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.