Brevet FR2547752A1 — publié le 19841228

La présente invention a pour objet un joint pour raccorder deux extrémités d'ur conduite. On connart un grand nombre de moyens pour raccorder les deux extrémités d'une conduite Les conduites utilisées par exemple dans les réseaux de chauffage urbain, ou pour le transport du pétrole ou du gaz, sont normalement assemblées par soudage Les techniques courantes de soudage se sont avérées présenter à la fois des avantages et des inconvénients, et c'est pourquoi le soudage par explosion a été 10 utilisé avec succès Normalement, on réalise le soudage par explosion en montant un élément périphérique interne à l'intérieur de la zone à souder, et un élément périphérique externe à l'intérieur de la zone du joint, ce dernier élément jouant le rôle d'un contre-joint Au moyen d'explo15 sifs, on applique alors l'élément périphérique interne contre la face interne des deux extrémités de la conduite de façon à réaliser un soudage par explosion L'élément périphérique externe se comporte comme un contre- joint, et soutient les deux extrémités de la conduite, pour leur 20 éviter d'être endommagées L'inconvénient de l'élément périphérique externe qui entoure la zone du joint est de compliquer la vérification du joint soudé ainsi obtenu, et en particulier de compliquer le contrôle par ultra-sons de ce joint soudé En outre, la présence de l'élément externe 25 rend plus difficile toute opération de traitement thermique du joint soudé Bien entendu, on peut résoudre ces problèmes en utilisant comme contre-joint un outillage en plusieurs parties, au lieu d'un élément périphérique externe, cet outillage étant démonté une fois obtenu le soudage par explosion Mais cet outillage a l'inconvénient d'être encombrant et malcommode, et de ne pas pouvoir être utilisé tel quel pour des conduites de différents diamètres. Le but de l'invention est de réaliser un joint d'assemblage permettant d'obvier aux inconvénients ci-dessus. 35 Selon l'invention, ce but est réalisé en pratique en utilisant un élément périphérique interne, conjointement avec l'explosif, l'élément étant utilisé pour former un soudage par explosion, par l'intérieur, et un élément périphérique externe conformé pour jouer le rôle de contresupport et également de joint mécanique L'élément périphérique externe a la forme d'un tube et est obtenu en enrou5 lant une bande métallique sur un certain nombre de tours, pour réaliser au moins un élément tubulaire La garniture tubulaire externe peut aussi jouer au besoin le rôle d'un joint mécanique. De préférence, la bande métallique est en acier 10 laminé à froid. L'extrémité libre de la bande métallique est de préférence fixée par soudage sur la surface adjacente de la bande Pour confectionner l'élément tubulaire constitué par la bande métallique, on peut enrouler celle-ci à l'avance sur un mandrin, ou l'enrouler directement sur la surface externe des extrémités de la conduite à raccorder. En enroulant la bande pour réaliser l'élément tubulaire, on peut s'arranger pour que cet élément tubulaire soit soumis à un effet de précontrainte. Le plus près possible des faces externes des deux extrémités de conduite à raccorder, on peut monter deux demi-coquilles tubulaires, par exemple en métal, avec de préférence une épaisseur de quelques centimètres avant la mise en place d'un élément tubulaire formé à partir d'une 25 bande métallique Le dernier élément tubulaire est ensuite monté extérieurement sur les deux demi-coquilles tubulaires. Conformément à l'invention, plusieurs tubes en bande métallique peuvent être disposes en relation de superposition, ces tubes étant de longueurs différentes Toutefois, 30 il est préférable que les longueurs de ces éléments tubulaires aillent en diminuant à partir de l'intérieur et vers l'extérieur. Au besoin, il est facile d'enlever l'élément périphérique externe conforme à l'invention Pour ce faire, on 35 détruit à la meule le cordon de soudure servant à fixer l'extrémité de chaque bande enroulée, après quoi il suffit de dérouler la bande qui constitue l'élément tubulaire On met ainsi facilement à nu la zone du joint soudé, aux fins d'examen et autres contrôles, si désiré. Du point de vue de la résistance des matériaux 9 en enlevant ainsi l'élément tubulaire externe, après réalisa5 tion d'un joint soudé par explosion sur une conduite, on assure à celle-ci une meilleure souplesse y compris dans les zones d'extrémité des conduites assemblées. