Brevet FR2961577A1 — publié le 20111223

Embout de raccordement d'une conduite flexible de transport d'un fluide cryogénique La présente invention concerne un embout de raccordement d'une conduite flexible de transport d'un fluide cryogénique. Un fluide cryogénique issu par exemple d'un procédé de liquéfaction de gaz est par exemple du gaz naturel liquéfié présentant une température inférieure à -160°C. Le transport de ce genre de fluide, notamment depuis une unité de liquéfaction vers un navire de transport ou depuis un navire de transport vers une unité de stockage, est réalisé généralement au moyen d'une conduite flexible de transport ayant un diamètre intérieur de l'ordre de 400 mm de façon à assurer un débit élevé et un transbordement rapide. Les conduites flexibles utilisées pour effectuer ces opérations en milieu off-shore sont le plus souvent classées en deux catégories, les conduites flexibles aériennes et les conduites flexibles flottantes ou sous-marines. Dans le cas d'une configuration de transbordement de type côte à côte dans laquelle le bateau est amené le long d'un quai ou d'une unité flottante, la conduite flexible aérienne a une longueur de l'ordre de 40 à 70 mètres. Dans le cas d'une configuration du type tandem dans laquelle le navire est amené à la poupe ou à la proue de l'unité flottante, le navire et l'unité flottante étant sensiblement alignés, la conduite flexible aérienne a une longueur de l'ordre de 100 à 170 mètres. La configuration côte à côte nécessite une conduite flexible plus résistante que dans l'autre configuration. Pour un transbordement entre un navire et une unité flottante, au moyen d'une conduite flexible flottante ou sous-marine, cette conduite flexible a une longueur qui peut atteindre environ 350 mètres. Ces conduites flottantes ou sous-marines sont généralement celles qui travaillent dans les conditions les plus sévères du fait d'un rayon de courbure plus faible et d'une sollicitation dynamique plus forte due notamment au mouvement des supports flottants ainsi qu'une étanchéité plus difficile à maîtriser vis-à-vis de l'environnement extérieur étant donné que la conduite flexible peut être immergée. D'une manière générale, la conduite flexible comporte de l'intérieur vers l'extérieur plusieurs couches, à savoir : - un tube intérieur ondulé, définissant une pluralité d'ondulations débouchant radialement vers l'axe de la conduite, - au moins une couche d'armures de traction, disposée autour du tube ondulé, - au moins une couche d'isolation thermique disposée autour de la couche d'armures, et - une gaine externe étanche. 2 Cette couche d'armures de traction est formée par des armures de traction en fibres de polyester enroulées ou par des armures en acier inoxydable austénitique. Les conduites flexibles comportent également des embouts de raccordement destinés à leur connexion entre elles ou avec des équipements terminaux et ces embouts doivent être réalisés dans des conditions assurant à la fois une bonne solidarisation et une bonne étanchéité. En effet, les embouts de raccordement doivent assurer plusieurs fonctions qui sont la fixation de l'extrémité du tube ondulé, l'ancrage des armures de traction ainsi que la protection thermique de la gaine externe et des moyens de sertissage de cette gaine externe. Pour cela, les embouts de raccordement comportent, entre autres, une bride d'extrémité destinée à se raccorder à une bride d'extrémité d'un autre embout de raccordement ou d'équipements terminaux. La bride d'extrémité de la conduite flexible est fixée sur l'extrémité libre du tube ondulé par un cordon de soudure étanche. Mais, le cordon de soudure étanche est soumis à des efforts de traction pouvant à terme conduire à une perte d'étanchéité au niveau de cette liaison. Ces efforts de traction sont notamment liés à la possibilité qu'a le tube ondulé de glisser axialement par rapport aux autres couches de la conduite flexible, sous l'effet de son poids lorsque la conduite flexible est suspendue ou sous l'effet des mouvements de la conduite. Du fait de