Brevet FR2713740A1 — publié le 19950616

Procédé de fixation d'une bague d'arrêt à un embout mâle d'un tuyau La présente invention concerne un procédé de fixation d'une bague d'arrêt à la périphérie extérieure de l'embout mâle d'un tuyau en fonte pour éviter que ce tuyau ne se sépare d'un autre tuyau auquel il est raccordé. On connaît des tuyaux en fonte du type comportant une bague d'arrêt fixée à la périphérie extérieure d'un embout mâle du tuyau afin d'éviter que ce tuyau ne se sépare d'un autre tuyau auquel il est raccordé, la bague d'arrêt étant réalisée en acier ou en fonte tenace (en fonte malléable, par exemple). La bague d'arrêt est apte à venir en prise avec une bague de blocage logée dans une gorge formée sur la périphérie intérieure d'un embout femelle d'un tuyau de raccordement, de sorte que l'embout femelle et l'embout mâle ne peuvent pas se séparer l'un de l'autre. D'une manière caractéristique, cette bague d'arrêt connue est formée pour présenter une configuration fendue circonférentiellement en un seul point et est logée extérieurement dans une gorge formée dans la périphérie extérieure de l'embout mâle pour ensuite être fixée en position par soudage. Après avoir été ainsi fixée, la bague d'arrêt peut être soumise à un usinage pour ainsi définir une surface de contact avec la bague de blocage située côté embout femelle. Toutefois, cette méthode de l'art antérieur suppose un travail extrêmement complexe en raison du fait que la périphérie extérieure de l'embout mâle doit être pourvue d'une gorge et qu'un soudage est nécessaire. En outre, lorsqu'un usinage est réalisé comme indiqué ci-dessus, une partie de la soudure est ôtée pour définir un rebord d'usinage, ce qui risque de se traduire par une résistance insuffisante. La présente invention a par conséquent pour but de proposer un procédé de fixation d'une bague d'arrêt à un embout mâle d'un tuyau en fonte, qui supprime la nécessité d'un usinage de la périphérie extérieure de l'embout mâle du tuyau en vue de découper une gorge, ainsi que la nécessité d'effectuer un soudage, et qui permette de réaliser un raccord hautement résistant. Pour atteindre ce but, le procédé de fixation d'une bague d'arrêt à la périphérie extérieure d'un embout mâle d'un tuyau en fonte, conforme à la présente invention, comprend les étapes qui consistent à former au moins une gorge annulaire sur la périphérie intérieure de la bague d'arrêt, à placer une matière d'apport de brasage dans la gorge annulaire, à monter sur l'embout mâle du tuyau la bague d'arrêt comportant la gorge annulaire dans laquelle la matière d'apport de brasage est placée, et puis à soumettre le tuyau à un recuit ferritique et à braser la bague d'arrêt sur l'embout mâle sous l'effet de la chaleur du recuit. Conformément à ce procédé, la matière d'apport de brasage est fondue par la chaleur du recuit ferritique du tuyau en fonte, la matière fondue flue dans l'espace entre le tuyau et la bague d'arrêt et, du fait d'une dilatation du tuyau due à une transformation de la structure du métal, l'interface entre le tuyau et la bague d'arrêt est soumise à une pression, de sorte que le tuyau et la bague d'arrêt sont reliés solidairement l'un à l'autre face à face par l'intermédiaire d'un film de la matière d'apport de brasage. Ainsi, le tuyau est soumis à un recuit ferritique et la bague d'arrêt peut être fixée simultanément à la périphérie extérieure de l'embout mâle sans qu'il soit nécessaire de procéder au découpage d'une gorge ou à un soudage au niveau de la périphérie extérieure de l'embout mâle du tuyau. Ce qui précède, ainsi que d'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention, ressortira plus clairement à la lecture de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation préféré, donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: les figures 1A à 1C sont des vues illustrant un procédé de fixation d'une bague d'arrêt, correspondant