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" Chaudière pour le raffinage des huilée brutes et son procé- dé de construction par soudure à l'arc électrique."
L'invention est relative à des chaudières de très grandes dimensions telles que celles employées pour le raffinage des huiles brutes, et elle a également trait à un procédé par la lise en oeuvre duquel il est maintenant possible de construire des chaudières objet de l'invention sous sa forme concrète. L'invention consiste en une chaudière et en son procédé de construction, du type à métal très épais décrit dans le brevet aux Etats-Unis N 1.577.410 du 16 Mars 1926 au nom de Monsieur L. R.
SMITH et dans la demande de brevet belge déposée ce viorne jour,, pour Il Chaudière pour le raffinée des huiles brutes et son procédé de fabrication par soudure à l'erc électrique ",, au non de la Société demanderesse.
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Les descriptions des brevets ci-dessus mentionnés indiquent certaines des difficultés qui ont été rencontrées jusqu'ici dans la construction de chaudières satisfaisantes et efficaces du genre auquel se rapporte la présenta Invention, ces difficultés existant en raison de certaines limitations physiques inséparables de cette fabrication par les procèdes connus et mis en oeuvre jusqu'à ce jour, et on pourra se re- porter aux dits brevets pour avoir l'explication des difficul- tés et das limitations que l'on a rencontrées jusqu'à présent.
La présente invention comprend un perfectionnement dans la construction des chaudières faites de métal épais, décrites dans les brevets-ci-dessus mentionnés et elle consiste- en une chaudière soudée à l'arc électrique, dans la construction de laquelle tous joints soudés s'étendant lcngitudinalement sont supprimés. Dans les chaudières telles qu'elles ont été construites jusqu'ici à l'aide de plaques métalliques ayant au maximum une épaisseur d'environ 37 millimètres, recevant par laminage une forme annulaire et soudées par recou- vrement aux extrémités de joint de la plaque, le joint longitudinal formé en cet endroit a toujours constitué un élément de faiblesse dans la construction, en ce sens que ce joint est plus faible que le métal dans lequel il est formé.
Ceci est dû à la difficulté d'obtenir des plaques de cette épaisseur soudées par recouvrement et au fait que les pressions intérieures dans les chaudières pendant leur fonctionnement, dont très grandes et suffisantes pour créer des efforts, dans le métal, condition qui est parfois suivie de résultats désastreux, par exemple lorsque lejoint soudé par recouvrement se rompt sous l'effet ae la pression à laquelle la chaudière est scumise .
L'invention a pour but la prcduction de chaudière dans laquelle les joints longitudinaux scuvent défectueux et peu sûrs produits par la soudure par recouvrement sont complé-
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tement évités. Ce résultat est obtenu en coulant la chaudière en plusieurs éléments annulaires ou tubulaires-de longueur appropriée, en alignant bout à bout un certain nombre de ces éléments, et en soudant ensuitea l'are électrique les dits eléments suivant leurs lignes de joints circonférentielles, de façon à obtenir un corps tubulaire d'une seule Pièce. de la longueur désirée.
Une chaudière construite ae cette manière sera complètement exempte de joints longitudinaux soudes, et par conséquent, résistera efficacement aux efforts de destruction qui se manifestent aans les anciens types de chaudière dans lesquels existent des joints longitudinaux soudés par recouvrement.
Le procédé de fusion et de réunion des éléments annulaires sansjoint suivant leurs lignes de joint circcnfé- rentielles au moyen d'un arc électrique présente également des avantages sur les procédés antérieurs d'assemblage de ces éléments par soudure par recouvrement, car des essais ont démentie que dans des constructions qui sont fondues par l'arc élec- trique, la résistance du métal à la traction est plus grande sur la ligne de soudure qu'elle ne l'est en a'autres points.
Une limitation physique de l'épaisseur des plaques métalliques qui peuvent être réunies par souaure par recouvrement existe réellement, mais ceci n'est pas le cab en ce qui concerne la scudure à l'arc électrique dans laquelle n'existe aucune limitation de ce genre.
Les éléments annulaires qui doivent être réunis bout à bout de façon à former la pièce tubulaire sans joints constituant le corps de la chaudière, peuvent âtre coulés de toute manière permettant d'obtenir le degré désiré ae densité du métal et de façon à supprimer dans celui-ci la porosité qui existe dans les pièces de fonte ordinaire. La coulée par la force centrifuge produira les meilleurs résultats, car par
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ce précède, une structure moléculaire meilleure et plus uni- forme du métal est obtenue, l'acier employé pour constituer les éléments annulaires devra avoir la composition voulue pour résister efficacement à l'action destructrice de la corrosion et de la chaleur.