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description suivante de quelques 10 formes de réalisation non limitatives, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente les extrémités des deux parties d'une conduite, préparées pour la réalisation d'un joint soudé par explosion, conforme à l'invention, avant 15 le déclenchement de l'explosion; la figure 2 représente les extrémités des deux parties de la conduite de la figure 1 raccordées par soudag, après réalisation du joint soudé par explosion; les figures 3 et 4 représentent d'autres formes de réalisation de la garniture externe servant à l'exécution du joint soudé par explosion. Dans la forme de réalisation de la figure 1, on a représenté les extrémités 1 et 2 de deux parties d'une conduite, du genre utilisé pour des pipe-lines Les deux parties de la conduite sont en métal, et leurs extrémités en regard sont biseautées, avec un angle d'inclinaison qui peut être compris entre 5 et 30 ", avec de préférence une valeur de 10 à 15 " Les deux extrémités sont disposées en regard l'une de l'autre, avec un faible écartement 9 Cet 30 écartement, ainsi que les zones biseautées des deux extrémités, sont recouvertes intérieurement par un couvre-joint 3 qui est tubulaire et en métal, par exemple du même métal que les extrémités 1 et 2 Le couvre-joint interne 3 présente une section axiale de forme sensiblement rectangulaire, 35 avec un certain nombre de trous radiaux qui débouchent à mi-longueur sur sa surface externe, et qui contiennent chacun un doigt de positionnement à ressort 8 Intérieure- ment, le couvre-joint 3 porte une charge explosive tubulaire , dont la face accolée à celle du couvre-joint 3 en est séparée par une couche de protection 4, par exemple en matière plastique La charge explosive 5 peut gtre consti5 tuée de dynamite, ou d'explosif '"dynamex'", ou encore de trinitrotoluène Entre ses extrémités, la charge explosive tubulaire 5 comporte une charge d'amorçage 6, en forme de disque, pouvant être constituée de "pentryl", ou d'un explosif en pâte ou analogue Au centre de la charge d'amorçage est prévu un détonateur 7 Sur les extrémités 1 et 2 de la conduite, à'l'opposé du couvre-Joint interne 3, est disposée une garniture tubulaire externe 10, constituée par un certain nombre d'épaisseurs d'une bande d'acier enroulée L'extrémité libre de la bande d'acier est 15 soudée sur la surface adjacente de la bande L'enroulement de la bande d'acier peut s'effectuer directement sur les deux extrémités 1, 2 de la conduite à raccorder, ou sur un mandrin auxiliaire Cet enroulement peut s'effectuer de manière à réaliser un effet de précontrainte Les arêtes 20 d'extrémité de la garniture tubulaire 10 peuvent être biseautées de diverses manières, pour répondre à des considérations d'ordre pratique et esthétique. Le système que l'on vient de décrire fonctionne comme indiqué ci-après, pour réaliser un joint soudé par explo25 sion: On monte d'abord la garniture tubulaire externe sur l'extrémité 1 de la conduite Ensuite-, en opérant par la droite, on introduit dans la garniture tubulaire 10 un ensemble constitué par le couvre-joint interne 3, la couche 30 de protection 4, et la charge explosive 5 Dans la garniture tubulaire 10, les doigts radiaux à ressort 8 viennent en appui contre la face interne 'de la garniture, et on peut pousser vers la gauche l'ensemble associé au couvre-joint interne 3, jusqu'à amener les doigts radiaux 8 au contact 35 de la lèvre de l'extrémité 1 de la conduite, ou presque jusqu'au contact de cette lèvre Une fois le couvre-joint interne 3 ainsi mis en place, on engage l'extrémité 2 de la conduite dans la garniture tubulaire 10 Sur la figure 1, on a représenté toutes les pièces dans leur position de montage correcte; et l'on voit que grâce aux doigts radiaux 8 et à l'interstice 9, on peut assurer de manière correcte le positionnement du couvre-joint interne 3 par rapport à la zone du joint soudé à réaliser Si maintenant on met à feu le détonateur 7, le corps annulaire du couvre-joint 3 se trouve appliqué violemment contre les extrémités 1 et 2 de la conduite, sous l'effet de l'explosion de la charge 10 5, de manière à réaliser par explosion un joint soudé tel que schématisé surla figure 2 Sous l'effet de l'explosion, la garniture tubulaire externe 10 qui joue le rôle d'une enclume subit une certaine déformation Après la réalisation du