Brevet FR2667921A1 — publié le 19920417

TUBE NETAILIQUE AVEC ONDULATIONS EN FORNE D'HELICES OU D'ANNEAUX L'invention concerne un tube métallique soudé en long avec des ondulations en forme d'anneaux ou d'hélices pour transport de milieu gazeux ou liquide avec une couche adjacente à la paroi du tube servant à diminuer le bruit de l'écoulement. Les tubes ondulés à cause de leurs nombreux avantages tel que la flexibilité, la raideur transversale de même que la possibilité de les fabriquer et de les transporter en grande longueur trouvent de très nombreuses applications là où on doit transporter des gaz et des liquides. Les conduites ondulées présentent des avantages inportantes supplémentaires à savoir qu'elles peuvent être installées sans grande dépense d'infra-structure en grande longueur sans de nombreux postes de liaison et que les dispositions pour compenser les variations de la température ou les dilatations sont superflues car les tubes ondulés peuvent compenser eux-mêmes les variations de longueur. A cause des avantages indiqués les tubes ondulés sont préférés dans les systèmes à tubes flexibles concentriques par exemple comme conduites pour les milieux cryogéniques utilisés de préférence comme conduites de surveillance de fuite ou comme conduites pour le transport de la chaleur à distance. Un inconvénient des tubes ondulés connu est que à une vitesse d'écoulement déterminé le milieu qui s'écoule donne naissance à des oscillations longitudinales qui peuvent entraîner une destruction prématurée du tube ondulé. La cause de ces oscillations longitudinales est un tourbillon qui prend naissance dans l'ondulation. A des vitesses d'écoulement élevées les toubillons se détachent des creux des ondulations ce qui est lié avec la naissance d'un bruit désagréable. On a essayé d'éliminer ce désavantage en disposant un tricot sur le tube ondulé qui doit arrêter ou s'opposer aux oscillations longitudinales. Une autre solution à ce problème consiste à enfiler et à fixer à partir de l'entrée de l'écoulement dans le tube ondulé des morceaux de tube courts et lisses. Les deux solutions diminent la flexibilité des tubes ondulés. La deuxième solution a encore le désavantage de ne pouvoir être appliquée efficacement que pour les longueurs de tube courtes La présence invention a donc pour but d'apporter une solution au problème qui permet d'empêcher la génération d'oscillations longitudinales dans les tubes ondulés sans que la flexibilité du tube ne soit diminuée notablement et que la possibilité de fabriquer de grandes longueurs de tube soit empêchée. Ce problème est résolu grâce à une couche qui se trouve à l'intérieur du tube ondulé et qui s'appuie sur les creux des ondulations et qui est constituée par un produit tubulaire flexible s'étendant sur toute la longueur du tube. Grâce à la couche à paroi lisse qui recouvre le profil du tube ondulé toute génération de tourbillons est empêchée dans les ondulations. Selon un perfectionnement particulièrement intéressant de l'invention le produit tubulaire est constitué d'un treillis métallique. De tels treillis métalliques sont connus en eux-mêmes comme couche d'armature pour les tubes ondulés. Ils peuvent être sous forme de boyau et être enfilés dans le tube terminé. Ceci n'est cependant possible que jusqu'à des longueurs de 30 mètres. Pour des longueurs plus grandes il est utile que le tuyau de treillis ou de tissu soit enveloppé de façon continue par la bande métallique qui doit former le tube. On peut également former une bande de treillis ou de tissu en même temps que la bande métallique en un tube. Il est particulièrement avantageux que la couche soit constituée d'une bande en tissu ou en treillis qui soit formée en tube avec ses côtés se recouvrant dirigés dans le sens longitudinal du tube ondulé. Cette forme de réalisation va tout à fait bien avec à la fabrication des tubes ondulés. Il faut toutefois faire attention à ce que le tissu ou le treillis forme un tube lisse et ne soit pas ondulé lors de la fabrication des ondulations. Lors du choix du tissu ou du treillis, il faut faire attention à ce que la surface d'ouverture moyenne libre soit moins de 25%, de préférence de moins 10%. Ce dimensionnement est avantageux car avec les treillis ou les tissus à grosses mailles, on ne peut empêcher la naissance de tourbillons. Il est particulièrement avantageux d'utiliser des treillis ou des tissus avec pratiquement 100% de recouvrement, dans lesquels les fils constituant le treillis ou le tissu sont dirigés sous un angle de 30 à 600 avec l'axe longitudinal du tube. Dans ce cas on ne doit pas craindre une diminution de la flexibilité du tube ondulé à cause du treillis ou du tissu. Selon une autre réalisation, la couche interne peut être constituée d'une bande métallique enroulée en hélice avec ses bords se recouvrant. Le recouvrement est nécessaire afin que lors d'une courbure du tube ondulé on continue à avoir une couche fermée. Pour cette raison le recouvrement doit être d'au moins 25%. Il est spécialement avantageux que le tube ondulé soit constitué d'acier inoxydable. De même la couche interne c'est-à-dire le treillis, le tissu, etc., où la bande métallique enroulée doit alors être constitué d'acier inoxydable. Afin que la couche interne lors d'un déplacement vertical ne soit pas déplacée, celle-ci est liée à force avec le tube ondulé. Ceci est effectué de façon avantageuse en faisant entrer le tuyau de treillis ou la bande de treillis dans le tube avec une tension longitudinale lors de la fabrication en continu du tube. Le tube enroulé est de façon avantageuse mis avec pré-tension sous forme de tube avec un diamètre inférieur au tube ondulé et la