En soumettant les dits éléments, pendant qu'ils sont à l'état chaud, à l'action de cylinare, le métal sera considerabiement affine et sa structure améliorée et renforcée à un tel point qu'il pourra bien mieux résister aux actions destructrices auxquelles la chaudière est soumise dans l'opération de raffinage des huiles brutes.
Des fonds appropriés sont réunis par fusion aux ex- tremiteb du corps cylindrique pour fermer ce,dernier.
L'invention va être décrite ci-dessous un peu plus en détail en référence au dessin annexé dans lequel:
La fig. 1 est une vue en coupe verticale centrale d'une chaudière construite conformément à l'invention.
La fig. 2 est une vue perspective d'un des éléments annulaires, coulés d'une seule pièce, plusieurs de ces éléments étant disposés bout à bout en alignement axial et réunis par fusion suivant leurs lignes de jcint circonferentielles par un arc électrique, peur produire une chaudière de la construction représentée fig. 1.
La fige 3 est une coupe verticale a plus grande échelle dans le même plan que la fige 1, montrant une forme de rainure de soudage et la façon dont les éléments et} contact de la chaudière sont réunis par fusion et soudes pour former un corps d'une seule pièce.
La fige 4 est une vue analogue montrant une variante dans la formation de la rainure de soudage produite suivant la ligne de joint de deux éléments de la chaudière, la fusion des extrémités des éléments étant effectuée de la même manière.
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La fig. 1 montre une chaudière dont le ccrps tubulaire est formé comme une seule pièce par la réunion de plusieurs éléments annulaires en acier coulé 12, 13 et 14 affectant la forme de couronnes sansjoint du type représente fig.
2 et de longueur convenable. Ces éléments annulaires sont obtenus par coulée et, ae préférence, on a recours à la coulee centrifuge peur la production nés dits éléments, au fait que l'on obtient ainsi une densité plus uniforme au métal cons- tituant ces derniers.
Au moment du moulage, on peut prévoir un biseau sur les extrémités des éléments annulaires, de sorte que lorsque ces éléments sent alignés, une rainure de soudage s'étendant circonférentiellement à ceux-ci sera formée suivant la ligne de joint des éléments en contact. La formation d'une rainure de soudage de ce genre est une caractéristique nécessaire pour permettre la réalisation de l'invention, car ordinairement! on ne pourrait faire pénétrer l'arc électrique suffisamment dans l'espace très étroit aux extrémités des éléments en contact pour faire fondre le métal sur le coté opposé à, celui où l'arc est appliqué.
Ces rainures de soudage sont généralement formées en coupant les coins extérieurs des éléments d'extrémité comme en 15 pour enlever une quantité de métal en excès et en alignant deux éléments bout à. bout; on obtient ainsi une profonde rainure ae soudage lo ayant un fond 17 formé par des parties auxquelles on n'a.pas touché qui se rencontrent suivant un plan axial et sur lesquelles on peut déplacer l'arc, de façon à effectuer la fusion complète et l'amalgamation du métal au fond de la rainure 16, au commencement ue l'opération de soudage. La forme de la rainure de soudage 16 importe peu.
Elle peut être en forme d'U, de V, cu avoir une autre forme , il suffit que la rainure soit assez large pour permettre que la baguette de soudage ou l'électrode (à la peinte de laquelle
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l'arc électrique est forme) puisse entrer librement dans cet-
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te rainura et permettre à l'arc de faire fondra le métal de
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faible épaisseur au fond de la rainure.
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Comne indique ci-dé>,4eus, les élé,,u,2-yits tubulaircs
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sont produits sans joints longitudinaux, et on a constaté
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aue cette caractéristique de construction est très avantagP,1se, car des chaudières construites avec des joints lcng1tudlr2u.a. 5Ct:Q.'f:; per recouvrement suivart les précèdes antérieurs é-',e-L,3rt faibles â l'endrcit de ces jcints.
Les Êffcrtb intérieurs produits par les pressions crées pendant le fometicnneLel1t de ia, chaudière, exerçaiert une action de destructicn sur le& jcints êcudés par recouvrement qui étaient la partie la plus faible de la construction. Ce défaut existant preceaeuiment ebt clète8nt supprime par le précède perfecticnne de ,cn...trJ..;}tioI1 de chaudière, ae sorte que celles-ci ne ec1=à- ;cr1Pni pas ae j C.1!ltb loút;;ituai.l1aux soudes.
