Brevet FR2837259A1 — publié le 20030919

vitesses. - q %. j RACCORD FLUIDIQUE RESISTANT AUX HAUTES PRESSIONS A CHAUD DESCRIPTION Domaine de l' invention L' invention concerne le domaine technique des canalisations, tubes, tuyaux et raccords devant fonctionner sous hautes pressions et hautes temperatures. D'autre part, elle concerne egalement le domaine d'utilisation relatif au formage superplastique des pieces metalliques et de ['assemblage par diffusion. L' invention s' applique avantageusement a la preparation des aubes larges et creuses, par exemple de type SP 20579 JB i deux pieces constituent une structure creuse. Un raidisseur peut etre place entre ces deux pieces et contribuer a obtenir la geometric desiree. Toutefois, ce gonflage est realise a haute temperature, au moyen d'un gaz injecte sous haute pression, au moyen d'un conduit debouchant entre les deux pieces. Ceci implique le raccordement de l' installation a un reseau de gaz haute pression, ['element realisant ce raccordement etant souvent realise au moyen d'une interface. I1 est d'usage d'utiliser, pour constituer le tube ou le dispositif de raccordement, le meme materiau que celui constituent ['ensemble de pieces a gonfler, dans le but d'en faciliter la soudure. Or, ce dispositif limite grandement la pression de gonflage a la resistance mecanique a chaud du materiau en question constituent l'organe de raccordement. Plus precisement, il a tonjours ete necessaire d'utiliser un palier de calibrage de 75 mn a une pression de 40 bars, dans le but d'obtenir la geometric externe des aubes de type permettent pas de depasser les 40 bars de pression. Le but de l' invention est de remedier a cet inconvenient principal en proposant un type different de raccord fluidique permettant l' operation de formage superplastique et de soudage par diffusion a des pressions et des temperatures elevees. SP 20579 JB Resume de l/invention A cet effet, ['objet principal de l' invention est un raccord fluidique resistant aux hautes pressions et aux hautes temperatures et comportant un corps externe de diametre interne determine et de materiau determine. Selon une caracteristique principale de l' invention, le raccord comprend egalement: - une bague noyee en un materiau de haute resistance mecanique a chaud et placee a l'interieur du corps externe et dont le diametre externe est egal au diametre interne du corps externe; - deux bagues d'extremite de meme epaisseur et de meme diametre interne et externe gue ceux de la bague noyee et placees a chaque extremite de celle-ci, ces deux bagues d'extremite etant constituees egalement du m8me materiau que celui constituent le corps externe; - un corps interne de diametre externe egal au diametre interne de la bague noyee et des bagues d'extremite et de meme materiau que celui du corps externe; et - une soudure a une extremite pour fixer de maniere etanche le corps externe, la bague d'extremite et le corps interne. Dans une realisation avantageuse, consacree a la fabrication des aubes de turboreacteur, le corps SP 20579 JB externe, les bagues externes et le corps interne vent en alliage de titane du type TA6V. Dans cette m8me application, il est avantageux que la bague noyee soit en superalliage a base de nickel NCK2OD. Dans ce mOme cas, il est egalement interessant d'utiliser une soudure TIG, crest-a-dire une soudure sous gaz inerte. Dans le but de pouvoir mettre le raccord a l'extremite debouchant entre les deux pieces a gonfler, il est interessant de placer un tube interieur en acier inoxydable a l'interieur de ['ensemble ainsi obtenu. Liste des figures L' invention et ses differentes caracteristiques techniques apparaltront de maniere plus evidente a la lecture de la description suivante, qui est accompagnee de plusieurs figures representant respectivement: figure 1, en coupe, le raccord selon l' invention en cours de fabrication; - figure 2, en coupe, le mame raccord dans une phase suivante de sa fabrication; - figure 3, en coupe, le raccord termine et prOt a 8tre utilise; - figure 4, en coupe, le raccord mis en place dans un element, anquel il doit 8tre fixe, dans le but de permettre une operation de formage superplastique; et SP 20579 JB figure 5, en coupe, le meme raccord une fois fixe a la piece rapportee de la figure 4. Description detaillee d'une realisation de l' invention La figure 1 represente le raccord selon l' invention, en cours de son montage, qui consiste a utiliser un corps externe 1 cylindrique, possedant une eventuelle collerette de renforcement 2. A l'interieur de celui-ci est place une bague 3 qui sera noyee, d'ou la denomination utilisee . A chacune de ses deux extremites, une