Brevet FR2586081A1 — publié le 19870213

Agencement de calorifugeage de tuyaux et son procédé de fabrication. La présente invention concerne un agencement de calorifugeage et son procédé de fabrication pour un tuyau de transport, notamment de milieux froids, comme des gaz de pétrole liquéfiés ou du gaz naturel liquéfié, du type constitué d'une mousse de matière plastique tout autour du tuyau de transport, notamment d'une mousse de polyuréthanne, servant de calorifugeage proprement dit, et d'une enveloppe de protection vis-à-vis des attaques extérieures, mécaniques ou dues aux intempéries. On connait des agencements de calorifugeage d'un tuyau parcouru par les milieux en cause comprenant une enveloppe extérieure en tôle reliée rigidement au tuyau sur toute la surface par une couche de mousse de matière plastique réalisée in situ. Pour le calorifugeage d'un tuyau dans la plage des températures très basses, comme il s'en trouve par exemple dans le cas de gaz de pétrole liquéfiés et du gaz naturel liquéfié, cet agencement ne convient pas. En raison des grands coefficients de dilatation thermique du polyuréthanne qui est utilisé dans ce cas d'une manière prépondérante, la mousse se contracte tellement aux températures très basses que l'enveloppe de tôle se détache et qu'il se produit des fissures dans la mousse. Il s'ensuit que l'enveloppe de tôle ne remplit plus la fonction de faire obstacle au passage de la vapeur et qu'ainsi on ne peut plus empêcher une pénétration de l'humidité dans le calorifugeage, qui réduit considérablement le rendement. L'invention vise un agencement de calorifugeage pour des tuyaux, et un procédé de fabrication de cet agencement, ayant même dans la plage des températures très basses (inférieures à -50 C), un grand rendement, tout en assurant une bonne sécurité de fonctionnement, avec pour avantage de pouvoir être fabriqué d'une manière économique. L'agencement de calorifugeage d'un tuyau est caractérisé, suivant l'invention, en ce que, sont disposées sur le tuyau, à distance les unes des autres, des pièces d'appui annulaires, en mousse de matière plastique, fixées solidement par moussage et qui servent de support aux extrémités, libres de se déplacer dans la direction de la dilatation thermique axiale, d'une feuille cylindrique, étanche à la diffusion et s'appuyant sur deux pièces d'appui, les extrémités de feuilles voisines étant reliées entre elles, d'une manière étanche à la diffusion, par un ruban souple absorbant la dilatation thermique et en ce que, dans la région comprise entre le tuyau, les côtés frontaux des pièces d'appui et la feuille cylindrique, se trouve une mousse de matière plastique qui, à l'exception des régions de transition des extrémités, est collée solidement de tout côté. En subdivisant la feuille étanche à la diffusion en des régions reliées solidement par une surface à la mousse de matière plastique, et en des régions souples, l'arrêt de la vapeur peut s'effectuer sans surcharge du matériau, même pour de grandes variations de longueurs dues à des températures très différentes, de sorte que l'on évite toute formation nuisible de fissures dans l'élément empechant la vapeur de passer. Il est en outre possible de choisir, pour la pièce, un matériau au moins partiellement élastique qui absorbe alors les variations de longueur de la mousse de matière plastique dans le cas de gradients importants de température, de manière à pouvoir empercher sa destruction et à pouvoir assurer ainsi un calorifugeage uniforme. Quand on est en présence de grandes différences de température, il est en outre avantageux d'étendre la plage de la compensation de la dilatation,en augmentant la possibilité de déplacement libre des extrémités, ou de prévoir également, par l'intermédiaire d'un ruban, une région de déplacement transversalement à la direction longitudinale Gracc à ces fonctions suppiémentdires des élements constitué tifs. on obtient un calorifugeage qui, même pour cette très grande différence de température, notamment dans la plage des températures très basses, est encore d un fonctionnement sur. De préférence - comme feuille, est utilisée une feuille d'aluminium, qui est renforcée par des parties surele- vées, notamment sous forme d'ondulations et/ou par des stratifiés - la feuille est munie. dans la région de collage, d'un agent adhésif - la feuille d'aluminium est munie, à l'extérieur, d'une protection vis à-vis de la corrosion - la pièce d'appui a une grande longueur axiale et est munie, à l'extérieur, d'une feuille cylindrique étanche à la diffusion qui, à l'exception des régions marginales, est reliée rigidement à la mousse de matière plastique. Pour la feuille étanche à la diffusion, il suffit, lorsque l'on utilise de l'aluminium, de faibles épaisseurs (par exemple une épaisseur de 0,2 mm). Pour obtenir la rigidité nécessaire en vue de recouvrir les distances comprises entre les pièces d'appui, qui s'élèvent normalement entre 50 et 100 cm, on peut utiliser une feuille ondulée. Celle-ci peut être revê- tue, du côté intérieur, de papier kraft, en tant qu'agent adhésif supplémentaire et, du côté intérieur, d'une matière plastique servant de