Bande composite, et procédés pour former une jonction entre deux conduitesComposite strip, and methods for forming a junction between two pipes
5 .. DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention est relative à une bande
.................... composite......pour.....former une.....jonction entre......deux conduites, et...... aux procédés pour former ladite jonction.5.. TECHNICAL FIELD
The present invention relates to a composite strip for forming a joint between two pipes, and to methods for forming said joint.
10 ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Plus particulièrement, l'invention concerne une . bande composite s'étendant dans une direction principale
entre des première et deuxième extrémités, ladite bande . composite comprenant une bande principale comprenant des
15 premières fibres noyées dans une matrice, lesdites premières ·. fibres étant en carbone, matériau conducteur d'électricité,
et ladite matrice étant composée d'au moins un polymère.
En outre, l'invention a pour objet de former une jonction entre deux conduites pour le transport d'un fluide, 20 par exemple un fluide comprenant un hydrocarbure (pipeline). Certaines de ces conduites comprennent une couche composite conductrice d'électricité. Ce type de conduite est utilisé par exemple dans des environnements très froid, à terre comme en mer, et parfois en mer à de très grandes 25 profondeurs. Dans ces conditions le fluide peut soit se10 STATE OF THE PRIOR ART
More particularly, the invention relates to a composite strip extending in a main direction between first and second ends, said composite strip comprising a main strip comprising first fibers embedded in a matrix, said first fibers being made of carbon, an electrically conductive material, and said matrix being composed of at least one polymer.
Furthermore, the invention aims to form a junction between two pipes for transporting a fluid, for example a fluid comprising a hydrocarbon (pipeline). Some of these pipes comprise an electrically conductive composite layer. This type of pipe is used, for example, in very cold environments, both on land and at sea, and sometimes at very great depths at sea. Under these conditions, the fluid can either
r bUlL LUdy Llltîl- f UU îCuX-ILL^X. r bUlL LUdy Llltîl- f UU îCuX-ILL^X.
des dépôts de paraffine ou d'hydrate. Ces transformations du fluide peuvent générer des bouchons et entraver le transport du fluide dans la conduite. C'est pourquoi ces conduites
30 sont parfois chauffées pour éviter ces inconvénients. Une technique connue est le chauffage électrique de ces conduites par des lignes conductrices en cuivre placées autour des conduites.
Le document CN280OO21-Y décrit une telle conduite '
35 pour le transport d'un hydrocarbure, ayant un tube en piêîStX^Ue ΓΘΓιίΟχύς; pGX de3 de ν’βΓχβ;? et Une pi βϊΠΧΘΐθParaffin or hydrate deposits. These fluid transformations can cause blockages and hinder fluid transport in the pipe. This is why these pipes are sometimes heated to avoid these drawbacks. A known technique is the electrical heating of these pipes using copper conductors placed around the pipes.
Document CN2800021-Y describes such a pipe for transporting a hydrocarbon, having a tube made of ΓΘΓιίΟχύς (a ΓΘΓιίΟχύς pipe); pGX of 3 of ν’βΓχβ;? and A pi βϊΠΧΘΐθ
1904019040
22
couche en fibre de carbone alimentée électriquement pour
electrically powered carbon fiber layer for
réchauffer le tube.
Heat the tube.
Cependant, les conduites nécessaires pour le
However, the pipes necessary for the
transport d'hydrocarbure ont des longueurs très importantes
Hydrocarbon transport pipelines have very long lengths
5 pouvant aller à plusieurs kilomètres. Le document précédent5 can go several kilometers. The previous document
ne propose aucune solution, ni pour connecter mécaniquement
does not offer any solution, neither to connect mechanically
les conduites les unes à la suite des autres, ni pour
conducts one after the other, nor for
connecter électriquement entre-elles les couches
electrically connect the layers together
..............conductrices d'électricité· de ces conduites ........................................... .....
...........electrically conductive· of these pipes ........................................... .....
——
10 Le document FR2958991 décrit une telle conduite10 Document FR2958991 describes such conduct
perfectionnée pour le transport d'un hydrocarbure, qui
improved for the transport of a hydrocarbon, which
comprend en outre une couche de renfort adaptée pour
also includes a reinforcing layer suitable for
améliorer la tenue mécanique. Ce document décrit en outre
improve mechanical strength. This document also describes
des moyens d'assemblages entre conduites comprenant en outre
Means for assembling pipes further comprising
15 des moyens d'alimentation électrique pour la couche de15 power supply means for the layer of
chauffage.
heating.
