Brevet FR2605084A1 — publié le 19880415

La présente invention est relative à un procédé nouveau pour calorifuger une tuyauterie dans laquelle circule un fluide à haute température et à haute pression. Elle concerne également, titre de produit industriel nouveau, une tuyauterie calorifugée selon ce procédé, et notamment une canalisation enterrée. On connaît des canalisations calorifugées susceptibles d'être enterrées. Tel est par exemple, le cas des tuyauteries qu'on utilise dans le chauffage urbain pour distribuer le fluide chauffé par une chaudière centrale. Ces tuyauteries sont couramment enterrées sur des distances de plusieurs kilomètres et présentent divers inconvénients. Tout d'abord, leur calorifuge n'étant pas étanche, il est nécessaire de prévoir des visites d'entretien périodi ues. On est donc amené à construire préalablement sur toute la longueur du réseau, un caniveau en béton, dans lequel sont logées les tuyauteries calorifugées. La présence de ce caniveau complique considérablement les travaux d'installation et en augmente le coût. Par ailleurs, l'organisation des visites péiodiques grève aussi le budget d'exploitation. D'autre part, la nature des mousses isolantes parfois utilisées pour le calorifugeage de tuyauteries directement enfouies dans le sol et la façon dont elles sont solidarisées sur la paroi extérieure de chaque tuyau, interdisent leur utilisation à des températures élevées, par exemple supérieures à 2500 C. De telles températures, et les dilatations différentielles qui en résultent, détruiraient rapidement l'isolation thermique . La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients, notamment pour des tuyauteries enterrées. Elle poursuit alors un quadruple but - Baisser le coût des réseaux, en supprimant les caniveaux bé ton - Baisser le coût d'entretien des réseaux, en assurant une étanchéité complète de la gaine extérieure, et de l'enveloppe calorifuge, protégeant ainsi le tube caloporteur de toute agression extérieure, en augmentant la fiabilité et la durée de vie - - Diminuer les pertes calorifiques à l'exploitation - Limiter les travaux annexes à la pose du réseau notamment sur le chantier (simplifier la pose). Une canalisation calorifugée selon l'invention comprend un tube caloporteur autour duquel se trouve une enveloppe isolante, et elle est caractérisée en ce qu'entre la périphérie cylindrique du tube caloporteur et la paroi cylindrique interne de l'enveloppe isolante reste définie une lame d'air autorisant les déplacements relatifs longitudinaux du tube caloporteur dans l'enveloppe extérieure. Suivant une autre caractéristique de l'invention des baguettes longitudinales de centrage et des anneaux sont situés autour du tube, dans la lame d'air sur au moins une partie de la longueur du tube caloporteur. Le procédé selon l'invention pour le calorifugeage et la mise place d'une canalisation calorifugée selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte princi;#alement des phases de préfabrication en atelier, permettant une parfaite fiabilité de mise en oeuvre. L'ensemble des phases de réalisation en atelier puis sur chantier se décompose comme suit A - Préfabrication en atelier - Il est mis en place sur chaque tube à intervalles réguliers les patins longitudinaux et les anneaux de centrage ,solida risés autour de la conduite par serrage. - L'enveloppe isolante est réalisée adaptable; elle est consti tuée de billes de verre maintenues immobiles autour de saes en tissu de verre, fixées autour d'une gaine tubulaire.avec un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur de lten- semble formé par le tube, les baguettes longitudinales et les anneaux, l'ensemble se trouvant à l'intérieur d'une gaine étanche. - Le tube muni de ses baguettes et anneaux de centrage, est disposé à l'intérieur de l'enveloppe isolante. La gaine tubu laire est solidarisée des anneaux se trouvant à chacune de ses extrémités. Il y a l'enveloppe isolante pour un tube de 6 m, 2 pour un tube de 10/12 m. Dans ce dernier cas, les deux enveloppes sont raccordées au niveau de la gaine tubulaire d'abord, puis de la gaine extérieure étanche, avant l'intro duction de billes de verre par un orifice percé sur la partie extérieure, et rebouchée par thermo-soudure. En cas de longueurs de tube intermédiaires, les lon gueurs de l'enveloppe isolante sont adaptées de sorte que cha que tube, après cette dernière phase, est précalorifugé sur toute sa longueur aux extrémités près. B Montage sur chantier - Les soudures de raccordement des tubes ou appareils calopor teurs sont exécutées, qu'il s'agisse de deux longueurs droi tes ou qu'une ou les deux parties à