protection vis-à- vis de la corrosion. Pour contrecarrer suff#sarnment les efforts dus aux forces de; cisa#llement et se produisart lors du déplacement longitudinal de la feuille, la feuille d'aluminium peut être munies d'un adhésif gracie auquel on peut obtenir une liaison sure avec la matière plastique. En recouvrant la feuille d'aluminium d'une feuille protégeant vis-à-vis de la corrosion, par exemple en polyéthylène, on peut empêcher tout gradient de potentiel et donc toute corrosion entre la feuille d'aluminium et la tôle d acier garvanisée normalement utilisée en présence d'humidité. Enfin, la pic d'appui qui, initialement, ne servait que de support de deux feuilles aboutées, y compris le ruban, peut être prolongée en direction axiale et être protégée à l'extérieur par une feuille étanche à la diffusion. L'invention vise également un procédé de fabrication d'un agencement de calorifugeage de tuyaux, dans lequel on fait mousser, dans l'espace compris entre le tuyau et l'enveloppe de protection, de la mousse de matière plastique, notamment de le mousse de polyuréthanne, caractérisé en ce qu'il consiste à entourer le tuyau d'un coffrage constitué de deux disques circulaires avec une enveloppe de liaison, à obtenir une pièce d'appui par moussage et à démonter le coffrage, pour répéter le processus en un emplacement décalé axialement, à poser les extrémités d'une feuille étanche à la diffusion sur deux pièces d'appui voisines et à former une enveloppe cylindrique fermée, à soutenir la feuille de l'extérieur par une structure, à faire mousser de la mousse dans la chambre, et à enlever la structure, à relier les extrémités voisines des feuilles par un ruban souple et étanche à la diffusion, et à monter l'enveloppe de protection. En effectuant un moussage dans l'espace annulaire intérieur désigné sous le nom de chambre, on peut obtenir une liaison sûre du tuyau, de la mousse de plastique et de la partie médiane de la feuille, les forces, notamment les forces de cisaillement, se produisant lors de grandes différences de température, pouvant être absorbées d'une manière sure. Les stades du procédé sont très simples à mettre en oeuvre du point de vue de la technique de fabrication, de sorte qu'ils peuvent être effectués correctement, même par du personnel peu qualifié. La mobilité de la feuille d'aluminium vis-à-vis de la mousse de matière plastique peut être obtenue par interposition d'une bande de polyéthylène qui fait tout le tour, qui n'adhère pas et par laquelle la longueur de compensation de la dilatation peut être donnée à l'avance en fonction de ce qui est exigé. De préférence, le procédé consiste à - envelopper les feuilles, y compris les rubans de liaison, d'une feuille supplémentaire non conductrice - appliquer une feuille étanche à la diffusion, dans le cas d'une pièce d'appui oblongue, sur les disques d'entretoisement disposés sur les côtés intérieurs frontaux du coffrage. Par une autre feuille, par exemple entre la feuille d'aluminium et la tôle d'acier galvanisée de l'enveloppe de protection, on peut empêcher la corrosion due à des gradients de potentiel. Pour améliorer le processus de travail, la pièce d'appui peut être aussi oblongue. Dans ce cas, il faut la munir d'une feuille étanche à la diffu- sion qui, pendant le moussage, est maintenue aux extrémités par des disques d'entretoisement. Pour empêcher toute liaison rigide dans la région d'extrémité, on peut insérer en outre des feuilles de polyéthylène sous forme de bandes annulaires. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un tuyau rond avec des pièces d'appui en forme de couronne, la figure 2 est une vue en coupe longitudinale du tuyau avec une structure sur les pièces d'appui, la figure 3 est une vue en coupe longitudinale du tuyau avec l'agencement de calorifugeage fini, la figure 4 est une vue en coupe longitudinale du tuyau avec un coffrage pour des pièces d'appui oblongues, la figure 5 est une vue en coupe longitudinale du tuyau avec une structure d'appui des deux côtés, et la figure 6 est une vue en coupe longitudinale du tuyau avec l'agencement de calorifugeage fini. Aux figures 1 à 3 et 4 à 6 sont représentées respectivement, en fonction des stades de fabrication, la formation d'un agencement de calorifugeage à pièces d'appui courtes ou longues, respectivement la figure 1, sont disposés sur un tuyau 3, en tant que coffrage 4, des disques 5 annulaires, en deux parties,, ayant des garnitures d' étanchéité 6 et qui forment, en étant. reliés à une enveloppe 7 cylindrique en deux parties, une chambre 8. Après le moussage et après enlèvement du coffrage 4, il reste sur le tube 3 une pièce d'appui 2 de section transversale annulaire. A la figure 2, une feuille 9 en aluminium, on- dulée est posée, en tant que feuille étanche à la diffusion, en ayant ses deux extrémités sur des pièces d'appui 2 voisines, la feuille étant maintenue à l'extérieur en vue de résister à la pression, lors du moussage, par une structure 10 en deux parties. La figure 3 montre l'agencement de calorifugeage 1 fini qui est constitué de pièces appui obtenues par moussage et sur lesquelles s'appuient les extrémités 13 des