ces mouvements, le tube ondulé peut dans certains cas exercer des efforts de traction sur l'embout de raccordement et endommager de ce fait le cordon de soudure. L'invention a pour but de proposer un embout de raccordement d'une conduite flexible qui permet par des moyens simples d'éviter de transmettre des efforts de traction au cordon de soudure reliant la bride d'extrémité à l'extrémité libre du tube ondulé. L'invention a donc pour objet un embout de raccordement d'une conduite flexible de transport d'un fluide cryogénique comprenant un tube intérieur ondulé, au moins une couche d'armures de traction, disposée autour du tube ondulé, au moins une couche d'isolation thermique disposée autour de la couche d'armures et une gaine externe étanche, ledit embout comprenant, entre autres, une bride d'extrémité solidaire d'une extrémité libre du tube ondulé, caractérisé en ce qu'il comprend une bague métallique enfilée sur ladite extrémité libre du tube ondulé et comportant, d'une part, des moyens de liaison avec la bride d'extrémité et, d'autre part, des moyens de blocage axial du tube ondulé. L'embout de raccordement selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes combinaisons techniquement possibles : - la bride de liaison est solidaire de l'extrémité libre du tube ondulé par l'intermédiaire de la bague métallique, - les moyens de liaison comprennent un premier cordon de soudure étanche entre la bride d'extrémité et la bague et un second cordon de soudure étanche entre ladite bague et un rebord d'extrémité de l'extrémité libre du tube ondulé, - les moyens de blocage axial comprennent au moins une goupille radiale traversant la bague métallique et comportant chacune une extrémité engagée dans un creux d'une ondulation du tube ondulé, - les goupilles sont au nombre de deux réparties à 180 ° autour de la bague, - les goupilles sont au nombre de six réparties à 60° autour de la bague, - la bride d'extrémité est solidaire de l'extrémité libre du tube ondulé par l'intermédiaire d'un cordon de soudure reliant directement ladite bride d'extrémité avec un rebord d'extrémité de l'extrémité libre du tube ondulé, - les moyens de liaison comprennent un rebord interne ménagé à une extrémité de la bague et destiné à coopérer avec une gorge ménagée dans la bride d'extrémité, - les moyens de blocage axial comprennent au moins deux tétons opposés, ména- gés sur la face interne de la bague et apte à pénétrer chacun dans un creux d'une ondulation du tube ondulé, - les moyens de blocage axial comprennent au moins un rebord annulaire ménagé sur la face interne de la bague et apte à pénétrer dans un creux d'une ondulation du tube ondulé, - la bague est formée d'au moins deux demi-bagues, - la couche d'armures de traction est formée par des armures en fibres de polyester enroulées dont les extrémités libres sont fixées sur la bague métallique par un bloc d'ancrage enfilé sur ladite bague, et - la couche d'armures de traction est formée par des armures métalliques enroulées dont les extrémités libres sont fixées sur la face externe de la bague métallique par soudure. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective et partielle d'une conduite flexible de transport d'un fluide cryogénique, - la figure 2 est une demi-vue schématique et partielle en coupe axiale d'un premier mode de réalisation d'un embout de raccordement, conforme à l'invention, et - la figure 3 est une demi-vue schématique et partielle en coupe axiale d'un second mode de réalisation d'un embout de raccordement, conforme à l'invention. Sur la figure 1, on a représenté partiellement une conduite flexible 1 destinée à transporter un fluide cryogénique tel qu'un gaz liquéfié, depuis une unité de liquéfaction vers un navire de transport ou depuis un navire de transport vers une unité de stockage. La conduite 1 a par exemple une longueur supérieure à 30 mètres et comprise notamment entre 30 et 350 mètres. Elle délimite un passage central 2 de circulation du fluide cryogénique d'axe A-A. A titre d'exemple, la conduite flexible 1 comprend