La chaudière est cci--9c<séP de deux éléments d'extreniite 12 et 13 et a' Cla - ;;:'r:tp irt E'r.. ,eaiairt's 14-, ces derniers étant en nombre voulu peur qua le corps principal de la chaudière ait la longueur nebirces Bans la construction de la chaudière, on asseoie 'coût à. bout en alignemc'nt sxipi les éléments iinulairps sers j cin:, ci? fait fondre le extraites en contact avec la ré<1<.r 6 la reinure par l'action d'un arc électrique, les élé:.(>!1ts : P trouvant ainsi reucis ccnme PI' 20 pour constituer un corps tubulaire d'une seule pièce de la longueur désirée, En fraisant fondre les extreuites des élé. Prta de la chaudière de faµc.-n à produire le corps tubulaire d'une -pile pièce, cn préfère pc-ployer une 1agKett? de soudage fusible, à la pointe de laquelle l'arc électrique est forte.
Le métal en fusion coulant a.e la oaguette ae soudage fusible se dép0ba aans la rainure et b' aJoLéi.lga.tf.e avec ..il'! 1>;etai fondu aux extrémités des divers eléaenls.
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En raison de l'épaisseur du menai et de la profondeur résultant de la rainure de bcuaage, une quantité conioiQer?.ble de matière provenant de la baguette d? soudage fusible sers, nécessaire peur remplir la rainure et compléter le contour du corps tu'uula.ire. Or. ppot réaliser U(1('> :GC't1cr.!1? de :L't^ t iàre plus ccûteuee constituant la t 1.;? (92 scufli;jé- 'i, Gbtenir les .ù.M) î C:iuLj:.t:, Elfi plaça-nt à8,12b 1l oo rainures une Matière z. scucier suppléments ire scu la fcriiie de barres cu lingots et en faisant fondre ces derrlarl par 1':ticr¯ de 1' arc électrique, ae crta que la aitr !H8tire scudr .uc:.l,:u:ent.irP 's,yla.l¯ac:,Pr4 a.vPC le .;::tal an :'ubicn c<.a:;i"< ,1;
la. baguette de soudage ruù1'Dle et fermant une partie du joint par lequel le., , éléments aL'nt reunis pour conumuer un corps tubulaire d'une seule pièce.
Une façon économique de former la, rainure de souda-
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ge eët représentée fig. 3 aans laquelle les extremit des éléments annulaires sont biseautées de l'extérieur à l'intérieur où elles se rejoignent suivant un plan axial, de façon
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8. former le .al1!lce fond 17 pour la rainure de eouuaie* Une variante de la forme ae la rainure de soudage est représentée
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4 danjj laquelle les extrémités des éléments annulaires sont biseautées é la fois de l'intérieur et 'de l'extérieur, les lignes convergeant vers la ligne centra.le longitudinale des parois das sections annulaires, de façon que lorsque ces éléments sont assemblés, les lignes de convergence se rejoi-
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gnent pour former un wince fond C01iWlun 171 pour les deux rai- nures de soudage.
Dans cette construction, la fusion des extrémités est effectuée par des arcs se déplaçant sur les deux côtés du dispositif tubulaire.
La chaudière est terminée pour constituer un corps clos en y rattachant par fusion des fonds 18 et 19; ces fonds
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affectent la forme d'hémisphères creux et sont faits de mé- tal ayant approximativement la même épaisseur que celle des éléments annulaires du ccrps principal de la chaudiére. Les lignes dejoint des fonds 18 et 19 avec les éléments d'extré- mite 12 et 13 de la chaudière présenteront des rainures for- mées conme décrit précédemment et ces fonds seront réunis par fusion au corps de la chaudière comme décrit ci-dessus. Dans la pratique, le corps cylindrique creux d'une seule pièce se- ra pourvu des raccords d'admission et d'évacuaticn nécessaire mais leur mode de fixation ne concerne pas l'invention.
Après que les éléments annulaires ont été coulés ; le métal peut être considérablement affiné en laminant les dits éléments au diamètre voulu, ce qui rend le métal plus der se de façon à produire une structure moléculaire plus unifor- me de ce dernier et augmente la résistance de la chaudière en service aux pressions intérieures et à l'action corroive de son contenu. L'acier employé pour la constitution des élé- ments de la chaudière devra donc être choisi pour pouvoir ré- sister a l'action de destruction qui se produit au coure! du fonctionnement de la chaudière.
L'arc peut également être formé à la pointe d'une électrode de charbon et peut faire fondre les extrémités des éléments annulaires dans la région des rainures de soudage ainsi que les barres ou lingots de métal, ces derniers étant placés dans les rainures en quartités suffisantes peur les remplir, le tout en vue d'assurer une structure homogène de contour symétrique.
Bien qu'on ait décrit l'invention comme étant ap- pliquée à une chaudière destinée à être employée pour le raffinage des huiles brutes, il est entenau que l'inventim n'y est pas limitée et qu'elle peut être appliquée a des ons- tructions destinées à des usages autres que celui indiqué.
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