Brevet FR2627254A1 — publié le 19890818

La présente invention a pour objet un joint isolant monolithique composé de deux pièces tubulaires métalliques qui ont des extrémités dilatées avec des tranches longitudinales, généralement élliptiques et conçues de façon à ce que l'une puisse être insérée dans l'autre, afin de former un conduit entre la surface interne de l'extrémité dilatée dans laquelle l'autre extrémité dilatée est insérée et la surface externe de celle-ci, dans laquelle deux manchons isolants sont fermement enserrés, et dans laquelle un joint d'étan- chéité isolant est intercalé entre les bords des extrémi- tés opposées de ceux-ci. On obtient de cette façon un joint de faible coût de fabrication et d'une grande fiabilité mécanique et électrique. Des joints isolants pour des pipelines métalli- ques sont, de nos jours, répandus universellement. Lesdits joints ont pour but d'interrompre la continuité électrique dans un pipeline par l'interruption de la continuité du métal. Lorsqu'il s'agit, tout particulièrement, de joints isolants utilisés sur des pipelines de petit diamètre, employés au transport de fluides vers plusieurs points de leur utilisation (désignés couramment comme consommateurs), on sait également, que puisque de tels pipelines doivent résister à de faibles pressions et qu'ils sont soumis à une tension mécanique limitée, on a tendance à se procurer le joint isolant le plus économi- que. En tenant compte du fait que le joint isolant est, essentiellement, une pièce tubulaire métallique, composée de deux éléments tubulaires métalliques, qui sont solidement raccordés de façon mécanique, mais isolés réciproquement et électriquement l'un de l'autre par l'interposition de pièces à l'étanchéité diélectriques, on comprend que sa construction et le procédé de celle-ci sont loin d'être simples, puisque le joint doit posséder des caractéristiques mécaniques et électriques telles qu'elles lui confèrent une grande fiabilité de travail. La tendance générale, trop répandue, de se procurer des joints isolants d'un prix peu élevé, a obligatoirement amené le marché à présenter des joints de mauvaise qualité, avec, pour conséquence, un manque de fiabilité. Le joint isolant en question, décrit ici, n'a été réalisé qu'après une longue série d'études et d'essais. L'objectif fut de trouver une solution appropriée afin de satisfaire aux demandes inévitables relatives à un joint d'une fiabilité acceptable et à faible coût de fabrica- tion. Le joint est, en effet, un joint monolithique préfabriqué, composé de deux pièces tubulaires métalli- ques, dont chaque extrémité se dilate et est généralement elliptique, comme on peut le voir en coupe longitudinale. Lorsque l'extrémité dilatée a été insérée dans celle de l'autre, les dilatations s'effectuent de manière paral- lèle l'une à l'autre, mais de telle façon que l'extrémité insérée ne peut pas être délogée et qu'entre lesdites dilatations un conduit de quelques millimètres d'épais- seur est formé. Deux manchons, qui ont plus ou moins la même longueur, d'un matériau isolant rigide, qui sont légèrement élastiques, mais qui n'ont pas tendance à se déchirer, à éclater ou à se fissurer, sont ensuite introduits à force de façon longitudinale et successive dans le conduit o un joint torique ou tout autre joint d'étanchéité en élastomère approprié reste comprimé entre les bords extrêmes opposés desdits manchons. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. 