Brevet FR2899141A1 — publié le 20071005

Support dit orbital pour un dispositif de soudage de conduits à souder bout à bout pour former une canalisation de type pipeline La présente invention concerne un support orbital pour un dispositif de soudage orbital de conduits mis bout à bout pour la réalisation de canalisations de type pipeline destinées au transport de fluides ou de gaz. Lors de la réalisation de pipeline, les conduits sont disposés bout à bout et raccordés par soudage. Cette opération de soudage peut être réalisée manuellement ou à l'aide de dispositifs de soudage automatisés. Dans la perspective de pouvoir réaliser le plus rapidement possible l'opération de soudage, les dispositifs automatisés sont préférés et comprennent généralement au moins un chariot de soudage supportant au moins une tête de soudage susceptible de se déplacer de manière orbitale le long du plan de joint entre les conduits. Le dispositif de soudage comporte également des moyens de positionnement et/ou des moyens d'entraînement en déplacement de la ou des électrodes le long du chanfrein entre les conduits à souder, ces moyens permettant notamment de déplacer et de guider de manière orbitale le chariot supportant la tête de soudage le long du plan de joint pour réaliser le soudage. De tels moyens peuvent notamment être constitués d'un support dit orbital entourant les conduits et le long duquel se déplace le chariot autour des conduits à souder. Un tel support circulaire est en outre entraînable en déplacement le long de la canalisation formée jusqu'à la nouvelle liaison entre conduits à souder. Un tel support orbital est donc agencé de manière à permettre d'une part le positionnement et l'entraînement en déplacement du ou des chariots de soudage le long du chanfrein entre les conduits à souder et d'autre part son déplacement en translation le long de la canalisation formée de manière à être positionné au niveau du plan de joint de deux nouveaux conduits à souder. Bien que ce support orbital permette notamment d'utiliser plusieurs chariots de soudage pour réaliser la soudure entre les conduits, il présente aussi un inconvénient dans la mesure où il n'est pas toujours utilisable en fonction des canalisations à former. En effet, la canalisation réalisée peut comporter à sa périphérie des éléments tels que tête de dépose, T de raccordement, vannes et similaires qui sont pré installés sur les conduits à souder et qui encombrent la périphérie de la canalisation. On s'est alors aperçu que le support orbital pouvait être bloqué en déplacement le long de la canalisation à cause de la présence de ces éléments. De ce fait, on est alors obligé d'avoir recours à des dispositifs de soudage déposables. En outre, il n'est pas possible d'envisager un agrandissement du diamètre du support orbital car alors il serait nécessaire d'allonger les bras portant les têtes de soudage ce qui 10 entraînerait un manque de précision dans le soudage effectué. Afin de pallier ces inconvénients, la présente invention a pour but de proposer un support orbital pour un dispositif de soudage de conduits bout à bout qui permet de réaliser un soudage le plus précis possible et qui peut être entraîné en déplacement le 15 long de la canalisation formée quel que soit l'encombrement, à la surface desdits conduits. A cet effet, l'invention a pour objet un support dit orbital pour un dispositif de soudage de conduits à souder bout à bout pour former une canalisation de type pipeline, ledit 20 dispositif comportant au moins un chariot de soudage supportant au moins une tête de soudage présentant au moins une torche de soudage, ledit support orbital entourant les conduits à souder et étant agencé pour permettre le positionnement et l'entraînement en déplacement le long du plan de joint entre des conduits à souder dudit dispositif de soudage, ledit support orbital étant en outre déplaçable en translation le long de la 25 canalisation en formation, caractérisé en ce que ledit support orbital est constitué d'au moins deux pièces en forme de segment de cercle agencées pour pouvoir être raccordées l'une à l'autre pour former le support orbital autour des conduits à souder pendant une phase de soudage et pour permettre également l'ouverture ledit support orbital, notamment pour dépasser un encombrement à la périphérie du conduit. 