Brevet FR2750906A1 — publié le 19980116

Procédé de formation d'une nervure sur une partie de tuyau mâle La présente invention concerne, d'une manière générale, un procédé de formation d'une nervure sur une partie de tuyau mâle et, plus particulièrement, un procédé de formation d'une nervure autour de la circonférence extérieure de l'extrémité d'une partie mâle d'un tuyau en fonte. Comme raccords de tuyaux, on connaît un raccord du type à emboîtement. Le raccord de tuyau du type à emboîtement est conçu pour permettre le raccordement d'une partie femelle et d'une partie male par la mise en place d'un matériau d'étanchéité autour de la circonférence intérieure de la partie femelle, puis l'insertion de la partie mâle dans la partie femelle tout en pressant le matériau d'étanchéité. On a récemment proposé un raccord de tuyau du type à emboîtement doté d'une fonction anti- séparation. Dans ce raccord de tuyau à emboîtement, une nervure formée autour de la circonférence extérieure de l'extrémité d'une partie mâle d'un tuyau en fonte vient en prise avec une bague de blocage logée dans la circonférence intérieure d'une partie femelle pour empêcher une séparation. Lorsque la nervure formée autour de l'extrémité de la partie mâle est réalisée, une gorge annulaire est formée autour de la circonférence extérieure de l'extrémité de la partie mâle, gorge dans laquelle est encastrée une bague anti- séparation. La bague est faite d'un acier, d'une fonte à haute résistance à la traction, telle qu'une fonte ductile, ou d'un matériau similaire. En ce qui concerne une nervure connue, une bague comportant une fente sur sa circonférence est, d'une manière générale, insérée dans une gorge formée dans la surface extérieure d'une partie de tuyau mâle, puis assujettie par soudage. Le procédé de l'art antérieur pose toutefois un problème en ce sens que la formation de la nervure constitue une opération laborieuse du fait que la surface extérieure de la partie de tuyau mâle doit comporter une gorge. La présente invention a précisément pour but de proposer un procédé qui permette de supprimer cette gorge de la surface extérieure de la partie mâle du tuyau en fonte afin de faciliter la réalisation de la nervure. A cet effet, le procédé de formation d'une nervure autour de la circonférence extérieure d'une partie mâle formée au niveau d'une extrémité d'un tuyau, selon la présente invention, comprend les étapes qui consistent à placer autour de la circonférence extérieure de la partie mâle une bague ayant une certaine épaisseur de paroi dans sa direction radiale et comportant une gorge périphérique sur sa circonférence extérieure; à couler un métal fondu dans la gorge pour faire fondre le fond de celle-ci et la surface de la partie mâle; et à relier ainsi l'une à l'autre la bague et la partie mâle. La fusion du fond de la gorge périphérique ainsi que de la surface de la partie mâle permet de relier rapidement et facilement l'un à l'autre la bague de la partie mâle sans opération supplémentaire. Lorsque le tuyau et la bague sont formés d'une fonte, un soudage à l'arc en atmosphère inerte avec électrode fusible (MIG) dans un gaz contenant de l'hélium à l'aide d'un matériau contenant du nickel, est favorable à la fusion tant du fond de la gorge périphérique que de la surface de la partie mâle, car il permet une pénétration en profondeur de la soudure. Conformément à la présente invention, une bande d'un matériau pour former une bague est enroulé autour de la circonférence extérieure de la partie mâle afin d'installer la bague autour de celle-ci. Ceci supprime la nécessité de recourir à des opérations laborieuses, telles que le choix d'une bague ayant un diamètre correspondant au diamètre extérieur d'une partie mâle mesurée pour que la bague puisse être ajustée sur la partie mâle. En outre, il n'est pas nécessaire d'avoir à sa disposition plusieurs bagues de diamètres différents, puisqu'il suffit d'enrouler autour du tuyau sans le serrer étroitement sur celui-ci le matériau pour bague de la présente invention, qui n'a pas la forme d'une bague mais d'une bande. Conformément à la présente