pré-tension après l'étape d'ondulation est relâchée de façon à ce que les spires de bande de métal s appuient sur les surfaces internes du tube ondulé. Un domaine d'application préféré pour le tube ondulé selon l'invention est constitué par les conduites pour les tranports de milieu cryogénique Pour ces systèmes de tubes coaxiaux constitués de deux tubes ondulés dans lesquels l'espace annulaire entre les tubes a été vidé et est muni d'une couche super-isolante le tube ondulé selon l'invention constitue le tube inférieur. Entre le tube métallique et la couche interne, il est avantageux de prévoir une couche supplémentaire qui, de préférence, est une couche métallique. Cette couche supplémentaire doit empêcher que la couche interne vienne en contact direct avec le tube ondulé. Pour les métaux qui ont le désavantage de gripper cette couche supplémentaire sert de couche de séparation ou de couche de lubrification. L'invention sera décrite plus précisément à l'aide des exemples de réalisation représentés schématiquement sur les figures 1 à 3. Sur la figure 1 est représentée une conduite pour le transport de milieu cryogénique qui est constituée d'un tube intérieur 1 avec des ondulations en forme d'hélices, de préférence en acier V2A, d'une couche enroulée de feuille d'aluminium, d'un écarteur 3 enroulé en hélice, d'une couche super-isolante 4 entre les spires de l'écarteur 3 ainsi que d'un tube extérieur 5 qui est également un tube métallique avec des ondulations en forme d'hélice. L'espace annulaire entre les tubes 1 et 5 est évacué. Pour des vitesses d'écoulement élevées il peut se produire des bruits et des oscillations désagréables. Pour supprimer ces inconvénients on place dans le tube inférieur 1 qui conduit le milieu, un treillis métallique 6 qui a la forme d'un tube et qui s'appuie sur la paroi interne du tube 1. Le treillis métallique 6 peut être tressé en un tube ou bien formé en tube à partir d'une bande avec ses côtés se recouvrant. Le treillis 6 est fabriqué de préférence avec des fils d'acier spéciaux. Il a une surface d'ouverture libre de moins de 10%. Les fils individuels forment un angle d'à peu près 450 avec l'axe longitudinal du tube 1. La figure 2 montre un tube ondulé 7 dans lequel est disposée une hélice 8 constituée d'une bande métallique enroulée. La bande métallique est enroulée avec des bords qui se recouvrent de façon que la couche intérieure fermée reste maintenue également lors de la courbure du tube 7. Le tube en treillis 6 comme le tube enroulé 8 s'applique sur la paroi interne du tube enroulé 1 ou 7 de façon à ce que un déplacement longitudinal de la couche interne 6 ou 8 à l'intérieur du tube 1 ou 7 soit à peine possible. Une sécurité supplémentaire contre le déplacement longitudinal de la couche 6 ou 8 est constituée par sa fixation à l'extrémité du système de tube. Sur la figure 3 on a représenté une vue partielle de la paroi du tube sur laquelle on peut voir qu'entre le tube ondulé 1 ou 7 et la couche interne 6 ou 8 on a prévu une couche 9 de métal qui doit empêcher une soudure à froid ou un grippage entre la couche 6 ou 8 et le tube ondulé 1 ou 7. Un tel danger existe en particulier lorsqu'aussi bien le tube ondulé que la couche intérieure 6 ou 8 sont constitués en acier inoxydable. Le soudage à froid peut être empêché à l'aide d'une couche 9 d'une feuille de cuivre enroulée en forme d'hélice. REVENDICATIONS : 1. Tube métallique soudé en long avec des ondulations en forme d'anneaux ou d'hélices (1) pour le transport d'un milieu gazeux ou liquide, avec une couche adjacente à la paroi du tube servant à diminuer le bruit de l'écoulement, caractérisé en ce que la couche est un produit (6,8) tubulaire flexible s'étendant sur toute la longueur du tube à l'intérieur du tube ondulé (1,7) et reposant sur les creux des ondulations. 2. Tube métallique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit tubulaire (6,8) est constitué d'un treillis métallique. 3. Tube métallique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche est constituée d'une bande en tissu, treillis, tricot (6) ou autre qui est formée en tube avec ses côtés se recouvrant dirigés dans le sens longitudinal du tube ondulé (1). 4. Tube métallique selon l'une des revendication 1 à 3, caractérisé en ce que la couche interne formant le tissu treillis, tricot (6) etc., comporte une surface moyenne d'ouverture libre de moins de 25% et de préférence de moins de 10%. 5. Tube métallique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit tubulaire (6,8) est constitué d'une bande métallique (8) enroulée en hélice avec ses bords se recouvrant. 6. Tube métallique selon la revendication 5, caractérisé en ce que la bande métallique (8) est enroulée avec un recouvrement d'au moins 25%. 7. Tube métallique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le tube métallique (1,7) de même que la couche interne (6,8) est constitué d'acier inoxydable. 8. Turbine métallique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la couche interne (6,8) est liée à force avec le tube ondulé (1,7). 9. Tube métallique selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le tube ondulé (1) muni de la couche interne (6) constitue le tube intérieur d'une conduite constituée de deux tubes ondulés (1,5) disposés concentriquement l'un par rapport à l'autre, dans laquelle une couche super-isolante (4) est disposée dans l'espace annulaire entre les tubes (1,5), ledit espace ayant été mis sous vide. 10. Turbine métallique selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'entre le tube métallique (1,7) et la couche interne (6,8) est disposée une couche supplémentaire (9) de préférence une couche métallique.