30 Ainsi de manière avantageuse, l'ouverture du support orbital lui permet de passer les obstacles présents autour du conduit, cette possibilité d'ouverture n'étant de préférence utilisée que, lorsqu'un obstacle doit être surmonté. Ainsi, si un obstacle survient, il suffit d'ouvrir le support orbital pour pouvoir passer l'obstacle et, une fois l'obstacle dépassé, on referme le support orbital. Un support orbital selon l'invention permet donc de conserver tous les avantages liés à un dispositif de soudage automatisé se déplaçant le long de la canalisation en formation, comportant au moins un chariot de soudage, de préférence de deux à huit chariots de soudage, se déplaçant le long dudit support orbital pour réaliser une soudure entre des conduits et ce, même pour des conduits présentant des éléments pré-installés à leur périphérie. Ainsi de manière avantageuse, le dispositif de soudage porté par un support orbital selon l'invention peut être déplacé le long d'une canalisation en formation par le simple entraînement en translation dudit support orbital, par la barge, le long de ladite canalisation mais en outre, le support orbital de l'invention qui peut être ouvert permet le passage des conduits qui peuvent parfois présenter un encombrement périphérique, ce qui n'était pas le cas des supports de l'état de la technique. De préférence, le support orbital selon l'invention est porté par des moyens porteurs entraînables en translation le long de la canalisation en formation. Selon une première forme de réalisation préférée de l'invention, le support orbital est constitué de deux pièces en forme de demi-cercle, raccordables l'une à l'autre pour former le support orbital autour des conduits à souder pendant une phase de soudage et écartables l'une de l'autre pour permettre l'ouverture du support orbital, les deux pièces en forme de demi-cercle pouvant être alors entraînées en translation le long de la canalisation en formation, de manière écartée par rapport à celle-ci, notamment pour dépasser un encombrement à la périphérie du conduit. Selon une variante de réalisation préférée de l'invention, l'ouverture et la fermeture s'effectuent dans un plan perpendiculaire au plan dans lequel s'étend la canalisation en formation. Ainsi, lorsque la canalisation en formation s'étend dans un plan horizontal, chaque pièce en demi-cercle est positionnée avec ses extrémités libres au-dessus et au-dessous des conduits à souder et, ainsi, les deux pièces sont écartables de chaque côté de la canalisation en formation. Chaque pièce en demi-cercle comportant des moyens de guidage et d'entraînement en déplacement du ou des chariots de soudage, il est donc indispensable que la liaison entre les deux pièces pour former le support orbital soit parfaite, le ou les chariots de soudage ne devant pas être perturbés dans leur déplacement au niveau de la liaison entre les pièces. Ainsi, chaque pièce en forme de demi-cercle est pourvue à ses extrémités non seulement de moyens de raccordement et, optionnellement de verrouillage, permettant de fermer le support orbital mais en outre, on prévoit des moyens permettant un positionnement et un alignement parfaits des pièces l'une par rapport à l'autre, tels que des moyens de guidage complémentaires. De préférence, les deux pièces en demi-cercle sont également entraînables en rotation, de telle sorte qu'une fois le support orbital ouvert par l'écartement des deux pièces en demi-cercles celles-ci sont entraînées en rotation de manière à s'étendre le long du conduit. On limite ainsi avantageusement, l'écartement nécessaire entre les deux pièces. Selon une seconde forme de réalisation préférée de l'invention, le support orbital est constitué d'au moins deux pièces en forme de segments de cercle, l'un des segments de cercle, dit fixe recevant au moins à l'une de ses extrémités, montée à pivotement une extrémité d'un autre segment de cercle dit mobile, l'extrémité opposée du segment dit mobile étant au moins raccordable sur l'extrémité libre du segment de cercle dit fixe pour former le support orbital et écartable de ladite extrémité libre du segment de cercle fixe pour ouvrir ledit support lors de l'entraînement en pivotement dudit segment mobile vers l'extérieur du support orbital. Ainsi pour passer de la position fermée en phase de soudage à une position ouverte, on entraîne en pivotement le segment de cercle mobile par rapport au segment fixe. Selon une variante de réalisation encore plus préférée, le support mobile comporte au moins trois segments de cercle, un segment de cercle dit fixe étant positionné de manière à constituer la partie inférieure du