invention, un rouleau comportant deux rebords presse la bague contre la surface extérieure de la partie mâle, pour ainsi permettre à l'un des rebords de venir en contact avec l'extrémité de la partie mâle et l'une des extrémités de la bague, et à l'autre rebord de venir en prise avec la bague. La bague peut ainsi être soudée à la partie mâle pendant que le rouleau exerce sur elle une pression dans la direction du réseau du tuyau, le tuyau et la bague étant positionnés correctement dans la direction de l'axe du tuyau par le rouleau. L'autre rebord pénètre de préférence dans la gorge périphérique de la bague. Ces buts, avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront plus clairement de la description détaillée suivante de modes de réalisation préférés donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe transversale illustrant un procédé de formation d'une nervure sur une partie de tuyau mâle, selon un premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 représente un raccord de tuyau anti- séparation, utilisant un tuyau en fonte comportant, au niveau de son extrémité mâle, une nervure formée par le procédé de la figure 1; la figure 3 est une vue en perspective illustrant un procédé de formation d'une nervure sur une partie de tuyau mâle, selon un second mode de réalisation de la présente invention; la figure 4 est une vue frontale montrant la partie représentée sur la figure 3; la figure 5 est une vue frontale illustrant un procédé de formation d'une nervure sur une partie de tuyau mâle selon un troisième mode de réalisation de la présente invention; la figure 6 est une vue latérale en coupe transversale montrant la partie visible sur la figure 5; et la figure 7 est une vue en coupe transversale longitudinale de la partie de la figure 6 dans laquelle est réalisé le soudage d'une bague et d'une partie mâle. En référence aux figures et plus particulièrement à la figure 2, une partie femelle 2 est formée au niveau de l'une des extrémités d'un tuyau en fonte 1 destiné à être raccordé à un autre tuyau, une garniture d'étanchéité en caoutchouc circulaire 4 étant placée dans une gorge de réception de garniture 3 formée autour de la circonférence intérieure de la partie femelle 2. Une bague de blocage 6 comportant une fente sur sa circonférence est installée dans une gorge de réception de bague de blocage 5 formée dans une zone du tuyau en fonte située davantage à l'intérieur que la gorge de réception de garniture 3. Une bague de maintien en caoutchouc 7 est interposée entre la circonférence extérieure de la bague de blocage 6 et la circonférence intérieure de la gorge de réception de bague de blocage 5 pour maintenir la bague de blocage 6 dans une position alignée. La bague de maintien en caoutchouc 7 est fixée par adhérence, par exemple, à la circonférence extérieure de la bague de blocage 6. Une nervure 10 est formée autour de la circonférence extérieure de l'extrémité d'une partie mâle 9 d'un second tuyau en fonte 8 afin de venir en prise avec la bague de blocage 6 lorsque la partie mâle est insérée dans la partie femelle au-delà de la bague de blocage 6, puis soumise à un mouvement de retrait. Une surface en biseau 11 est formée autour de la circonférence extérieure de l'extrémité de la partie mâle 9, comportant la nervure 10, afin de guider la partie mâle 9 lorsque celle-ci est insérée dans la partie femelle 2 qui comporte la garniture d'étanchéité 4 et la bague de blocage 6. Un procédé de formation de la nervure 10 au niveau de la circonférence extérieure de l'extrémité de la partie mâle 9 est décrit ci-après. Comme cela est visible sur la figure l(a), une bague 3 est ajustée par pression sur la circonférence extérieure de la partie mâle 9 du tuyau en fonte 8. La bague 13 a la configuration d'un cylindre en fonte dont la section transversale est rectangulaire. Une gorge périphérique 14 est formée autour de la circonférence extérieure de la bague 13. La gorge périphérique 14 est conçue pour que l'épaisseur de paroi de son fond 15 soit aussi mince que possible. La gorge périphérique 14 est également conçue pour qu'une partie 16 de la bague 13, qui