de l'intérieur vers l'extérieur : - un tube intérieur 3 ondulé, propre à assurer l'étanchéité au fluide et la résistance à la pression interne, - au moins une couche 4 d'armures de traction en fibres de polyester enroulées ou en acier inoxydable austénitique, propre à supporter les charges axiales appliquées par la conduite 1, - une couche 5 en fibres de polyester enroulées à pas court ayant pour fonction le maintien des armures de traction et un complément d'isolation thermique, - un premier ensemble de couches 6 d'isolation thermique, - une gaine 7 intermédiaire étanche éventuellement, - un deuxième ensemble de couches 8 d'isolation thermique, et - une gaine externe 9 étanche réalisée par enroulement et collage de bandes en caoutchouc ou par deux gaines polymériques tubulaires et extrudées l'une sur l'autre. La conduite flexible 1 comporte à chacune de ses extrémités un embout de raccordement destiné à relier plusieurs tronçons de conduites flexibles entre eux et également destiné à relier la conduite flexible avec des équipements terminaux. Ces embouts de raccordement doivent être réalisés dans des conditions assurant à la fois une bonne solidarisation et une bonne étanchéité. Sur les figures 2 et 3, on a représenté deux modes de réalisation de deux embouts de raccordement, désignés respectivement par les références 10 et 30. Sur ces figures, seuls les éléments des embouts de raccordement 10 et 30 ayant un rapport avec l'invention, ont été représentés, les autres éléments composant chacun de ces embouts de raccordement ont été supprimés, afin de faciliter la compréhension. Les différentes couches 3 à 9 composant la conduite flexible 1 ont été représentées en coupe axiale. Selon le premier mode de réalisation représenté à la figure 2, l'embout de raccordement 10 comprend une bride d'extrémité 11 solidaire de l'extrémité libre 3a du tube ondulé 3. La bride 11 est solidaire de l'extrémité libre 3a du tube ondulé 3 par l'intermédiaire d'une la bague métallique 12 et par des moyens de liaison reliant, d'une part, la bride 11 et la bague métallique 12 et ladite bague métallique 12 et l'extrémité libre 3a du tube ondulé 3. Ces moyens de liaison comprennent un premier cordon de soudure 14 étanche entre la bride d'extrémité 11 et la bague métallique 12 et un second cordon de soudure 15 étanche entre cette bague 12 et un rebord d'extrémité 3b de l'extrémité libre 3a du tube ondulé 3. Ce rebord d'extrémité 3b est constitué par le bord d'une ondulation du tube ondulé 3 qui est appliqué contre un bord d'extrémité 12a de la bague 12. Le cordon de soudure 15 est réalisé entre ce bord du rebord d'extrémité 3b du tube ondulé 3 et le bord d'extrémité 12a de la bague 12. Le tube ondulé 3 a la possibilité de glisser axialement par rapport aux autres couches composant la conduite flexible 1 sous l'effet de son poids lorsqu'elle est suspendue ou sous l'effet des mouvements de cette conduite. Afin d'éviter que le cordon de soudure 15 ne subisse des efforts de traction pouvant à terme conduire à une perte d'étanchéité, la bague métallique 12 est pourvue de moyens de blocage axial du tube ondulé 3. Dans le premier mode de réalisation représenté à la figure 2, les moyens de blocage axial du tube ondulé 3 comprennent au moins une goupille 20 radiale, traversant la bague métallique 12 par un orifice 21 et comportant une extrémité 20a engagée dans un creux d'une ondulation du tube ondulé 3, ainsi que montré à la figure 2. De préférence, les goupilles 20 sont au nombre de deux réparties à 180° autour de la bague 12, et plus avantageusement de six réparties à 60°. Ainsi, les goupilles 20 assurent un blocage axial du tube ondulé 3 ce qui permet d'éviter que le cordon de soudure 15 ne subisse des efforts de traction et se détériore. