Brevet FR2559084A1 — publié le 19850809

La présente invention concerne la surveillance continue de lléquilibrage des retraits dans un assemblage, notamment par soudage, de deux pièces. On sait que la réalisation d'un corps tubulaire de grandes dimensions doit, en raison des problèmes de transport, être effectuée sur site. C'est le cas des broyeurs ou des fours tubulaires dont on est conduit à souder plusieurs éléments bout à bout. On doit alors apporter une grande attention au phénomène du retrait, car il est indispensable que les éléments une fois soudés se trouvent rigoureusement alignés suivant un même axe. L'invention a pour but de réaliser un dispositif de controle de tout déplacement linéaire de deux pièces à assembler. Elle vise essentiellement à réaliser un dispositif simple, précis et facile à mettre en oeuvre sur un chantier. L'invention a plus précisément pour objet un dispositif de surveillance continue de l'équilibrage des retraits dans un assemblage, notamment par soudage, de deux pièces, caractérisé en ce qu'il comprend un nombre pair de capteurs à jauges de contrainte fixés sur l'une des deux pièces, chaque capteur coopérant avec une butée fixée sur l'autre pièce, lesdits capteurs étant associés deux par deux à des niveaux du joint d'assemblage où les retraits doivent être équilibrés, et chaque capteur émet- tant un signal fonction du déplacement d'une pièce par rapport à l'autre, un système de balayage pour comparer cycliquement les signaux délivrés par les capteurs associés de chaque paire, et un amplificateur alimenté par un signal délivré par le système de balayage et apte à délivrer un signal de sortie à un système d'affichage de l'6quilibre ou du déséquilibre éventuel et de la localisation de ce dernier, et des déplacements relatifs et absolus enregistrés par les capteurs. Dans le cas de deux pièces de forme tubulaire à assembler bout à bout, les capteurs sont disposés à intervalles angulaires constants le long du joint d'assemblage circulaire, les capteurs associés étant ceux disposés de façon diamétralement opposée. Le dispositif comporte un système de temporisation pour conserver en mémoire les informations fournies par les capteurs pendant un tour du système de balayage. Chaque capteur comporte avantageusement un boitier contenant un anneau élastique apte à être déformé par un plongeur dont une extrémité est fixée à l'anneau, et l'autre extrémité coopère avec une butée à l'extérieur du boitier, et deux paires de jauges de contrainte fixées sur ledit anneau, à 900 du point de fixation du plongeur. L'invention sera mieux comprise en se référant à la description qui suit, faite en regard des dessins annexés, concernant une forme particulière de réalisation donnée à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 représentedeux pièces tubulaires en position dé soudage bout à bout. La figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne I-I de la figure précédente. La figure 3 en est une coupe axiale partielle, à plus grande échelle illustrant le montage d'un capteur et de sa butée coopérante. La figure4 est une vue illustrant la structure d'un capteur. La figure 5 est un schéma synoptique de l'ensemble du dispositif. Sur les figures 1, 2 et 3, on voit deux pièces tubulaires, respectivement 1 et 2, en position de soudage bout à bout, à l'arc électrique par exemple. Le repère 3 désigne le joint de soudage. Les deux pièces précitées sont disposées autour d'un axe commun X-X qui doit être conservé en fin de soudage pour maintenir l'alignement des dites pièces. A l'intérieur de la pièce 1 sont fixés, par soudage par exemple, une pluralité de capteurs4, chacun d'eux coopérant, comme cela sera expliqué plus loin, avec une butée 5 fixée, par soudage par exemple, sur la pièce 2. Il est prévu un nombre pair d'ensembles capteur 4 - bu tée 5, soit douze dans l'exemple représenté. Ces ensembles sont répartis à intervalles angulaires égaux, soit 300, le long du contour intérieur des pièces 1 et 2. Il va de soi que le nombre de capteurs 4 et, bien entendu, de butées 5, peut être différent de douze, vingtquatre par exemple. On pourrait également prévoir la fixation des capteurs sur la pièce 2 et celle des butées coopérantes sur la pièce 1. Sur la figure 2 les ensembles précités occupent douze positions respectivement désignées A, B, C, D, E, F, A', B', C', D', E' et F'. Cette notation présente l'avantage d'affecter de repères semblables les ensembles diamétralement opposés qui sont associés fonctionnellement comme cela sera expliqué par la suite. Chaque capteur 4 présente un plongeur 6 axialement déplaçable de manière à coopérer avec la butée 5 comme cela est représenté surla figure 3. Chaque capteur 4 a pour fonction d'émettre un signal fonction du déplacement d'une des pièces 1 ou 2 par rapport à l'autre, à l'endroit dudit capteur. A cet effet le capteur 4 est conçu suivant la disposition illustrée sur la figure . Sur cette figure, le repère 7 désigne un boitier suivant l'axe duquel peut se déplacer le plongeur 6 en fonction de la pression exercée par la butée 5. En se déplaçant, le plongeur 6 vient déformer un anneau élastique 8 auquel il est fixé. Sur les parois dudit anneau sont fixées, a 900 du point d'attache du plongeur 6, deux paires de jauges de contraintes, 