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BREVET D'INVENT: " Procédé de fabrioation de corps creux pour le dudgeonnage de tubes et corps creux ainsi obtenus ".
On connaît des corps creux constitués par deux ou plus de deux parties soudées entre elles et dont l'une est faite en une matière ayant une limite d'étirage relativement élevée et éventuellement aussi une meilleure rési stane au vieillis- sement et une plus grande résistance à la oorrosion, pour que cette partie se prête particulièrement bien au dudgeonnage des tubes. Dans la présente demande de brevet, il s'agit de corps creux minces, qui sent souvent carrés et dont la surface ser- vant au dudgeonnage des tubes est plane.
Pour certaines pièces de construction, par exemple pour les cylindres de chaudières à vapeur à tubes d'eau, on dudgeonne aussi des tubes dans les parois, (cylindriques par exemple) de grands corps creux. Dans ce cas également,il est très avantageux que les parties de parois destinées à recevoir les tubes soient usinées en une matière de meilleure qualité,
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ayant en particulier une limite d'étirage plus élevée que la matière des tubes, afin d'empêcher des fuites et des fissures de se produire sur les parois aux endroits où le dudgeonnage est effeotué.
A cet effet il faut que les pa- rois soient usinées en une matière ayant une limite d'éti- rage relativement élevée, car les tubes eux aussi ont déjà pour des raiscns de fabrication et de fonctionnement, une limite d'étirage supérieure à celle de l'acier homogène tendre ordinaire.
La fabrication de tels grands corps oreux, sur une petite partie de la surface desquels on a souvent à dud- geonner des tubes,est sensiblement renohérie lorsque l'on constitue l'ensemble du corps creux au moyen de la meilleu- re matière d'usinage désirée pour le dudgeonnage des tubes, matière dont la résistance n'est que très peu utilisée dans la partie non affaiblie par les ouvertures ménagées pour les tubes. Ep outre une telle chaudière est, dans cette dernière partie, beaucoup plus rigide que dans la partie comportant les tubes et affaiblie par les perforations correspondantes. Cette de mière partie oèdera donc beaucoup plus sous des efforts ,par exemple sous l'action de la dilatation, que la partie non affaiblie.
Or lorsqu'elles se µ répètent fréquemment, les déformationss ainsi produites aux endroits où les tubes sont dudgeonnés:'peuvent provo- quer des fuites. Si la partie du corps creux est aussi faite dans la matière la plus résistante mais sous une épaisseur proportionnellement beaucoup plus petite, on rencontre des difficultés dans l'assemblage des différentes épaisseurs de parois entre elles et avec les fonds bombés servant à fermer les extrémités du corps oraux.
En effet,la variation subite de la section aux points d'assemblage favorise la production de pointes de tension sous les efforts dus,en cours de fonctionnement à la pression et à la dilatation,
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en particulier par suite des tensions de flexion, qui sont inversement proportionnelles aux carrés des épaisseurs de 'parois et qui, pour des variations fréquentes des augmentation looales de la tension, peuvent provoquer des fissures dues à la fatigue de la matière. C'est pourquoi il faut dans bien des cas que la partie affaiblie soit plus épaisse et par conséquent lorsque l'on utilise la même matière pour les deux parties,plus rigide que cela ne serait utile en fonc- tion de la solidité et de l'allongement.
C'est pourquoi l'on propose, conformément à la présente invention, d'usiner les corps creux en question en matières différentes en utilisant,pour les endroits munis de tubes une matière plus dure ayant une limite d'étimge plus élevée tandis que le reste est en une matière ordinaire plus ten- dre dont le prix inférieur permet de réduire les frais de fabrication et qui, par suite de sa plus grande extensibili- té, absorbe, mieux que la matière plus dure et en ménageant les points de duggeonnage des tubes,les effets de dilatation produits par la chaleur en cours de fonctionnement,Comme, pour des raisons de solidité, la matière la jplus/tendre exi- ge, dans la partie non affaiblie du corps creux,
'une épais- seur plus grande que si cette partie était faite en la ma- tière la plus dure,les differences d'épaisseur entre les parties à assembler sont nulles ou tout au moins beaucoup plus petites, de manière telle que l'on ne rencontre/plus de difficultés de ce fait.
On pourrait assembler les deux matiez s d'usinage au moyen de rivets, mais on a constaté que - par suite des efforts intenses variant fré quemment et qui sont produits en particulier pour la dilatation , - les corps oylindriques rivés de chaudières à vapeur par exemple, tendent à donner naissance à des fuites surtout sous une haute pression, et que les matières d'usinage deviennent aassantes jusqu'à un
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certain point aux points de rivure à cause de la défomation à froid au moment de la rivure, aptitude à se oasser qui peut augmenter considérablement à la longue au cours du vieillis- sement, notamment aux températures usuelles de marche des chaudières, et qui provoque souvent, dans les trous des ri- vets, des fissures qui peuvent entraîner des perturbations dans le servioe et des aooidents.