26Z7254 Des formes de réalisation de l'objet de l'inven- tion sont représentées, à titre d'exemples non limita- tifs, aux dessins annexés. La fig. 1 est une coupe du joint monolithique préfabriqué. La fig. 2 représente les différents ccmposants du joint avant son assemblage et son blocage. La fig. 3 représente une variante de fabrication du joint avec l'insertion de deux joints annulaires d'étanchéité. A la fig. 2 les différents composants individuels utilisés pour la fabrication du joint, sont clairement indiqués de la façon suivante: - Une pièce tubulaire métallique 1 (en coupe), dont l'extrémité 2 présente une dilatation progressive pour une extension prédéterminée qui commence au point de section 2 (1) o le diamètre externe est le même que celui du tube, vers le point de section 2 (2) o le diamètre externe est supérieur de quelques millimètres par rapport à celui du point 2 (1). A partir du point de section 2 (2) le diamètre commence à diminuer progressi- vement pour atteindre une extension prédéterminée plus ou moins analogue à celle indiquée précédemment, jusqu'à l'arrivée au point de section 2 (3) o le diamètre externe est approximativement le même que celui du point de section 2 (1) - Une autre pièce tubulaire métallique 3, ayant également une extrémité 4 qui se dilate aussi progressi- vement en une extension prédéterminée qui commence au point de section 4 (1) dont le diamètre interne est égal à celui du tube métallique 3 jusqu'à l'arrivée au point de section 4 (2), la surface interne de cette première extension de l'extrémité 4 étant conformée de telle manière que lorsque le joint a été monté, il est paral- lèle à la surface externe sur la seconde extension de l'extrémité 2 de la pièce tubulaire métallique 1, en créant un espacement de quelques millimètres entre lesdites surfaces opposées des pièces tubulaires 1 et 3. A partir du point de section 4 (2) une autre extension prédéterminée sur l'extrémité 4 est représentée pour se terminer au point de section 4 (3) après un très léger évasement. - Un manchon 6 en matériau isolant rigide, résistant à la tension mécanique la plus élevée, mais, pouvant, néanmoins résister au bris pendant sa légère déformation permanente, et qui présente une stabilité sous la compression nécessaire pour bloquer ledit joint et dont la surface externe est faite de façon qu'elle s'adapte fermement à la surface interne de la première extension sur l'extrémité 4 de la pièce tubulaire métal- lique 3 et dont la surface interne est formée de façon à s'adapter fermement et parfaitement à la surface externe de la seconde extension de l'extrémité 2 de la pièce tubulaire métallique 1; lesdits manchons se terminant en un appendice 6 (1) dont le diamètre interne est plus ou moins égal à celui des pièces tubulaires 1 et 3 et ayant une surface de support 6 (2) pour enfermer l'arête terminale de la section 2 (3) sur la seconde extension prédéterminée mentionnée ci-avant de l'extrémité 2 de la pièce tubulaire métallique 1. - Un autre manchon 7 également en matière iso- lante comme le manchon 6, façonné de manière à ce que sa surface interne s'adapte fermement et parfaitement à la surface externe de la première extension sur l'extrémité 2 de la pièce tubulaire métallique 1 aussi bien qu'a une courte extension de sa surface externe contigue et de telle façon que la surface externe dudit manchon 7 soit parallèle à sa surface interne, l'épaisseur du manchon étant égale à celle du manchon 6. 2627254 Un joint torique isolant d'étanchéité 8 en élastomère ou de toute autre forme appropriée dont les diamètres interne et externe sont sensiblement et respec- tivement égaux au diamètre externe maximum en 2 (2) de la dilatation d'extrémité 2 de la pièce tubulaire métallique 1 et au diamètre interne maximum 4 (2) de la dilatation d'extrémité 4 de la pièce tubulaire métallique 3. Le montage en atelier du joint est facile à réaliser par le positionnement du manchon isolant 6 dans la dilatation d'extrémité 4 de la pièce 3, et ensuite, par l'insertion dans ladite dilatation d'extrémité de l'extrémité 2 de la pièce 1 sur laquelle le joint d'étanchéité 8 et le manchon isolant 7 ont été positionnés auparavant; et, finalement, une fois mis en place, par la déformation plastique de la seconde extension cylindrique 4 (2) - 4 (3) jusqu'à l'obtention de la configuration 9 (indiquée à la fig. 1) qui est parallèle à la dilatation d'extrémité 2 de la pièce tubulaire métallique 1. Pendant le montage du joint tel qu'il a été décrit ci-dessus, quelquesunes ou toutes les conditions