support orbital logée sous la canalisation en formation et l'extrémité d'un segment de cercle dit mobile étant montée à pivotement à chacune des extrémités dudit segment de cercle fixe, leurs extrémités opposées étant raccordables l'une à l'autre, de préférence dans la partie supérieure du support orbital, au-dessus de la canalisation en formation, pour former et fermer le support orbital et écartables l'une de l'autre pour ouvrir ledit support par l'entraînement en pivotement des deux segments de cercles mobiles par rapport au segment de cercle fixe, vers l'extérieur du support orbital. De préférence, on peut prévoir également que le segment de cercle fixe est constitué de deux segments de cercles respectivement écartables l'un de l'autre en translation de part et d'autre de la canalisation. Cette forme de réalisation facilite avantageusement la mise en place et le retrait du support orbital. Chaque pièce en forme de segment de cercle comportant des moyens de guidage et d'entraînement en déplacement du ou des chariots de soudage, il est donc indispensable que la liaison entre les pièces pour former le support orbital soit parfaite, le ou les chariots de soudage ne devant pas être perturbés dans leur déplacement au niveau de la liaison entre les pièces. Ainsi, chaque pièce en forme de segment de cercle est pourvue au moins à une extrémité, non seulement de moyens de raccordement et, optionnellement de verrouillage permettant de fermer le support orbital mais en outre, on prévoit des moyens permettant un positionnement et un alignement parfaits des pièces l'une par rapport à l'autre, tels que des moyens de guidage complémentaires, lors de leur raccordement par pivotement. De même, les moyens assurant le pivotement sont réalisés de manière à positionner et à aligner parfaitement les segments de cercle l'un par rapport à l'autre. On décrira maintenant l'invention plus en détail en référence au dessin dans lequel : La figure 1 représente une vue en perspective latérale avant d'un dispositif de soudage comportant un support orbital selon la première forme de réalisation de l'invention, en phase de production ; La figure 2 représente une vue en perspective latérale arrière du dispositif de soudage après ouverture du support orbital pour passer des éléments encombrants à la périphérie des conduits;30 La figure 3 représente une vue en plan d'une pièce en demi-cercle constituant le support orbital ; et La figure 4 représente une vue en plan d'un support orbital selon la seconde forme de réalisation de l'invention. Le dispositif de soudage représenté dans les figures comporte plusieurs chariots de soudage 1 portant respectivement au moins une tête de soudage 6 pourvue d'au moins une torche de soudage. Ce dispositif de soudage permet de réaliser un soudage entre des conduits à souder pour former une canalisation de type pipeline s'étendant dans un plan horizontal. De manière à automatiser le soudage, les chariots de soudage 1 sont entraînés en déplacement le long de rails de guidage ménagés sur un support orbital 2 entourant les conduits C, C' à souder au niveau de leur plan de joint. Ces chariots de soudage 1 sont entraînables en déplacement radial vers les conduits C, C' pour réaliser le soudage et les têtes de soudage 6 sont remontées une fois le soudage achevé. Ce support orbital 2 est constitué de deux pièces en forme de demi-cercle 20 raccordables l'une à l'autre de manière parfaitement alignée, mais également entraînables en écartement l'une par rapport à l'autre. Ainsi, chaque pièce 20 est portée par une potence 3 constituée d'un montant vertical 31 et d'une traverse 32 à l'extrémité de laquelle la partie supérieure de la pièce 20 en demi-cercle est fixée. La partie sensiblement inférieure de la pièce 20 est raccordée elle aussi au montant 31 par une pièce 33. Le montant vertical 31 est monté entraînable en pivotement sur un pied 4 qui est lui-même monté sur des moyens porteurs tel qu'un socle 5. Le socle 5 est agencé pour s'étendre sous les conduits à souder C, C' perpendiculairement auxdits conduits et présente un rail de guidage 51 s'étendant également perpendiculairement à l'axe longitudinal desdits conduits C, C'. Sur ce rail de guidage 51 sont montés entraînables en déplacement le long dudit rail 51, de part et d'autre des conduits, chaque pied 4 portant une potence 3. Les moyens porteurs pourraient également être constitués par des moyens s'étendant au- dessus des conduits à souder tels qu'un pont, auquel