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"Procédé pour la fabrication de bouteilles d'acier légères et à parois très minces destinées à recevoir des gaz liquéfiés et comprimés dis- sous sous pression, maintenus sous une haute pression."
La présente invention concerne un procédé pour la fabrication de bouteilles d'acier légères et à parois extrêmement minces destinées à contenir des gaz liquéfiés et/ou comprimés se trouvant sous une haute pression.
Il est connu de former un fond par forgeage ou martelage sur des tubes d'acier sans soudure, laminés à chaud à une épaisseur courante, préalablement tronçonnes à la longueur demandée. Sur le tube en acier ainsi obtenu, on forme à l'état chaud le col et on obtient de cette
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façon une bouteille d'acier. Cette bouteille d'acier finie est en ou- tre soumise ensuite à un traitement thermique suivant des procèdes connus.
On peut également, , partir de disques de tôle, fabriquer par emboutissage profond des tubes d'acier à parois minces qui, entre les différentes passes d'emboutissage, sont décapées et portées au rouge.
Ensuite, on forme sur le tube en acier étiré à partir du disque de tôle le col comme mentionné ci-dessus et on obtient une bouteille d'acier finie qui est soumise à un traitement thermique.
Ces procédés présentent l'inconvénient que, pour fabriquer les bouteilles en acier, on utilise des tubes d'acier sans soudure, lami- nés à chaud et à parois courantes présentant la même épaisseur de paroi que le matériau de départ et utilisant en conséquence beaucoup de matière ce qui leur donne un poids propre important. De plus, lorsqu'on fabrique des bouteilles d'acier à partir de tubes d'acier sans soudure et laminés à chaud, il est nécessaire, en fonction des propriétés du matériau, de la qualité de surface et de la structure, ainsi que de la pureté du matériau permettant d'obtenir les coeffi- cients de résistance et d'allongement voulus, de donner aux p3rois une grande épdsseur correspondant aux pressions à supporter.
La fabri- cation de tubes d'acier à parois minces pour bouteilles d'acier à partir de disques de tôle par le procédé d'emboutissage profond nê- cessite l'utilisation d'un matériau de départ qui doit présenter des caractéristiques de qualité et d'alliage permettant d'obtenir les coefficients de résistance et d'allongement nécessaires, ce qui en- traîne un coût élevé pour ce matériau de départ.
La présente invention crée un procédé avec lequel en utilisant des tubes d'acier laminés à chaud normalement ou faiblement alliés, on peut fabriquer des bouteilles d'acier pour hautes pressions. En combinant des procédés connus et en utilisant des matériaux de faible prix de revient, on obtient ainsi un résultat intéressant du point de vue économique, même si on doit admettre une augmentation des dé- penses par rapport aux procédés connus.
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Ce résultat est obtenu par l'invention, par le fait qu'en par- tant d'un tube d'acier sans soudure laminé à chaud, normalement ou
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faiblement allie que l'on souaet. l'op'ratioD41te d'xtrusion ou fi'-; CI( t" .. 1 .c'4.d..4.9i'' ua .tub , 1"acioé' a:'p.jol'. é&4JfhàenÀ>àinlo"w/ présentant une surface lisse et une épaisseur de paroi uniforme, qui est soumise . un traitement d'écrouissage augmentant le coefficient de résistance du matériau et en diminuant le coefficient d'allongement tout en rendant la structure du matériau plus homogène.
Néanmoins, les coefficients de résistance élevés du tube en acier façonné ensuite en bouteille d'acier ne répondent pas encore aux exi- gences par suite du faible coefficient d'allongement, ce qui rend nécessaire une opération particulière de traitement thermique qui com- prend un recuit normal et un affinage. On obtient le même résultat en faisant suivre à l'opération de recuit une trempe et un revenu subsé- quent. Evidemment, le traitement thermique entraîne un nouvel abaisse- ment des coefficients de résistance obtenus par écrouissage, mais il en résulte aussi une amélioration notable des qualités d'allongement du matérua de sorte qu'on peut fabriquer ainsi une bouteille d'acier à parois extrêmement minces, présentant des qualités élevées de résis- tance et d'allongement et dont le poids propre reste faible.