suivantes sont prévues à savoir: - Les deux manchons isolants 6 et 7 sont forte- ment enfermés dans leurs sièges respectifs, que leurs surfaces soient humides ou non, avec une colle appropriée chaude ou froide pour qu'ils adhèrent parfaitement aux surfaces métalliques opposées après un procédé de pres- sage plastique de l'extrémité 4 de la pièce 3. - Déjà avant le pressage plastique de l'extrémité 4, le joint 8 est fortement comprimé en forçant le manchon 7 dans son siège entre les extrémités 2 et 4. - Les surfaces métalliques qui sont en contact avec celles des manchons 6 et 7 sont traitées au jet de sable. - La surface interne de l'un ou de l'autre des deux tubes est revêtue de-peintures ou poudres isolantes polymérisantes chaudes ou froides. - Simultanément ou même ultérieurement à l'opé- ration de pressage de l'extension de l'extrémité dilatée sur la pièce 4 afin d'obtenir la fermeture ou le blocage du joint comme indiqué à la fig. 1, toute la surface 9 est fortement comprimée de manière longitudinale et radiale, de telle façon qu'une compacité maximum du joint isolant soit garantie. - La configuration des extrémités dilatées sur les deux pièces tubulaires est telle que lorsque le joint est fermé et bloqué, le diamètre externe de la section 2 (2) est plus grand que le diamètre interne de la section 4 (3). - Les extrémités libres des pièces tubulaires métalliques 1 et 3 peuvent, soit être pourvues indivi- duellement et indépendamment l'une de l'autre, d'une bride, soit être pourvues d'avance d'un bord biseauté ou avoir un filetage male ou femelle afin d'être fixées sur le pipelihe oh le joint est inséré soit par soudage ou boulonnage, soit par vissage. La fig. 3 montre une variante de la fabrication dudit joint en réalisant deux joints d'étanchéité 8 et 8 (1) avec un anneau dont la coupe est généralement rectan- gulaire, en matière isolante rigide comme celle des manchons 6 et 7. REVENDICATIONS 1. Joint isolant monolithique préfabriqué carac- térisé en ce qu'il est composé de deux pièces tubulaires métalliques (1) et (3) se terminant chacune par une dilatation (2) et (9) respectivement, en coupe longitudi- nale, de préférence élliptique, avec une dilatation (2) sur la pièce tubulaire (1) contenue à l'intérieur de la dilatation (9) sur l'autre pièce tubulaire (3) dont lesdites dilatations sont parallèles l'une à l'autre, mais de telle manière que la dilatation contenue (2) ne puisse plus se déloger de la dilatation (9) dans laquelle elle est contenue et en ce qu'un conduit d'une épaisseur de quelques millimètres est formé entre les surfaces opposées desdites dilatations dans lequel deux manchons (6) et (7) en matière isolante rigide, mais légèrement élastique, approximativement de la même longueur, sont successivement maintenus fermement et longitudinalement et entre les bords extrêmes desdits manchons, un joint torique ou tout autre joint en élastomère approprié est fortement comprimé. 2. Joint isolant selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les manchons (6) et (7) outre le fait qu'ils sont fortement maintenus dans leur siège respectif, peuvent ou non être collés sur leur surface opposée métallique. 3. Joint isolant selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que toutes ou certaines surfaces métalliques sont traitées ou ne sont pas traitées au jet de sable. 4. Joint isolant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que toutes ou certaines surfaces métalliques sont revêtues d'une peinture iso- lante. 5. Joint isolant selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les deux pièces métalli- ques, dont le joint est composé, sont fermement compri- mées à la fois longitudinalement et transversalement contre les deux manchons en matière isolante rigide. 6. Joint selon l'une des revendications.l à 5, caractérisé par le fait que les extrémités libres des pièces tubulaires peuvent être pré-positionnées de façon indépendante, afin d'être soudées ou vissées sur les pipelines devant être isolés.