Brevet FR2920041A1 — publié le 20090220

Procédé de remplacement d'un tronçon d'une tuyauterie et dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé La présente invention concerne un procédé de remplacement d'un tronçon d'une tuyauterie, comme par exemple une tuyauterie d'un circuit hydraulique d'une centrale nucléaire. L'invention concerne également un dispositif de confinement interne d'un tronçon à remplacer d'une tuyauterie pour la mise en oeuvre d'un tel procédé de remplacement. De nombreuses installations industrielles, comme par exemple les circuits hydrauliques des centrales nucléaires ou les circuits des usines pétrochimiques, comportent des tuyauteries de diamètre important. Après un certain temps d'utilisation, il s'avère que des tronçons de ces tuyauteries, par exemple des tronçons droits ou des tronçons courbes, deviennent défectueux et doivent être remplacés. Il peut également s'avérer utile de remplacer ou d'ajouter un accessoire comme par exemple une vanne, un clapet ou une instrumentation sur un circuit hydraulique ce qui nécessite alors de remplacer un tronçon dudit circuit par un tronçon de remplacement supportant donc ledit accessoire ou ladite instrumentation. Pour cela, le tronçon à remplacer de la tuyauterie est découpé, puis un tronçon de remplacement est disposé dans la tuyauterie à la place du tronçon défectueux. Ensuite, le tronçon de remplacement est soudé sur la tuyauterie. Mais, dans le cas d'une tuyauterie en acier allié inoxydable par exemple ou bien du type INCONEL, le soudage du tronçon de remplacement nécessite une protection envers, c'est-à-dire de l'intérieur de la tuyauterie avec un gaz inerte, comme par exemple de l'argon, lors de la réalisation de la passe de racine du cor-don de soudure ainsi que lors du remplissage des premiers millimètres dudit cor-don. Cette protection a pour objet d'éviter l'oxydation de la soudure et des zones avoisinantes. Le confinement de chaque soudure à l'intérieur de la tuyauterie peut être obtenu en plaçant dans cette tuyauterie, des obturateurs qui délimitent entre eux 2 une zone étanche dans laquelle est injectée le gaz inerte, ce qui permet d'effectuer la ou les soudures dans de bonnes conditions. La difficulté pour ce type d'intervention ne réside pas dans la mise en place des obturateurs à l'intérieur de la tuyauterie avant la pose du tronçon de rempla- cernent mais dans l'extraction de ces obturateurs après le soudage du tronçon de remplacement car le plus souvent les extrémités de la tuyauterie sont éloignées et sont reliées à d'autres équipements si bien que les obturateurs ne sont donc plus accessibles. L'invention a pour but de proposer un procédé de remplacement d'un tron-10 çon d'une tuyauterie qui permet, par des moyens simples à mettre en oeuvre et efficaces, de résoudre ce problème. L'invention a donc pour objet un procédé de remplacement d'un tronçon d'une tuyauterie par un tronçon de remplacement, comme par exemple une tuyauterie d'un circuit hydraulique de centrale nucléaire, caractérisé en ce que : 15 - on soude sur la tuyauterie à proximité du tronçon à remplacer ou sur le tronçon de remplacement, au moins un piquage, on coupe dans la tuyauterie le tronçon à remplacer et on évacue ce tronçon, on dispose dans la tuyauterie de part et d'autre de l'emplacement du 20 tronçon manquant, au moins un obturateur gonflable, - on approche le tronçon de remplacement de l'emplacement du tronçon manquant, - on relie lesdits obturateurs gonflables par un cordon passant par le tronçon de remplacement et par ledit au moins piquage, 25 on accoste le tronçon de remplacement à la tuyauterie, - on gonfle depuis l'extérieur de la tuyauterie, lesdits obturateurs, on diffuse dans l'espace délimité par lesdits obturateurs gonflés, un gaz inerte de protection, on soude le tronçon de remplacement sur la tuyauterie, et 30 on dégonfle et on retire lesdits obturateurs de la tuyauterie au moyen du cordon à travers ledit au moins piquage. L'invention a également pour objet un dispositif de confinement interne d'un tronçon à remplacer d'une tuyauterie pour la mise en oeuvre du procédé de rem- placement tel que précédemment mentionné, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux obturateurs gonflables et un cordon de raccordement, d'une part, desdits obturateurs gonflables entre eux, et d'autre part, desdits obturateurs avec l'extérieur de la tuyauterie par au moins un piquage disposé sur cette tuyauterie à proximité du tronçon à remplacer pour gonfler lesdits obturateurs et extraire par ledit au moins piquage ces obturateurs après leur dégonflage. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : le dispositif comporte des moyens d'injection d'un gaz inerte entre les obturateurs gonflables, et - le cordon de raccordement comprend un câble de liaison pour assurer une traction sur lesdits obturateurs par ledit au moins piquage et au moins un conduit souple pour gonfler lesdits obturateurs et injecter le gaz inerte entre ces obturateurs. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lec- tune de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une portion d'une tuyauterie dans lequel un tronçon doit être remplacé, les figures 2 et 3 sont des vues schématiques en coupe longitudinale de la portion de la tuyauterie et montrant les étapes de confinement et de remplacement du tronçon à remplacer par un tronçon de remplacement, la figure 4 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un premier obturateur gonflable dans la configuration dégonflée, la figure 5 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un second obturateur dans la configuration dégonflée, et la figure 6 est une vue schématique en coupe longitudinale de la portion de la tuyauterie montrant l'extraction des obturateurs. En se reportant à ces figures, on va décrire un mode de réalisation, d'autres variantes qui seront décrites ultérieurement, sont possibles Sur la figure 1, on a représenté schématiquement une portion d'une tuyauterie désignée dans son ensemble par la référence 1, comme par exemple une tuyauterie d'un circuit hydraulique d'une centrale nucléaire. 4 Dans l'exemple de réalisation représenté sur cette figure, cette portion de la tuyauterie 1 comporte deux tronçons rectilignes 2 entre lesquels est interposé un tronçon courbe 3 formant un coude qui doit être remplacé. Le remplacement du tronçon 3 est réalisé de la façon suivante. Tout d'abord, on soude sur la tuyauterie 1 à proximité du tronçon 3 à rem-placer, un piquage 5 qui débouche à l'intérieur de la tuyauterie 1 dans une portion rectiligne 2. Ensuite, on coupe dans la tuyauterie 1, le tronçon 3 à remplacer selon deux plans de coupe, respectivement A et B et après avoir coupé le tronçon 3, ce tron-10 çon 3 est évacué. Ainsi que montré à la figure 2, un dispositif de confinement interne désigné par la référence générale 10 est disposé dans la tuyauterie 1 pour isoler le tronçon 3 de la tuyauterie 1 qui doit être remplacé, comme on le verra ultérieurement. Ce dispositif de confinement comporte deux obturateurs gonflables, respec- 15 tivement un premier obturateur 11 gonflable et un second obturateur 12 gonflable. Le premier obturateur gonflable 11 est placé dans la portion rectiligne 2 à proximité du piquage 5 et le second obturateur gonflable 12 est placé dans l'autre portion rectiligne 2 de l'autre côté de la portion de la tuyauterie 1 découpée. Selon une variante, chaque obturateur gonflable, respectivement 11 et 12, 20 peut être composé d'un groupe d'obturateurs comprenant un ou plusieurs obturateurs 11 ou 12 identiques montés en série ou différents combinés entre eux. Comme montré à la figure 2, un tronçon de remplacement désigné par la référence 4 est approché de l'emplacement du tronçon manquant de la tuyauterie 1 et les deux obturateurs gonflables, respectivement 11 et 12, sont reliés entre 25 eux par un cordon 15 passant par le tronçon de remplacement 4 ainsi que par le piquage 5. Un pré-gonflage des obturateurs 11 et 12 peut être effectué de manière à faciliter leur mise en place dans la tuyauterie 1. Ensuite, le tronçon 4 de remplacement est accosté à chaque portion rectiligne 2 pour reformer la tuyauterie 1, ainsi que montré à la figure 3. 30 Au repos, les obturateurs gonflables, respectivement 11 et 12, sont dégon- flés et se trouvent dans la configuration représentée à la figure 2. En se reportant maintenant à la figure 4, on va décrire l'obturateur gonflable 11. Cet obturateur gonflable 11 comporte une enveloppe souple 20 en forme de tube dont un bord d'extrémité est fixé sur un bouchon de tête 21 et dont l'autre bord d'extrémité est fixé sur un bouchon de queue 22. Le bouchon de tête 21 comprend un premier orifice longitudinal 21a et un second orifice longitudinal 21 b parallèles entre eux. 5 Le bouchon de queue 22 comporte un orifice longitudinal 22a et un second orifice longitudinal 22b s'étendent parallèlement au premier orifice longitudinal 22a. L'orifice longitudinal 