Cependant, ces moyens de connexion entre les
However, these means of connection between the
conduites sont complexes. Il est donc nécessaire de trouver
The pipes are complex. It is therefore necessary to find
d'autres solutions de jonction ou connexion des conduites
other solutions for joining or connecting pipes
20 entre elles.20 between them.
EXPOSE DE L'INVENTION
EXPLANATION OF THE INVENTION
La présente invention a pour but de perfectionnerThe present invention aims to improve
une bande composite du type précité, notamment pour
a composite strip of the aforementioned type, in particular for
25 effectuer la jonction mécanique et électrique entre des25 perform the mechanical and electrical junction between
couches de chauffage en carbone de conduites pour le
Carbon heating layers for pipes for the
transport d'hydrocarbure.
transport of hydrocarbons.
——
Z j. C-, L·· -1— J— v~* L* f k-* 11 s-l G* XL Lk-2 ' —L U. is l_. G G* -L- —L L-*· 11
Z j. C-, L·· -1— J— v~* L* f k-* 11 s-l G* XL Lk-2 ' —L U. is l_. G G* -L- —L L-*· 11
ce qu'elle comprend en outre une couche de jonction formée
which further comprises a formed junction layer
30 d'un matériau de jonction conducteur d'électricité, ladite30 of an electrically conductive junction material, said
couche de jonction étant disposée sur la bande principale.
joint layer being arranged on the main strip.
Grâce à ces dispositions, la bande composite
Thanks to these provisions, the composite strip
préformée est adaptée à être utilisé immédiatement pour
Preformed is suitable for immediate use for
réaliser la jonction électrique entre des couches de
create the electrical junction between layers of
35 chauffage de deux conduites mises bout-à-bout.35 heating of two pipes placed end to end.
De plus, la jonction électrique est très efficace
Furthermore, the electrical connection is very efficient.
1904019040
33
parce que les matériaux des couches de chauffage et de la
because the materials of the heating layers and the
bande composite se soudent naturellement, et parce que la
Composite strips weld naturally, and because the
couche de jonction de la bande composite a de très bonnesThe composite tape's joining layer has very good
caractéristiques électriques. La bande composite est alors
electrical characteristics. The composite strip is then
5 apte à former une jonction électrique avec une faible5 capable of forming an electrical junction with low
résistance électrique, ce qui permet d'éviter des pertes
electrical resistance, which helps prevent losses
électriques par effet Joule entre chaque conduite, et qui
electric by Joule effect between each pipe, and which
permet d'éviter des surchauffes locales pouvant endommager
prevents local overheating that can cause damage
...............la conduite d'Hydrocarbure assemblée................................................................. .........
..............the assembled Hydrocarbon pipeline................................................................. .........
10 De plus, la jonction mécanique est mécaniquement10 In addition, the mechanical junction is mechanically
très résistante. La conduite d'hydrocarbure assemblée est
Highly durable. The assembled hydrocarbon line is
quasiment continue entre les première et deuxième conduites
almost continuous between the first and second pipes
adjacentes. On supprime ainsi les faiblesses mécaniques
adjacent. This eliminates mechanical weaknesses
localisées à chaque jonction.
located at each junction.
15 Dans divers modes de réalisation de la bande15 In various embodiments of the strip
composite selon l’invention, on peut éventuellement avoir
composite according to the invention, one can possibly have
recours en outre à l’une et/ou à l’autre des dispositions
further recourse to one and/or the other of the provisions
suivantes.
following.
Selon un aspect de l'invention, la couche de
According to one aspect of the invention, the layer of
20 jonction est disposée uniquement aux première et deuxième20 junction is arranged only at the first and second
extrémités de la bande composite.
ends of the composite strip.
Selon un aspect de l'invention, la couche de
According to one aspect of the invention, the layer of
jonction a la forme de bandes s'étendant le long des
junction in the form of bands extending along the
première et deuxième extrémités, chacune desdites bandes
first and second ends, each of said strips
25 ayant une largeur dans la direction principale supérieure25 having a width in the main direction greater than
à 1 cm, et de préférence supérieure à 5 cm.
1 cm, and preferably greater than 5 cm.
