Brevet FR2543258A1 — publié le 19840928

t 543258 La présente invention concerne un dispositif d'isolement et de protection destiné à être utilisé lors des travaux d'entretien ou de réfection de conduites devant être maintenues sous atmosphère contrôlée de gaz neutre pendant ces interventions Il en est notamment ainsi des circuits sodium des centrales nucléaires - Par ailleurs, lorsque des travaux d'usinage (tronçonnage, meulage, soudure,) sont effectués sur la conduite, il est absolument indispensable de récupérer avec soin tous les copeaux, déchets, produits par les différents outils ou machines employés En effet, les corps étrangers qui pourraient subsister au fond de la conduite seraient, après remise en service de l'ins- tallation, entraînés par le fluide véhiculé par la conduite et pourraient endommager gravement les vannes, paliers de pompes, et autres organes sensibles de l'installation. Jusqu'à présent, l'opérateur procédait à une aspiration soigneuse de tous les copeaux tombés au fond de la conduite La méthode présente bien sûr un caractère empirique qui n'assure qu'une protection incertaine des circuits après remise en service de l'installation; il est en outre nécessaire d'isoler, vidanger et refroidir la partie de conduite sur laquelle l'intervention est nécessaire Toutes ces opérations sont longues et coûteuses en main d'oeuvre; elles imposent un arrêt de service d'assez longue durée pour l'installation. Pour d'autres applications, on utilise un piston racleur introduit à une extrémité de la conduite et véhiculé jusqu'à l'autre extrémité; pendant le parcours, le piston balaie tous les corps étrangers présents dans la conduite Cette solution ne présente cependant d'intérêt que pour les conduites de grande longueur et, en tout état de cause, elle permet difficilement une intervention ponctuelle en atmosphère contrôlée: la conduite doit en effet être libérée sur toute sa longueur, et ouverte à ses deux extrémités e Au contraire, le dispositif proposé par la présente invention permet de maintenir les circuits sous atmosphère contrôlée de gaz neutre en assurant l'étanché- ité du circuit vis-à-vis de l'extérieur, pendant toute la durée des opérations, et d'intervenir alors que les circuits sont encore en température (après vidange de la conduite, celle-ci est à une température voisine de celle du sodium liquide, de l'ordre de 180 'C) en localisant les opérations à la zone d'intervention et en évitant à l'opérateur une visite minutieuse de l'intérieur de la conduite. Pour cela, le dispositif, qui est destiné à être introduit et déployé à l'intérieur de la conduite, comporte: un mât central; un joint d'étanchéité défor- mable (par exemple un joint gonflable) apte à épouser la forme intérieure de la conduite; une pluralité de bras (par exemple des bras télescopiques de longueurs variables dont les éléments sont soumis à la tension d'un ressort ou à la pression engendrée par des vérins pneumatiques régu- lièrement répartis autour du mât, rabattables contre celui-ci pour permettre l'introduction du dispositif dans la conduite, chaque bras supportant le joint à l'une de ses extrémités et étant articulé sur une embase commune à son autre extrémité; des moyens mécaniques de serrage, reliés au mât et à l'embase, pour déployer le dispositif et plaquer le joint contre la surface intérieure de la conduite dont il doit épouser la forme; ainsi que deux voiles, supportés chacun à leur périphérie par le joint, et dont l'un au moins est apte à isoler de manière étanche les volumes qu'il délimite. De préférence, pour permettre son adaptation à différents diamètres de conduites, le mât central est un mat extensible dont l'une des extrémités forme point d'appui sur le fond de la conduite, et l'autre extrémité supporte un organe de manoeuvre des moyens mécaniques de serrage. Le voile supérieur permet alors la récupération des copeaux d'usinage produits pendant l'intervention, ou permet le déroulement de certaines manipulations spéciales, telles que la mise en place de films pour contrôles gamma- graphiques, en évitant que des objets puissent tomber à l'intérieur du circuit. Les deux voiles sont alors avantageusement formés d'une matière élastomère