souder soit un coude, un soufflet de dilatation, ou un organe de robinetterie. épreuve des mines : les épreuves réglementaires, éventuelle ment indispensables, (épreuve des mines) peuvent être alors effectuées. pour réceptionner et agréer l'installation. - Il est exécuté enfin le raccordement de l'enveloppe isolante au droit de chaque soudure du tube caloporteur, successive ment - entre les deux anneaux d'extrémité des tubes soudés, avec reconstitution de la gaine tubulaire et recouvrement sur les deux extrémités - au niveau de la gaine extérieure étanche, en recouvrement sur les deux gaines extérieures préfabriquées avec thermo soudure étanche des deux tubes soudés. Sur la gaine exté rieure de raccordement, il est disposé des orifices permet tant entre les deux gaines, la reconstitution de l'envelop pe isolante proprement dite, avec injection de billes de verre. Les orifices sont rebouchés par thermosoudure étan che La canalisation ainsi réalisée est étanche, y compris son calorifugeage. Elle peut donc être enterrée directement dans le sol sans caniveau.De plus, le calorifuge étant donc considéré comme immobilisé par la pression des terrains, elle laisse librement coulisser en elle le tuyau caloporteur, dont la température élevée laisse apparaître des dilatations différentielles importantes dans le sens longitudinal. Les dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif , permettront de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Figure 1 est une vue en perspective avec coupes partielles d'une canalisation calorifugée selon l'invention. Figure 2 en est une coupe transversale suivantll.Il. Figure 3 est une coupe longitudinale suivant III-III (Figure 1j, au niveau d'un anneau pour le raccordement bout à bout étanche de deux tronçons de la gaine du revêtement isolant. Figure 4 est une coupe longitudinale au niveau d'une des boîtes à compensation prévues de loin en loin pour laisser le libre jeu des dilatations longitudinales du tube central où circule le fluide caloporteur. Figure 5 est une vue extérieure correspondante. Figure 6 est une coupe analogue au niveau d'un point fixe, défini sur le tube caloporteur central. Figure 7 est une vue extérieure du point fixe selon la figure 6. On a représenté sur les dessins un tube caloporteur 1 dans lequel peut circuler un fluide, chaud ou froid, gazeux ou liquide. Autour de ce tube (1) est disposé un revêtement isolant (2j, constitué par des sacs de tissus de verre remplis de billes de verre. Entre la périphérie cylindrique (3) du tube (1) et la paroi cylindrique interne (4) du revêtement isolant (2), reste défini un intervalle libre qui se présente sous la forme d'une lame d'air (5) grâce à laquelle reste possible un déplacement relatif du tube (1), dans le revêtement (2) par coulissement relatif. Pour cela, des tronçons de baguettes longitudinales et des anneaux (6), sont fixées par serrage autour du tube (1), sur sa périphérie (3). L'ensemble isolant (2) comporte trois parties - une première partie intérieure tubulaire (7) autour du tube caloporteur (1) et de ses baguettes longitudinales de centra ge et ses anneaux (6), - une seconde partie extérieure (8) constituée par un tube étanche en matière plastique, - une troisième partie constituée par l'isolant thermique pro prement dit, comprenant des billes de verre stockées et blo queues dans et autour des sacs enttissu de verre dans l'espa ce défini entre les gaines (7) et (8) précédemment définies. Les tubes précalorifugés sont munis de l'enveloppe isolante sur leur plus grande partie jusqu'aux anneaux et ba guettes longitudinales de centrage se trouvant à chacune de de leur extrémité. Les soudures de raccordement de deux tubes ou parties du collecteur étant exécutées, il suffit de raccor der les deux extrémités de l'enveloppe isolante d'abord au niveau de la gaine tubulaire (7), en recouvrement sur les anneaux d'extrémité (6) par deux coquilles fermées par clipsage, puis au niveau de la gaine extérieure étanche (b) en recouvrement sur les deux gaines d'extrémités par manchon thermosoudé, enfin en reconstituant l'isolant proprement dit, par injection de billes de verre au moyen d'un orifice aménagé à cet effet sur le manchon extérieur de raccordement, et rebouché par thermosoudage. On a illustré sur les figures 4 et 5, la réalisation d'un boîtier compensateur (16) mis en place autour de la zone ou deux tubes caloporteurs (1) se rejoignent bout à bout pour être raccordés. En fait, les deux tubes caloporteurs (1) sont reliés à un soufflet métallique (17) qui laisse libre jeu à leur dilatation, à l'intérieur d'un anneau cylindrique en lame d'air (19) qu'entourent à