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" Procédé pour le revêtement extérieur des tuyaux métalli- ques avec des substances fibreuses et des substances hy- drauliques au ciment ".
On sait que les tayaux métalliques d'une conduite sou- terraine ou aérienne sont sujets aax corrosions s'ils ne sont pas protégés par un revêtement approprié. Le revê- temant doit présenter une suffisante résistance mécanique aux abrasions et aux ruptures qui pourraient se produire sur le transport ou. pendant les manipalations qai ont liea à la pose de la conduite, ou par effet des affaissements accidentels da sol..
Le revêtement doit également possé- der una résistance chimique aux corrosions qui, comme on @ sait, peuvent être dues soit 'à la simple humidité du ter- rain dans lequel la conduite est enterrée, soit aux ack- tions chimiques ou électro-chimique parfois très énergi- ques résultant de l'état particulièrement acide ou parti-
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calièrement alcalin da milieu, où la conduite est installée. ato.rellement le revêtement ne doit présenter aucune sola- tion de continuité, il doit être imperméable et ne pas être influencépar lesdites actions chimiques.
Parmi les divers types de revêtements déjà usités celui qui est le plas généralement appliqaé est le revêtement préparé avec du goudron, de l'asphalte et du jute$ le jate étant enroa- lé en spirale sur le tayaa. Cette espèce de revêtement s'est montrée jusqu'ici la meilleure pour la protection da.
métal à cause de sa dcarée illimitée, son élastioité( qui est indispensable, spécialement poar les longs tayaux en acier} la simplicité de son application, etc*
L'objet de la présente invention est an type de re- vêtement possédant toutes ces caractéristiques demandée dans une mesure égale oa même supérieure et qui en même temps, grâge à son épaissear et à la qualité des éléments qui le constituent, est plas économique que les revête- ments à présent usités et résulte partialièement convana- ble pour les tayaux Mannesmann.
La présente infant ion se propose seulement le revê- tement extérieur des tayaux métalliqa.es. Une pratique très longue a prouvé qae la corrosion accidentelle des con- duites métalliques se fait toujours du. dehors vers l'inté- rieur du tuyau, sauf des cas exceptionnels très rares dûs à des causestoates particulières. C'est donc la surface externe des tuyaux qu'il faut protéger et c'est à elle les plas grands soins ont toujours été dévoués. Pourla sarface interne, le goudronnage généralement employé est largement suffisant.
Des revêtements aa ciment ont été parfois appliquée par des procédés empiriques mis avec de bons résaltats.
Suivant la présente invention, en mélangeant aa ciment ane certaine quantité de matières fibreuses il est possi-
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ble de réaliser une préparation industrielle du revête- ment en utilisant, avec des modifications appropriées, les machines ordinairement employées pour la fabrication du papier et da carton. On obtient de la sorte an revêtement plais tenace, plus élastique et plus compact et de plus faible épaisseur en comparaison des revêtements au ciment susmentionnés
Il est important de signaler que ce revêtement peat s'appliquer même sur une autre couche protectrice et en particulier sur le goudron.
On peut donc plonger d'abord les tayaax (préalablement chauffés) dans la goudron li- qaide pour les endaire d'une mince couche de goudron sur leur surface interne et sur lear surface externe, après o quoi on applique sur la surface externe le revêtement au ciment. Les tuyaux résultent ainsi doublement protégés et capable de résister à l'action agressive des terrains de toute nature.
Le revêtement suivant l'invention natuellement doit être saisonné dans un ambiant humide oa mieux en des ré servoirs d'eau comme tout autre congloméré au ciment.
Les dessins ci-joints illustrent schématiquement quelques modes d'actuation de l'invention.
La fig. 1 montre une vue latérialed'une machine pour revêtir les tayaax.
La fige 2 en est une vue par dessus.
La fig 3 est une coupa avec plan vertical.
La fig. 4 montre le diagramme d'une machine analo- gue à celle ci-dessus, dans laquelle les parties opéra- tives sont inverties par respect à celles de la machina saivant la fig. 1.
La fig. 5 montre un dispositif supplémentaire pour diminuer les efforts exercés sur le revêtement par le fea- tre en mouvement.
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Les figs. 6 et 7 montrent une forme modifiée de la machine en vue longitudinale et en plan.
La fig. 8 montre une antre variante.
