Brevet FR2544638A1 — publié le 19841026

La présente invention se rapporte à un procédé de production d'un tube en acier plaqué Non seule- ment l'étanchéité à la pression ou la résistance à la chaleur mais également la résistance à la corrosion et la résistance à l'usure sont indispensables pour des tubes à pétrole ou des tubes de transfert Un tube duplex résistant à la corrosion qui est construit d'un tube interne fait en acier inoxydable et d'un tube externe fait en acier au carbone est utilisé pour satisfaire de telles propriétés Le tube interne et le bube externe doivent être joints de façon très serrée. Dans le procédé conventionnel de production de cette sorte d'untube duplex ou double, on a utilisé un tube externe fait en acier au carbone o est fixé le tube interne fait en acier inoxydable, tous deux étant joints de façon appropriée, comme par une dilatation du tube par pression hydraulique, les bords de tubesétant soudés pour ne pas glisser le long de l'axe d'un tube. Ensuite, un tube soudé est échauffé à une haute température et allongé en utilisant une filière et un mandrin ou bien laminé, et allongé en utilisant un étirage. Cependant, dans les procédésci-dessus, un chauffage à un haute température au moment du laminage et une puissance importante pour l'extrusion et l'étirage sont nécessaires Par exemple, dans le cas du tube double formé d'acier au carbone et d'acier inoxydable, les tubes de base doivent être maintenus à 12000 C pendant longtemps, donc il y a des inconvénients comme l'entretien dlun dispositif de chauffage et de machines, ou bien un dispositif coûteux par lui-même à une grande échelle Par ailleurs, en utilisant le procédé conventionnel ci-dessus mentionné, il peut se produire des fissures ou une rupture d'un tube du fait de la différence de ductilité et de résistance à la déformation à haute température entre des métaux dissemblables de base qu'ils faut lier ensemble De même, l'efficacité de liaison ou de collage ainsi que le rendement des produits semblent ne pas être satis- faisan - La présente invention a pour objet un procédé de production d'un tube d'acier plaqué permettant d'écour- ter le procédé de production du tube composé, de dimi- nuer l'énergie consommée et d'augmenter la précision des faces jointes en liant les faces jointes métallurgique- ment. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci appa- raîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'e xemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels: la figure I montre une vue en perspective d'une condition de fixation du tube de base avec une partie arrachée dans la présente invention; la figure 2 montre une vue en coupe du tube fixé en trois fois; la figure 3 montre une vue en coupe indiquant une soudure d'un joint des parties extrêmes du tube fixé en trois fois; la figure 4 montre une vue en coupe indiquant une soudure par diffusion du tube fixé en trois fois la figure 5 montre une vue en coupe indiqupa'- l'allongement du tube fixé en trois'fois; et les figures 6 et 7 montrent la dé'ormation du tube fixé en trois fois. La présente invention se rapporte a un procédé de production d'un tube d'acier plaqué qui est métallurgi- quement lié entre les faces jointes des tubes de base dans une étape précédente d'allongement De plus, pour les former de façon définitive, les divers tubes de base sont fixés, au moins par les parties extrêmes des inter- faces mutuelles, par soudure, et ensuite ce corps fixé est allongé et déformé le long de l'axe d'un tube. Dans un procédé de production du tube d'acier plaqué composé à une longueur nécessaire, les parties extrêmes des interfaces mutuelles sont soudées aux interfaces mutuelles des divers tubes de base du corps cidessus en condition sous vide. Le corps fixe est chargé dans le dispositif à souder par diffusion qui est bien connu, comme un dispositif à presse isostatique chaude, et les interfaces mutuelles des divers tubes de base sont lies par soudure par dif- fusion Ensuite, le tube soudé est allongé et déformé le long de l'axe d'un tube pour obtenir un tube d'acier plaqué ayant la longueur nécessaire. Des exemples pratiques de la présente invention seront décrits ci-après en se référant aux dessins joints. Pour les tubes de base, le tube médian formé d'acier au carbone 1, le tube interne formé d'acier inoxydable 2 et le tube externe formé de titane 3 sont respectivement fixés à la température ambiante, à une basse tempéra- ture, et à une haute température comme le montre la figure 1 Ensuite, ils sont fixés en condition de tem- pérature ambiantes Le tube trois fois fixé A qui était fixé mécaniquement et fermement est obtenu comme le montre la figure 2 Ensuite, ce tube trois fois fixé est introduit dans le dispositif à souder à faisceaurd'élec- trons bien connu B A la partie extrême 5, les soudures 6 des interfaces des parties extrêmes jointes des trois tubes de base 1,2 et 3 sont accomplies par un pistolet 4 sur la totalité des deux parties extrêmes Dans cet exemple pratique, une condition de vide poussé dans la totali- té des interfaces est obtenue avant soudure parce que l'on utilise un dispositif-à souder à faisceau Kd'élec- trons et après soudure, la condition de vide est main- tenue Ensuite, le tube trois fois fixé A est mis dans un dispositif àprese isostatique chaude C comme le montre la figure 4, il est soumis à la température