21a du bouchon de tête 21 est relié à l'orifice longitudinal 22a du bouchon de queue 22 par un flexible 23 et l'orifice longitudinal 21b du bouchon de tête 21 débouche à l'intérieur de l'enveloppe souple 20. L'orifice longitudinal 22b du bouchon de queue 22 débouche d'un côté dans l'espace ménagé à l'intérieur de l'enveloppe souple 20 et de l'autre côté dans l'espace ménagé à l'intérieur du tronçon de remplacement entre les deux obturateurs, respectivement 11 et 12. Le second obturateur gonflable 12 représenté à la figure 5 est également formé par une enveloppe souple 30 en forme de tube dont un bord d'extrémité est fixé sur un bouchon de tête 31 et dont l'autre bord d'extrémité est fixé sur un bouchon de queue 32. Le bouchon de tête 31 comporte un orifice longitudinal 31a et le bouchon de queue 32 est muni d'un orifice longitudinal 32a de faible diamètre formant un système de fuite contrôlé. De préférence et dans le but de faciliter la fabrication des obturateurs 11 et 12, les bouchons respectivement de tête 21 et 31 et de queue 22 et 32, sont identiques et disposent chacun de deux orifices longitudinaux pour permettre le gon- flage et la diffusion permanente du gaz inerte dans la zone entre les obturateurs 11 et 12. Dans ce cas, un des orifices longitudinaux du bouchon de queue 32 de l'obturateur 12 est obturé tandis que l'autre est ouvert pour former le système de fuite contrôlé. Le cordon de raccordement 15 comporte une première portion 15a qui relie le bouchon de tête 21 du premier obturateur gonflable 11 avec l'extérieur et une seconde portion 15b qui relie le bouchon de queue 22 du premier obturateur 11 avec le bouchon de tête 31 du second obturateur 12. La première portion 15a du cordon de raccordement 15 comporte un conduit souple 16 qui est connecté, d'une part, à des moyens non représentés d'injection d'un gaz inerte sous pression et, d'autre part, avec les orifices longitudinaux, respectivement 21a et 21 b. La seconde portion 15b du cordon de raccordement 15 comporte égale-ment un conduit de gonflage 16 dont une extrémité est connectée à l'orifice longitudinal 22a du bouchon de queue 22 du premier obturateur gonflable 11 et dont l'autre extrémité est reliée à l'orifice longitudinal 31a du bouchon de tête 31 du second obturateur gonflable 12. Le cordon de raccordement 15 comporte également un câble de liaison 17 s'étendant le long de la première portion 15a et le long de la seconde portion 15b dudit cordon de raccordement 15. Le câble de liaison 17 de la première portion 15a relie le bouchon de tête 21 du premier obturateur 11 avec l'extérieur en passant par le piquage 5 et le câ- ble de liaison 17 de la seconde portion 15b relie le bouchon de queue 22 du pre- mier obturateur 11 avec le bouchon de tête 31 du second obturateur 12. Après avoir placé les deux obturateurs 11 et 12 à l'intérieur des tronçons rectilignes 2 de la tuyauterie 1 et relié ces deux obturateurs 11 et 12 par le cordon de raccordement 15 et également relié l'obturateur 11 avec l'extérieur de la tuyau- terie 1 en passant par le piquage 5, comme montré à la figure 2, le tronçon 4 de remplacement est accosté à la tuyauterie 1, comme montré à la figure 3. Avant de mettre en place les obturateurs 11 et 12 dans la tuyauterie 1, un pré-gonflage de ces obturateurs 11 et 12 peut être effectué pour assurer leur bonne mise en place. Ensuite, les deux obturateurs 11 et 12 sont gonflés en injectant un gaz inerte sous pression par le tuyau souple 16 du cordon de raccordement 15. Le gaz inerte pénètre dans l'enveloppe souple 20 du premier obturateur 11 par l'orifice longitudinal 21b. Ce gaz inerte traverse également l'orifice longitudinal 21a, le flexible 23, l'orifice longitudinal 22a, le conduit souple 16 de la portion 15a du cor- don 15, puis gonfle l'enveloppe souple 30 du second obturateur 12 en passant par l'orifice longitudinal 31a. Ce gaz inerte est également injecté dans l'espace délimité entre les deux obturateurs 11 et 12. 