Brevet FR2693134A1 — publié le 19940107

La présente invention est relative à un procédé pour réaliser un tube métallique gainé extérieurement, notamment un tube d'échangeur thermique. Dans les échangeurs thermiques pour gaz corrosifs, les tubes d'échange thermique sont soumis à une forte agression chimique. Les tubes véhiculent généralement des fluides d'échange thermique tels que des liquides ou de la vapeur sous pression, tandis que les gaz circulent sous pression à l'extérieur des tubes. Dans le cas d'un refroidissement, le phénomène d'agression chimique est accentué du fait que les gaz se condensent sur la paroi extérieure des tubes. Pour protéger de tels tubes métalliques on les recouvre d'un revêtement extérieur inerte chimiquement que l'on met en place par coulissement. Il peut s'agir soit d'une gaine extrudée, soit d'une gaine thermorétractable. Cependant ces procédés présentent l'inconvénient entre d'une mise en oeuvre relativement couteuse et ne permettent pas de réaliser des tubes de grande longueur. La présente invention est relative à un procédé simple et économique permettant de réaliser des tubes métalliques gainés extérieurement, en particulier des tubes de grande longueur. La présente invention a pour objet un procédé pour réaliser un tube métallique gainé extérieurement, notamment un tube d d'échangeur thermique, caractérisé par le fait que lton exécute sur un tube métallique, déplacé continûment en translation axiale, successivement une étape d'enrubannage qui consiste à enrouler sur le tube métallique au moins un ruban de résine fluorée, notamment du PTFE cru, et une étape de frittage qui consiste à chauffer le tube métallique sur une portion de sa longueur ainsi enrubanée, au moyen d'un chauffage inductif. On comprend que, grâce au procédé selon l'invention, il n'est pas nécessaire d'interrompre l'étape d'enrubannage pour réaliser le frittage du ruban de résine fluorée précédemment enroulé sur le tube. En effet, du fait du déplacement du tube, l'on peut réaliser le frittage de la résine immédiatement après son enrubannage et ce, d'une manière parfaitement continue. On utilise avantageusement un chauffage inductif à moyenues fréquences, c' est-à-dire des fréquences comprises entre 10 et-100 KHz. Dans un mode de mise en oeuvre préférée de l'invention, on fait également tourner le tube autour de son axe pendant qu'on le déplace pour réaliser l'enroulement du ruban de résine fluorée à partir d'un dévidoir qui est fixe par rapport au tube. Le pas de l'enroulement ainsi réalisé dépend uniquement de la vitesse d'avancement du tube et de sa vitesse de rotation. La présente invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un poste d'enrubannage, un moyen de chauffage inductif, et un banc de motorisation apte à déplacer continûment le tube métallique au travers successivement du poste d'enrubannage et du moyen de chauffage inductif. Avantageusement, le moyen de chauffage inductif comprend un générateur moyennes fréquences apériodique qui a la particularité d'ajuster sa fréquence de travail sur la fréquence de résonance de l'ensemblele constitué par l'inducteur et le tube. De cette manière, l'efficacité du chauffage est améliorée par une consommation énergétique peu élevée. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le banc de motorisation comporte des galets d'entranement motorisés qui-sont disposés en hélice autour du tube métallique pour l'entrainer en translation et en rotation au travers du poste d'enrubannage et du moyen de chauffage inductif. Une fois les vitesses d'avancement et de rotation du tube définies, il est nécessaire d'orienter le dévidoir par rapport au tube de sorte que le ruban se présente sur le tube avec une inclinaison correspondant au pas de l'enroulement à réaliser. Une relation géométique simple permet de montrer qu'à cet effet, le dévidoir doit présenter un angle par rapport à l'axe du tube dont la tangente est égale à la longueur d'un tour de ruban, ctest-à-dire sensiblement à la circonférence d'une section du tube, divisée par le pas de 1' enroulement. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention on va en décrire maintenant un mode de mise en oeuvre, donné à titre d'exemple et sans aucun caractère limitatif, en référence à la planche unique annexée. Sur la figure unique on a représenté un tube métallique 1 de petit diamètre et de grande longueur, en cours de gainage par mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Le tube 1 est supporté par trois paires 2, 3 et 4 de galets libres en rotation, disposés en hélice autour du tube 1 de manière à rouler parfaitement sur ce dernier lorsqu'il est simultanément soumis à un mouvement de translation vers la droite par rapport au dessin et à un mouvement de rotation par rapport à son axe la grâce à un ensemble de trois galets moteurs de plus grand diamètre 5. Conformément à 1 invention, le dispositif représenté comporte un poste d'enrubannage 6 constitué par un dévidoir 7 sur lequel est enroulé un ruban de résine fluorée qui est, dans le cas présent du PTFE cru. On remarque que l'angle a entre l'axe la du tube métallique et le ruban 8 vérifie la relation suivante tga lrD/P où P est la valeur du pas de l'enroulement, et D est le diamètre du tube métallique 1. Dans un but de clarté, on n'a représenté ici qu'un seul poste d'enrubannage 6. On pourrait cependant envisager de réaliser plusieurs enroulements successifs en disposant plusieurs postes d'enrubannage côté à côte. Le dispositif décrit comporte également un moyen de chauffage inductif 9, constitué dans le cas présent par un inducteur hélicoïdal fonctionnant à moyennes fréquences. Ce procédé de chauffage présente l'avantage, par rapport à des fours à air chaud traditionnels, de transmettre de la chaleur directement au tube qui peut ainsi atteindre la température de frittage nécessaire à une cuisson de bonne qualité de la résine fluorée. Dans le mode de mise en oeuvre décrit, on a utilisé un tube en acier inox austénitique amagnétique du type 304 L, dont le diamètre extérieur est de 18mm et dont l'épaisseur est d'environ lmm. Le ruban de résine fluorée 8 est une bande de PTFE cru extrudée, calandrée à 75 pm et découpée à une largeur de 32mm. Le ruban présente une densité de 1,6 environ. Pour obtenir un pas d'enrubannage d'environ 4mm, on a incliné le dévidoir 7 par rapport à l'axe la du tube d'un angle de 860. Ce pas permet, avec un enroulement de la bande selon 8 couches, d'atteindre une épaisseur d'enrubannage d'environ 0,6mm avant cuisson. Après cuisson par passage dans le moyen de chauffage 9, le PTFE présente une densité d'environ 2,2 et l'épaisseur du gainage est d'environ 0,44mm. Il est bien entendu que le mode de mise en oeuvre qui vient d'être décrit ne présente aucun caractère limitatif et qu'il pourra recevoir toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention. En particulier, le type d'enroulement décrit ici n'est aucunement limitatif et on pourrait par exemple envisager de réaliser plusieurs enroulements avant de réaliser la cuisson de la gaine de résine fluorée. REVENDICATIONS 1. Procédé pour réaliser un tube métallique gainé extérieurement, notamment un tube d'échangeur thermique, caractérisé par le fait que l'on exécute sur un tube métallique (1) déplacé continûment en translation axiale une étape d'enrubannage qui consiste à enrouler sur le tube métallique (1) au moins un ruban (8) de résine fluorée, notamment de PTFE cru, et une étape de frittage qui consiste à chauffer le tube métallique (1) sur une portion de sa longueur ainsi enrubannée, au moyen d'un chauffage inductif (9). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lton utilise un chauffage inductif (9) à moyennes fréquences, comprises entre environ 10 et 100 KHz. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on entraîne le tube métallique (1) en rotation autour de son axe (la) pendant son déplacement. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un poste d'enrubannage (6) et un moyen de chauffage inductif (9) un banc de motorisation apte à déplacer continûment le tube métallique (1) au travers successivement du poste d'enrubannage (6) et du moyen de chauffage inductif (9). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le moyen de chauffage inductif (9) comprend un générateur à moyennes fréquences apériodique. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que le banc de motorisation comporte des galets d'entranement motorisés (5) disposés en hélice autour du tube métallique (1) pour l'entraîner en translation et en rotation au travers du poste d'enrubannage (6) et du moyen de chauffage inductif (9).