définit l'extrémité de la partie mâle 9, soit plus longue qu'une partie 17 de ladite bague, c'est-à-dire une partie ne comportant ni la partie 16 ni la gorge périphérique 14. Une surface en biseau 18 est formée au niveau de l'extrémité de la partie mâle 9, surface en biseau 18 qui guide la bague 13 lorsque celle-ci est ajustée par pression sur le tuyau 8. Comme cela est visible sur la figure l(b), lorsque la bague 13 a été ajustée par pression jusqu'à ce que sa surface d'extrémité 19 arrive au ras de la surface d'extrémité 20 de la partie mâle 9, un métal fondu est coulé dans la gorge périphérique 14 par un soudage à l'arc en atmosphère inerte avec électrode fusible, à l'aide d'une baguette d'apport à forte teneur en nickel, tandis que le tuyau 8 est soumis à un mouvement de rotation autour de son axe. Le soudage à l'arc en atmosphère inerte avec électrode fusible est réalisé dans un gaz contenant de l'hélium. La fusion s'effectue alors en profondeur de sorte qu'aussi bien le fond 15 de la gorge périphérique 14 que la surface de la partie mâle 9 fondent. Un gaz contenant par exemple % d'Ar et 20% d'He est de préférence utilisé comme gaz contenant de l'hélium. La figure l(c) montre l'extrémité mâle terminée. Un numéro de référence 22 indique un cordon de soudure ainsi formé. Etant donné que la masse fondue pénètre profondément dans le tuyau 8, comme cela a été décrit précédemment, une soudure suffisamment résistante est réalisée sans découpage du fond 15 de la gorge périphérique 14. Pour égaliser la surface extérieure de la bague 13, un bourrelet 23 du cordon de soudure 22, qui fait saillie vers l'extérieur sur la bague 13, est enlevé. Finalement, la partie mâle 9 et la bague 13 sont chanfreinées pour former la surface en biseau 11. La configuration ci-dessus représentée sur la figure 1 peut être appliquée de manière favorable à un tuyau 8 ayant un diamètre relativement faible. Les figures 3 et 4 représentent un autre mode de réalisation de la présente invention, pouvant être appliqué de manière favorable à un tuyau ayant un diamètre plus important que le tuyau de la figure 1. Sur les figures 3 et 4, un numéro de référence 26 désigne une bande de matériau pour bague de section transversale identique à celle de la bague 13 des figures 1 et 2. Comme cela est visible sur la figure 3, la bande 26 peut être enroulée autour de la circonférence extérieure de l'extrémité d'une partie mâle 9 d'un tuyau 8. Deux rouleaux 27 et 28 dont les axes sont parallèles à celui du tuyau 8 sont disposés le long de la surface extérieure du tuyau 8 pour s'étendre depuis la surface d'extrémité 20 de la partie mâle 9 du tuyau 8. Les rouleaux 27 et 28 sont espacés l'un de l'autre le long de la circonférence du tuyau 8. Les rouleaux 27 et 28 comportent des tiges de maintien 27a et 28a, des parties à grand diamètre 27b et 28b formées à l'une des extrémités des tiges de maintien 27a et 28a, et des parties à faible diamètre 27c et 28c formées au niveau de l'autre extrémité des tiges de maintien 27a et 28a. Les tiges de maintien 27a et 28a pressent la bande de matériau pour bague 26 contre la partie mâle 9 dans le sens du rayon de celle-ci. Les parties à grand diamètre 27b et 28b sont en contact avec la surface d'extrémité 20 de la partie mâle 9 au niveau de l'une 19 des extrémités de la bande 26. La longueur des tiges de maintien 27a et 28a correspond à la largeur de la bande 26. Ainsi, les parties à faible diamètre 27c et 28c peuvent venir en contact avec l'autre extrémité de la bande 26. Ceci permet de positionner la bande 26 par rapport au tuyau 8 afin que l'extrémité 19 de celle-ci arrive au ras de la surface d'extrémité 20 de la partie mâle 9. Un chalumeau de soudage à l'arc en atmosphère inerte avec électrode fusible 30 est disposé entre les rouleaux 27 et 28 le long de la circonférence de la partie mâle 9 pour être pointé sur la gorge périphérique 14. Le chalumeau 30 permet la formation de dépôts métalliques dans la gorge périphérique 14. Pour réaliser la nervure 10 autour de la circonférence extérieure de l'extrémité de la partie mâle 9, le cordon de soudure 22 est formé dans