CH185490A - Conduite métallique avec couvre-joints soudés et procédé pour l'obtention de cette conduite. - Google Patents

Description

  Conduite     métallique    avec couvre-joints soudés et procédé  pour l'obtention de cette conduite.         Jusqu'à    présent, quand on exécutait des  joints à recouvrement d'éléments tubulaires  ou un joint     bout-à-bout    avec     couvre-joint    sur  la couture, on n'avait jamais cherché à pro  portionner le recouvrement avec l'épaisseur  des éléments et l'emplacement des filets de  soudure,

   de façon à rendre     les    soudures     cir-          conférentielles    intérieures et     extérieures        des     parties     recouvertes    capables -de supporter une       partie    déterminée de la fatigue provenant  des efforts axiaux.  



  La présente invention comprend une con  duite métallique avec     couvre-joints    soudés et       un        procédé    pour     l'obtention    de cette con  duite. La conduite que comprend la présente  invention     est    caractérisée en     ce    qu'aux points  de jonction des     éléments        tubulaires,    la dimen  sion de recouvrement est proportionnée à  l'épaisseur des éléments assemblés et à la  position et à la forme     des        filets    de soudure,

    de façon à     assurer    dans le joint une direc-         tion    et une     distribution    des-efforts longitu  dinaux faisant participer les ,soudures à la  fatigue de l'assemblage.- De     cette    façon,  chaque soudure supporte une     part    convenable  de la charge.  



  Le procédé que comprend     l'invention    est  caractérisé en ce qu'aux     points    de jonction des       éléments        tubulaires    de     cette        conduite,    on     pro-          portionne    les     dimensions    de recouvrement à       Pépaisseur    des éléments     assemblés    et à la  position et à la forme des     filets    de soudure,

    de façon à assurer dans le joint une     direc-          tion    et une distribution des efforts longitudi  naux faisant     participer        les    soudures à la fa  tigue de l'assemblage.  



  Si le     couvre-joint    est soudé sur     l'extré-          mité    d'un élément, l'élément assemblé au  premier peut, par exemple, être     rivé    au cou  vre-joint. On peut prévoir,     dans        ce-   <B>eu,</B> sur  l'élément assemblé, une frette de     tension     augmentant la     résistance        circulaire    dans la      zone de     réaction    résultant des efforts longi  tudinaux sur le joint.  



       L'extrémité    de l'élément assemblé et l'ex  trémité de l'élément portant le couvre-joint  peuvent     être        réunies    de telle façon que le       couvre-joint    est eu     tension    alors que l'extré  mité de l'élément assemblé est en compres  sion, pour assurer     ainsi        l'étanchéité.     



  Pour apprécier les avantages de la con  duite et du procédé selon     l'invention,    on citera  leur application à la conduite d'acier instal  lée, dans le     "Boulder    Canyon     Project"    (Bureau  of     Réclamations,        Département    de l'Intérieur  des Etats-Unis).

   Pour cette     conduite,    l'effi  cacité du joint est de<B>100%</B> à la     compression     et de 62 à 67 % à la     tension.    Cette conduite,  la plus grande qui     ait    encore été construite  en métal, sur une grands     partie    a 9,15 m de  diamètre avec     une    épaisseur de tôle d'au  moins 69 mm. Elle supporte une pression  hydraulique de     9.0    m. En raison de ses   dimensions, de son poids propre     et;    du poids  de l'eau la remplissant, elle supporte, on le  conçoit, des efforts considérables.  



  Le     dessin        annexé    représente, à titre  d'exemple, une forme d'exécution de l'a con  duite que comprend     l'invention    et illustre  deux     formes        d'exécution    du     procédé    pour  l'obtention de     cette        conduite.     



       Ira        fig.    1 représente une     coupe    d'un joint  terminé<B>de</B> cette conduite;  La     fig.    2     représente    une coupe du joint  avant l'assemblage     définitif;     La     fiµ.    3 représente également le joint  avant assemblage, celui-ci- devant être fait à  chaud;  La     fig.    4     représente    le diagramme de       distribution        des    efforts dans le joint tel     qu'il          résulte    de l'analyse     photoélastique.     



  Les     éléments        tubulaires        adjacents    à  assembler 1 et 2 seront -décrits en détail.  



  A l'élément     tubulaire    1 est soudé lui  couvre-joint     circonférentiel    3 qui est de même  épaisseur que la tôle- de l'élément     tubulaire    1.  



  Le     recouvrement    est de longueur T, qui       est    ici     .égale        ià        l'épaisseur    de la tôle.  