à l'un des modes de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue montrant un autre exemple de disposition d'une matière d'apport de brasage par rapport à la bague d'arrêt; la figure 3 est une vue montrant un autre exemple de matière d'apport de brasage; la figure 4 est une vue montrant une autre forme de bague d'arrêt; la figure 5 est une vue montrant une forme encore différente de bague d'arrêt; et la figure 6 est une vue en coupe d'un raccord de tuyau auquel le procédé de fixation de bague d'arrêt de la présente invention est appliqué. Sur la figure 6, on peut voir deux tuyaux en fonte 11 reliés l'un à l'autre de telle façon qu'un embout femelle 13 formé au niveau d'une extrémité de l'un des tuyaux 11 possède, emboîté en elle, un embout mâle 11A formé au niveau d'une extrémité de l'autre tuyau 11. Une bague d'arrêt 12 réalisée en acier ou en fonte tenace (en fonte malléable, par exemple) est fixée solidement à la périphérie extérieure d'une extrémité avant de l'embout mâle 11A. Une bague de blocage 15 du type fendue circonférentiellement en un seul point est logée dans une gorge annulaire 14 formée sur la périphérie intérieure de l'embout femelle 13 au niveau d'une position située plus près de l'extrémité ouverte de celui-ci que la bague d'arrêt 12 de l'embout mâle 11A inséré. La bague d'arrêt 12 est apte à venir en prise avec la bague de blocage pour que, lorsqu'elles sont en prise l'une avec l'autre, l'embout femelle 13 et l'embout mâle 11A ne puissent pas se séparer l'un de l'autre au niveau d'une partie de raccordement des tuyaux 11. Une surface de butée de joint d'étanchéité 13A est définie sur la périphérie intérieure de l'embout femelle 13 au niveau d'une position plus rapprochée de l'extrémité ouverte de l'embout femelle que la bague de blocage 15, un joint d'étanchéité annulaire en caoutchouc 17 étant monté entre la surface de butée de Joint d'étanchéité 13A et la périphérie extérieure de l'embout male 11A. Une partie du joint d'étanchéité 17 située au niveau du côté intérieur de l'embout femelle, est retenue par une bague d'appui 16 apte à venir en prise avec la bague de blocage 15. Le joint d'étanchéité 17 monté sur le tuyau 11, côté embout mâle 11A, est comprimé par une bague de poussée 20 fixée au moyen d'un ensemble 18 formé d'un boulon et d'un écrou à une collerette 19 au niveau de l'extrémité ouverte de l'embout femelle 13, pour qu'ainsi le joint d'étanchéité 17 puisse remplir la fonction d'étanchéité requise. Le procédé de fixation de la bague d'arrêt 12 à la périphérie extérieure de l'embout mâle 11A va être expliqué dans la partie qui suit. Comme le montre la figure 1A, un flux 4, tel que du borax ou de l'acide borique, est appliqué sur la périphérie extérieure de l'embout mâle 11A d'un tuyau en fonte 11 brut de coulée. Une gorge annulaire 3 présentant une configuration rectangulaire en section transversale est formée sur la périphérie intérieure de la bague d'arrêt 12, et une matière d'apport de brasage 5 de forme annulaire est placée dans la gorge annulaire 3. La matière d'apport de brasage 5 est également conformée pour présenter une configuration rectangulaire en section transversale d'une manière correspondante à la gorge annulaire 3. Comme on peut le voir sur la figure lB, la bague d'arrêt 12 est montée sur la partie de l'embout mâle 11A à laquelle le flux 4 a été appliqué. Un vérin hydraulique ou un dispositif similaire est utilisé en relation avec cette opération de montage. Puis, le tuyau en fonte 11 muni de la bague d'arrêt 12 montée sur l'embout mâle 11A est transporté jusqu'à un four à recuire dans lequel un recuit ferritique est réalisé pour décomposer la structure de la cémentite du tuyau. Simultanément, la matière d'apport de brasage 5 fond sous l'effet de la chaleur due au recuit et commence à fluer dans l'espace entre la périphérie intérieure de la bague d'arrêt 12 et la périphérie extérieure