Brevet FR2568977A1 — publié le 19860214

La présente invention concerne un tuyau souple et elle a trait plus particulièrement, bien que non exclusivement, à un tuyau souple approprié pour le transport d'un fluide corrosif tel que du pétrole brut sous une pression élevée. Conformément à la présente invention, un tuyau souple comprend une composition polymère con- tenant de l'oxyde de fer rouge (oxyde ferrique). La composition polymère est usuellement basée sur un caoutchouc, auquel de l'oxyde ferrique sous forme de particules est incorporé par une technique opératoire classique, par exemple sur une machine Banbury. De préférence, la composition polymère con- tient de 5 à 100 parties d'oxyde de fer pour 100 par- ties de caoutchouc, et avantageusement de 20 à 50 par- ties. L'oxyde ferrique est un matériau peu coûteux, commodément disponible et d'une toxicité relativement faible, et sa présence peut apporter deux avantages: 1. Il est capable d'absorber les quantités li- mitées d'acide hydrosulfureux (résultant de la présence de sulfure d'hydrogène) et d'acide carbonique (résul- tant de la présence de gaz carbonique). Cela est parti- culièrement intéressant si le tuyau souple contient également des matières telles que des câbles textiles et/ou un renforcement métallique (par exemple des fils ou des câbles) et/ou des couches de tissu qui seraient autrement affectéespar une attaque par les acides. 2. Il peut servir d'indicateur visuel d'un con- tact avec de l'acide hydrosulfureux ou carbonique en passant du rouge au noir. La caractéristique importante de la présente invention consiste en ce que la composition polymère contenant de l'oxyde de fer peut former une barrière entre une source potentielle d'attaque chimique et un composant du tuyau souple qu'il est nécessaire de pro- téger contre une telle attaque. L'attaque la plus cou- rante est une attaque par des acides contenus dans le fluide de travail se trouvant dans le tuyau souple et un composant métallique ou textile du tuyau souple est particulièrement vulnérable à une telle attaque. Du fait que des couches de renforcement formées de métaux, de matière textile ou de verre sont couramment utilisées dans des tuyaux souples, il existe des compo- sants auxquels l'aspect de protection de la présente invention est particulièrement applicable. Dans un mode préféré de réalisation de la pré- sente invention, un composant de tuyau souple à protéger est noyé dans une matrice constituéed'une composition polymère contenant de l'oxyde de fer, qui s'étend radialement vers l'intérieur et vers l'extérieur en ayant respectivement une épaisseur d'au moins 1 mm et avantageusement une épaisseur comprise entre 2 et 10 mm. Habituellement, la composition polymère contenant l'oxyde de fer se présente sous forme d'une couche circonférentiellement continue et d'une épaisseur sensiblement uniforme. Dans un autre mode de réalisation de la pré- sente invention, un composant à protéger n'est pas noyé dans une matrice mais il est contigu ou proche d'une composition polymère contenant de l'oxyde de fer, en étant par exemple interposé entre deux compositions de ce genre (en ce qui concerne les épaisseurs préférées des compositions, on se référera au paragraphe précédent). Bien qu'on se réfère souvent dans cette des- cription à une composition polymère contenant de l'oxyde de fer, il va de soi qu'il existe une pluralité de telles compositions à l'intérieur d'une structure de tuyau souple et par exemple un tuyau souple peut comporter des fils ou des câbles métalliques qui sont noyés dans une couche d'oxyde de fer ainsi que des couches de tissu qui sont noyées dans une autre couche d'oxyde de fer. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mis en évidence, dans la suite de la des- cription, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexé dans lequel: la Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une partie d'un tuyau souple conforme à la présente invention. Un tuyau souple pour le transport de pétrole brut sous une pression élevée comprend une couche 11l d'un élastomère résistant au pétrole, disposée entre une couche porteuse intérieure métallique 12 et une couche porteuse extérieure 13o La couche porteuse extérieure 13 comprend des cables 18 en métal de haute résistance qui sont noyes dans une matrice d'une com- position de caoutchouc au polychloroprène contenant parties d'oxyde de fer pour 100 parties de caout- chouc. La couche 19 est une autre couche porteuse constituée d'un tissu de rayonne noyé dans la même composition caoutchoutée contenant de l'oxyde de fer. Le tuyau souple comprend également une couche extérieure de recouvrement 20 en deux parties se composant d'une couche intérieure 20B formée d'une composition de caoutchouc de polychloroprène et une couche extérieure A formée de la composition caoutchoutée contenant de l'oxyde de ferqui a été mentionnée ci-dessus. Un tronçon de tuyau souple ayant cette struc- ture a éte pourvu d'un élément chauffant intérieur et les extrémités ont été scellées avec des raccords appropriés avant de remplir le tuyau souple à 75% avec du pétrole brut. Le volume restant a été rempli avec un melange se composant d'hydrocarbures gazeux (28%), de gaz carbonique (70%) et de sulfure d'hydrogène (2%), et on a augmenté la pression à l'intérieur du tuyau souple (jusqu'à 6894 kN/m2) par pompage dans le mélange gazeux. On a immergé le tuyau dans un bain à 5 C et on a aug- menté la température du contenu du tuyau au moyen de l'élément chauffant interne jusqu'à 100 C, en pro- voquant une augmentation de la pression interne (jus- qu'à 20 682 kN/m2). On a laissé le tuyau se refroidir et on l'a ensuite rechauffé. Ce cycle de chauffage/ refroidissement a été répété toutes les 12 heures et la charge de pétrole a été changée toutes les deux semaines. L'essai a été arrêté au bout de 11 mois et le tuyau a été inspecté pour détecter des détério- rations cu des fuites; on n'a rien trouvé. Des tuyaux souples d'une structure semblable mais sans l'oxyde de fer rouge ont présenté des défaillances au bout de périodes bien plus courtes, typiquement de 7 à 14 jours. REVENDICATIONS 1. Tuyau souple, caractérisé en ce qu'il comprend une composition polymère contenant de l'oxyde de fer rouge (oxyde ferrique). 2. Tuyau souple selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la composition polymère contient de 5 à parties d'oxyde de fer rouge pour 100 parties de polymère. 3. Tuyau souple selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la composition polymère contient de 20 à parties d'oxyde de fer rouge pour 100 parties de polymère. 4. Tuyau souple selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que la composition polymère contenant de l'oxyde de fer forme une couche circonférentiellement continue. 5. Tuyau souple selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que la composition polymère contenant de l'oxyde de fer s'étend radiale- ment jusqu'à une épaisseur d'au moins 1 mm dans le tuyau souple. 6. Tuyau souple selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que la composition polymère contenant de l'oxyde de fer s'étend radiale- ment jusqu'à une épaisseur d'au moins 2 mm et jusqu'à mm dans le tuyau souple. 7. Tuyau souple selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend éga- lement une couche de renforcement. 8. Tuyau souple selon la revendication 7, carac- térisé en ce que la couche de renforcement est formée d'un métal. 9. Tuyau souple selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que la couche de renforcement est noyée dans une matrice de la composition polymère contenant de l'oxyde de fer. 10. Tuyau souple selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend un composant noyé dans une matrice de la composition polymère contenant de l'oxyde de fer rouge.