feuilles d'aluminium 9,qui peuvent se déplacer librement et qui sont reliées les unes aux autres par un ruban 12 souple en aluminium, une mousse de matière plastique Il reliant solidement entre eux le tube 3, les parois frontales des pièces d'appui 2 et la feuille le d aluminiurll 9. A la figure 4, sont disposés sur un tuyau 3 des disques 5 annulaires en deux parties, avec des disques d'entretoisement 14 supplémentaires servant de support aux extrémités 15 de la feuille 16 cylindrique en aluminium, ondulée une structure 10 servant d'appui à la feuille 16 et de fixation pour les disques 5. A la figure 5, une pièce d'appui 17 oblongue sert de support à des feuilles 9 en aluminium voisi nes,qui sont maintenues simultanément pendant le moussage par une structure 10. La figure 6 repré.sente un agencement de calorifugeage ayant une piece d'appui 17 oblongue en mousse de matière plastique, y compris une feuille d'alumir.ium 16 extérieure et de la mousse de matière plastique il adja cente latéralement, y compris une feuille d'aluminium 9 extérieure, les deux feuilles d'aluminium 9, 16, étant reliées d'une manière étanche à la diffusion dans la région de recouvrement par une bande d'aluminium 12, mais pouvant par ailleurs se déplacer librement. A l'extérieur est disposée une feuille 18 en polyéthylène, qui est entourée d'une enveloppe de protection 19 e tôle galvanisée. Les feuilles d'a#uminium peuvent être découpées dans des bandes sans fin et, après avoir été mises sous la forme cylIndrique, être reliées par leurs bords longitudinaux à un ruban souple, étanche à la diffusion. REVENDICATIONS 1. Agencement de calorifugeage de tuyau de transports, notamment de milieux froids, comme des gaz de pétrole liquéfiés ou du gaz naturel liquéfié, constitué d'une mousse de matière plastique disposée tout autour du tuyau et notamment d'une mousse de polyuréthanne, servant de calorifugeage, et d'une enveloppe de protection vis-à-vis des attaques extérieures mécaniques et dues aux intempéries, caractérisé en ce que, sont disposées sur le tuyau (3), à distance les unes des autres, des pièces d'appui (2) annulaires, en mousse de matière plastique, fixées solidement par moussage et qui servent de support aux extrémités (13, 15) libres de se déplacer dans la direction de la dilatation thermique axiale, d'une feuille (9, 16) cylindrique, étanche à la diffusion et s'appuyant sur deux pièces d'appui (2), les extrémités (13, 15) de feuilles voisines (9, 16) étant reliées entre elles, d'une manière étanche à la diffusion, par un ruban (12) souple absorbant la dilatation thermique et en ce que, dans la région comprise entre le tuyau (3), les côtés frontaux des pièces d'appui (2) et la feuille (9) cylindrique, se trouve une mousse de matière plastique qui, à l'exception des régions de transition des extrémités (13, 15), est collée solidement de tout côté. 2. Agencement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, comme feuille (9, 16) est utilisée une feuille d'aluminium, qui est renforcée par des parties surélevées, notamment sous forme d'ondulations etjou par des stratifiés. 3. Agencement suivant la revendication 2 ou 2, caractérisé en ce que la feuille (9, 16) est munie, dans la région de collage, d'un agent adhésif. 4. Agencement suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la feuille d'aluminium (9, 16) est munie, à l'extérieur, d'une protection vis-à-vis de la corrosion. 5. Agencement suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la pièce d'appui (17) a une grande longueur axiale et est munie, à l'extérieur, d'une feuille (16) cylindrique étanche à la diffusion qui, à l'exception des régions marginales, est reliée rigidement à la mousse de matière plastique. 6. Procédé de fabrication d'un agencement de calorifugeage de tuyaux, dans lequel on fait mousser, dans l'espace compris entre le tuyau et l'enveloppe de protection, de la mousse de matière plastique, notamment de la mousse de polyuréthanne, caractérisé en ce qu'il consiste à entourer le tuyau (3) d'un coffrage (4) constitué de deux disques (5) circulaires avec une enveloppe (7) de liaison, à obtenir une pièce d'appui (2) par moussage et à démonter le coffrage (4), pour répéter le processus en un emplacement décalé axia lement, à poser les extrémités (13) d'une feuille (9) étanche à la diffusion sur deux pièces d'appui (2) voisines et à former une en- veloppe cylindrique fermée, à soutenir la feuille (9) de l'extérieur par une structure (10), à faire mousser de la mousse dans la chambre (8), et à enlever la structure (10), à relier les extrémités (13, 15) voisines des feuilles (9, ;6) par un ruban (12) souple et étanche à la diffusion, et a monter i!enveloppe de protection (l9). 7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu ilconsiste à envelopper les feuilles v9, 16), y compris les rubans (12) de liaison,d'une feuille (18) supplémentaire non conductrice. 8. Procédé suivant la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer une feuille (16) étanche à la diffusion1 dans le cas d'une pièce d'appui (2) oblongue, sur des disques d'entretoisement (14) disposés sur les côtés intérieurs frontaux du coffrage.