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, les armures de traction de la couche d'armures 4 sont en fibres de polyester et l'ancrage de ces armures est réalisé par coincement entre plusieurs cônes concentriques.. Pour cela, la bague 12 comporte, sur sa face externe, un bossage annulaire 12b et les extrémités 4a des armures sont fixées sur la bague 12 par un bloc d'ancrage 25 enfilé sur la bague 12 et sur lequel lesdites extrémités libres 4a des armures sont rabattues. Le bloc d'ancrage 24 est relié par des tirants 25 à un cône de blocage 26 également enfilé sur les armures de la couche d'armures 4. L'association du bloc d'ancrage 24 et du cône de blocage 26 reliés par les tirants 25 permet de coincer les armures de la couche d'armures 4 sur le bossage 12a de la bague 12. Dans ce premier mode de réalisation, il est possible et avantageux de réaliser la bague 12 en une seule pièce. En effet, le montage de la bague 12 et des goupilles 20 peut être fait en deux étapes successives, la première étape consistant à enfiler le tube ondulé 3 à l'intérieur de la bague 12 en l'absence des goupilles 20, et la deuxième étape consistant à engager chaque goupille 20 dans un orifice 21 jusqu'à ce qu'elle vienne en contact avec un creux d'une ondulation du tube ondulé 3. Selon une variante de ce premier mode de réalisation, les moyens de blocage axial du tube ondulé 3 peuvent être constitués par plusieurs rangées de goupilles 20. Selon le second mode de réalisation représenté à la figure 3, l'embout de raccordement 30 comporte également une bride d'extrémité 31 solidaire de l'extrémité libre 3a du tube ondulé 3. Cet embout de raccordement comporte également une bague métallique 32 enfilée sur l'extrémité libre 3a du tube ondulé 3 et cette bague métallique 32 comporte des moyens de liaison avec la bride d'extrémité 31. Dans ce mode de réalisation, la bride d'extrémité 31 est reliée directement à l'extrémité libre 3a du tube ondulé 3. Pour cela, la paroi 34 de la bride 31 dirigée vers le tube ondulé 3 comporte un bord annulaire 34a sur lequel le rebord d'extrémité 3b de l'extrémité libre 3a du tube ondulé 3 est destiné à venir en appui. La liaison entre le bord 34a de la bride 31 et le rebord d'extrémité 3b est réalisée par un cordon de soudure 35 étanche. Les moyens de liaison entre la bride 31 et la bague métallique 32 comprennent un rebord interne 32a ménagé à l'extrémité de la bague 32 et destiné coopérer avec une gorge 36 ménagée dans la bride 31, comme montré à la figure 3. Dans ce mode de réalisation, la bague métallique 32 comporte également des moyens de blocage axial du tube ondulé 3. Ces moyens de blocage axial comprennent au moins deux tétons 38 opposés, ménagés sur la face interne de la bague 32, chacun de ces tétons étant apte à pénétrer dans un creux d'une ondulation du tube ondulé 3. Selon une première variante, plusieurs tétons 38 peuvent être ménagés sur la face interne de la bague 32 pour pénétrer chacun dans un creux d'une ondulation du tube ondulé 3. Selon une autre variante, les moyens de blocage axial comprennent au moins un rebord annulaire ménagé sur la face interne de la bague 32 et apte à pénétrer dans le creux d'une ondulation du tube ondulé 3. Ainsi, les tétons 38 ou le rebord annulaire assurent un blocage axial du tube ondulé 3 permettant de ce fait que le cordon de soudure 35 ne subisse des efforts de traction pouvant conduire à terme à une perte d'étanchéité du fluide transporté dans la conduite flexible 1 du fait d'une rupture du cordon de soudure 35. De préférence, la bague 32 est formée d'au moins deux demi-bagues permettant le montage de cette bague 32 sur l'extrémité libre 3a du tube ondulé 3. Les deux demi-bagues sont reliées entre elles par des organes de vissage, non représentés, comme par exemple des vis ou des boulons ou par tout autre organe de liaison approprié. Dans ce mode de réalisation, la couche d'armures 4 est formée par des armures métalliques enroulées dont les extrémités libres 4a sont fixées sur la faxe externe de la bague métallique 32 par soudure. A proximité de la bague métallique 32, les armures de la couche d'armures 4 sont maintenues par un collier de serrage 39 enfilé sur ladite couche d'armures. Les moyens de blocage axial du tube ondulé de la conduite flexible sur l'embout de raccordement évitent donc de transmettre au cordon de soudure les efforts de traction dus à la possibilité qu'a le tube ondulé de glisser axialement par rapport aux autres couches de la conduite flexible sous l'effet de son poids lorsque la conduite flexible est suspendue ou sous l'effet des mouvements de cette conduite. REVENDICATIONS1.