du tuyau en fonte 11, comme cela est illustré sur la figure 1C. A ce moment là, le tuyau en fonte 11 se dilate sous l'effet d'une transformation métalographique résultant de la décomposition de la cémentite, de sorte qu'une pression est appliquée & l'interface entre la périphérie extérieure du tuyau en fonte 11 et la périphérie intérieure de la bague d'arrêt 12. Par conséquent, lorsque le tuyau en fonte 11 est extrait du four à recuire et refroidi pour permettre à la matière d'apport de brasage de se solidifier, la bague d'arrêt 12 est soudée et fixée solidement à la périphérie extérieure de l'embout mâle 11A du tuyau 11 par l'intermédiaire d'un film de la matière d'apport de brasage. Dans certains cas, la matière d'apport de brasage 5 est susceptible de déborder sur la périphérie extérieure de l'embout mâle 11A. Même dans ce cas, une surface 12B destinée à venir en butée contre la bague de blocage située côté embout femelle est maintenue dans un état correct, sans qu'il en résulte un quelconque problème. Un exemple spécifique va maintenant être donné. Une bague d'arrêt 12 réalisée en acier laminé pour structures en général, selon les prescriptions des normes industrielles japonaises, a été montée sur un tuyau en fonte non recuit 11 présentant un perçage de 100 mm et un diamètre extérieur de 116 mm, selon la description ci-dessus. La bague d'arrêt 12 avait un diamètre extérieur de 136 mm, un diamètre intérieur de 116 mm ou identique au diamètre extérieur du tuyau 11, et une largeur de 15 mm, et comportait une gorge annulaire 3 de 7 mm de largeur formée sur sa périphérie intérieure. Une matière d'apport de brasage de configuration annulaire 5 formée de nickel à braser a été logée dans la gorge annulaire 3. La matière d'apport de brasage 5 avait un diamètre intérieur de 1 mm environ, inférieur à celui de la bague d'arrêt 12. Le tuyau 11 muni de la bague d'arrêt 12 montée sur lui de cette manière a été amené jusqu'à un four à recuire à rouleaux, à usage exclusivement réservé aux tuyaux, dans lequel un recuit ferritique a été réalisé. Pour ce procédé de recuit ferritique, un recuit de graphitisation primaire (à une température de 920 à 980 OC, pendant 20 minutes, par exemple) en vue d'une décomposition de la cémentite, et un recuit de graphitisation secondaire (à 730 C, pendant 60 minutes, par exemple) en vue d'une décomposition de la perlite et d'une ferritisation ont été réalisés au cours d'un cycle de chauffage et de refroidissement unique. Une fois achevé le recuit du tuyau en fonte 11, la partie de fixation assemblée de la bague d'arrêt 12 a été découpée dans le sens de l'épaisseur, et une section de coupe a été observée au microscope. On a constaté qu'une matière d'apport de brasage 5 constituée de nickel était diffusée sur la périphérie extérieure du tuyau en fonte 11, et qu'il restait une faible quantité seulement de matière d'apport de brasage 5 à l'intérieur de la gorge annulaire 3. On a observé que la périphérie extérieure du tuyau en fonte 11 et la périphérie intérieure de la bague d'arrêt 12 étaient complètement soudées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'un film de la matière à braser 5. La bague d'arrêt 12 peut être formée d'un acier spécial, tel qu'un acier inoxydable. Pour la matière d'apport de brasage 5, on peut utiliser de l'argent à braser, du laiton à braser, de l'aluminium à braser, ou des matières similaires. Comme le montre la figure 2, la matière d'apport de brasage 5 peut être une matière d'apport de brasage de forme annulaire présentant une configuration rectangulaire en section transversale, qui déborde largement de la gorge annulaire 3 vers la face périphérique intérieure. La matière d'apport de brasage 5 peut également, comme illustré sur la figure 3, présenter une configuration en forme d'anneau circulaire en section transversale. De même, la bague d'arrêt 12 peut présenter une configuration telle qu'elle