Dans la figare ,1, on a omis la partie Be rapportant
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à la formation et â l'essaiement de la couche de m5lange sur le feutre convoyeur 1, ces opératioias/étant effectuées avec des machines ordinaires pour papier et pour carton.
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Le feutre passe sur le rouleau 2, enveloppe le ttx,paa 3 et y dépose la couche de mélange, et après passe sur le roua- leau 4 at continue son uycle pour retoarner aux réservoirs de formation du mélange.
Comme le featre a seulement quelques centimètres ou quelques décimètres de largeur tandis que normalement
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les tuyaux ont jasqaTà 14 m. de long, il est évident que le tayaa doit, non seulement toarner pour recevoir le re- vêtement, mais aassi avancer longitudinalement pour être recouvert sur toute, sa longueur. Le pas de la spirale dé- pend de l'inclinaison du. feutre par rapport à l'axe du. tuyau et, pour une même inclinaison, il dépend du. diamètre du tuyau.. Il faut donc que l'inclinaison soit susceptible
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d'être variée avec facilité.
Les figs. 1,2,3 montrent en vue longitudinale, en coupe transversale et en plan respectivement, an dispositifpoo.r varier l'inclinaison en déplaçant réciproquement et simultanément les supports des rouleaux 2 et 4 moyennant un système de leviers ou d'engrenages, ou. moyennant des liquides (huile ou eau) socs
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pression ou air s6 us pression. Etant donné le grand angle d'enroulement, et, par conséquent, la grande surface de contact entre le feutre
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et le tuyao., le mouvement rotatif et le mouvement de trans- lation du tuyau peuvent être produits par le frottement du feutre.
Il en résulte que la vitesse périphériqa6 tuyau dépend de la vitesse de translation du feutre 1, et
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le imovement de translation du tayaa dépend à la fois de
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ladite vitesse du feutre et de son angle d'inclinaison par rapport au tuyau (C.à.d plus précisément, de la coma posante de la vitesse du feutre dans la direction de l'axe du tuyau). En renversant l'inclinaison respective des deux rouleaux on renverse simultanément le sans de la marche axiale da, tuyau, ce qui rend possible d'effectuer le revê- tement aussi en spirale croisées et superposées.
On peat également effectuer le. re vêtement avec le nombre de couches de mélange que l'on veut pour atteindre l'épaissear deman- dée, laquelle cependant en général se bornera à quelques millimètres Pour équilibrer la tendance du feutre à soulever le tuyau et pour obtenir entre le tuyau et le feutre la pres- sion nécessaire à exécuter le revêtement, le poids du tuyau lai-même est parfois suffisant, pour qu'on ait soin de régler convenablement la hauteur des supports latéraux de la machine requis pour supporter le tuyau sur toute sa longueur. Il est avisable cependant de prévoir sur la ma- chine elle-même des supporte spéciaux servant à équilibrer ladite tendance, au soulèvement du tuyau.
Un type de suppost est représenté schématiquement en 5 aux fige. 1 et 2). Ce type comporte an manchon renfermant deux ou plus rouleaux garnis de featre, gomme ou autre substance appropriée pour empêcher que les rouleaux puissent emporter le revêtement appliqué au. tuyau. Lesdits rouleaux sont montés fou sur leur axe qai est susceptible da pivoter et d'être incliné afin de porter lesdits rouleaux à tourner en contact du tuyau sans donner lieu à des frottements de glissement. c.à.d. afin que les rouleaux puissent disposer leur plan diamétral parralèlement aux génératrices longitudinales du feutre dans la zone d'enveloppement du tuyau.
Les rou- leaax sont susceptibles d'être soulevés et abaissés par an simple système de leviers ou d'engrenages, ou bien
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par des liquides (huiles ou eaa) ou de l'air sono pression, afin de permettre l'emploi des Bornes supports pour des tayaux de diamètres différents.
La fonction de ces cylin- dres équilibrateurs do la poussée verticale est utile aus- si à raison de la compression qu'ils exercent sur le revê- tement, en améliorant la qualité et en éliminant l'excé- dent d'eau- Une telle fonction devient indispensable lors- qu'il s'agit de rendre le revêtement encore plue compactµ et plus homogène en augmentant la compression en disposant sons le foutre, en correspondance de la génératrice ifé- rieure da tuyau 3 un cylindre muni de contrepoids oa antres moyens équivalents permettant de comprimer le *élan ge avec des pressions variables à volonté.