7 En effet, le gaz inerte sous pression passe par l'orifice longitudinal 21b du bouchon de tête 21 de l'obturateur 11, puis passe dans l'enveloppe souple 20 de cet obturateur 11 et traverse l'orifice longitudinal 22b du bouchon de queue 22 pour se diffuser à l'intérieur de l'espace interne délimité par les deux obturateurs 11 et 12 gonflés. Le tronçon 4 de remplacement est ensuite soudé entre les deux tronçons rectilignes 2 de la tuyauterie 1 et, pendant ce soudage, une protection en gaz inerte, comme par exemple de l'argon, est maintenue à l'intérieur du tronçon 4 de remplacement, ce qui permet de réaliser les deux soudures dans de bonnes conditions et d'éviter l'oxydation de chacune de ces soudures et des zones avoisinantes, notamment lors de la réalisation de la passe de racine et des premiers millimètres de remplissage de chaque soudure. Les deux obturateurs, respectivement 11 et 12, sont ensuite dégonflés, puis retirés de la tuyauterie 1 à travers le piquage 5 comme montré à la figure 6. Pour cela, une traction est effectuée sur le câble de liaison 17 depuis l'extérieur de la tuyauterie 1 et lorsque chaque obturateur 11 ou 12 passe dans le piquage 5, son enveloppe souple correspondante se rétracte, ainsi que représenté à la figure 6. A titre d'exemple, le diamètre interne de la tuyauterie 1 est de l'ordre de 300 mm et le piquage 5 possède un diamètre interne de l'ordre de 50 mm. Le débit de gaz inerte est de l'ordre de 5 à 10 I/min et le second obturateur 12 dispose par l'intermédiaire de l'orifice longitudinal 32a, d'un système de fuite contrôlé pour éviter de monter en pression la chambre délimitée par l'enveloppe 30 de ce second obturateur 12. Les deux obturateurs 11 et 12 peuvent être gonflés simultanément ou successivement et, dans ce cas, chaque obturateur peut disposer de son propre conduit souple de gonflage. Plusieurs variantes sont possibles pour la disposition du piquage 5 sans sortir du cadre de l'invention. Selon une première variante, un ou plusieurs piquages 5 peuvent être sou-30 dés sur le tronçon 4 de remplacement. Selon une deuxième variante, un ou plusieurs piquages 5 peuvent être soudés sur la tuyauterie 1 et sur le tronçon de remplacement 4. Selon une troisième variante, deux piquages 5 peuvent être disposés de part et d'autre du tronçon 4 à remplacer dans la mesure où ce tronçon 4 est de grande longueur. Dans ce cas, deux obturateurs peuvent être disposés de part et d'autre de la soudure de gauche et deux obturateurs peuvent être disposés de part et d'autre de la soudure de droite. REVENDICATIONS 1.- Procédé de remplacement d'un tronçon d'une tuyauterie (1) par un tronçon (4) de remplacement, comme par exemple une tuyauterie d'un circuit hydraulique d'une centrale nucléaire, caractérisé en ce que : - on soude sur la tuyauterie (1) à proximité du tronçon (3) à remplacer ou sur le tronçon (4) de remplacement, au moins un piquage (5) - on coupe dans la tuyauterie (1) le tronçon (3) à remplacer et on évacue ce tronçon (3), on dispose dans la tuyauterie (1) de part et d'autre de l'emplacement du tronçon manquant, au moins un obturateur (11, 12) gonflable, - on approche le tronçon (4) de remplacement de l'emplacement du tronçon manquant, - on relie lesdits obturateurs gonflables (11, 12) entre eux et avec l'extérieur de la tuyauterie (1) par un cordon (15) passant par le tronçon (4) de remplacement et par ledit au moins piquage (5), - on accoste le tronçon (4) de remplacement à la tuyauterie (1), - on gonfle depuis l'extérieur de la tuyauterie (1), lesdits obturateurs (11, 12), - on diffuse dans l'espace délimité par lesdits obturateurs (11, 12), gonflés, un gaz inerte de protection, - on soude le tronçon (4) de remplacement sur la tuyauterie (1), et - on dégonfle et on retire lesdits obturateurs (11, 12) de la tuyauterie (1) au moyen du cordon (15) à travers ledit au moins piquage (5). 2. -- Dispositif de confinement interne d'un tronçon à remplacer d'une tuyau- terie (1) pour la mise en oeuvre du procédé de remplacement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux obturateurs (11, 12) gonflables et un cordon (15) de raccordement, d'une part, desdits obturateurs (11, 12) gonflables entre eux et, d'autre part, desdits obturateurs (11, 12) avec l'extérieur de la tuyauterie (1) par au moins un piquage (5) disposé sur cette tuyauterie (1) à proximité du tronçon (3) à remplacer pour gonfler lesdits obturateurs (11, 12) et extraire par ledit au moins piquage (5) ces obturateurs (11, 12) après leur dégonflage, 10 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'injection d'un gaz inerte entre lesdits obturateurs gonflables (11, 12). 4.- Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le cordon de raccordement (15) comprend un câble (17) de liaison pour assurer une traction sur lesdits obturateurs (11, 12) par ledit au moins piquage (5) et au moins un conduit souple (16) pour gonfler lesdits obturateurs (11, 12) et injecter le gaz inerte entre ces obturateurs (11, 12).