Procédé de fabrication de tuyaux à parois cylindriques multiples. La présente invention a pour objet un procédé qui permet de réaliser un tuyau à Inirois cylindriques multiples, par exemple en acier, c'est-à-dire formé par la conjugaison d'au moins deux parois concentriques, appli quées étroitement l'une contre l'autre, de ma- nière à constituer un seul bloc.
Ce procédé se caractérise par le fait. que les parois cylindri- clttes sont introduites l'une dans l'autre, la pa roi externe ayant. une limite d'élasticité plus élevée que la paroi interne, et. que la paroi interne est, après sa mise en place, soumise à une action d'expansion transversale, de façon.
qu'elle subisse un allongement qui dépasse la limite primitive des allongements élastiques proportionnels, tandis que l'allongement. de la paroi externe est supérieur à la nouvelle lignite des allongements élastiques proportion nels de la paroi interne, limite qui est. déter minée par ladite action d'expansion transver sale, le tout dans le but. que lorsqu'on relâche la pression, la paroi externe est. tendue et la paroi interne comprimée.
Sur le dessin annexé, et à titre d'exemple seulement Les fig. 1 et 2 montrent les diverses parois avant et après expansion.
La fig. 3 représenté le moyen qui peut. être utilisé lors de la fabrication du tuyau à parois multiples.
La fig. 4 représente un graphique expli- i-atif.
A l'intérieur de la paroi externe 1, avec le ;jeu nécessaire à la facilité de l'emboîte ment, on introduit une autre paroi cylindri- que 2, laquelle, afin d'être moulée sur la pre mière 1, est. soumise à une pression qui déter mine son expansion. Ces opérations d'inter pénétration, puis d'expansion, peuvent être reproduites plusieurs fois .jusqu'à ce que la paroi soit constituée par le nombre désiré de parois adjacentes 2, 3. L'expansion des diffé rentes parois internes peut aussi se faire d'une seule opération.
La paroi externe 1 peut comporter des frettes rigides ou souples. Elle pourrait égale ment être écrouie en la. soumettant, dans lin moule démontable l'enrobant, à une pression intérieure; les parois de renforcement 2, 3, qui sont disposées successivement. à l'intérieur de celle externe 1 et à l'intérieur les unes des autres, peuvent être constituées en un même matériau, mais présentant des caractéristi- ques physiques différentes (limites élastiques, par exemple).
Ces matériaux peuvent aussi être différents, à condition toutefois que la limite de leurs allongements proportionnels
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Re
<tb> i <SEP> = <SEP> Ë <SEP> oii
<tb> Re <SEP> = <SEP> Limite <SEP> d'élasticité
<tb> E <SEP> = <SEP> Module <SEP> d'élasticité
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soit.
<SEP> inférieure <SEP> à <SEP> la <SEP> limite <SEP> des <SEP> allongements
<tb> proportionnels <SEP> de <SEP> la <SEP> paroi <SEP> externe <SEP> 1.
<tb> Pour <SEP> permettre <SEP> la <SEP> mise <SEP> en <SEP> pression, <SEP> la <SEP> pa roi <SEP> interne <SEP> 2 <SEP> doit, <SEP> naturellement, <SEP> être <SEP> fermée
<tb> en <SEP> ses <SEP> deux <SEP> extrémités <SEP> par <SEP> des <SEP> fonds <SEP> et <SEP> des
<tb> joints <SEP> d'étanchéité <SEP> appropriés <SEP> ou <SEP> introduits
<tb> avec <SEP> les <SEP> autres <SEP> parois, <SEP> entre <SEP> les <SEP> plateaux <SEP> 1, <SEP> 5
<tb> d'une <SEP> presse <SEP> hydraulique.
Cette mise en pression s'effectue de pi,éfé- rence progressivement à l'intérieur de la pa roi la plus interne, au moyen; par exemple, de la canalisation 6 amenant un fluide sous pression. Sous la pression croissante, les pa rois internes 2, 3 prennent successivement contact les unes avec les autres, puis, ensem ble, avec la paroi externe 1 (fig. 2) provo quant la mise en tension de celle-ci.