le support orbital selon l'invention serait suspendu , ou par tous autres moyens porteurs appropriés. Au cours de la phase de soudage, le support orbital 2 est constitué des deux pièces en demi-cercle 20 raccordées l'une à l'autre de sorte que les chariots de soudage peuvent être guidés le long du support orbital 2 pour réaliser le soudage (voir la figure 1). Une fois la phase de soudage achevée entre deux conduits C, C', il convient d'amener le dispositif de soudage en regard d'un nouveau plan de joint entre deux conduits à souder C', C". Lorsque le conduit C' dont une extrémité vient d'être soudée à la canalisation en formation ne présente aucun encombrement périphérique, le dispositif de soudage est simplement entraîné en translation à l'aide du socle 5, le long dudit conduit C' jusqu'au nouveau plan de joint entre le conduit C' et le nouveau conduit C" à souder. Si le conduit C' présente un encombrement périphérique lié à la présence de vannes par exemple, pour effectuer le déplacement du dispositif de soudage, on ouvre le support orbital 2, c'est-à-dire qu'on déverrouille la liaison entre les deux pièces 20 et on sépare celles-ci par l'entraînement en écartement desdites pièces 20 de part et d'autre des conduits C, C' déjà soudés. Cet écartement des pièces 20 est réalisé par l'entraînement en déplacement des pieds 4 sur le rail de guidage 51 du socle 5 dans le sens d'un écartement par rapport aux conduits. Une fois les pièces 20 écartées des conduits C, C' soudés, on entraîne en pivotement chaque potence 3 par rapport au pied 4 de sorte que chaque pièce 20 s'étend le long des conduits C, C' ce qui limite l'encombrement de l'ensemble et l'écartement des pièces 20. Puis on entraîne en déplacement le support orbital 2 ainsi ouvert le long de la canalisation en formation pour l'amener au-delà de l'encombrement périphérique rencontré lié à la présence de vannes. Une fois cet obstacle dépassé, les potences 3 sont de nouveau entraînées en pivotement par rapport au pied 4 pour amener les pièces 20 en regard l'une de l'autre, de part et d'autre des conduits à souder C', C" et on entraîne en déplacement les pieds 4 sur le rail de guidage 51 du socle 5 pour procéder au raccordement des pièces 20, c'est-à-dire pour refermer le support orbital 2 pour procéder à la phase de soudage, à l'aide de moyens de raccordement et de verrouillage appropriés prévus à chaque extrémité des pièces 20. Puis, on peut procéder de manière habituelle au déplacement du dispositif de soudage. De préférence de manière à garantir un alignement parfait des pièces 20, on prévoit sur chacune des moyens de guidage complémentaires permettant un positionnement aligné des pièces 20 une fois raccordées l'une à l'autre. Ainsi, on peut prévoir au moins un organe mâle et au moins un organe femelle de guidage en regard sur chaque extrémité de la pièce en demi-cercle 20. Comme on peut le voir à la figure 4, le support orbital 7 est constitué de trois pièces en forme de segment de cercle qui raccordées les unes aux autres forment ledit support orbital 7. Une première pièce appelée segment de cercle 70 fixe est montée sur des moyens porteurs tel que le socle 5 qui est agencé pour s'étendre sous les conduits à souder C, C' perpendiculairement auxdits conduits. Les deux autres pièces sont appelés segments de cercle 71 et 72 mobiles. A chaque extrémité 70a', 70b' du segment de cercle fixe 70 est montée, entraînable en pivotement, une extrémité 71a, 72a d'un segment de cercle 71, 72 mobile, l'extrémité opposée7lb, 72b de chaque segment mobile 71, 72 étant raccordables l'une à l'autre. Au niveau des extrémités 70a', 70b' du segment fixe 70, on prévoit des moyens d'entraînement en pivotement d'un segment de cercle 71, 72 mobile, entre une position de fermeture du support orbital 7 et une position ouverte de celui-ci dans laquelle les segments de cercle mobiles 71, 72 ont été écartés l'un de l'autre par entraînement en pivotement vers l'extérieur (flèche A) du support orbital comme on peut le voir sur la figure 4. Ces moyens qui permettent l'entraînement en pivotement peuvent notamment être constitués de vérins 8. En outre, le socle 5 peut là encore présenter un rail de guidage 51 s'étendant également perpendiculairement à l'axe longitudinal desdits conduits C, C'. Sur ce rail de guidage 51 sont montés, entraînables en déplacement le long dudit rail 51, de part et d'autre des conduits, deux segments de cercle 70a et 70 b qui, raccordés l'un à l'autre forment le