On a obtenu de meilleurs résultats, pour des tôles de résistance normale,avec des sou- dures à recouvrement, au gaz à l'eau, qui toutefois, pour les matières d'usinage à limite d'étirage plus élevée, ne peuvent plus être faites de façon suffisamment sûre .parce que ces matières se fissurent facilement sur la ligne de soudure et dans son voisinage, de telles fissures pouvant souvent, à cause de leur finesse, passer inaperçues lors des essais des pièces par les prooédés de vérifioation con- nus, mais s'élargissant au cours du fonotionnement et pou- vant également entraîner des perturbations dans le service et des aooidents.
L'emploi de la soudure au gaz à l'eau entraîne pour la limite d'étirage des matières d'usinage à assembler une valeur limite plus faible qu'il n'est oon- venable pour le dudgeonnage des tubes, xx C'est pourquoi, oonformément à la présente invention, l'assemblage des matières d'usinage de différentes natures est effectué au moyen d'une soudure éleotrique de haute qualité permettant de souder parfaitement même des matières relativement dures et de vérifier l'absence de défauts de la soudure aveo la plus grande préoision, par exemple par éolairement par trans- parenoe aux rayons Roentgen, qui permettent de déoeler faoi- lement et sûrement les défauts possibles avec ce procédé de @@@@@@ soudure, les défauts peuvant s'il y a lieu être éliminés par le même procédé de soudure.
Au dessin ci-joint on a représenté à titre d'exemple non limitatif une forme de réalisation de l'objet de l'in- vention.
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Dans ce dessin : fig. 1 est une ooupe transversale du corps cylindrique inférieur d'une chaudière à vapeur à tubes très inolinés et fig. 2 est une coupe longitudinale d'une partie du corps cylindrique et du fond.
Dans la partie supérieure du corps 1, les tubes bouil- leurs 3 sont dudgeonnés. Conformément à l'invention cette , partie 1 est réalisée en une matière assaut une limite d'étira- ge supérieure à oelle de la matière des tubes 3. Aux points 4 et 5 par exemple, la partie 1 du vorps oylindrique est reliée parsoudure électrique à la partie 2 du même corps partie qui est en matière ordinaire tendre ayant à peu près la même épai sseur.
En fig. 2 on voit une partie du corps cylindrique et du fond bombé 7 relié au corps oylindrique par une même soudure 6.
Pour éviter un changement trop brusque des propriétés des matières d'usinage aux points d'assemblage des matières de différentes natures, on a oonstaté qu'il était avantageux de choisir la matière, ajoutée fondue et introduite dans la soudure au moment de la soudure à l'arc électrique, de ma- nière telle que sa résistance et sa Imite d'étirage aient une valeur approximativement moyenne entre oelles des deux matières d'usinage.
Par exemple, si la partie 1 destinée au dudgeonnage des tubes a une limite d'étirage de 32 kg/mm2, et la partie 2 par oontre une limite d'étirage de 22 kg, il convient xxxxxxx d'utiliser une matière d'addition ayant aux sou- dures 3 et 4 une limite d'étirage d'environ 27 kg/mm2 et dont l'allongement est aussi à peu près au milieu entre les deux matières oonstituant la tôle, tout en n'étant pas infé- rieure à celles-ci pour ce qui est de la résistance au cisail- lement. Les fréquentes déformations produites par les change- ments de température pendant le fonotionnement des chaudières
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et pouvant entraîner, dans les soudures, des efforts de flexion dépassant la limite d'élastioité,
se répartissent alors par une transition graduelle sur les soudures et dans les zones avoisinantes des matières d'usinage qui constituent les tôles, tandis que pour une variation brusque des proprié- tés de la matière, la matière la plus tendre subit, dans le voisinage imnédiat de la matière la plus dure, des pointes locales de tension pouvant y entraîner des fissures, comme l'on montré par exemple des essais de flexion faits sur une matière tendre servant à faire des tôles et comportait une soudure en matière d'addition beaucoup plus résistante.
Dans certains cas, il est bien préférable de souder les tôles en matières de propriétés différentes, par exemple lorsqu'elles sont encore planes, puih de leur donner en même temps la forme définitive, par exemple la forme du cylindre 1-2 indiqué au dessin parce que dans bien des cas la forme définitive peut ainsi être obtenue plus facilement,plus éoo- nomiquement et aveo plus de précision.
Les avantages des procédés décrits oi-dessus ne se li- mitent pas au cas où il s'agit de dudgeonner des tubes dans le corps creux, mais pour tous les autres ajourages pratiqués dans les parois, il peut aussi être avantageux de constituer les parties affaiblies par ces ajourages en une matière ayant une limite d'étirage supérieure. Ceci s'applique entre autres aux trous d'homne, aux supports de raooords de tuyauteries et autres ouvertures analogues pratiquées aussi bien dans des parois oylindriques que dans des parois en forme de calottes sphériques, en partieulier également dans les fonds bombés de corps creux cylindriques.
A titre de produits industriels nouveaux, l'invention couvre également tous les corps creux obtenus à l'aide du procédé décrit ci-dessus.