prescrite T et à la pression prescrite P en condition d'atmosphère de gaz argon, et la liaison métallurgique est obtenue sur toutes les interfaces des tubes de base 1, 2, 3 et l'on obtient le corps A' métallurgique joint en trois fois. Deuxièmement, le corps triple A' est extrudé en utilisant une filière 7 et un mandrin 8 comme le montre la figure 5, et on obtient alors un tube plaqué long A" Entrois fois. Dans ce procédé, il ne peut se produire d'ondulation ou de rupture d'un tube parce que, comme on l'a décrit ci-dessus, dans le corps du tube triple, trois tubes de base 1, 2, 3 sont liés métallurgiquement et très sa ET lsuns aux autres dans toute la surface avant étirage. De même, dans le tube moyen formé d'acier au carbone, le tube interne fait en acier inoxydable et le tube externe fait de titane comme tubesde base décritsci-dessus, les parties extrêmes de tous les tubes sont ouvertes comme le montrent les figures et par conséquent le tube de base oủn côté des parties extrêmes Est fermé est utilisé dans la présente invention En effet, un côté des parties extrêmes du tube de base ayant un fond peut de même être utilisé comme tube de baseen particulier dans le cas ou un tube de base dans lequel un côté du tube externe 3 est déjà fermé, il est seulement nécessaire de souder ulté- rieurement l'autre partie extrême. Le corps de tube triple A' se contracte avec le refroidissement après liaison métallurgique dans une presse isostatique chaude Par exemple, dans le cas d'un coefficient de dilatation thermique du tube de base externe plus petit que celui du tube de base interne, le côté interne du tube de base se contracte de façon importante en refroidissant, il y a une séparation de la partie liée des deux tubes de base et un abaissement de la résistance de la jonction Par conséquent, pour agir contre un tel cas, le matériau de l'âme dont le coefficient de dilation thermique est égal ou plus faible que celui du tube de base côté externe est prévu dans un espace interne, et ensuite le matériau de noyau supprime la fonction de séparation de la partie liée desdeux tubes de base Il y a deux cas o l'on retire ensuite le matériau *de l'âme, ou bien ou l'on forme un trou dans le matériau de l'âme et ensuite on étire et on allonge le long de l'axe par d ' autres façons On coupe des tubes unitaires à la longueur prescrite après avoir obtenu le tube plaqué triple, les interfaces des tubes unitaires coupé S sont toutes liées métallurgi- quement ensemble, et les tubes ont des fonctions d'origine satisfaisantes De plus, il est inutile de dire que les usagespratiques de la présente invention ne sont pas limités aux exemples pratiques ci-dessus Par exemple, il est possible de produire non seulement le tube triple m également le tube double du tube multiple, et il y a divers procédéscomme une soudure TIG ou bien un étirage fo: un allongement le long de l'axe d'un tube. De plus, comme on l'a décrit ci-dessus, un long tube plaqué qui est allongé et déformé est usuellement utilisé après l'avoir coupé en tubes unitaires d'une longueur prescrite, mais il y a un cas o un long tube plaqué qui est allongé et déformé est utilisé tel qu'il est Dans ce cas, par exemple, un tube de base 2 résis- tant à la corrosion et un tube d'acier au carbone sont respectivement utilisés pour le côté interne et le côté externe comme le montre la figure 6 Un tube de base 2 résistant à la corrosion pour le tube interne métallur- giquement lié à la condition ou les deux parties extrêmes (ou une partie extrême) font saillie, est allongé vers l'extérieur et déformé Ensuite, le produit ayant une résistance à la corrosion à ses deux parties est obtenu comme le montre la figure 7. Comme on l'a décrit ci-dessus, la présente invention permet d'obtenir un tube plaqué dont la jonction métallur- gique est uniformément accomplie aux faces jointes mutuelles sur -toute la longueur d'un tube long et mince en utilisant les divers tubes de base courts et épais De plus, la jonction des faces entières est facile à accomplir, indé- pendamment de la longueur et de l'épaisseur du tube court de base Les multiples interfaces des divers tubes fixes de base sont soudées par diffusion en même temps La sou- dure par diffusion est bonne à une basse température en comparaison au laminage et à la soudure dans les mêmes cas, et la consommation d'énergie est plus faible Il est possible d'irtiliser un dispositif de mise en forme par extrusion tel qu'il est, comme des tubes d'acier au carbone ordinaire parce que les tubes de base sont tota- lement et métallurgiquement liés ensemble par la soudure par diffusion Il n'y a pas de faiblesse des produits comme des ondulations et une rupture pendant l'allongement et la mise en forme,par ailleurs il est possible de mettre en forme à une basse température parce que ce produit est différent d'un placage obtenu par laminage et soudure O R E V E N D I C A T I O N Procédé de production d'un tube d'acier plaqué caractérisé en ce que les divers tubes de base sont fixés les uns aux autres, chaque partie extrême des- dits tubes de base est soudée tout autour avec les ensembles des interfaces des tubes en condition sous vide, ensuite chaque tube de base est métallurgiquement joint par soudure par diffusion, ledit tube fixé et joint est allongé le long de son axe et ensuite un tube d'acier plaqué ayant une dimension prescrite et produit.