Au cours de cette opération, les parois internes subis sent des allongements qui dépassent. leiïr limite primitive des allongements élastiques proportionnels, ce qui entraîne une augmen tation de ces limites. La pression est poussée jusqu'à ce que la paroi extérieure subisse un allongement supérieur aux nouvelles limites des allongements élastiques proportionnels des parois internes, en étant de préférence infé rieur à sa propre limite des allongements pro portionnels, ce qui est. possible puisque cette limite est supérieure à celles correspondantes des parois internes.
Quand on relâche la pres sion, ce sont les parois intérieures qui, les pre mières, cessent d'être tendues, alors que la pa roi extérieure l'est encore. Par suite, quand on continue à relâcher la pression, les parois intérieures se compriment en empêchant la paroi extérieure de se détendre complètement. Quand la pression est complètement relà.ehée, la paroi extérieure est tendue, alors que les parois intérieures sont. comprimées, de sorte qu'on a réalisé ainsi un tuyau à parois nnil- t.iples fretté, dont les parois constituent un seul bloc.
Ci-après sont. décrits deux exemples de réalisation du procédé dans le cas où le tuyau comprend trois parois.
Exemple <I>1:</I> Les parois 1, 2 et 3 sont. respectivement en acier au Cr-Cu à 54 kg et ayant une limite élastique de 34 kg/mm2, en acier au C-Mn à 48 kg et ayant une limite élastique de 28 kg/mm2, et en acier extra-doux à 35 kg de limite élastique 22 kg/mm2. Le module d'élasticité est le même pour les trois aciers et égal à. 20 000.
On enlmanelie la paroi =' qui a un dia mètre extérieur de l.-1:50 111111, une épaisseur de 1..5 min et un diamètre intérieur de l.-120 111111, dans la paroi 1. qui a un diamètre extérieur de 1.500 nim, une épaisseur de<B>15)</B> niin et un diamètre intérieur de 1.-170 min. On voit qu'il existe entre les deux parois un jeu de 20 m111.
Pour résorber le jeu entre les deux parois 1 et 2, il faut allonger la paroi interne de
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ee q111 eorre@pond à llne IlOll- velle limite élastique de 30 k@, h11111'=, et exereer sur cette paroi une pression (le
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On exerce à cet effet, à l'intérieur de l'en semble (les deux parois, une pression de 130 kg/em2,
ce qui réalise dans la paroi 1 une tension de 34 kg/mni2, puis on enlève la pres sion. Comme les épaisseurs des parois sont les mêmes, la paroi 1 est soumise à une tension de
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et la paroi 2 à une compression de
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le dia mètre intérieur de l'ensemble est de 1.440 111111.
On emmanche alois dans ces deux parois la. paroi 3 qui a un diamètre extérieur de 1420 min, une épaisseur de 15 mm et un dia mètre intérieur de 1390 min.
Pour résorber le jeu entre les deux parois 2 et 3, qui est de 20 min, il faut. donner à la paroi 3 une nouvelle limite élastique de 23 kg/mm2, donc exercer sur cette paroi une pression de 49 kg/cm2. A cet effet, on exerce à l'intérieure de l'ensemble des trois parois une pression de 179 kg/enl2. Dans ces condi tions, les parois 1, 2 et 3 sont soumises respec tivement à, une tension de 34 et 23 kg/min2. Puis, on relâche la pression.
Les parois 1 et 2 sont alors soumises respectivement à une ten sion de 5 et. 1. kg/mm', alors que la paroi 3 est soumise à une compression de 6 kg/m1112. Exemple. ?: Les parois 1, 2 et. 3 ont les mêmes caracté ristiques qu'à l'exemple 1 ; les parois 1. et 2 (,lit les mêmes dimensions qu'à l'exemple 1, alors que la paroi 3 a un diamètre extérieur de 1400 innl et une épaisseur de<B>15</B> min, ainsi (lu'tiri diamètre intérieur de 13 70 mm.
