Brevet FR2552690A1 — publié le 19850405

La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux chaises destinées notamment à constituer les lignes de mouillage et les corps-morts d'engins flottants. De telles channes sont, comme on le sait, constituées par des anneaux métalliques, appelés mailles, de forme générale ronde ou ovale, passés les uns dans les autres. Chaque maille est entretoisée par un étançon reliant les deux branches de la maille. L'étançon, outre qu'il permet à la chaume de se présenter dans la bonne position sur l'engin, tel que cabestan, de relevage de la chaque, supprime toute possibilité de déformation élastique de la chaine qui se comporte à la traction comme une barre pleine de la meme section que la somme des sections des deux branches parallèles de chaque maille. A l'heure actuelle ces chaises sont fabriquées de la façon suivante; On part de barres d'acier qui sont coupées à la longueur requise pour constituer une maille. Chaque longueur, sensiblement égale à 13 fois le diamètre nominal des branches de la maille est chauffée et cintrée à la forme voulue. La maille, cintrée mais non fermée, maintenue à haute température est amenée à une soudeuse électrique par étincelage pour fermeture de la maille puis ébarbée dans une machine qui élimine l'excès de métal se présentant sous la forme d'un bourrelet qui se forme lors du soudage par étincelage. La maille, une fois formée, est convoyée vers une presse hydraulique qui sertit mécaniquement l'étançon froid sur la maille chaude. Ensuite I1 étançon est soudé à l'arc sur la maille.Puis la chaine subit un traitement thermique et, après refroidissement, est soumise à la charge d'épreuve statique prévue. Pendant cette épreuve les dimensions des mailles et leurs longueurs d'assemblage sont mesurées. Un contrôle par ultrasons est pratiqué pour vérifier certains critères et rechercher la pré- sence d'éventuels défauts ou "criques". Ainsi, dans le procédé classique l'étançon est rapporté sur la maille. Or, cette façon de faire présente des inconvénients et en traine des conséquences faucheuses sur la résistance aux efforts et contraintes énormes que peut subir une chaine surtout si celle-ci est destinée à équiper les lignes de mouillage ou les corps-morts d'engins flottants de très fort tonnage ou de fardage très important, tels que notamment plate-formes de forage pour exploration du sous-sol marin ou d'exploitation de gisements sous-marins en haute mer. Pour pouvoir être serti dans la maille chaude par pression, l'étançon doit être obligatoirement présenté froid, autrement il s'écraserait sous la pression de la presse à sertir sans faire aucune empreinte dans la maille, la diminution de longueur sous la pression d'un étan çon présenté chaud amènerait son simple gonflement sous le refoulement sans que la moindre empreinte se fasse sur la maille. De plus, au refroidissement, la contraction due au retrait de l'étançon déterminerait un jeu entre la maille et l'étançon, ce dernier, faute d'empreinte pouvant le retenir dans la maille, pourrait se déplacer et même se détacher de la maille. L'étançon rapporté, étant froid, est plus résistant à la compression que le métal de la maille chaude. Sous l'effet de la presse à sertir, l'étançon se met en contact intime avec le métal de la maille puis l'étançon refoule un volume de métal correspondant au volume d'emboftement de l'étançon qui s'enfonce dans la maille. Le métal, extrudé de façon anarchique, n'existe plus dans la section de la maille qui s'en trouve donc affaiblie. Un emboitement total de l'étançon dans la maille, extrudant tout le métal, donnerait une chaise de section et de résistance nulles. On compense la diminution de section de la maille engendrée par l'emboftement de l'étançon, par un accroissement du diamètre du fer utilisé qui est choisi de façon à être supérieur au diamètre nominal de la chaise, d'où un accroissement du poids de métal utilisé sans amélioration de la résistance de la chaise. Outre le colt du métal, l'accroissement du poids mort inutile à la résistance de la chaule doit également être compensé par un accroissement de la flottabilité conférée à l'engin à ancrer qui sera donc plus volumineux, plus lourd, plus coûteux à construire et dont les moyens d'ancrage devront etre plus importants. L'étançon froid rapporté ne se sertit pas de la meme manière sur les deux branches de la maille chaude car ces deux branches ne sont plus à la meme température. La branche qui vient d'etre soudée par étincelage a été portée dans le plan de la soudure au rouge blanc et est encore au moment de la pose de l'étançon au rouge jaune clair (1. 