Brevet FR2673996A1 — publié le 19920918

La présente invention a pour objet un raccord d'assemblage par soudage de deux éléments tubulaires par exemple en acier inoxydable. Certaines conduites constituées par soudage de tubes placés bout à bout doivent être exempte, notamment au niveau de la jonction des tubes de criques et aspérités de façon à éviter la contamination du liquide transporté, par les salissures et la flore microbienne susceptibles d'être retenue dans ces défauts de surfaces. Ces défauts au niveau de la jonction des tubes résultent la plupart du temps d'une température excessive de soudage qui provoque la fusion de la face interne des tubes. De cette fusion, il en résulte une oxydation prononcée du métal du tube et l'apparition d'une phénomène de rochage conduisant à la formation des criques et aspérités. Pour éviter l'apparition du phénomène de rochage, il est connu d'introduire dans les deux tubes à assembler l'un à l'autre un gaz neutre. De cette façon, est évitée l'oxydation de la face interne des tubes au niveau de leur jonction. Il s'avère qu'une telle technique est d'une mise en oeuvre longue, difficile et couteuse. En effet, elle exige plusieurs opérations telles que la purge des tubes à assembler de l'air qu'ils contiennent et l'introduction dans ces derniers du gaz neutre. Immédiatement après, ces tubes devront être obturés pour confiner le gaz neutre. Lorsque les tubes à assembler appartiennent à un réseau de conduites déjà érigé, il est parfois difficile de procéder à leur obturation. En conséquence, la partie du réseau à laquelle ils appartiennent est isolée de l'ensemble, pour être entièrement purgée et recevoir le gaz neutre, ce qui est générateur d'un surcoût conséquent. Il est apparu également que l'obturation des tubes est effectuée par le préposé au soudage à l'aide de matériaux inadaptés tels que des chiffons et papiers, ce qui ne peut en aucune manière assurer une bonne étanchelté. Il en résulte des fuites de gaz neutre et par voie de conséquence, une mauvaise qualité de la soudure. On conçoit donc que l'utilisation d'un gaz neutre pour éviter l'apparition du rochage peut donner de bons résultats si elle est effectuée correctement mais dans la pratique il apparaît qu'elle génère beaucoup de problèmes. Des défauts au niveau de la jonction de deux tubes peuvent également résulter d'un mauvais positionnement de ceux-ci. En effet, tout défaut d'alignement se traduira par la formation d'une aspérité interne susceptible d'une part de pertuber l'écoulement du fluide et d'autre part, de constituer une zone propice au développement de la flore microbienne. Pour éviter les défauts de coaxialité, il est connu d'utiliser un manchon externe qui recouvre la jonction des tubes. Ce manchon est fixé ensuite par soudage à chacun des tubes. Mais avec un tel moyen se pose toujours le problème du rochage. Sans emploi de gaz neutre on peut cependant éviter le rochage de la face interne des tubes puisqu'il suffit que la température atteinte par la dite face soit relativement peu importante et ne soit pas supérieure au seuil à partir duquel peut apparaître le rochage. La présente invention a donc pour objet de résoudre les problèmes sus-évoqués en mettant en oeuvre un raccord d'assemblage par soudage de deux tubes l'un à l'autre qui présente une capacité calorifique notable de façon à éviter, lors du pointage et pendant l'opération de soudage, l'apparition du rochage. A cet effet, le raccord de soudage selon la présente invention de deux éléments tubulaires alignés l'un par rapport à l'autre se caractérise essentiellement en ce que - il est constitué d'un corps tubulaire destiné à pénétrer dans les tubes à assembler et destiné à être soudé à ceuxci, - que suivant le plan de la section droite médiane, il présente un bourrelet externe, périmétrique, continu, - que de part et d'autre de ce bourrelet sont pratiquées deux surfaces de portée sur lesquelles s'appliquent les faces internes des portions terminales des tubes qui viennent par leur section terminale respective en butée contre le bourrelet périmétrique, lequel présente une épaisseur radiale (el) voisine de celle des tubes à assembler, - que le rapport entre l'épaisseur radiale (el) du bourrelet et l'épaisseur (e2) du corps mesurée de part et d'autre du bourrelet est égal ou supérieur à 0,40, - que le rapport entre la largeur (11) de chaque surface de portée et le diamètre externe (D1) du corps au niveau de chaque surface de portée est égal ou supérieur à 0,025, - le dit bourrelet étant destiné à être fondu avec les extrémités du tube et constituant une rehausse de façon que la fusion métallique n'atteigne pas la surface interne du raccord. On comprend également que ce raccord, outre le fait d'éviter toute oxydation de la face interne de la conduite au niveau de la jonction entre les tubes, permet en préalable également l'alignement précis des tubes l'un par rapport à l'autre. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'une forme préférée de réalisation en se reférant aux dessins annexés en lesquels - la figure 1 est une demie vue en coupe d'un raccord selon l'invention avec ses éléments tubulaires, - la figure 2 est une vue d'une section du raccord selon une échelle agrandie. Tel que représenté, le raccord 1 selon l'invention pour l'assemblage, par soudage de deux éléments tubulaires 2 par exemple en acier inoxydable est constitué d'un corps 3 tubulaire destiné à pénétrer dans les tubes à assembler et destiné à être soudé à ceux-ci. Ce corps tubulaire 3 suivant le plan de la section droite médiane est pourvu d'un bourrelet 4 externe pêrimétrique continu. De part et d'autre de ce bourrelet, sont pratiquées deux surfaces de portée 6 sur lesquelles s'appliquent les faces internes des portions terminales des tubes qui viennent par leur section terminale respective en butée contre le bourrelet, lequel présente de préférence une épaisseur radiale (e1) voisine de celle des tubes à assembler. Selon la forme préférée de réalisation, le raccord tel que décrit est réalisé en même matière que la matière des tubes. Préférentiellement, ce type de raccord est en acier inoxydable et est donc destiné à être utilisé pour assembler des tubes en acier inoxydable destiné par exemple au transport de fluides liquides ou gazeux ne souffrant aucune contamination au cours de leur passage dans la conduite. Selon la forme préférée de réalisation, les surfaces de portée ainsi que la surface interne du raccord sont cylindriques, la surface interne des tubes à assembler l'étant également. Selon la forme préférée de réalisation, l'épaisseur axiale e3 du bourrelet mesurée au niveau de son enracinement au corps et déterminant l'écart axial entre les tubes à assembler est conforme à la pratique courante. Préférentiellement, la valeur de cette épaisseur axiale est de l'ordre de 1,5 millimètres à 3 millimètres pour des tubes de diamètre interne de 10 à 170 mm. Il est bien évident que ces valeurs ne sont données qu'à titre d'exemple purement indicatif. Le bourrelet est destiné à recevoir la première passe de soudage et est destiné à fondre avec les deux extrémités des tubes à assembler. Ce bourrelet constitue une rehausse qui absorbe une grande partie de l'énergie dispensée par le moyen de soudage, ce qui a pour effet d'éviter que la face interne du raccord ne soit portée à une trop forte température conduisant à son oxydation. Selon la forme préférée de réalisation, le rapport entre l'épaisseur radiale e1 du bourrelet et l'épaisseur e2 du corps cylindrique mesurée de part et d'autre du bourrelet est égal ou supérieur à 0,75 et le rapport entre la largeur l1 de chaque surface de portée et le diamètre externe D1 du corps au niveau de chaque surface de portée est égal ou supérieur à 0,025. L'expérience a démontré que avec de telles valeurs de rapport est évité tout phénomène de rochage à l'intérieur de la tuyauterie formée par soudage de deux tubes au raccord. Ceci s'explique par le fait que la fusion métallique lors de la passe de soudage demeure toujours écartée de la face interne de la tuyauterie. En outre, est assuré un centrage correct des tubes l'un par rapport à l'autre. A titre d'exemple purement indicatif, avec une épaisseur e2 du corps cylindrique égale à 2 mm pourra être adoptée une épaisseur e1 égale ou supérieure à 1,5 mm, ces valeurs correspondant par exemple à un diamètre D1 compris en 10 et 90 mm. Avec un diamètre D1 compris entre 90 et 170 mm, l'épaisseur e1 pourra être égale ou supérieure à 2 mm tandis que l'épaisseur e2 sera égale à 2,5 mm. Il faut noter que les valeurs e2 signalées cidessus sont compatibles avec un écoulement correct du fluide dans la conduite. On a précédemment indiqué une valeur de rapport e1/e2 supérieure ou égale à 0,75 mais cette valeur pourra être abaissée à 0,40 en augmentant la valeur de l'épaisseur sans changer la valeur de l'épaisseur el. Ainsi, la valeur de l'épaisseur e2 pourra être portée à 3,5 mm. Toujours à titre indicatif, avec un diamètre D1 compris entre 10 et 90 mm la largeur de chaque