La compression est nécessaire pour rendre le revête- ment aussi compact et aassi résistant qu'il le faut pour qu'il paisse sabir sans être endommagé la pression des rouleaux de sappost latéraux ainsi que les cimentations auxquelles il est exposé pendant son transport de la ma- chine aux réservoirs de saisonnement . pour les tuyaux de plus grand diamètre ou plus Isards il peut arriver que le frottement da feutre ne soit plus siffisant à engendrer le mouvement rotatif et le mouvement de translation du tayau, car si ce frottement dépasse une certaine limite il déchire la couche de mélange inter- posée entre le tuyau et le foutre, ou il a pour conséquence que le revêtement subit an laminane et se détashe du tayau
Dans ces cas les mouvements du tuyau sont obtenus à l'aide d'autres dispositifs.
L'on peut consister en deux ou plus paires de rouleaux semblables aax rouleaux 2 et 4, disposés le long du tuyau et sur lesquels passe an secon featre avec la même vitesse et la même inclinaison que le feutra 1. L'inclinaison peat être commandée par an mouve. ment simultané à celai des roulaesax 2 et 4 en prolongeant
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l'arbre 6 qui les)actionne. L'adoption de ces feutres est fort atile aussi pour augmenter la compression du, revête- ment et l'élimination de l'excédent d'eau, ainsi que pour rendre le revétement plus compact:'. Ce dispositif est applicable aussi à lotis les attires types de machines que nous allons décrire plus lo in.
Un avantage considérable de ce type de machine est la simplicité de ses dispositifs et la légèreté dérivant du peu de largeur du feutre qu'il est avisable de ne pas porter au delà de quelques décimètres. plusieurs mashines de ce type peuvent être montées en parallèle pour accélé- rer l'application du revêtement, plusieu s spirales poa- vant alors être appliquées simultanément.
Naturellement les caractéristiques de la machine ne changent! point si on invertit ses organes de fonction- nement comme à la fig 4. Ici les supports à roaleaax 5 sont invertis et se trouvent en dessous du tayaa. Ils peu- vent même ne pas faire partie de la machine et être dis- posés latéralement de celle-li comme supports séparés en nombre suffisant pour supporter le poids du tuyau, c"à.d. de manière à ce que la pression spécifique sur le revête- ment n'arrive point à une valear capable de le déchirer ou de 1$, laminer et de le détacher du tuyaul Le cylindre compresseur A éventuel résulte dans ce cas en dessus du.
tuyau oa appliqué aa tayaa dans la partie supérieure de celui-ci
Lorsu'il s'agit d'an revêtement à épaissear considé- rable les dispositifs décrits ci-dessus ne suffisent nor- malement plus à garantir une exécution parfaite. Il pourrai alors arriver que la tension da foutre, supportée entière- ment par le revêtement, produit sur le revêtement des ef- forts tangentiels capables de le détacher da toyau.. On éli- mine cet inconvénient en introduisant an nouvel organe ayant pour bat de diminuer les efforts exercés sur le re-
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vêtement par le feutre. Un appareil dans ce bat est montré à la fig. 5, dans an des modes d'exécution.
Le featre portant 11, moyennant les roaleaax 12 conve- nablement commandés de manière à permettre les variations d'inclinaison que le featre doit subir poar effectuer l'en roulement en spirale, passe sur le rouleau 13 (dont le support tourne sur l'axe 13'-13' poar obtenir l'inclinai- son voulue du feutre) et va envelopper le tuyau. 14 sar lequel il dépose le mélange; ensuite le feutre est ren- voyé par 16 au rouleau 17, où il entre de nouveau en con- tact avec le tuyau 14, et passe sur le rouleau 18 placé symétriquement au. rouleau 13 et dont le support peut -tour- ner sur l'axe 18'-18' formant le prolongement de 1'axe 13'-13'; le rouleau 18 est commandé réciproquement et simultanément avec le rouleau 13.
Le feutre termine son cycle en passant sur des rouleaux de: renvoi, des tendeurs, des batteurs, des rouleaux à extraire l'eau, etc. comme dans les machines ordinaires pour la fabrication du papier et du carton.
Le rouleau 15, qui peut se déplacer suivant les différents diamètres des t@yaux, facilite la déposi- tion da mélange sur le tuayu,
La caractéristique de cet appareil (dont les organes sont susceptibles de nombreuses variations sans préjudise de ses idées fondamentales) consiste en ce que à 1a pres- sion exercée par le feutre une réaction égale mais dirigée en sans contraire par le rouleau 17 est opposée, ce qui maintient le tuyau en une position d'équilibre pendant.
