Brevet FR2917149A1 — publié le 20081212

La présente invention se rapporte à une tubulure flexible utilisée dans le domaine de l'industrie, et notamment dans le domaine de l'énergie pour le transport de fluides dangereux ou non. Il est déjà connu d'équiper notamment des turbines à gaz à l'aide de tubulures flexibles de ce type. Pour cela, chaque tubulure flexible peut tout simplement être constituée d'un tuyau flexible inséré dans une gaine réalisée en acier inoxydable. Il a également été proposé une tubulure flexible plus élaborée possédant une protection renforcée contre les contraintes exercées depuis l'extérieur et susceptibles de l'endommager. Une telle tubulure flexible est habituellement constituée d'un tuyau onduleux autour duquel sont rapportés successivement, d'une part, une ou deux tresses de tenue en pression de forme tubulaire réalisées en acier inoxydable, et d'autre part, une protection mécanique externe de forme également tubulaire. Selon une version encore plus élaborée d'une telle tubulure flexible, décrite dans la demande de brevet FR 2 883 356 au nom de la demanderesse, une tresse anti-friction de forme tubulaire peut être positionnée entre le tuyau onduleux et la tresse de tenue en pression, et une gaine d'amortissement peut être positionnée entre cette tresse de tenue en pression et la protection mécanique externe. Lorsque ces tubulures à protection externe de la technique antérieure sont placées dans un environnement à fortes vibrations comme par exemple sur une turbine à gaz, on a pu constater que la protection externe pouvait subir rapidement une certaine usure. La présente invention a notamment pour but de s'affranchir de cet inconvénient. On atteint ce but de l'invention avec une tubulure flexible destinée au transport de fluides, comprenant un tuyau onduleux interne autour duquel sont rapportés au moins une tresse de tenue en pression de forme tubulaire réalisée dans un matériau adapté ainsi qu'une protection mécanique externe de forme tubulaire, remarquable en ce qu'elle comprend une gaine antiabrasion positionnée autour de ladite protection mécanique externe. Grâce à la présence de cette gaine anti-abrasion, cette tubulure peut être installée dans un environnement à fortes vibrations, telle une turbine à gaz, sans risque d'abrasion de la protection mécanique par frottement sur des organes voisins tels que d'autres tubulures ou des organes fixes. Suivant d'autres caractéristiques optionnelles de la présente invention : - ladite tubulure flexible comprend en outre une' tresse anti-friction de forme tubulaire positionnée entre ledit tuyau onduleux et ladite tresse de tenue en pression, ladite tresse anti-friction étant réalisée dans un matériau adapté dont la dureté et/ou le coefficient de friction sont inférieurs à ceux du matériau employé pour réaliser la tresse de tenue en pression ; - ladite tubulure flexible comprend en outre une gaine d'amortissement positionnée entre ladite tresse de tenue en pression et ladite protection mécanique externe ; - ladite gaine anti-abrasion est constituée dans un matériau choisi dans le groupe comprenant les matériaux tissés en fibre de verre enduite, les matériaux tressés en PEEK, les matériaux tissés à base de fibres polyamide de forte épaisseur, les matériaux formés à base de Téflon , les matériaux à base de Kevlar , les matériaux à base de tricot de fibres de verre enduit de silicone ; -ladite gaine anti-abrasion est constituée d'un matériau présentant des caractéristiques de résistance à une température supérieure à 125 C, et de préférence supérieure à 250 C ; - ladite gaine anti-abrasion présente une isolation thermique, permettant de préférence un gradient thermique de 50 C entre la protection mécanique 20 externe et l'extérieur ; - ledit tuyau onduleux peut comporter des ondes parallèles ou hélicoïdales ; -ledit tuyau onduleux est réalisé dans un matériau choisi dans le groupe formé par les aciers inoxydables et les alliages base nickel ; 25 - ladite tresse anti-friction est réalisée dans un matériau choisi dans le groupe formé par les alliages cuivreux comme par exemple le bronze, les fibres naturelles et les fibres synthétiques ; - chaque tresse de tenue en pression est réalisée par exemple en acier inoxydable; 30 - chaque gaine d'amortissement est réalisée par exemple en une tresse en fibres de verre ou en un tricot de fibres de verre enduit de silicone, ou encore dans une autre matière équivalente ; - la protection mécanique externe consiste en un tuyau agrafé réalisé en acier inoxydable ou autre. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée de deux modes de réalisation parmi l'éventail de possibilités, description exposée ci-dessous en regard des figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue d'ensemble d'une tubulure flexible selon un 5 premier mode de réalisation de l'invention, dont une partie d'extrémité E est représentée en coupe ; - la figure Ibis est une vue partielle de la tubulure de la figure 1, représentée en vue écorchée de manière à mettre en évidence toutes les couches formant cette tubulure ; 10 - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale à plus grande échelle de la partie d'extrémité E de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la tubulure flexible représentée à la figure 2 ; - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la tubulure 15 flexible représentée à la figure 2, et - les figures 5 à 8 sont des vues analogues à celles des figures 1 bis à 4 pour un autre mode de réalisation de l'invention. En se reportant à présent aux figures 1 à 4, la tubulure 1 est obtenue à partir d'un tuyau onduleux 2 à ondes parallèles 3 réalisé en acier inoxydable et 20 soudé à chacune de ses deux extrémités à un raccord 5. Une tresse anti-friction 6, en bronze par exemple, est ensuite glissée le long du tuyau onduleux 2, cette tresse anti-friction 6 étant de forme tubulaire et possédant un diamètre interne légèrement supérieur au plus grand diamètre du tuyau onduleux 2, et une longueur sensiblement égale à celle dudit tuyau 25 onduleux 2. Plus précisément, chacune des deux extrémités de cette tresse anti-friction 6 est sertie dans un évidement 7 présenté par le raccord 5 correspondant et est maintenue dans cette position grâce un collier de serrage 8 logé dans l'évidement 7. Une tresse de retenue de pression 9 réalisée par exemple en acier 30 inoxydable ou en alliage base nickel est ensuite glissée le long de la tresse anti- friction 6. Cette tresse de retenue en pression 9 est conçue de façon à posséder un diamètre interne légèrement supérieur au diamètre externe de la tresse anti-friction 6, et une longueur sensiblement égale à celle de la tresse anti-friction 6. Au niveau de chacune des deux extrémités de la tresse de 35 retenue de pression 9 peut être glissée une bague d'arrêt 11, ladite tresse de retenue en pression 9 et chaque bague d'arrêt 11 pouvant ensuite être soudées au moyen d'un cordon de soudure S sur la face latérale externe du raccord 5 correspondant. Une gaine d'amortissement 12, réalisée de préférence à l'aide d'un tricot de fibres de verre enduit de silicone, et possédant une épaisseur comprise préférentiellement entre 3 et 4 mm, est ensuite glissée le long de la tresse de retenue en pression 9 de façon à venir en butée contre la bague d'arrêt 11. Une protection mécanique, réalisée sous la forme d'un tuyau agrafé 13 en acier inoxydable pourvue d'une bague de rattrapage 14 à chacune de ses deux extrémités, est glissée autour de la gaine d'amortissement 12. Plus précisément, une bague d'arrêt externe 15 est enfilée sur chacune des deux extrémités du tuyau agrafé 13, et ce dernier avec ses bagues de rattrapage 14 est finalement fixé par soudure à chacune de ses deux extrémités aux bagues d'arrêt 15 et à la face latérale externe des raccords 5. Une gaine anti-abrasion 17 est ensuite glissée le long de la protection 15 mécanique 13. Une bague d'arrêt 19 sertie sur chaque extrémité de la gaine 17 permet de fixer cette gaine sur chaque raccord 5. La gaine anti-abrasion 17 peut être tressée en fibre de verre enduite : ce type de gaine est commercialisé par exemple par la société FEDERAL MOGUL Systems Protection Group sous la marque Bentley-Harris - Thermojacket S. 20 Outre ses excellentes propriétés anti-abrasion, une telle gaine résiste à une température de 550 C en continu et permet d'isoler thermiquement le tuyau agrafé 13 (gradient thermique de 50 C entre le tuyau agrafé et l'extérieur). La gaine anti-abrasion 17 peut également être tressée en PEEK (polyetheretherketone) : ce type de gaine est commercialisé par exemple par la 25 société FEDERAL MOGUL Systems Protection Group sous la marque Bentley-Harris - Expando PEEK. Outre ses excellentes propriétés anti-abrasion, une telle gaine résiste à une température de 260 C en continu. La gaine anti-abrasion 17 peut également être tissée à base de fibres polyamide de forte épaisseur : ce type de gaine est commercialisé par exemple 30 par la société FEDERAL MOGUL Systems Protection Group sous la marque Bentley-Harris - ProGard . Outre ses excellentes propriétés anti-abrasion, une telle gaine résiste à une température de 125 C en continu. Selon d'autres variantes possibles, la gaine anti-abrasion 17 pourrait être formée à base de Téflon , de Kevlar , ou bien de la même matière que la 35 gaine d'amortissement 12. Comme cela est connu de la demande de brevet FR 2 883 356, les sommets d'ondes 3 du tuyau onduleux 2 étant placés au contact de la tresse anti-friction 6 qui est réalisée dans un matériau dont la dureté et/ou le coefficient de friction sont inférieurs à ceux du matériau employé pour réaliser la tresse de tenue en pression 9, il en découle que le phénomène d'usure est grandement réduit. Il l'est d'autant plus que la gaine d'amortissement 12 minimise les déplacements relatifs des différents composants les uns par rapport aux autres du fait des sollicitations en vibration auxquelles la tubulure flexible 1 est confrontée. Cette gaine amortit les vibrations et de ce fait peut dans certains cas permettre d'éviter l'entrée en résonance de ces composants sous l'effet de ces vibrations. A titre d'exemple, il a été constaté qu'une tubulure flexible 1 selon l'invention équipée d'une telle combinaison gaine(s) d'amortissement(s)/tresse anti-friction pouvait avoir une durée de vie vingt fois supérieure à celle d'une tubulure flexible traditionnellement utilisée. La gaine anti-abrasion 17 permet d'éviter l'usure de la protection