la gorge périphérique 14 à l'aide du chalumeau 30, tandis que le tuyau 8 est animé d'un mouvement de rotation lent autour de son axe dans une direction A, la bande de matériau 26 étant pressée par les rouleaux 27 et 28 contre le tuyau 8 dans la direction du rayon de celui- ci en étant positionnée longitudinalement comme il a été décrit précédemment. Grâce à l'opération ci-dessus, la bande 26 est enroulée solidement autour de la partie mâle 9. Au cours de cette opération, les rouleaux 27 et 28 tournent en même temps que le tuyau 8, tout en pressant la bande 26 contre ce dernier. La bande de matériau pour bague 26 est coupée à une longueur correspondant au périmètre de la partie mâle 9 pendant son soudage, puisque la longueur correspondante est utilisée pendant son enroulement autour de la partie 9. Un métal fondu est coulé dans la gorge périphérique 14 par soudage à l'arc en atmosphère inerte avec électrode fusible à l'aide du chalumeau 30 et d'une baguette d'apport à forte teneur en nickel pour former un cordon de soudure 22. L'exécution de la soudure dans un gaz contenant de l'hélium permet à la masse fondue de pénétrer profondément pour ainsi faire fondre le fond 15 de la gorge périphérique 14 et la surface de la partie mâle 9 afin que la bande de matériau pour bague 26 soit soudée solidement à la surface de la partie mâle 9. Puis, un bourrelet 23 du cordon de soudure 22 est enlevé et une surface en biseau 11 est formée comme illustré sur la figure 1. Les figures 5 à 7 montrent un mode de réalisation encore différent de la présente invention, qui peut être appliqué de manière favorable à un tuyau ayant un diamètre plus important que celui du tuyau de la figure 1. Comme le montre la figure 5, une bague métallique 32 est ajustée de manière élastique sur la circonférence extérieure d'une partie mâle 9. La bague 32 qui comporte une fente sur sa circonférence présente une partie périphérique en biseau 33 dont le diamètre va progressivement en diminuant en direction de l'extrémité de la partie mâle 9, et une surface extérieure 34 parallèle à l'axe de la partie mâle 9. Une gorge périphérique 14 présentant une section transversale rectangulaire est formée autour de la surface extérieure 34. Un numéro de référence 15 désigne le fond de la gorge 14. La bague 32 est pressée contre la surface extérieure de la partie mâle 9 par un rouleau de positionnement 36. Le rouleau de positionnement 36 comporte un rebord 37 conçu pour que sa surface latérale 38 vienne en contact avec la surface d'extrémité 20 de la partie mâle 9. Le rouleau de positionnement 36 comporte également une partie formant rouleau 39 qui vient en contact avec la surface extérieure 34 de la bague 32. Une partie saillante circulaire 40 qui présente une section transversale rectangulaire et une structure formant rebord est définie sur la partie formant rouleau 39 pour s'engager dans la gorge périphérique 14 de la bague 32. Plus précisément, la partie saillante circulaire 40 est conçue pour être légèrement plus étroite que la gorge périphérique 14. Ainsi, lorsque la partie saillante circulaire 40 s'engage dans la gorge périphérique 14, la surface latérale 38 du rebord 37 du rouleau de positionnement 36 étant en contact avec la surface d'extrémité 20 de la partie mâle 9, la partie mâle 9 et la bague 32 se trouvent dans l'impossibilité de se déplacer l'une par rapport à l'autre dans la direction de l'axe du tuyau en fonte 8, de sorte que la bague 32 est positionnée correctement par rapport à la partie mâle 9 dans cette direction. La partie saillante circulaire 40 est conçue de façon que sa circonférence ne vienne pas en contact avec le fond 15 de la gorge 14. Le rouleau de positionnement 36 comporte également une partie effilée 41 en contact avec la partie en biseau 33 de la bague 32. La partie effilée 41 et le rebord 37 sont combinés pour ne faire qu'un par une tige 42. La tige 42 a un diamètre tel qu'elle ne vient pas en contact avec la surface extérieure de la partie mâle 9. Ainsi, lorsque le rouleau de positionnement 36 presse la bague 32 comme illustré sur la figure 5, la partie saillante circulaire 40 