000"C) alors que la branche opposée, savoir le dos de maille, sur lequel s'appuira également l'étançon, est au rouge sombre (800"C) car depuis le cintrage de la maille en formation rien n' est venu compensé le refroidissement du métal qui perd sa chaleur par rayonnement et convection.Certes, durant le soudage par étincelage, le dos de maille a bien reçu une faible quantité d'énergie électrique dérivée de la branche en cours de soudage, mais cette énergie n'a pu compenser les 200 à 300"C d'écart qui existent finalement au moment de la pose de l'étançon. L'étançon étant pressé entre deux branches d'un meme métal à températures différentes, la branche la plus chaude flue davantage sous la pression de l'étançon qui s'enfonce franchement dans le métal piteux alors que l'autre extrémité de l'étançon marque à peine, ou meme pas du tout, la branche la plus froide, le dos de maille. La maille n'a plus la meme section sur les deux branches aux dépens de celle dans laquelle l'étançon s'est enfoncé davantage. En service, dans le cours du temps, les phénomènes de fatigue qui apparaftront dansla chaine seront plus importants dans la branche soudée que dans le dos de maille. De plus, si l'on n'immobilisait pas l'étançon par un cordon de soudure à l'arc pendant le traitement thermique, l'étançon pourrait même glisser et quitter la maille. La présence d'étançons rapportés, pressés à froid sur des mailles chaudes avec des nuances de métal à hautes caractéristiques mécaniques, amène parfois des criques, des fissures, etc .. la mise en contact de ces alliages fragiles à chaud avec l'étançon froid provoque un refroidissement brutal de la "peau" de la maille ou engendre par retrait des décollements de métal, des criques et des fissures. Les mailles défectueuses doivent être changées, traitées thermiquement, ce qui affecte à leur tour les mailles voisines. On a tenté de remédier à ces inconvénients en utilisant divers artifices. C'est ainsi qu'on a proposé de fabriquer des chaines à étancons forgés ou extrudés dans la barre constituant la maille, cette dernière étant ensuite cintrée et soudée. Ce procédé est très coûteux et peu sûr car il faut au moyen d'un soudage par étincelage unir des parties de masses différentes qui s'échauffent inégalement et compromettent la soudure. Le cintrage ne peut etre maftrisé et les efforts de traction auxquels est soumise la chaihe ainsi constituée se répartissent mal entre les branches des mailles d'inégales longueurs. On a également proposé de rapporter un étançon dans un anneau ouvert avec deux soudures. Mais ce procédé qui augmente encore les inconvénients exposés ci-dessus n'a pas eu de succès. On peut enfin fabriquer des channes serties sans aucune soudure, en acier coulé ou forgé, en deux ou trois pièces. Cependant ce type de chaises est coûteux à fabriquer et présente des caractéristiques à la fatigue moins bonnes que les chastes soudées et ne peut donc convenir pour l'ancrage permanent d'engins tels que plate-formes pour le forage et l'exploitation des gisements pétroliers sous-marins. Ces inconvénients et leurs conséquences sont évités grâce à l'invention suivant laquelle l'étançon d'une maille fait partie intégrante de cette dernière et est constitué de deux parties, égales et symétriques obtenues par refoulement et forgeage du métal dont est constituée la maille, après formation complète de cette dernière. Ainsi l'étançon n'est plus rapporté mais est d'une seule pièce avec la maille cette dernière constituant, avec son étançon, un ensemble monobloc. Une channe à mailles étançonnées, conformes à l'invention, peut etre réalisée de la façon suivante. On part d'une barre d'acier dont les dimensions sont choisies de façon à obtenir l'ensemble monobloc constitué par la maille et son étançon. Cette barre est ensuite chauffée et cintrée à la forme voulue pour en faire une maille longue a telle que représentée sur la Fig. 1 du dessin annexé. Cette ébauche, maintenue à haute température, est amenée à une soudeuse pour soudage par étincelage de ses deux extrémités, le bourrelet de métal formé lors de cette opération étant éliminé par ébarbage. Puis, conformément à l'invention et comme le montre la ;Fig. 2 du dessin annexé, la maille longue a est soumise à l'faction de moyens b, b , tous chauffés à la meme température et conformés de façon façon à obtenir, par refoulement du métal autour des cavités, adaptées à la forme à obtenir, les deux parties d, d1 ,égales et symétriques, constituant l'étançon.On réalise ainsi, en définitive, un ensemble monobloc tel que celui représenté à la GE5ig. 3, l'étançon faisant partie intégrante de la maille. Les deux parties de l'étançon peuvent etre au contact l'une de l'autre. On peut cependant, lors de la fabrication, laisser un certain jeu entre les deux parties, ce qui permet de conférer une certaine éla - ticité à la maille, donc à la chaîne formée par la succession de telles mailles. La chaîne une fois terminée subit le traitement thermique (trempe, revenu, etc ...) adapté au métal choisi pour constituer la maille. Après refroidissement la channe est soumise à la charge d'épreuves statiques sans qu'il soit nécessaire de faire une opération spéciale dont le rôle sur les chaihes dont les mailles sont à étançon rapporté est