- Embout de raccordement d'une conduite flexible (1) de transport d'un fluide cryogénique comprenant un tube intérieur (3) ondulé, au moins une couche (4) d'armures de traction, disposée autour du tube ondulé (3), au moins une couche (5, 6, 7, 8, 9) d'isolation thermique disposée autour de la couche (4) d'armures et une gaine externe (9) étanche, ledit embout (10, 30) comprenant, entre autres, une bride d'extrémité (11 ; 31) solidaire d'une extrémité libre (3a) du tube ondulé (3), caractérisé en ce qu'il comprend une bague métallique (12 ; 32) enfilée sur ladite extrémité libre (3a) du tube ondulé (3) et comportant, d'une part, des moyens (14, 15 ; 35, 36) de liaison avec la bride d'extrémité (11 ; 31) et, d'autre part, des moyens (20 ; 38) de blocage axial du tube ondulé (3). 2.- Embout de raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bride (11 ; 31) est solidaire de l'extrémité libre (3a) du tube ondulé (3) par l'intermédiaire de la bague métallique (12 ; 32). 3.- Embout de raccordement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de liaison comprennent un premier cordon de soudure (14) étanche entre la bride d'extrémité (11) et la bague (12) et un second cordon de soudure (15) étanche entre ladite bague (12) et un rebord d'extrémité (3b) de l'extrémité libre (3a) du tube ondulé (3). 4.- Embout de raccordement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de blocage axial comprennent au moins une goupille (20) radiale, traversant la bague métallique (12) et comportant une extrémité (20a) engagée dans un creux d'une ondulation du tube ondulé (3). 5. - Embout de raccordement selon la revendication 4, caractérisé en ce que les goupilles (20) sont au nombre de deux réparties à 180° autour de la bague (12). 6.- Embout de raccordement selon la revendication 4, caractérisé en ce que les goupilles (20) sont au nombre de six réparties à 60° autour de la bague (12). 7.- Embout de raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bride d'extrémité (31) est solidaire de l'extrémité libre (3a) du tube ondulé (3) par l'intermédiaire d'un cordon de soudure (35) reliant directement ladite bride d'extrémité (31) avec un rebord d'extrémité (3b) de l'extrémité libre (3a) du tube ondulé (3). 8.- Embout de raccordement selon la revendication 1 ou 7, caractérisé en ce que les moyens de liaison comprennent un rebord interne (32a) ménagé à une extrémité de la bague (32) et destiné à coopérer avec une gorge (36) ménagée dans la bride d'extrémité (31). 9.- Embout de raccordement selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 8, caractérisé en ce que les moyens axial comprennent au moins deux tétons (38) opposés,ménagés sur la face interne de la bague (32) et aptes à pénétrer chacun dans un creux d'une ondulation du tube ondulé (3). 10.- Embout de raccordement selon l'une quelconque des revendications 1, 7 ou 8, caractérisé en ce que les moyens de blocage axial comprennent au moins un rebord annulaire ménagé sur la face interne de la bague (32) et apte à pénétrer dans le creux d'une ondulation du tube ondulé (3). 11.- Embout de raccordement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague (12 ; 32) est formée d'au moins deux demi-bagues. 12.- Embout de raccordement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'armures (4) de traction est formée par des armures en fibres de polyester enroulées dont les extrémités libres (4a) sont fixées sur la bague métallique (12) par un bloc d'ancrage (24) enfilé sur ladite bague (12). 13.- Embout de raccordement selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la couche d'armures (4) de traction est formée par des armures métalliques enroulées dont les extrémités libres (4a) sont fixées sur la face externe de la bague (32) par soudure.20