armée. Le second voile (voile inférieur) permet, si le premier voile se trouvait percé pour une raison quel- conque, de continuer à assurer la protection de la conduite vis-à-vis de l'extérieur, tant en ce qui concerne l'étan- chéité que la récupération des corps étrangers. Pour permettre son remplacement, le premier voile peut être fixé au joint au moyen d'une fermeture à glissière Dans ce cas, c'est le second voile qui parfait l'étanchéité. En variante, l'un au moins des voiles est formé. d'une matière thermiquement réfractaire Le dispositif de l'invention permet alors d'arrêter un flux gazeux chaud, jouant ainsi un rôle de bouclier thermique, outre (ou au lieu de) celui de moyen d'étanchéité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-dessous, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels * la figure 1 est une vue, partiellement en coupe, du dispositif de l'invention monté à l'intérieur d'une conduite, vue en coupe transversale, La figure 2 est une coupe longitudinale d'une conduite montrant schématiquement le dispositif dispos>, en récupérateur de copeaux, diamétralement dans la conduite, * la figure 3 est une coupe longitudinale d'une conduite montrant, schématiquement, le dispositif disposé, en coupe-flux, axialement dans la conduite, les figures 4 et 5 sont des coupes longitudinales d'une conduite montrant, schématiquement, le dispositif disposé en bouclier thermique de protection d'un ballon obturateur. Sur la figure 1, le dispositif de l'invention est monté à l'intérieur de la conduite 10, vue en coupe transversale, dans laquelle il a été introduit par une ouverture 20 pratiquée en partie supérieure. Le dispositif représenté se compose d'un mât central 100 sur lequel viennent s'articuler une pluralité de bras télescopiques 200 supportant un joint déformable 300 épousant la forme intérieure de la conduite. Le mât central 100 se compose d'une tige centrale 110 dans laquelle coulisse une tige d'extrémité munie en bout d'un patin 130 en élastomère évitant le glissement L'ajustement en hauteur de la tige 120 et l'appui du patin 130 entre le fond de la conduite sont réalisés par un ensemble vis-écrou commandé en partie supérieure par la rotation de la tige 140 entraînée par la manivelle 150 Une articulation 160 facilite la manoeuvre de la manivelle dans les configurations diffi- ciles. Chacun des bras 200 est articulé à l'une de ses extrémités 210 sur une embase commune 220 reposant sur un épaulement 170 de l'axe central L'autre extrémité 230 soutient le joint 300. Ces bras ont une structure télescopique l'élément supérieur 240 coulisse à l'intérieur de l'élé- ment inférieur 250, et il est soumis à la tension d'un ressort 260 ou la pression d'un vérin pneumatique Le joint 300 est ainsi plaqué en permanence contre la surface inté- rieure de la conduite dont il doit épouser la forme - Pour faciliter le repliement et le déploiement des bras, il est prévu une pièce de retenue 270 reliée à une bague coulissante commune 280: ainsi, le dé- ploiement des bras se fait de manière régulière autour du mât central. Le joint 300 assure l'étanchéité vis-à-vis de l'extérieur, et doit permettre de maintenir une sur- pression maximum à l'intérieur de la conduite de l'ordre de 0,1 bar Cette étanchéité doit en outre être assurée même si le profil du joint une foisen place est celui d'une courbe gauche On choisit de préférence un joint gonflable, dont la mise sous pression est assurée depuis l'extérieur par la valve 310. L'ensemble supporte un premier voile 400 dont le rôle est de recueillir les déchets métalliques, et un second voile 410 assurant l'étanchéité du circuit, et procurant une sécurité supplémentaire en cas de rupture du premier voile. Les deux voiles sont supportés en partie supérieure par le joint 300, et fixés en partie inférieure au mât central, par-exemple par un collier de serrage 420, 430. Par ailleurs, le premier voile, qui est exposé aux projections de copeaux, doit pouvoir être remplacé aisément: il est donc monté sur le joint par des moyens démontables, par exemple par une fermeture à glissière 440. Sur la figure 2, on voit le dispositif utilisé en vue d'une récupération des copeaux provenant d'une intervention sur