1'applicationdu revêtement, élimine les aimantations se- condaires sur le revêtement , comprime celai-ci pendant sa phase de formation, en expulse l'excédant d'eau et le rend plus compact alpins homogène. Il est important de remar.. quer que cette seconde compression a lieu à travers la feu- tre et, puisque c'est le feutre qui impart aa tuyau son mouvement rotatif,non seulement il n'y a point introduc-
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tion de nouveaux efforts tangentiels sur le revêtement mais l'effort tangentiel imprimant au, tuyau son moavement rotatif est considérablement réduit en intensité .
Afin qae le fonctionnement de l'appareil paisse procéder sans glissements et sans cimentations secondaires deux condi- tions doivent être remplies;
1) Les deux rouleaux 15 et 17, paisqa'ils s'inclinent ensemble avec les roaleaax 13 et 18, doivent être à profil convexe aa lieu de cylindrique . Il est préférable que le rouleau 17, étant presque complètement enveloppé par le feutre, soit divisé en segments foas sur l'arbreafin d'éviter les glissements du. feutre provoqués par la diver- sité des vitesses périphériques aux divers points da profil du roaleau 3) L'axe du roaleaa 17 doit être doué de double mouvement.
En effet s'il était simplement fixé au support mobile du. rouleau 18, son axe resterait toujours parallèle l'axe du. rouleau 18 et aucun innonvénient n'en dérive- rait si la machine fonctionnait sans inclinaison da feu- tre par rapport au tuyaa. Mais puisque cette inclinaison est toujours nécessaire pour obtenir 1'enroulemenet en spi- rale, il est indispensable que -le rouleau 17 paisse se disposer de manière à ce que ses plans diamétraux soient parfaitement parallèles à la ligne du milieu, da feutre dans la zone de contact entres le featreet le rouleau. L'in dînais on doit donc pouvoir augmenter et diminuer dès que le pas de la spirale d'enroulement augmente oa diminue.
On réalise cette condition en faisant osciller l'axe du roa- leau 17 autour d'un axe perpendiculaire à 18'-18' et pre- nant une position verticale' lorsqae la machine est en posi- tion de repos. Moyennant des rouages opportuns l'inclinai- son de l'axe du rouleau 17 est commandée en synchrone avec l'inclinaison des rouleaux 13 etl8.
Une autre caractéristique à noter dans cet appareil
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est la possibilité d'adopterde grands avancements hélicoi- daux, ce qui accélère l'opération da l'application dure- vêtement.
Un troisième appareil pour 1'actaution de la présen- te invention est illustré en vue longitudinale de la fig.
6 et en plan à la fige 7.
Même dans ce cas nous avons cru inutile dtillastrer la machine (du marne type que les machines pour papier et pour carton) poar la formation du. mélange sur le feutre 21. Sur le cylindre 22 sar lequel le featre passe pour faire et compléter son cycle, appuie le tayaa 23 à revê- @ tir, sar lequel le feutre dépose le mélange. Le tuyu est doué d'un moavement rotatif et d'un mouvement da transla- tion axiale comme pour l'exécution des revêtements ordi- naires en goudron et juta.
Comme déjà pratiqué pour ces 'derniers, il est par.fois préférable de donner au tuyau le mouvement- rotatif seulement, et d'impartir à la machine elle-même lemouvement de translation en direction paral- lèle à l'axe da tayaa. Le mouvement axial du tuyau ou de la machine doit naturellement s'effectuer en corrélation avec l'inclinaison des feutres. La vitesse périphérique de la rotation du tayaa doit être égale à la vitesse de mahche du feutre 21 Le tuyau doit être soutenu par des sapports afin d'an empêcher le mouvement de révolution en plus de son mouvement de rotation et pour maintenir son axe centré.
Les supports, comme eacix qui ont déjà été décrits pour le premier appareil, doivent permettre les mouvements du tuyau et limiter le frottement qui doit être exclusivement an frottement de roulement pour ne pas dé- chirer le revêtement. Les supports sont simplement des roaleaux convenablement recouverts, fous sur leurs axes, et les axes doivent être à pivotement pour permettre sux rouleaux de s'incliner par rapport à l'axe da tuyau. saivant la vitesse du mouvement axial.