joint soudé, la garniture tubulaire externe 10 se comporte donc comme un joint mécanique, entraînant une certaine rigidité externe à l'endroit des extrémités de la conduite ainsi raccordées Cette rigidité peut constituer un inconvénient; mais on peut la supprimer facilement, en détruisant la liaison soudée qui retient l'extrémité de la 20 bande de métal enroulée formant la garniture tubulaire externe 10, autour du joint soudé 3 ' réalisé par explosion. Dans certains cas, il est bon d'appliquer extérieurement sur la zone du joint à réaliser deux demi-coquilles tubulaires 11 et 12 (figure 3), avant la mise en place sur 25 les deux demi-coquilles de la garniture tubulaire externe , formée d'une bande de métal enroulée, dont l'extrémité libre est fixée par un cordon de soudure 13 sur la face adjacente de la bande. On a représenté sur la figure 4 un autre exemple de réalisation du joint soudé par explosion conforme à l'invention, au moyen de plusieurs garnitures externes superposées, et constituée chacune par une bande de métal enroulée On voit sur la figure 4 une première garniture tubulaire externe 14, formée par une bande dont l'extrémité libre est 35 fixée par un cordon de soudure 15 Sur cette première garniture 14, est disposée une seconde garniture annulaire 16, dont la bande métallique enroulée est arrêtée par un cordon de soudure 17, et qui est elle-même surmontée par une troisième garniture externe 18, dont la bande enroulée est arrêtée par un cordon de soudure 19. On donne à ces garnitures superposées une disposition symétrique, avec des longueurs différentes, qui diminuent en allant vers la garniture située le plus loin vers l'extérieur Cependant, on peut évidemment adopter n'importe quelles valeurs pour les longueurs de ces garnitures tubulaires, dont on peut par ailleurs biseauter les arêtes 10 externes de diverses manières. Comme exposé plus haut, la principale particularité de l'invention consiste à utiliser une garniture tubulaire externe, qui n'intervient pas directement dans la réalisation du joint soudé par explosion, et que l'on peut ensuite 15 enlever au besoin Cette garniture externe peut être constituée de plusieurs parties superposées, et au moins certaines de ces parties ont obligatoirement une forme tubulaire, réalisée au moyen d'une bande enroulée. REVENDICATIONS 1.Joint d'assemblage, pour raccorder deux extrémités d'une conduite, de grand diamètre de préférence, par exemple des conduites pour le transport du pétrole, du gaz et ana5 logue, caractérisé en ce qu'il comporte un élément périphérique interne ( 3), par exemple une bague ou un tube, destiné à être assemblé, par l'intérieur, auxdites extrémités ( 1,2) de la conduite par soudage par explosion, et un élément périphérique externe ( 10) annulaire ou tubulaire, entourant 10 les extrémités précitées ( 1,2) de la conduite, conformé pour jouer le rôle de support au cours du soudage par explosion de l'élément périphérique interne ( 3), l'élément périphérique externe ( 10) étant constitué, en tout ou en partie, par une ou plus d'une bande métallique, chaque bande métallique 15 étant enroulée sur un certain nombre de tours, pour réaliser un élément tubulaire ( 10; 14,16 et 18), les divers éléments bandes, tubulaires ( 14,16,18) qui sont formés & partir de plusieurs/ étant disposés en relation de superposition. 2 Joint selon la revendication 1, caractérisé en 20 ce qu'il comporte deux demi-coquilles tubulaires ( 11,12) de préférence en métal, constituant la partie interne de l'élément périphérique externe ( 10). 3 Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité externe de chaque bande ( 10,14,16,18) est fixée par soudage à la face de la bande adjacente pour former un élément tubulaire. 4 Joint conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'élément périphérique externe est constitué d'un certain nombre d'éléments tubulaires formés chacun à partir d'une bande, caractérisé en ce que les divers éléments tubulaires ( 14,16,18) ont des longueurs différentes, qui vont de préférence en diminuant graduellement a partir de l'intérieur et vers l'extérieur. Joint selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément tubulaire ( 10) obtenu à partir d'une bande est soumis à un effet de précontrainte. 6 Joint selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'au moins l'une des bandes métalliques ( 10) est constituée d'une bande d'acier laminée à froid.