mécanique 13 sous l'effet de frottements avec des organes situés dans le voisinage de la tubulure 1. C'est le cas notamment lorsque la tubulure 1 est installée sur une turbine à gaz, les vibrations engendrées par cette machine étant susceptibles de faire frotter la tubulure 1 contre d'autres tubulures voisines ou contre des organes fixes de la machine. A noter que dans le cas particulier de l'utilisation de la tubulure 1 pour une turbine à gaz, les températures des fluides circulant dans cette tubulure peuvent être élevées (typiquement de l'ordre de 450 C). Le fait d'utiliser une gaine 17 résistante aux fortes températures et surtout permettant une isolation thermique est alors un avantage : il n'est alors plus nécessaire d'utiliser des matelas de protection thermique, coûteux et encombrants, comme cela se fait usuellement. Le mode de réalisation des figures 5 à 8 présente une structure simplifiée par rapport au mode de réalisation précédent. Les références numériques analogues à une centaine près indiquent des organes communs aux deux modes de réalisation. La tubulure 101 de ce deuxième mode de réalisation comprend, de l'intérieur vers l'extérieur : un tuyau onduleux 102, une tresse de retenue de pression 109, un tuyau agrafé 113, et une gaine anti-abrasion 117. La tresse 109 est fixée sur chaque raccord 105 par une bague d'arrêt 111 et peut être soudée (soudure S). Le tuyau agrafé 113 est fixé sur chaque raccord 105 par une bague d'arrêt 115 et la soudure S. La gaine anti-abrasion 117 est fixée sur chaque raccord 105 par une bague d'arrêt 119. Autrement dit, ce deuxième mode de réalisation se distingue du précédent en ceci qu'il ne comprend ni tresse anti-friction 6, ni gaine d'amortissement 12. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, fournis à titre de simples exemples. REVENDICATIONS 1.- Tubulure flexible (1 ; 101) destinée au transport de fluides, comprenant un tuyau onduleux (2 ; 102) interne autour duquel sont rapportés au moins une tresse de tenue en pression (9 ; 109) de forme tubulaire réalisée dans un matériau adapté ainsi qu'une protection mécanique externe (13 ; 113) de forme tubulaire, caractérisée en ce qu'elle comprend une gaine anti-abrasion (17 ; 117) positionnée autour de ladite protection mécanique externe (13 ; 113). 2.- Tubulure flexible (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une tresse anti-friction (6) de forme tubulaire positionnée entre ledit tuyau onduleux (2) et ladite tresse de tenue en pression (9), ladite tresse anti-friction (6) étant réalisée dans un matériau adapté dont la dureté et/ou le coefficient de friction sont inférieurs à ceux du matériau employé pour réaliser la tresse de tenue en pression (9). 3.- Tubulure flexible (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une gaine d'amortissement (12) positionnée entre ladite tresse de tenue en pression (9) et ladite protection mécanique externe (13). 4.- Tubulure flexible (1 ; 101) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite gaine anti-abrasion (17 ; 117) est formée dans un matériau choisi dans le groupe comprenant les matériaux tissés en fibre de verre enduite, les matériaux tressés en PEEK, les matériaux tissés à base de fibres polyamide de forte épaisseur, les matériaux formés à base de Téflon , les matériaux formés à base de Kevlar , les matériaux à base de tricot de fibres de verre enduit de silicone. 5.- Tubulure flexible (1 ; 101) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite gaine anti-abrasion (17 ; 117) est formée dans un matériau présentant une résistance à des températures supérieures à 125 C, et de préférence supérieures à 250 C. 5 6.- Tubulure flexible (1 ; 101) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite gaine anti-abrasion présente une isolation thermique, permettant de préférence un gradient thermique de 50 C entre la protection mécanique externe (13 ; 113) et l'extérieur. 7.- Tubulure flexible (1 ; 101) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tuyau onduleux (2 ; 102) comporte des ondes (3 ; 103) parallèles ou hélicoïdales. 10 8.- Tubulure flexible (1 ; 101) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tuyau onduleux (2 ; 102) est réalisé dans un matériau choisi dans le groupe formé par les aciers inoxydables et les alliages base nickel. 15 9.- Tubulure flexible (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes dépendant de la revendication 2, caractérisée en ce que la tresse anti-friction (6) est réalisée dans un matériau choisi dans le groupe formé par les alliages cuivreux, les fibres naturelles et les fibres synthétiques. 20 10.- Tubulure flexible (1 ; 101) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque tresse de tenue en pression (9 ; 109) est réalisée en acier inoxydable. 11.- Tubulure flexible (1) selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes dépendant de la revendication 3, caractérisée en ce que chaque gaine d'amortissement (12) est réalisée en une tresse en fibres de verre ou en un tricot de fibres de verre enduit de silicone. 12.- Tubulure flexible (1 ; 101) selon l'une quelconque des revendications 30 précédentes, caractérisée en ce que la protection mécanique externe comprend un tuyau agrafé (13 ; 113) réalisé en acier inoxydable.