segment de cercle 70 dit fixe. Au cours de la phase de soudage, le support orbital 7 est constitué des trois pièces en forme de segments de cercle 70, 71 et 72 raccordées l'une à l'autre et pourvues respectivement de moyens de guidage de sorte que les chariots de soudage peuvent être guidés le long du support orbital 7 pour réaliser le soudage. Une fois la phase de soudage achevée entre deux conduits C, C', il convient d'amener le dispositif de soudage en regard d'un nouveau plan de joint entre deux conduits à souder C', C". Lorsque le conduit C' dont une extrémité vient d'être soudée à la canalisation en formation ne présente aucun encombrement périphérique, le dispositif de soudage est simplement entraîné en translation à l'aide du socle 5, le long dudit conduit C' jusqu'au nouveau du plan de joint entre le conduit C' et le nouveau conduit C" à souder. Si le conduit C' présente un encombrement périphérique lié à la présence de vannes par exemple, pour effectuer le déplacement du dispositif de soudage, on ouvre le support orbital 7, c'est-à-dire qu'on déverrouille la liaison entre les deux segments de cercle 71,72 mobiles et on sépare ceux-ci par l'entraînement en pivotement desdits segments de cercle mobiles 71, 72 par rapport au segment de cercle fixe 70 dans le sens d'un écartement (flèche A) desdites pièces 71, 72 vers l'extérieur de part et d'autre des conduits C, C' déjà soudés. Une fois les pièces 71, 72 écartées des conduits C, C' soudés, on entraîne en déplacement le support orbital 7 ainsi ouvert le long de la canalisation en formation pour l'amener au-delà de l'encombrement périphérique rencontré lié à la présence de vannes. Une fois cet obstacle dépassé, les segments de cercle 71, 72 sont de nouveau entraînés en pivotement (flèche B) par rapport au segment fixe 70 pour amener leurs extrémités 71b, 72b en regard l'une de l'autre, dans la partie au-dessus des conduits à souder C', C" pour procéder au raccordement des pièces 71, 72, c'est-à-dire pour refermer le support orbital 7 pour procéder à la phase de soudage, à l'aide de moyens de raccordement et de verrouillage appropriés prévus à chaque extrémité des pièces 71 , 72. Puis, on peut procéder de manière habituelle au déplacement du dispositif de soudage le long du support orbital 7. De préférence de manière à garantir un alignement parfait des segments 70, 71 et 72, on prévoit sur chacun desdits segments, des moyens de guidage complémentaires permettant un positionnement aligné une fois raccordés les uns aux autres. L'invention n'est bien entendu pas limitée à l'exemple de réalisation décrit mais couvre toutes les variantes possibles dans le champ de protection des revendications. REVENDICATIONS 1. Support dit orbital (2, 7) pour un dispositif de soudage de conduits (C, C') à souder bout à bout pour former une canalisation de type pipeline, ledit dispositif comportant au moins un chariot de soudage (1) supportant au moins une tête de soudage (6) présentant au moins une torche de soudage, ledit support orbital (2, 7) entourant les conduits à souder et étant agencé pour permettre le positionnement et l'entraînement en déplacement le long du plan de joint entre des conduits (C, C') à souder dudit dispositif de soudage (1), ledit support orbital (2, 7) étant en outre déplaçable en translation le long de la canalisation en formation, caractérisé en ce que ledit support orbital (2, 7) est constitué d'au moins deux pièces en forme de segment de cercle agencées pour pouvoir être raccordées l'une à l'autre pour former le support orbital (2, 7) autour des conduits à souder (C, C') pendant une phase de soudage et pour permettre également l'ouverture ledit support orbital (2, 7), notamment pour dépasser un encombrement à la périphérie du conduit (C, C'). 2. Support orbital selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support orbital (2) est constitué de deux pièces en forme de demi-cercle (20) raccordables l'une à l'autre pour former le support orbital (2) autour des conduits à souder pendant une phase de soudage, et écartables l'une de l'autre pour permettre l'ouverture du support orbital (2), les deux pièces en forme de demi-cercle (20) étant alors entraînables en translation le long de la canalisation en formation, de manière écartée par rapport à celle-ci, notamment pour dépasser un encombrement à la périphérie du conduit. 3. Support orbital selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est porté par des moyens porteurs (5) entraînables en translation le long de la canalisation en formation. 