Procédé pour relier, bout à bout, deux tubes métalliques L'invention a pour objet un procédé pour relier bout à bout, deux tubes métalliques.
Pour des chaudières dénommées super critiques , dans lesquelles peuvent régner des pressions de vapeur de 350 kg/cm2 et des tem pératures de vapeur de 600e ou plus, un des problèmes qui se présente est le soudage bout à bout de tubes à parois épaisses qui sont obligatoirement utilisés dans ces chaudières. II est à noter que pour pouvoir résister à ces pressions et températures très élevées, les tu bes doivent être fabriqués en un métal ayant une grande résistance à une température éle vée et, qu'en outre, les parois des tubes doi vent être extrêmement épaisses.
Quand l'épais seur de la paroi des tubes, qui doivent être reliés bout à bout, augmente, la difficulté pour effectuer cette liaison par un soudage avec pression augmente également car il devient ex trêmement difficile de chauffer, d'une manière satisfaisante, les extrémités des tubes pour qu'on obtienne un soudage convenable avec pression.
Pour relier bout à bout des tubes par un soudage avec pression, il est essentiel que le bout du tube soit chauffé jusqu'à la température nécessaire pour le soudage et que l'extrémité du tube soit chauffée d'une ma nière sensiblement uniforme sur toute sa face, car si une partie, qui s'étend dans le sens axial du tube, est chauffée, il se forme un bourre- let important (fluage radial du métal) qui restreint fortement le passage du tube ou obstrue complètement celui-ci. Par contre, si le tube n'est pas chauffé uniformément sur toute sa section, on n'obtient pas une soudure satisfaisante.
La liaison, bout à bout, de tubes par un soudage avec pression est obtenue en plaçant les extrémités des tubes l'une contre l'autre en regard, en plaçant une bobine d'in duction autour de ces extrémités des tubes et en chauffant, à l'aide de celle-ci, les bouts des tubes, après quoi, on exerce une pression axiale sur ces extrémités pour les serrer l'une contre l'autre. Quand l'épaisseur de la paroi du tube augmente, le problème du chauffage du bout du tube seulement et du chauffage uniforme de l'extrémité du tube sur toute sa face devient dif ficile et l'expérience a montré qu'avec une épais seur de paroi d'environ 37,5 mm et plus il est extrêmement difficile, sinon impossible, d'obte nir un soudage satisfaisant avec pression.
L'invention a pour but d'éviter les incon vénients précités.
Le procédé pour relier, bout à bout, deux tubes "métalliques dont la paroi a une épais seur comprise entre 37,5 mm et 75 mm, est caractérisé en ce qu'on réduit l'épaisseur de la paroi des tubes à leurs extrémités à relier en tre elles jusqu'à ce que cette épaisseur corres ponde à peu près à une moitié de l'épaisseur initiale, qu'on place ces extrémités de manière telle qu'elles soient juxtaposées et coaxiales, qu'on soude avec pression les faces d'extré mités de ces parties terminales réduites et qu'on enroule un fil métallique, avec une ten sion prédéterminée, autour de ladite partie réduite desdites extrémités sur toute la lon gueur axiale de celles-ci et avec une épaisseur radiale suffisante,
afin que la diminution de la résistance, dans le sens circonférentiel, résul tant de la réduction de l'épaisseur de la paroi soit compensée, ledit fil ayant un coefficient de dilatation thermique qui est sensiblement égal à celui des tubes.
La figure unique du dessin ci-annexé il lustre, à titre d'éxemple, une mise en oeuvre du procédé et est une coupe axiale de deux tubes reliés bout à bout.
Deux pièces tubulaires 10 et 12 sont dis posées de manière telle que leurs extrémités soient coaxiales. Ces tubes ont des parois épaisses et l'épaisseur A de la paroi est de l'ordre de 37,5 mm ou plus tout en étant in férieure à environ 75 mm, de sorte qu'il est extrêmement difficile, voire impossible, de re lier ces tubes bout à bout par un soudage avec pression de la manière ordinaire.
L'épaisseur de la paroi de ces tubes est ré duite sur une courte distance à partir des ex trémités qui sont à relier entre elles, le diamè tre extérieur des tubes étant diminué alors que le diamètre intérieur reste inchangé, afin que la section transversale du passage dans les tubes reste uniforme quand ces tubes sont re liés entre eux.
L'épaisseur de la paroi des tu bes est suffisamment réduite, de "cette ma nière, pour que leurs extrémités puissent être reliées, bout à bout, par un soudage avec pres sion, c'est-à-dire que l'épaisseur de la paroi n'est pas inférieure à environ 37,5 mm et la réduction n'est pas supérieure à la moitié de l'épaisseur initiale de la paroi, les tubes sont placés coaxialement l'un par rapport à l'au tre et sont soudés l'un à l'autre, avec pression, de la manière usuelle.
Après que les tubes ont été soudés l'un à l'autre, le joint est entouré d'un fil métallique 14 qui doit avoir le même coefficient de dila- tation thermique que le métal des tubes. La gaine, formée par le fil métallique, s'étend sur toute la longueur axiale des parties terminales réduites, c'est-à-dire sur toute la distance B, le fil étant enroulé en hélice, et le nombre de couches est bien supérieur à celui qui est né cessaire pour compenser la diminution de la résistance dans le sens circonférentiel par suite de la diminution de l'épaisseur de la paroi des tubes. Ceci diminue fortement l'effort produit dans le joint par rapport à celui qui existerait si l'on faisait intervenir seulement le renfor cement qui serait théoriquement nécessaire.
Il est essentiel que l'enveloppement se fasse à l'aide d'un fil métallique, car il est nécessaire qu'il existe une sollicitation uni forme sur toute l'étendue de la partie réduite des extrémités reliées des tubes ; sans cela, des sollicitations irrégulières se produiraient à proximité du joint et ces sollicitations non uniformes risqueraient de produire une défail lance du joint, ce qui est particulièrement im portant quand les pièces tubulaires sont sou mises à des grandes variations de température et à une pression élevée.
Les propriétés du fil métallique sont telles que toutes les spires du fil sont soumises effectivement à une sollicita tion uniforme, même si l'enveloppement n'est pas initialement uniforme, de sorte que les ef forts produits dans les parties réduites de la paroi des tubes sont également uniformes et que, par conséquent, les sollicitations au voi sinage du joint sont également régulières.
Comme les sollicitations longitudinales, agissant suivant la direction des flèches 16, correspondent seulement à la moitié des solli citations agissant dans le sens circonférentiel dans les parois des tubes par suite de l'effet de la pression régnant à l'intérieur de ceux-ci, l'épaisseur de la paroi, aux extrémités des tu bes à relier entre elles, peut être réduite à peu près de moitié par rapport à l'épaisseur théoriquement nécessaire. De cette manière, le joint est suffisamment solide pour pouvoir ré sister aux sollicitations longitudinales produi tes par la pression dans les tubes.
Par conséquent, en ayant recours au pro cédé décrit, on peut résoudre le problème du raccordement, bout à bout, de tubes métalli ques par un soudage par pression dans le cas où l'épaisseur de la paroi est grande, c'est-à- dire comprise entre environ 37,5 mm et une valeur un peu inférieure à environ 75 mm.