  Le     couvre-joint    3 est soudé extérieure  ment à l'élément     tubulaire    1 par une soudure    4 à<B>30-60'.</B> Intérieurement,     l'extrémité    de  l'élément 1 est     chanfreinée    avec     un    angle  faible, de manière à recevoir le filet de sou  dure 5.

   Cette     disposition        assure    une     distri-          bution    des lignes     d'efforts    telle que montrée  sur la     fig.    4 lorsque le joint supporte des  efforts     longitudinaux:        comme    on le voit, au  cune     concentration    excessive ne se produit  et chaque soudure supporte sa, part     respec-          tive,    ce qui n'est     jamais    obtenu avec les joints  de. ce type ordinairement     utilisés.     



  L'élément tubulaire     adjacent    2     est    chan  freiné à son extrémité, comme     indiqué,    afin  de     permettre,    dans une     première    forme d'exé  cution du procédé, son introduction à froid  dans le     couvre-joint    -3 et aussi pour laisser  la place à la soudure 5 lorsque les éléments  1 et 2 sont assemblés     (fig.    1).  



  Le couvre-joint 3 et     l'élément        tubulaire    2  sont, comme il est indiqué, percés de trous  en quinconce pour recevoir deux rangées de  chevilles 6 et 7,     lesquelles    sont     fraisées    du  côté intérieur     @de    la conduite. Ces chevilles  sont convenablement     proportionnées    aux  trous prévus pour les recevoir de     façon    à con  stituer un     assemblage    résistant.

   Chaque     trou          du:        couvre-joint    3 est foré de façon à     consti-          tuer        une        rainure        destinée    à former     un    an  neau de métal ,8. Les chevilles 6 et 7 sort  chacune     entaillées    en 9 pour former une     tête     cylindrique au-dessous de laquelle l'anneau       métallique    8 est comprimé ou- refoulé en  place     après    que la     cheville    a été     d'àbord    in  troduite à force.

   De cette façon, chaque  cheville     est    non seulement     fixée    en position,  mais elle y     est        assujettie        sans        tension.     



       L'extrémité    libre du couvre-joint est  façonnée,     comme    il est     indiqué,        pour.    permet  tre le matage     d'étanchéité.     



  A une     certaine    distance de     l'extrémité    de  l'élément     tubulaire    2,     dans    la zone de     fatigue     résultant des efforts longitudinaux,     est    dis  posée une frette 10 entourant     l'élément    tubu  laire et augmentant sa résistance     circulaire.     Cette frette 10     est,    -de préférence, de longueur  supérieure au au     moins    égale à     l'épaisseur     de la tôle de l'élément     tubulaire    2. Elle est  soudée audit élément tubulaire     -2=    eu 1l et 12.

        Le mode d'attache du     couvre-joint    3 à  l'élément tubulaire 1 et de la     frette    10 à  l'élément     tubulaire    2     exige        un    ensemble par  ticulier de conditions par rapport à l'assem  blage du joint. Le couvre-joint 3, en effet,  en     raison    des dimensions de ses diverses par  ties de recouvrement et des     soudures    4 et 5.  subit un retrait dont il faut tenir     compte.     



  En outre, on cherche à ce que, dans  l'assemblage terminé, le couvre-joint 3 soit  toujours en tension alors que l'élément<B>9</B>est  toujours en compression. De ce fait, on est  amené à faire varier le diamètre     intérieur     du couvre-joint 3 et le diamètre extérieur     de     l'élément 2 sur la longueur du recouvrement,  comme montré     fig.    2.  



  Aussi, si le diamètre du     couvre-joint     adjacent au filet de soudure 5 est X, le dia  mètre à l'extrémité libre avant     assemblage     sera, par exemple: X - 6 mm.  



  Le montage et la soudure de la frette 10  sur l'élément     tubulaire    2 tend à, écarter  l'extrémité de l'élément 2:     aussi    il convient  de prendre à cet endroit pour diamètre exté  rieur, par exemple: X     +    12     mm,    tandis que,  à l'endroit .où il doit     venir    se placer en  face de l'extrémité du     couvre-joint    3; l'élé  ment tubulaire 2     aura.    un diamètre de  X     -I-    3 mm par exemple.  



  Suivant une première forme     d'exécution     du procédé que comprend     l'invention,    l'élé  ment     tubulaire    2, en     raison    de son     extrémité     chanfreinée pour     laisser    la place au filet de  soudure 5, peut     être    aligné et     introduit    dans  le couvre-joint 3, amené en contact avec l'élé  ment 1 à force au moyen de vérins puis  sants, le     couvre-joint    3 se     trouvant    tendu et  l'élément tubulaire 2     étant    comprimé;

   en  suite, on procède à l'alésage des trous, puis  à     l'introduction    des chevilles 6, 7 à force, et  enfin à l'étampage .des anneaux  &  en place.  