nouveau les gaines (7) et ( & et le revêtement isolant (2). Sur les figures 6 et 7, on a illustré la réalisation pratique d'un "point fixe" du tube caloporteur (lui. Dans cet te zone, le tube caloporteur est solidaire de 2 x 4 profilés en U (20) soudés sur sa périphérie et au milieu desquelles sont disposées deux traverses longitudinales (21) ancrées dans du béton, et deux traverses verticales (22) soudées aux précédentes. Les profilés sont recouverts par les deux gaines extérieures étanches (8), de part et d'autre des traverses. L'étanchéité au niveau de ces traverses est assurée par soudage de deux manchons acier de part et d'autre de cha cune d'elles, venant en recouvrement sur les deux gaines ex térieures étanches. REVENDICATIONS 1 - Canalisation calorifugée comprenant un tube caloporteur (l) autour duquel se trouve une enveloppe isolante (2) caractérisée en ce qu'entre la périphérie cylindrique (3) du tube caloporteur (1) et la paroi cylindrique interne (4) du revêtement isolant (2) reste définie une lame d'air (5) autorisant les déplacements relatifs longitudinaux du tube claporteur (1) dans le revêtement isolant (2). 2 -Canalisation suivant la revendication 1 caracté risée en ce qu des baguettes longitudinales et des anneaux de centrage (6) sont situés autour du tube (1), dans la lame d'air (5), sur au moins une partie de la longueur du tube ca loporteur (1). 3 - Procédé pour le calorifugeage et la mise en pla ce d'une canalisation calorifugée (1) (2), selon l'une des quelconques des revendications précédentes caractérisée en ce qu'il comporte les phases successives suivantes ~ A! Préfabrication en atelier - Mise en place par serrage des baguettes longitudinales et des anneaux (6) autour du tube (1), - Fabrication de l'enveloppe isolante (2). Des billes de ver re sont stockées et bloqu'es dans et autour des sacs de tissu de verre, ceux-ci étant fixés autour d'une gaine tu bulaire intérieure (7) le tout se trouvant à l'intérieur d'une gaine extérieure étanche (8). - Le tube (1) muni de ses baguettes longitudinales et anneaux (6), est introduit dans l'enveloppe isolante (2), celle-ci étant, au montage, solidaire du tube par fixation provi soire de la gaine (7) sur les anneaux aux 2 extrémités. - B) Montage sur chantier - Les soudures d'éléments du tube caloporteur sont exécutées, - Il est procédé aux raccordements de l'enveloppe isolante au droit de chaque soudure, au niveau de la gaine tubulaire intérieure (7) par recouvrement sur les deux gaines d'ex trémité d'abord, au niveau de la gaine extérieure étanche (8) par recouvrement et thermo-soudures sur les deux gaines d'extrémité ensuite par injection de billes de verre entre les deux gaines (7) et (8) dans des orifices aménagés à cet effet sur la gaine extérieure (8) de raccordement et rebou chés ensuite par thermosoudure, enfin. 4 - Canalisation calorifugée suivant l'une des quel conques des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le revêtement isolant (2) est disposé à l'intérieur d'une envelop pe (7), (tri) laquelle comporte deux parties à savoir - une première partie intérieure tubulaire (7) mise en place autour du tube caloporteur (4) et de ses baguettes longitu dinales de cintrage et anneaux (6), - une seconde partie extérieure étanche (8), constituée par un tube en matière plastique, pourvu d'au moins un orifice sur les parties du raccordement, refermé après l'installation par une thermosoudure étanche (10). 5 - Canalisation calorifugée suivant l'une des quel conques revendications 1, 2 et 4, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un boîtier compensateur (16) mis en place autour de la zone où deux tubes caloporteurs (1) se raccordent bout à bout par un soufflet métallique (17) qui laisse libre jeu à leur dilatation, à l'intérieur d'un anneau cylindrique (18), l'ensemble étant disposé à l'intérieur d'une lame d'air (19) qu'entourent à nouveau les gaines (7), (8) et le revêtement isolant (2). 6 - Canalisation suivant l'une des quelconques re vendications 1, 2, 4 et 5, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins "un point fixe" ou le tissu caloporteur (1) est solidaire de 2 x 4 profilés en U (20), soudés sur sa périphérie et au milieu desquelles sont disposées deux traverses longitudina les (21) ancrées dans du béton, et deux traverses verticales (22) soudées aux précédentes Les profiles sont recouverts par les deux gaines extérieures étanches(8), de part et d'au tre des traverses. L'étanchéité, au niveau de ces traverses, est assurée par un soudage de deux manchons acier de part et d'autre de chacune d'elles, venant en recouvrement sur les deux gaines extérieures étanches.