4. Support orbital selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que chaque pièce en demi-cercle (20) est écartable dans un plan perpendiculaire au plan dans lequel s'étendent les conduits à couder. 11 5. Support orbital selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les deux pièces en demi-cercle (20) sont également entraînables en rotation. 6. Support orbital selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que chaque pièce (20) est portée par une potence (3) constituée d'un montant vertical (31) et d'une traverse (32) à l'extrémité de laquelle la partie supérieure et la partie inférieure de la pièce (20) en demi-cercle sont fixées. 7. Support orbital selon la revendication 6, caractérisé en ce que le montant vertical (31) de la potence (3) est monté entraînable en pivotement sur un pied (4) porté par les moyens porteurs tels qu'un socle (5). 8. Support orbital selon la revendication 7, caractérisé en ce que le socle (5) présente un rail de guidage (51) destiné à s'étendre perpendiculairement à l'axe longitudinal des conduits (C, C'), chaque pied (4) portant une potence (3) étant monté entraînable en déplacement le long dudit rail (51), de part et d'autre des conduits. 9. Support orbital (7) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué d'au moins deux pièces en forme de segments de cercle, l'un des segments de cercle, dit fixe (70) recevant au moins à l'une de ses extrémités, montée à pivotement, une extrémité d'un autre segment de cercle dit mobile (71, 72), l'extrémité opposée du segment dit mobile (71, 72) étant au moins raccordable sur l'extrémité libre du segment de cercle dit fixe pour former le support orbital et écartable de ladite extrémité libre du segment de cercle fixe pour ouvrir ledit support lors de l'entraînement en pivotement dudit segment mobile vers l'extérieur du support orbital. 10. Support orbital (7) selon l'une des revendications 1 et 9, caractérisé en ce qu'il comporte trois segments de cercle (70, 71, 72), le segment de cercle dit fixe (70) étant positionné de manière à constituer la partie inférieure du support orbital (7), logée sous la canalisation en formation et l'extrémité d'un segmentde cercle dit mobile (71, 72) étant montée à pivotement à chacune des extrémités du segment fixe (70), leurs extrémités opposées (7 lb, 72b) étant raccordables l'une à l'autre, de préférence dans la partie supérieure du support orbital (7), au-dessus de la canalisation en formation, pour former et fermer le support orbital et écartables l'une de l'autre pour ouvrir ledit support (7) par l'entraînement en pivotement des deux segments de cercles vers l'extérieur du support orbital (7). 11. Support orbital (7) selon la revendication 10, caractérisé en ce que le segment de cercle fixe est porté par des moyens porteurs (5) entraînables en translation le long de la canalisation en formation et est constitué de deux segments de cercles (70a, 70b) respectivement écartables l'un de l'autre en translation de part et d'autre de la canalisation. 12. Support orbital (7) selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que des moyens (8) assurant le pivotement des segments de cercle mobiles sont réalisés de manière à positionner et à aligner parfaitement les segments de cercle l'un par rapport à l'autre. 13. Support orbital (2, 7) selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que chaque extrémité (70a', 70b', 71a, 71b, 72a, 72b) des pièces en segment cercle (20, 70, 71, 72) est pourvue de moyens de raccordement et de verrouillage appropriés pour fermer le support (2, 7). 14. Support orbital (2, 7) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on prévoit également aux extrémités des pièces (20, 70, 71, 72) des moyens de guidage complémentaires permettant un positionnement aligné des pièces (20, 70, 71, 72) une fois raccordées entre elles. 15. Dispositif de soudage de conduits à souder bout à bout pour former une canalisation de type pipeline, ledit dispositif comportant au moins un chariot de soudage supportant au moins une tête de soudage présentant au moins une torche de soudage, ledit dispositif de soudage étant positionné et entraîné en déplacement le long du plan de joint entre desconduits à souder à l'aide d'un support orbital, déplaçable en translation le long de la canalisation en formation, caractérisé en ce que le support orbital est tel que défini selon l'une des revendications 1 à 14