  Une autre forme d'exécution du procédé       consiste    à faire l'assemblage à chaud     (fig.    3).  Il est semblable au précédent si ce     n'est    que  l'on chauffe au préalable le couvre-joint 3.  Son diamètre     intérieur    (X - 6 mm)     est    dilaté  jusqu'à X     +    2.5 mm environ,     ce    qui permet       d'introduire    l'élément     tubulaire    2 et de l'ame-         ner    en contact avec l'élément 1 en alignant  les trous pour les     chevilles    6 et 7.

   On soude  alors par points les     éléments    1 et 2 à     leurs          extrémités    amenées bout à bout. Le     couvre-          joint    3 se     rétracte    à sa     dimension    finale, se       mettant    en     tension    et     comprimant    l'élément  2.     Les    trous pour     les    chevilles 6 et 7 sont  alors alésés et les chevilles placées et     figées     par les anneaux 8 étampés.  



  Par l'emploi de ces deux     formes    d'exé  cution du procédé, le bord conformé du cou  vre-joint 3 forme, sur     l'élément    2, un joint  étanche.

Claims (1)

1. REVENDICATION I: Conduite métallique avec couvre-joints soudés, caractérisée en ce qu'aux points de jonction des éléments tubulaires, la dimen sion de recouvrement est proportionnée à l'épaisseur des éléments assemblés et à la position et à la forme des filets de soudure, de façon à assurer dans le joint une direc tion et une :

   distribution des efforts longitu dinaux faisant participer les soudures à la fatigue de l'assemblage. SOUS-REVENDICATIONS <B>-</B> 1 Conduite suivant la revendication I, ca- ractérisée en ce que le couvre-joint, soudé sur l'extrémité de l'un des éléments, est" tendu,

   alors que l'élément tubulaire in troduit dans le couvre-joint et assemblé est comprimé. 2 Conduite suivant la revendication I, ca- ractérisée en- ce que le couvre-joint est d'épaisseur égale à celle de la tôle de l'élément tubulaire auquel il est soudé. 3 Conduite suivant la revendication I, ca ractérisée en ce que le couvre-joint recou vre l'élément tubulaire auquel il est soudé sur une longueur égale à l'épaisseur dudit -élément tubulaire.

   4 Conduite suivant la revendication I, ca ractérisée en ce que le couvre-joint, soudé sur l'extrémité de l'un des éléments tubu laires, et l'élément tubulaire introduit dans le -couvre-joint, sont réunis par des chevilles. 5 Conduite suivant la revendication I et la sous-revendication 4,

   caractérisée en ce que les chevilles présentent à l'inté rieur de la-conduite une tête fraisée et à l'extérieur une entaille dans laquelle est refoulé le métal du couvre-joint.

   6 Conduite suivant la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisée en ce qu'une frette auxiliaire de tension est dis- posée sur l'élément tubulaire introduit dans le couvre-joint,

   à une certaine distance du joint. 7 Conduite suivant la revendication I et les sous-revendications 1 et 6, caractérisée en ce que la frette est îiünie de filets de soudure latéraux.

   REVENDICATION II: Procédé -pour l'obtention de la conduite selon la revendication I. caractérisé en ce qu'aux points de jonction des éléments tubu- laires de cette conduite, ôn proportionne les dimensions de recouvrement à l'épaisseur des éléments assemblés et à la position et à la forme dés filets de soudure,

   de façon à assu- rer dans le joint une direction et une distri- bution des efforts longitudinaux faisant par ticiper les soudures à la fatigue de l'assem blage.

   SOUS-RE VE\ DICATI01 S 8 Procédé selon la revendication II, carac térisé en ce que les diamètres intérieurs du couvre-joint, soudé sur l'extrémité de l'un des éléments tubulaires, et les diamè tres extérieurs de l'autre élément tubu- laire,- introduit dans le couvre-joint, sont variables sur la longueur de l'assemblage.

   9 Procédé selon la revendication II, carac- t6risé en ce que l'un des éléments tubu laires est forcé - à froid- dans le couvre- joint soudé sur l'extrémité de l'autre élé ment tubulaire. 10 Procédé selon la revendication II, carac térisé en ce que le couvre-joint, soudé sur l'extrémité de l'un des éléments tubulai res,

   est monté à chaud sur l'élément tubu laire à. assembler au premier.