s'engage dans la gorge périphérique 14 de la bague 32, la surface latérale 38 du rebord 37 du rouleau de positionnement 36 étant en contact avec la surface d'extrémité 20 de la partie mâle 9. Le rouleau 36 presse ensuite la bague 32 positionnée par rapport à la partie mâle 9 dans la direction de l'axe de celle-ci, contre la surface extérieure de la partie mâle 9 pour empêcher la bague 32 de se séparer de la surface extérieure de la partie mâle 9. Comme on peut le voir sur la figure 6, le fond 15 de la gorge 14 et la surface de la partie mâle 9 sont amenés à fondre par un métal fondu 45 coulé juste derrière la partie formant rouleau 39 du rouleau de positionnement 36, dans la gorge périphérique 14, tandis que la partie mâle 9 est animée d'un mouvement de rotation lent autour de son axe. Ceci permet de souder la bague 32 le long de sa circonférence pendant qu'elle est positionnée dans la direction de l'axe de la partie mâle 9 et en contact avec la surface extérieure de cette dernière, comme cela est visible sur les figures 5 et 6. Un numéro de référence 22 indique un cordon de soudure. Le cordon de soudure 22 comportant un bourrelet 23 qui fait saillie vers l'extérieur sur la bague 32, comme le montrent les figures 6 et 7, ce bourrelet 23 est enlevé pour égaliser la surface extérieure 34 de la bague 32. Finalement, la partie mâle 9 est chanfreinée pour correspondre à la partie en biseau 33 de la bague 32 afin de former la surface en biseau 11. Bien que la description précédente ait porté sur des modes de réalisation préférés de la présente invention, celle-ci n'est bien entendu pas limitée aux exemples particuliers décrits et illustrés 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. il REVENDICATIONS 1. Procédé de formation d'une nervure (10) autour de la circonférence extérieure d'une partie mâle (9) formée au niveau d'une extrémité d'un tuyau (8), le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes qui consistent à placer autour de la circonférence extérieure de la partie mâle (9) une bague (13; 26; 32) ayant une certaine épaisseur de paroi dans sa direction radiale et comportant une gorge périphérique (14) sur sa circonférence extérieure; à couler un métal fondu dans la gorge (14) pour faire fondre le fond (15) de la gorge et la surface de la partie mâle (9); et à relier l'une à l'autre la bague (13; 26; 32) et la partie mâle (9). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (13) est ajustée en étant serrée autour de la circonférence extérieure de la partie mâle (9). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une bande de matériau pour bague (26) est enroulé autour de la circonférence extérieure de la partie mâle (9). 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (32) comporte une fente sur sa circonférence et est ajustée de manière élastique sur la circonférence extérieure de la partie mâle (9). 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tuyau (8) et la bague (13; 26; 32) sont formés d'une fonte, et en ce qu'un soudage à l'arc en atmosphère inerte avec électrode fusible est réalisé à l'aide d'un matériau contenant du nickel dans un gaz contenant de l'hélium. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (26; 32) est pressée par au moins un rouleau (27, 28; 36) contre la surface extérieure de la partie mâle (9). 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la bague (26; 32) est positionnée axialement par rapport à la partie mâle (9) par ledit rouleau (27, 28; 36). 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le rouleau (27, 28) comporte deux rebords (27b, 27c, 28b, 28c), l'un (27b, 28b) des rebords étant en contact à la fois avec la surface d'extrémité (20) de la partie mâle (9) et l'une (19) des extrémités de la bague (26), tandis que l'autre rebord (27c, 28c) est en prise avec la bague (26). 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'autre rebord (27c, 28c) du rouleau (27, 28) est en contact avec l'autre extrémité de la bague (26). 10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'autre rebord (40) du rouleau (36) s'engage dans la gorge périphérique (14) de la bague (32).