la conduite 10, par exemple d'un usinage de l'ouverture 20 Le dispositif est alors introduit verticalement dans la conduite, avec-les bras repliés contre le mât, par cette ouverture 20 Les bras se dé- ploient ensuite sous l'effet ciu prêgonflage du joint 300, et l'opérateur tourne la manivelle 150 jusqu'à ce que le patin 130 vienne reposer sur le fond de la conduite Les bras télescopiques sont alors mis en extension, ce qui a pour effet de plaquer S'enjoint 300-contre le sommet de la conduite L'opérateur met alors le joint gonflable sous pression nominale, oe qui a pour effet d'assurer, grâce aux voiles 400 et 410,une étanchéité totale entre l'intérieur de la conduite et l'atmosphère extérieure 40 (pour que l'intérieur de la conduite ne soit jamais en contact avec l'air extérieur, l'introduction du dispositif peut être faite par l'intermédiaire d'une boîte à gants formant sas, et qui peut être retirée lorsque l'étanchéité finale est réalisée et éventuellement contrôlée) Le diamètre important du voile supérieur 400 permet de réaliser toutes les opé- rations classiques sur L'ouverture 20, y compris celles de soudage avec reprise envers. Sur la figure 3, le dispositif de l'invention est utilisé en coupe-flux pour isoler deux sections 50 et de la conduite, l'ouverture 20 étant maintenue isolée de l'extérieur par exemple par une boîte à gants formant sas d'introduction Dans ce cas, les voiles 400 et 410 sont de préférence en matériau thermiquement réfractaire tel qu'une toile d'amiante Le profil du joint 300 est sensiblement plan et circulaire, et le déploiement des bras est réalisé par un renvoi d'angle 160 Des bras supplémentaires formant parallélogramme articulé peuvent être ajoutés pour augmenter la rigidité de l'ensemble. Sur les figures 4 et 5, le dispositif de l'invention a été utilisé comme sur la figure 3, mais comme bouclier thermique de protection d'un ballon d'isolation 80. Dans ce cas, l'isolement des zones 50 et 60 est assuré par le ballon, et la fonction d'étanchéité du dispositif est subsidiaire, et donc moins critique. REVENDICATIONS 1 Dispositif d'isolement et de protection apte à être introduit et déployé à l'intérieur d'une conduite, caractérisé en ce qu'il comporte * un mât central ( 100) un joint d'étanchéité déformable ( 300), apte à épouser la forme intérieure de la conduite; * une pluralité de bras ( 200) régulièrement répartis autour du mât, rabattables contre celui-ci pour per- mettre l'introduction du dispositif dans la conduite, chaque bras supportant le joint à l'une de ses extré- mités ( 230) et étant articulé sur une embase commune ( 220) à son autre extrémité ( 210); * des moyens mécaniques de serrage ( 110-150), reliés au mât et à l'embase, pour déployer le dispositif et plaquer le joint contre la surface intérieure de la conduite dont il doit épouser la forme; * deux voiles ( 400, 410), supportés chacun à leur péri- phérie par le joint, dont l'un au moins ( 410) est apte à isoler de manière étanche les volumes qu'il délimite. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le mât central est un mât extensible adaptable aux dimensions de la conduite, l'une de ses extrémités ( 130) formant point d'appui sur le fond de la conduite, et l'autre extrémité portant un organe de manoeuvre ( 150) des moyens mécaniques de serrage. 3 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les bras sont des bras télescopiques de longueur variable dont les éléments ( 240, 250) sont soumis à la tension d'un ressort ( 260)ou àla pression d'un vérin pneumatique. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les bras sont des bras télescopiques de longueur variable dont les éléments ( 240, 250) sont soumis à la pression d'un vérin pneumatique. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'un et l'autre voile sont formés d'une matière élastomère armée. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'un au moins des voiles est formé d'une matière thermiquement réfractaire. 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'un au moins des voiles est fixé au joint au moyen d'une fermeture à glissière ( 440). B Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le joint d'étanchéité est un joint gonflable.