comporte, formées sur elle, deux rangées de gorges annulaires 3, une matière d'apport de brasage annulaire 5 de section transversale semi-circulaire étant logée dans chacune des gorges annulaires 3, comme illustré sur la figure 4. Etant donné que la bague d'arrêt 12 est fixée solidement sur le tuyau 11, sa position ne peut pas être décalée même lorsque le tuyau 11 est roulé à l'intérieur du four à recuire. Pour éviter d'une manière efficace ce décalage de position, on peut utiliser une configuration comme celle visible sur la figure 5. La bague d'arrêt 12 représentée sur la figure 5 comporte une partie de positionnement/fixation 6 de diamètre intérieur inférieur à son autre partie, qui est située sur la périphérie intérieure de son extrémité, côté extrémité du tuyau. Etant donné que la bague d'arrêt 12 possède une paroi plus mince au niveau de sa partie de gorge annulaire 3, la partie de positionnement/fixation 6 va être déformée d'une manière élastique lors du montage de la bague d'arrêt 12 sur le tuyau 11 de manière à se plier radialement vers l'extérieur, comme indiqué par la ligne en trait discontinu, pour ainsi porter sur la périphérie extérieure du tuyau 11 par une partie de bord 6B de la gorge annulaire 3. Ainsi, la bague d'arrêt 12 peut être positionnée et fixée fermement sur la périphérie extérieure de l'embout mâle 11A. Bien que la description précédente ait porté sur un mode de réalisation préféré de la présente invention, il est bien entendu que celle-ci n'est pas limitée à l'exemple particulier décrit et illustré ici, et l'homme de l'art comprendra aisément qu'il est possible d'y apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Par exemple, ces modifications et variantes peuvent être apportées en fonction de la taille et du nombre de gorges annulaires 3, ou du diamètre du perçage du tuyau. De même, dans certains cas, l'utilisation du flux 4 peut être supprimée. REVENDICATIONS 1. Procédé de fixation d'une bague d'arrêt (12) à la périphérie extérieure d'un embout mâle (11lA) d'un tuyau en fonte (11), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à former au moins une gorge annulaire (3) sur la périphérie intérieure de la bague d'arrêt (12), à placer une matière d'apport de brasage (5) dans la gorge annulaire (3), à monter sur l'embout mâle (11A) du tuyau (11) la bague d'arrêt (12) comportant la gorge annulaire (3) dans laquelle la matière d'apport de brasage (5) est placée, et puis à soumettre le tuyau (11) à un recuit ferritique et à braser la bague d'arrêt (12) sur l'embout mâle (11A) sous l'effet de la chaleur du recuit. 2. Procédé de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière d'apport de brasage (5) présente une configuration annulaire. 3. Procédé de fixation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière d'apport de brasage (5) déborde de la gorge annulaire (3) vers la face périphérique intérieure. 4. Procédé de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gorge annulaire (3) présente une configuration rectangulaire en section transversale, et en ce que la matière d'apport de brasage (5) présente elle aussi une configuration rectangulaire en section transversale pour pouvoir être logée dans la gorge annulaire (3). 5. Procédé de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière d'apport de brasage (5) présente une configuration circulaire ou semi-circulaire en section transversale. 6. Procédé de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague d'arrêt (12) possède, sur la périphérie intérieure de l'une de ses extrémités, adjacente à l'extrémité du tuyau, une partie de positionnement/fixation (6) de diamètre inférieur à celui de son autre partie pour que, lorsque la bague d'arrêt (12) est montée sur le tuyau (11), la partie de positionnement/fixation (6) soit déformée élastiquement de manière à se plier radialement vers l'extérieur pour porter sur la périphérie extérieure du tuyau (11).