bague d'extremite est placee a l'interieur du corps externe 1. Les longueurs ajoutees des bagues d'extremite 4 et de la bague noyee 3 correspondent a la longueur du corps externe 1. De mame, le diametre externe des bagues d'extremite 4 et de la bague noyee 3 correspond au diametre interne du corps externe 1. Enfin, le diametre interne des bagues d'extremite 4 et celui de la bague noyee 3 vent strictement identiques. En reference a la figure 2, a l'interieur de cet ensemble est place un corps interne 5. Le diametre externe de ce corps interne 5 correspond au diametre interne des bagues d'extremite 4 et de la bague noyee 3. Or, le corps interne 5 est fait du meme materiau que celui constituent les bagues d'extremite 4 et le corps externe 1. De ce fait, la bague noyee 3 etant prevue dans un materiau different du titane TA6V, a savoir un superalliage a base de nickel NCK20D, elle se trouve SP 20579 JB enfermee et noyee a 1'interieur d'un ensemble de pieces en titane. Le choix du superalliage a base de nickel NCK20D s'explique pour renforcer les resistances mecaniques a chaud de ['ensemble. A une extremite du corps externe 1, une soudure 8 obtenue par soudage sous gaz inerte permet de fixer l 'ensemble. Comme illustre, entre autres, a la figure 3, la fabrication du raccord se pour-quit en inserant, a l'interieur du corps interne 5, un tube interieur 6 qui doit depasser sur une extremite du corps interne 5. On comprendra aisement que le diametre exterieur du tube interieur 6 correspond au diametre interne du corps interne 5. Le tube interieur 6 depassant ainsi du corps interne 5 permet de placer a son extremite un diffuseur 7 cylindrique, de preference en superalliage a base de nickel NCK20D. Dans le cadre d'une application a la fabrication des aubes de type larges et creuses, destinees a btre utilisees dans un turboreacteur, lensemble ainsi obtenu est insere, comme le montre la figure 4, a 1'interieur d'un pergage pratique dans le pied d'aube 10. On note la presence d'une tole centrale 12 qui est en fait inseree entre deux soles externes devant etre gonflees et non representees. L'ensemble, ainsi assemble, est alors soude, grace a une soudure 11 pratiquee sur la collerette externe 2 du corps 1, et la base du pied d'aube 10. SP 20579 JB En reference a la figure 5, la fabrication du raccord se termine par un traitement thermomecanique, puis par un soudage par diffusion, afin de rendre ['ensemble monobloc, pour realiser l' operation de formage superplastique sous haute pression. Dans ce montage et en utilisant les materiaux enonces utilises, il est possible de faire regner une pression de 100 bars a l'interieur du raccord pendant plusieurs heures et a une temperature superieure a 900 C. L'ensemble peut encaisser sans deformation ces contraintes. On note que le diametre interieur, relativement reduit, du tube interieur 6 permet de resister a des pressions plus importantes qutavec un diametre interieur superieur, comme c'etait le cas dans les raccords utilises jusqu'alors. SP 20579 JB REVENDICATIONS 1. Raccord fluidique resistant aux hautes pressions et aux hautes temperatures, comportant un corps externe (1) de diametre interieur determine et de materiau determine, caracterise en ce qutil comprend: une bague noyee (3) en un materiau determine de haute resistance mecanique a chaud et placee a l'interieur du corps externe (1), le diametre exterieur de cette bague noyee (3) correspondent au diametre interieur du corps externe (1); - deux bagues d'extremites (4) de meme epaisseur et de m8mes diametres interieur et exterieur que ceux de la bague noyee (3) et placees a chaque extremite de celle-ci a l'interieur du corps externe (1), et etant constituees d'un materiau identique a celui du corps externe (1); - un corps interne (5) de diametre externe correspondent au diametre interne de la bague noyee (3) et des bagues d'extremites (4) et de m8me materiau que celui du corps externe (1); et - une soudure (8) a une extremite pour fixer de fac,on etanche le corps externe (1), une bague d'extremite (4) et le corps interne (5). 2. Raccord selon la revendication 1, caracterise en ce que le corps externe (1), les bagues SP 20579 JB d'extremites (4) et le corps interne (5) vent en alliage de titane de type TA6V. 3. Raccord selon la revendication 1, caracterise en ce que la bague noyee (3) est en superalliage a base de nickel de type NCK20D. 4. Raccord selon la revendication 1, caracterise en ce que la soudure (8) est de type TIG, c'est-a-dire un soudage sous gaz inerte. 5. Raccord selon la revendication 1, caracterise en ce que le tube interieur (6) est en acier inoxydable et peut porter un diffuseur (7).