Ce procédé offre l'avantage qu'il permet d'utiliser pour la fa- brication de bouteilles d'acier à parois très minces un matériau avec lequel on ne pourrait autrement fabriquer que des bouteilles d'acier à parois normales nécessitant une quantité de matériau élevée, de sorte que la bouteille d'acier suivant l'invention n'a qu'un faible poids propre. En outre, au lieu d'être obligé d'utiliser comme c'était le cas jusqu'à maintenant pour la fabrication de bouteilles d'acier courantes ou légères des tubes en acier fortement allié, on peut uti- liser pour la fabrication des bouteilles d'acier à parois très minces des tubes en acier faiblement allié, sans soudure et laminés à froid d'un type commeroial courant.
Une réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à ti- tre d'exemple non limitatif, au dessin annexé qui montre schématique- ment les différentes phases du procédé de fabrication.
Les différentes phases de l'opération proposée sont les suivantes Phase I - Pré-formage du tube J'acier par les opérations suivantes - Opération A : Préparation du tube sans soudure
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- Opération B : Formage du fond - Opération C : Filage à froid.
Phase II - Finition de la bouteille d'acier par l'opération suivante - Opération D : Formage du col.
Phase III - Traitement thermique de la bouteille d'acier par les opé- rations suivantes : - Opération E : Recuit normal - Opération F : Chauffage à température de trempe - Opération G : Trempe isotherme par étages, ou - Opération G1: Trempe dan @uil ou émulsion et revenu (opération H).
Par cet exemple de ré@@s@ion, on voit que, dans la phase I, au cours de l'opération A, on prépare un tube d'acier faiblement allié sans soudure et à parois minc.. Au cours de l'opération B s'effectue de façon connue en soi le formas? du fond par forgeage et emboutissa- ge, de sorte qu'on obtient un tube en acier dont une extrémité est fermée. Ensuite, au cours de l'opération C, ce tube d'acier ainsi fabriqué est filé à froid sur on mandrin et étiré jusqu'à ce qu'on ob- tienne la longueur nécessaire tvec une épaisseur de parois pouvant aller jusqu'à environ 2 mm, la résistance à la traction obtenue al- lant jusqu'à 130 kp/mm et l'allongement jusqu'à 51 suivant le ma- tériau utilisé et le degré de a@iormation subi.
Ainsi qu'il est indiqué pour l'opération D de la phase 2, on for- me alors la bouteille d'acier à partir du tube à parois minces ren- forcé à froid fabriqué, lors des opérations A à C, en façonnant le col par forgeage, emboutissage ou repoussage. Enfin, au cours de la phase III, la bouteille d'acier aiasi fabriquée est soumise à un traitement thermique qui lui est applique sous gaz de protection et qui prévoit comme première opération B un recuit normal, ensuite, au cours de l'opération F, la bouteille d'acier est portée à la tempéra- ture de trempe.
Enfin, on procède soit a l'opération G consistant en une trempe isotherme par étages, soit à l'opération G1 qui consiste en une trempe dans l'huile ou dans une émulsion suivis d'une opération de revenu H qui n'est mécesmire qu'en liaison avec l'opération C1 et s'effectue vers 590 C avec um tespe de mention allant jusqu'l 80 mi- nutes.
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Dans la phase III il peut être prévu sans sortir du cadre de l invention, soit d'effectuer successivement en continu les différentes opérations par périodes de travail, soit de les faire se dérouler de façon semi-automatique ou entièrement automatique dans une installa- tionspécialement adaptée à cet effet.
R E V E D I C A T I O N S S
1.- Procédé pour la fabrication de bouteilles d'acier légères à parois extrêmement minces destinées à recevoir des gaz liquéfiés et/ou, comprimés et/ou dissous sous pression, maintenus sous une pression élevée, caractérisé en ce que la combinaison des opérations suivantes est exécutée successivement : a- Formage à froid I comprenant les trois opérations . la préparation d'un tube sans soudure A, le formage du fond B et l'extrusion ou le filage à froid C ; b - Finissage de la bouteille d'acier II par l'opération de formage du col D; c--Traitement thermique III, comprenant les trois opérations : le re- cuit normal E, le chauffage à température de trempe F et le traite- ment étagé en bain chaud G.