On emmanche les trois parois les unes dans les autres. Le diamètre de la paroi 3 doit aug- urenter <B>(le</B> 40 mm, c'est-à-dire de \_',86 /o, ce qui correspond à une nouvelle limite élasti que de ?4 kg/rniri\=. On exerce à cet, effet, à l'intérieur de l'ensemble des trois parois, une pression de 7.81 hg /cm=. Sous cette pression, les parois 1, '? et. 3 sont. soumises respective ment à une tension de 34, 30 et 34 kg/Mm2. Puis, oir relâche la pression.
Les parois 1 et \,2 sont alors soumises à, une tension de 4,66 et 0,66 kg/min'=, alors que la paroi 3 est soumise à une compression de 5,33 kg/mm?.
Le graphique fig. 4 représente de faon schématique le travail qui est effectué dans le tube extérieur et le tube intérieur adjacent.
En ordonnée, on a reporté les tensions, et en abscisse les déformations.
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<I>01 <SEP> Dl <SEP> C."1:</I> <SEP> Courbe <SEP> d'allongement <SEP> du <SEP> tube
<tb> externe.
<tb> <I>0 <SEP> :1 <SEP> b <SEP> C.':</I> <SEP> Courbe <SEP> d'allongement <SEP> du <SEP> tube
<tb> interne.
<tb> 0 <SEP> 01: <SEP> Jeu <SEP> initial <SEP> existant <SEP> entre <SEP> les <SEP> deiux
<tb> tubes.
<tb> 0 <SEP> À': <SEP> Limite <SEP> initiale <SEP> de <SEP> proportionnalité
<tb> entre <SEP> la <SEP> tension <SEP> et. <SEP> la <SEP> déformation
<tb> du <SEP> métal <SEP> constituant <SEP> le <SEP> tube.
<tb> 0 <SEP> B': <SEP> Tension <SEP> dans <SEP> le <SEP> tube <SEP> interne <SEP> au
<tb> moment. <SEP> du <SEP> contact <SEP> avec <SEP> le <SEP> tube
<tb> externe.
<tb> 0 <SEP> C":
<SEP> Tension <SEP> dans <SEP> le <SEP> tube <SEP> externe <SEP> don née <SEP> par <SEP> la <SEP> pression <SEP> maximum, <SEP> dé terminant <SEP> la <SEP> nouvelle <SEP> limite <SEP> de
<tb> proportionnalité <SEP> du <SEP> métal <SEP> consti tuant <SEP> le <SEP> tube <SEP> interne.
<tb> 0 <SEP> C"l <SEP> : <SEP> Tension <SEP> dans <SEP> le <SEP> tube <SEP> externe <SEP> don née <SEP> par <SEP> la <SEP> pression <SEP> maximum.
<tb> <I>0 <SEP> D'l <SEP> :</I> <SEP> Tension <SEP> dans <SEP> le <SEP> tube <SEP> externe <SEP> après
<tb> la <SEP> fabrication.
<tb> <I>0 <SEP> D':</I> <SEP> Compression <SEP> dans <SEP> le <SEP> tube <SEP> interne
<tb> après <SEP> la <SEP> fabrication.
<tb> <B>Il,:</B> <SEP> Limite <SEP> des <SEP> allongements <SEP> élastiques
<tb> proportionnels <SEP> de <SEP> l'acier <SEP> du <SEP> tube <SEP> I,
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A111:
<SEP> Limite <SEP> primitive <SEP> des <SEP> allongements
<tb> élastiques <SEP> proportionnels <SEP> de <SEP> l'acier
<tb> du. <SEP> tube <SEP> II.
<tb> I <SEP> l <SEP> <B>-Il:</B> <SEP> Nouvelle <SEP> limite <SEP> des <SEP> allongements
<tb> élastiques <SEP> proportionnels <SEP> de <SEP> l'acier
<tb> du <SEP> tube <SEP> II, <SEP> déterminée <SEP> par <SEP> la. <SEP> ten sion <SEP> 0 <SEP> C" <SEP> (fig. <SEP> 4) <SEP> que <SEP> subit. <SEP> le <SEP> tube
<tb> II <SEP> ensuite <SEP> de <SEP> l'action <SEP> d'expansion.