surface de portée pourra être égale ou supérieure à 4 mm tandis qu'avec un diamètre D1 compris entre 90 et 170 mm, la largeur de chaque surface de portée pourra être égale ou supérieure à 4,75 mm. Toujours selon la forme préférée de réalisation, le bourrelet 4 présente une section droite en forme de trapèze isocèle, le dit bourrelet s'enracinant par sa grande base au corps tubulaire. Cette disposition en combinaison avec des chanfreins ménagés en extrémité des tubes est propice à faciliter la pose d'un cordon de soudure. Toujours selon la forme préférée de réalisation, les surfaces de portée 6 présentent une légère contre-dépouille, ce qui est propice lors du soudage, par déformation du raccord, à assurer un contact intime entre les surfaces de portée et les faces internes des parties terminales des tubes. A titre d'exemple purement indicatif, la valeur angulaire de la contre-dépouille est de 10 degré. De préférence, l'épaisseur e2 du raccord dans la zone médiane de ce dernier est constante et décroît de cette zone médiane vers les extrémités jusqu'à s'annuler à ce niveau, de façon à faciliter l'écoulement du fluide dans le dit raccord et éviter la formation de pièges de rétention de salissures sur lesquelles pourraient se développer la flore microbienne. Il est bien évident que tout autre type de profil, pour le passage interne du raccord, pourra être adopté. Ainsi, pourra être adopté un profil en arc-de-circonférence de cercle. Le raccord d'assemblage selon la présente invention permet donc un gain de temps appréciable lors des opérations de réalisation d'un réseau de conduites, puisqu'il n'est plus besoin de purger les tubes et les remplir de gaz neutre. En outre, les opérations de soudage sont simplifiées puisque le raccord tel que décrit permet d'une part le centrage des tubes l'un par rapport à l'autre et leur maintien en écartement axial l'un de l'autre. Il va de soi que la présente invention peut recevoir tous aménagements et toutes variantes sans pour autant sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS : 1. Raccord (1) d'assemblage par soudage de deux éléments tubulaires (2) alignés l'un par rapport à l'autre caractérisé en ce que - il est constitué d'un corps (3) tubulaire destiné à pénétrer dans les tubes à assembler et destiné à être soudé à ceux-ci, - que le corps tubulaire (3) est doté suivant le plan de la section droite médiane d'un bourrelet (4) externe, périmétrique, continu, - que de part et d'autre de ce bourrelet, sont pratiquées deux surfaces de portée (6) sur lesquelles s'appliquent les faces internes des portions terminales, qui viennent par leur section terminale respective en butée contre le bourrelet (4), lequel présente une épaisseur radiale (el) voisine de celle des tubes à assembler, - que la valeur du rapport entre l'épaisseur radiale (e1) du bourrelet et l'épaisseur (e2) du corps (3) mesurée de part et d'autre du bourrelet est égale ou supérieure à 0,40, - et que le rapport entre la largeur (11) de chaque surface de portée et le diamètre externe (D1) du corps au niveau de chaque surface de portée est égal ou supérieur à 0,025. 2. Raccord selon la revendication 1 caractérisé en ce que pour une valeur du diamètre (D1) comprise entre 10 et 90 mm, la valeur de l'épaisseur (el) est égale ou supérieure à 1,5 mm et la valeur de l'épaisseur (e2) est égale à 2 mm. 3. Raccord selon la revendication 1 caractérisé en ce que pour une valeur du diamètre (D1) comprise entre 90 et 170 mm, la valeur de l'épaisseur (el) est égale ou supérieure à 2 mm tandis que la valeur de l'épaisseur (e2) est égale ou inférieure à 2,5 mm. 4. Raccord selon la revendication 1 caractérisé en ce que pour un diamètre (D1) compris entre 10 et 90 mm, la largeur (11) de chaque surface de portée est égale ou supérieure à 4 mm. 5. Raccord selon la revendication 1 caractérisé en ce que pour un diamètre (D1) compris entre 90 et 170 mm, la largeur (ll) de chaque surface de portée pourra être égale ou supérieure à 4,75 mm. 6. Raccord selon la revendication 1 caractérisé en ce que le bourrelet (4) présente une section droite en forme de trapèze isocèle, le dit bourrelet s'enracinant par sa grande base au corps tubulaire. 7. Raccord selon la revendication 1 caractérisé en ce que les surfaces de portée (6) sont en contre-dépouille. 8. Raccord selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il présente dans sa zone médiane une épaisseur (e2) constante, et que la dite épaisseur (e2) est décroissante de cette zone médiane vers les extrémités.