce dernier lorsqu'elle est actionnée, ladite tige de commande étant montée coulissante dans l'extrémité interne du cylindre( 15 a, 15 b)du vérin de poussée coaxialement audit passage axial, étant en contact a une extrémité avec ledit clapet( 21 a, 21 b)et ayant une course limitée dans le sens radial vers l'extérieur par rapport au piston( 14 a, 14 b)du vérin de poussée, une bague ( 27 a, 27 b)montée coulissante sur l'arbre central( 6), plusieurs coins de commande( 26 a, 26 b)fixés à ladite bague, chaque coin de commande ayant une surface qui est inclinée par rapport à l'axe de l'arbre central ( 6)et qui est en contact avec l'autre extrémité de l'une des t ges de commande( 23 a, 23 b), les sur- faces inclinées des coins de commande étant situées sur une surface conique coaxiale à l'arbre central, et au moins un vérin de commande( 28 a, 28 b)relié à la bague( 27 a, 27 b)pour déplacer axialement celle-ci avec les coins de commande( 26 a, 26 b_>et, par suite, pour déplacer radialement les tiges de com- mande ( 23 a, 23 b)en synchronisme. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque clapet( 21 a, 21 b)est constitué par une soupape en forme de champignon, dont la tige( 24 a, 24 b)s'étend radiale- ment dans ledit passage axial( 12 a, 12 b)de la tige de piston (i Oa, l Ob)et, dans la position fermée du clapet, fait saillie d'environ 0,5 mm au-delà de ladite face du piston( 14 a, 14 b), ladite tige de commande( 23 a, 23 b)étant en contact avec l'ex- trémité libre de la tige de soupape( 24 a, 24 b) et ayant un diamètre extérieur plus grand que le diamètre intérieur dudit passage axial ( 12 a, 12 b). 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractéri- sé en ce que chaque tige de commande( 23 a, 23 b)conmporte, à son 21 25374 ô 6 autre extrémité, une tête( 25 a, 25 b)ayant une surface inclinée en contact avec la surface inclinée de l'un des coins de commande( 26 a, 26 p. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un chariot( 2, 3)monté sur roues C 44, 52)et fixé à l'une des extrémités de l'arbre central( 6)pour supporter ce dernier dans l'un( 9 a)des tubes ( 9 a, 9 b)à rabouter. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le chariot 2, 3 comprend un carter cylindrique( 41), qui est coaxial à l'arbre central 6 et qui contient une centrale hydraulique( 73-75)pour l'alimentation en fluide sous pression des vérins de poussée ( 11 a, l'lb) et des vérins de commande( 28 a, 28 b), ledit carter étant pourvu, à son extrémité adjacente à l'arbre central 6 ?, de deux bras de roues ( 45-47) munis chacun d'une roue( 44)et, -à son extrémité opposée, d'un bras de roue portant une roue motrice( 52). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les bras de roue 45-47 et 50) sont réglables en direc- tion radiale pour régler l'écartement des roues ( 44, 52 par rapport à l'axe du carter( 4 f 1 et de l'arbre central( 6)en fonc- tion du diamètre intérieur des tubes( 9 a, 9 b)à rabouter. 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractéri- sé en ce qu'il comprend un moteur hydraulique( 53 intégré dans la roue miotrice ( 52) pour son entraînement. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications à 8, caractérisé ei ce qu'il comprend un premier mandrin de serrage( 56), qui est associé au chariot( 2, 3)pour bloquer celui-ci dans une position désirée par rapport à luun( 9 a)des tubes à rabouter, et qui comprend plusieurs mors( 57)répartis circonférentiellement autour de l'axe de l'arbre central( 6)et mobiles radialement par rapport au chariot, et des vérins hy- drauliques( 58)orieintés radialement pour actionner lesdits mors. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens ( 59-61)associés au: chariot ( 2, 3)et au premier mandrin de serrage( 56) pour le réglage fin de la position des segments de serrage et de mise en forme( 8 a, 8 b) 25374 o 6 des deux unités de serrage et d'arrondissage( 7 a et 7 b)par rapport au plan de jonction des tubes( 9 a, 9 b)à rabouter. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de réglage fin( 59-61) comprennent un second arbre central( 60)qui est fixé au chariot( 2, 3) coaxiale Ment à l'arbre central( 6)mentionné en premier lieu, un premier manchon 59)qui supporte le premier mandrin de serrage( 56)et dans lequel peut coulisser le second arbre central( 60), et au moins un vérin hydraulique( 61) monté entre le premier mandrin de serrage ( 56)et l'une des extrémités du second arbre central( 60)pour déplacer axialement ce dernier, le chariot( 2, 3)et le premier arbre central( 6)avec les deux unités de serrage et de mise en forme C 7 a et 7 b)par rapport au premier mandrin de serrage( 56) quand les mors( 57)de celui-ci sont serrés contre la paroi inter- ne de 1 'un( 9 a)des tubes à rabouter. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 9 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend un troisième arbre central ( 62) qui est aligné avec le premier arbre central ( 6)et fixé à l'autre extrémité de celui-ci, un second manchon C 63)monté coulissant sur le troisième arbre central, un second mandrin de serrage( 64)identique au premier mandrin( 56)et porté par le second manchon( 63), et un vérin hydraulique amortisseur ( 65)monté entre le second mandrin( 64)et l'une des extrémité du troisième arbre ( 62)pour amortir la course d'approche de l'autre tube( 9 b)quand les mots 66 du second mandrin sont serrés contre la paroi interne dudit autre tube. 13 Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend un premier détecteur de proximité ( 68) porté par le second mandrin de serrage C 64)pour émettre un signal lorsqu'il détecte le passage devant lui de l'extrémité dudit autre tube( 9 b)lorsque le second mandrin ( 64) se trouve dans une position éloignée du premier arbre central( 6), des premiers moyens ( 85-87)réagissant au signal de sortie du premier détecteur ( 68)pour alimenter en fluide sous faible pression les vérins( 67) du second mandrin C 64) de façon à amener les mors( 66)dudit second mandrin en contact sous faible pression avec la paroi interne dudit autre tube( 9 b), un second détecteur de proximité( 69) fixe par rapport au troisième arbre central: ( 62)et situé entre le premier détecteur 68 et le premier arbre central( 6)pour émettre un signal lorsqu'il détecte le passage devant lui de ladite extrémité dudit autre tube( 9 b 4 des seconds moyens ( 79, 82, 84)réagissant au signal de sortie du second détecteur ( 69)pour alimenter en fluide sous haute pression les vérins( 67) du second mandrin( 64), -de façon à appliquer fermement les'mors ( 66) dudit second mandrin contre la paroi interne dudit autre tube ( 9 b) des troisièmes moyens( 95, 96, 98, 99)réagissant-au signal de sortie du second détecteur( 69)pour relier le vérin amor- tisseur( 65)à un réservoir de fluide( 76)à travers un limiteur de pression( 97), un troisième détecteur de proximité 71) fixe par rapport au troisième arbre central( 62)et situé sensiblement L la jonction entre ce dernier et le premier arbre central ( 6 pour émettre un signal lorsqu'il détecte le passage devant lui de ladite extrémité dudit autre tube( 9 bl les troisièmes moyens ( 95, 96, 98, 99)réagissant au signal de sortie du troisième détecteur 71 pour couper la liaison entre le vérin amortisseur ( 65)et le limiteur de pression( 97), et des quatrièmes moyens ( 90-94)pour alimenter en fluide sous pression le vérin amor- tisseur C 65)pour terminer l'accostage dudit autre tube( 9 b> vers le premier tube C 9 o.