de ressertir l'étançon après le traitement thermique. Etant donné le caractère monobloc de la maille étançonnée suivant l'invention, sa fabrication ne pose pas de problème de soudage. Sa forme lui permet d'utiliser au mieux le métal pour présenter le maximum de résistance pour un minimum de poids de métal utilisé. La soudure par étincelage est faite avant la formation des deux parties de l'étançon par refoulement et forgeage. Ainsi aucune soudure à l'arc ne vient risquer de fissurer le métal par choc thermique, aucun contact de métaux à températures différentes qui risquerait de provoquer des fissures et des criques ne se produit dans le mode d'élaboration de ce type de maille. Par ailleurs, l'étançon ne peut etre posé de travers puisqu'il est obtenu par refoulement des deux branches de la maille. Aucune surépaisseur de métal n'est nécessaire pour compenser la diminution de section par la pose d'un étançon rapporté puisque, au contraire, le refoulement des deux branches augmente la section du métal au niveau de l'étançon. La chailte une fois terminée peut subir des traitements thermiques multiples sans risque de voir bouger l'étançon puisque les deux parties constituant l'étançon font partie intégrante du métal de la maille. Enfin l'étançon n'étant pas rapporté manuellement le cycle de fabrication peut etre entièrement mécanisé. Un avantage particulièrement intéressant que procure l'invention consiste dans l'augmentation de la résistance au pilonnage d'une chaine constituée de mailles suivant l'invention. Cette augmentation est due au fait que les deux branches de la maille, parfaitement symétriques, se répartissent également les charges et les chocs, ce qui n'est pas le cas pour les chastes dont les mailles présentent des étançons rapportés, mailles dont les branches sont disymétriques, puisque la section des deux branches n'est pas la même en raison de l'écrasement inégal sur les deux branches de l'étançon rapporté. En définitive, l'invention permet de réaliser des chaines plus résistantes, plus endurantes, plus sûres, que les chalnes classiques d'où l'intérêt de leur utilisation dans les lignes de mouillage ou dans les corps-morts d'engins flottants soumis aux contraintes les plus dures, soit en raison de leurs caractéristiques propres, soit en raison des conditions climatiques dans lesquelles ils sont placés, soit en raison des unes et des autres, particulièrement des plate-formes d'exploration des sols sous-marins ou d'exploitation des gisements que renferment ces sols. Cependant, les chaines suivant l'invention peuvent évidemment etre utilisées dans d'autres domaines. I1 en est ainsi par exemple du remorquage et du levage ; la constitution de lairds mailles à étançon en deux parties et d'un seul bloc avec la maille permet de réduire le diamètre des chaines par rapport à celles non étançonnées car les chaines suivant l'invention ne se déforment pas ou se déforment peu au cas où une surcharge leur est appliquée. REVENDICATIONS 1. Chalne métallique, destinée notamment à constituer les lignes de mouillage ou les corps-morts d'engins flottantes, constituée par une succession de mailles de forme générale ronde ou ovale, passées les unes dans les autres et entretoisées chacune par un étançon reliant leurs branches, cette channe étant caractérisée en ce que l'étançon d'une maille fait partie intégrante de la maille et est constitué de deux parties, égales et symétriques, obtenues par refoulement du métal dont est constituée la maille, après fabrication complète de cette dernière. 2. Chaine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les deux parties constituant l'étançon de chaque maille sont au contact l'une de l'autre ou laissent entre elles un intervalle. 3. Procédé pour la fabrication des mailles d'une chaise suivant l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel une barre métallique est tronçonnée à la longueur voulue, chauffée et cintrée pour l'amener à la forme de la maille, puis soudée de façon à fermer la maille et ébarbée à l'endroit de la soudure, caractérisé en ce que la maille (a) est soumise à l'action de moyens de pression (b, bl) tous chauffés à la meme température et conformés de façon à obtenir par refoulement du métal des branches de la maille, autour de cavités (c) adaptées à la forme à obtenir, les deux parties (d, dl) égales et symétriques constituant l'étançon 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la barre métallique de départ est tronçonnée à une longueur suffisante pour réaliser une maille allongée. 5. Procédé suivant la revendication 3 caractérisé en ce que les dimensions de la barre métallique de départ sont choisies pour obtenir la meme quantité de métal dans chaque partie de la maille malgré le refoulement destiné à l'obtention des deux parties constituant l'étan çon. 6. Lignes de mouillage, ou corps-morts d'engins flottants constitués de channes suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2.