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<6. e'S é e' !: l. 'S Aussiicet appareil de revêtement réaltlte disposé en spirale et le pas de colle-ci, comme il a déjà été dit, doit être en relation avec la vitesse du mouvement axial du tuyau.. Pour obtenir l'enroulement en spirale il faut que le feutre 21 soit incliné par rapport à 1'axe du tuyau Les critères et les dispositifs qui viennent en question dans ce cas sont semblables à ceux qui sevent pour les types de machine déjà décrits.
Il a été dit que pour obtenir un. revêtement plus parfait il faut le comprimer pendant sa formation. Même avec ce, type de machine il est important de faire atten- tion que la compression doit être exercée sans qu'aucun organe exerce sur le revêtement en coars de formation un frottement de glissement. Dans ce but on se sert de dis- positifs dont un type est représenté schémstiquement à la fig. 6 ., moyennant l'emploi du cylindre compresseur 24. Sa ce cylindre passe un feutre 25 marchant à, la même vitesse du featre 21 et avec la même inclinaison par rapport à l'axe du tuyaa.
La compression exercée par le cylindre 24 est réglable moyennant des contrepoids ou autres moyens équivalents, et l'inclinaison du feutre est réglable d'a- près les marnes idées et par des dispositifs semblables à ceux- qui ont été mentionnés plus haut. L'inclinaison du fea.tre 25 doit âtre commandée en synchrone avec celle du. featre 21.
Chacun des deux rouleaux 22 et 24 de la fig. 6 peut être remplacé par deux rouleaux ou plus consentant an enveloppement partiel du tuyau, comme à la fig. 8 (rou- leaux 26-26', 27-27') Dans ce cas les mouvements pourront êre impartis au tayau par les featres 21 et 25 eux-mêmes
Mémem avec cet appareil il est avantageux de limiter la largeur du feutre à quelques décimètres, ce qui simpli- fie la construction et le fonctionnement de la machine.
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Deux ou plusieurs machines peuvent être montées pour fonctionner en parallèle.
L'expérience à démontré que les machines ci-dessus décrites pour l'exécution du revêtement des tuyaux métal- liques, avec de légères modifications appropriées, sont susceptibles d'être'employées aussi pour la fabrication de tuyaux faits avec le même mélange de substances fi- breuses et de substances hudrauliques au ciment.
Dans ce but il suffit de se servir d'un mandrin (preéfralbmet tubulaire pour qu'il soit plus léger) tour- né à un diamètre externe quelque peu. plus faible que le diamètre externe da tuyau à fabriquer et de recouvrir ce mandrin avec le mélange susdit:. Il faut assigner au mandrin une longueur quelque @ peu. supérieure à la longeu qu'on veut donner aux tuyaux; l'épaisseur des tayaux dépeni du nombre de couches de mélange que l'on enroule- en spi- ral comme pour la formation, déjà décrite, du revêtement.
Pour obtenir que le tuyau se détache du mandrin, il est nécessaire et santt de provoquer un léger calan- drage de la paroi du tuyau; ce calandrage peut être obtenua soit avec le ruban transporteur, soit avec les rouleaux des supports, soit avec des organes séparés. Le détachement est facilité si on coupe les bouts du tuyau pendant qu'il tourne encore et avant de lui faire sabir le calandrage mentionné. Un moyen pratique consiste à couper les extrémi- tés avant que le tuyau passe sous le ruban convoyeur pour recevoir la dernière couche de mélange; on obtient alors simultanément le complètement de ltépaisseur et le calan- dra ge .
Par des manipulations convenables on réussit aisément à détacher le tuyau de son revêtement et à le transporter dans les locaux où la prise du ciment doit s'accomplir. les caractéristiques du procédé sont essentiellement
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a) La longueur des tayaax que l'on peut fabriquer est indépendante de la largeur du. raban convoyeur ainsi que de la machine et atteint des limites supérieures à celles qu'il est permis d'atteindre avec d'autres systè- mes. b) Le tuyau est produit par la superpositifon d'une série de spirales croisées, ce qui garantit une homogénéi- té parfaite de l'épaisseur. c) En plus de la cmopression appliquée pendant la dé- position de la couche sar le mandrin, une compression al- tériseae a lieu.
sur lesrouleaux des supports latéraux; chaque couche est donc dégagée de son excédent d'eau et comprimée avant l'application de la couche successive, ce qui donne' des tuyaux exceptionnellement compactas et résistants et permet l'emploi de tuyaux à parois d'épais- sear très faible.