9' et 9", d'un type connu en soi. Ces jauges délivrent en 10 un signal représentatif de l'effort exercé par le plongeur 6 sur l'anneau 8. Ce signal fournit une indication du déplacement des pièces 1 et 2, l'une par rapport à l'autre. La figure 5 est un schéma synopiique de l'ensemble du dispositif sur lequel on a représenté, seulement trois paires d'ensembles A-A', B-B' et C-C' pour une simple raison de simplification du dessin. Les ensembles de chaque paire sont diamétralement opposés, donc situés a des niveaux du joint de soudage où les retraits doivent être normalement équilibrés. Les signaux émis par chaque capteur sont introduits dans un système de balayage 11 permettant d'explorer successivement les différents ensembles associés et de comparer ainsi cycliquement les signaux délivrés par les capteurs 4 associés dé chaque paire. Cette exploration peut être faite à diverses vitesses, variables suivant les nécessités. Le système de balayage li est associé à un système de temporisation apte à conserver en mécroire les informations fournies par les capteurs 4 pendant un tour complet du système de balayage 11. Ledit système de balayage délivre une information sous forme de signal qui alimente un amplificateur 12. L'amplificateur 12 dont le gain peut être ajusté en fonction de la précision recherchée, délivre une tension de valeur proportionnelle à la différence des signaux émis par les capteurs 4 associés de chaque paire. Le signal de sortie de l'amplificateur 12 est délivré à un système d'affichage 13 de l'équilibre ou du déséquilibre éventuel et de la localisation de ce dernier. On peut afficher sur l'unité 14 l'amplitude des écarts des déplacements relatifs d'une pièce par rapport à l'autre en deux points diamétralement opposés, ou ces déplacements eux-mêmes. Le repère 15 désigne une unité apte à fournir un signal d'alarme visuelle ou sonore, associé au système d'affichage 13. Les éléments 11, 12, 13, 14, 15 formés de composants électroniques connus de l'homme du métier, ne sont pas décrits de façon détaillée. Le dispositif que l'on vient de décrire permet de visualiser en continu la position des dissymétries géométriques dues au retrait de soudage, et d'intervenir à tout moment voulu pour rétablir l'équilibre, soit en agissant sur l'opération de soudage, soit en arrêtant le soudage et en procédant, par exemple, au martèlement du joint 3. Bien que l'invention ait été décrite en référence à une forme particulière de réalisation, il va de soi qu'elle n'y est en rien limitée et que des modifications peuvent lui être apportées sans sortir de son domaine. On pourra, bien entendu, disposer les ensembles capteur-butée suivant le contour extérieur des pièces tubulaires, le soudage étant censé être effectué par l'intérieur desdites pièces. L'invention s'applique également au soudage de deux plaques suivant l'un des bords de chacune d'elles. Elle s'applique également à des opérations autres que le soudage, par exemple le raccordement de deux pièces munies de brides, par serrage mécanique. On pourra, bien entendu, remplacer l'un quelconque des moyens décrits par un moyen techniquement équivalent. L'invention couvre donc, outre l'exemple représenté, ses différentes variantes de réalisation possibles, dans les limites définies par les revendications. REVENDICATIONS 1. Dispositif de surveillance continue de l'équilibrage des retraits dans un assemblage, notamment par soudage, de deux pièces, caractérisé en ce qu'il comprend un nombre pair de capteurs (4) à jauges de contrainte (9', 9") fixés sur l'une des deux pièces, chaque capteur (4) coopérant avec une butée (5) fixée sur l'autre pièce, lesdits capteurs étant associés deux par deux à des niveaux du joint d'assemblage (3) où les retraits doivent être équilibrés, et chaque capteur (4) émettant un signal fonction du déplacement d'une pièce par rapport à l'autre, un système de balayage (tî) pour comparer cycliquement les signaux délivrés par les capteurs (4) associés de chaque paire, et un amplificateur (12) alimenté par un signal délivré par le système de balayage (il) et apte à délivrer un signal de sortie à un système d'affichage (13, 14) de l'équilibre ou du déséquilibre éventuel et de la localisation de ce dernier, et des déplacements relatifs et absolus enregistrés par les capteurs. 2. Dispositif suivant la revendication t, dans lequel deux pièces de forme tubulaire (1, 2) sont à assembler bout à bout, caractérisé en ce que les capteurs (4) sont disposés à intervalles angulaires constants le long du joint d'assemblage circulaire (3), #les capteurs associés étant ceux disposés de façon diamétralement opposée. 3. Dispositif suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un système de temporisation pour conserver en mémoire les informations fournies par les capteurs (4) pendant un tour du système de balayage (11). 4. Dispositif suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque capteur (4) comporte un boitier (7) contenant un anneau élastique (8) apte à être déformé par un plongeur (6) dont une extrémité est fixée à l'anneau (8), et l'autre extrémité coopère avec une butée (5), à l'extérieur du boitier (7), et deux paires de jauges de contrainte (9', 9") fixées sur ledit anneau à 900 du point de fixation du plongeur (6).