Selon un aspect de l'invention, la couche de
According to one aspect of the invention, the layer of
Selon un aspect de l'invention, le matériau de
According to one aspect of the invention, the material of
jonction est choisi parmi une liste comprenant un polymère chargé en particules électriquement conductrices, un polymère chargé en particules métalliques, un polymère chargé en particules d'argent, un polymère chargé en fibres de carbone métallisées, un polymère chargé en fibres de 35 cuivre, un polymère chargé en fibres de cuivres tissées.junction is selected from a list comprising a polymer loaded with electrically conductive particles, a polymer loaded with metal particles, a polymer loaded with silver particles, a polymer loaded with metallized carbon fibers, a polymer loaded with copper fibers, a polymer loaded with woven copper fibers.
Selon un aspect de l'invention, les premières fibresAccording to one aspect of the invention, the first fibers
1904019040
44
s'étendent dans la direction principale.
extend in the main direction.
Selon un aspect de l'invention, les première fibres
According to one aspect of the invention, the first fibers
s'étendent sensiblement dans une direction de fibre formant
extend substantially in a fiber direction forming
un angle de fibre avec la direction principale, ledit angle
a fiber angle with the main direction, said angle
5 de fibre étant compris entre 0 degré et 45 degrés, et de5 of fiber being between 0 degrees and 45 degrees, and
préférence compris entre 0 degré et 10 degrés.
preferably between 0 degrees and 10 degrees.
Selon un aspect de l'invention, la bande composite aAccording to one aspect of the invention, the composite strip has
une forme de trapèze ayant deux bords latéraux qui
a trapezoid shape with two side edges that
.......s ' étendent.....dans .. des .directions.......parallèles 1' une avec 1' autre.....................extend.....in ..directions.......parallel to each other..............
——
10 et deux bords d'extrémité qui appartiennent aux extrémités10 and two end edges that belong to the ends
de la bande composite et qui s'étendent dans des directions
of the composite strip and which extend in directions
convergentes l'une vers l'autre, la couche de jonctionconverging towards each other, the junction layer
s'étendant parallèlement à chaque bord d'extrémité.
extending parallel to each end edge.
Selon un aspect de l'invention, les bords
According to one aspect of the invention, the edges
15 d'extrémité forment un angle de convergence compris entre15 end points form an angle of convergence between
0,1 degré et 20 degrés, et de préférence entre 0,1 degré et0.1 degrees and 20 degrees, and preferably between 0.1 degrees and
5 degrés.5 degrees.
Selon un aspect de l'invention, la bande compositeAccording to one aspect of the invention, the composite strip
comprend en outre une portion latérale dans une direction
further comprises a lateral portion in one direction
20 secondaire sensiblement perpendiculaire à la direction20 secondary substantially perpendicular to the direction
principale, ladite portion latérale ne comprenant pas
main, said lateral portion not comprising
lesdites premières fibres et comprenant des deuxièmes fibres
said first fibers and comprising second fibers
noyées dans la matrice, lesdites deuxièmes fibres étant
embedded in the matrix, said second fibers being
formées d'un deuxième matériau non conducteur d'électricité.
formed from a second material that does not conduct electricity.
25 Selon un aspect de l'invention, le deuxième matériau25 According to one aspect of the invention, the second material
est du verre.
is glass.
former une jonction entre une première conduite et une
form a junction between a first pipe and a
30 deuxième conduite. Chaque conduite comprend un tube creux30 second pipe. Each pipe consists of a hollow tube
interne et une couche de chauffage située dans l'épaisseur
internal and a heating layer located in the thickness
de ladite conduite, ladite couche de chauffage comprenant
of said conduit, said heating layer comprising
des fibres formées d'un matériau conducteur.
fibers made of a conductive material.
Dans le procédé, on fournit une bande compositeIn the process, a composite strip is provided
35 s'étendant dans une direction principale entre des première35 extending in a main direction between first
et deuxième extrémités, ladite bande composite comprenant
and second ends, said composite strip comprising
II
5
une bande principale comprenant des premières fibres noyées dans une matrice, lesdites premières fibres en carbone, matériau conducteur d'électricité, ladite matrice étant composée d'au moins un polymère, et ladite bande composite
5 comprenant en outre une couche de jonction formée d'un matériau de jonction conducteur d'électricité, ladite couche de jonction étant disposée sur la bande principale.
Dans le procédé, on effectue une jonction électrique
............entre. . les... . première......et......deuxième.........conduites...... en........effectuant...........
10 l'étape suivante : on applique la bande composite sur chaque5
a main strip comprising first fibers embedded in a matrix, said first fibers made of carbon, an electrically conductive material, said matrix being composed of at least one polymer, and said composite strip
5 further comprising a junction layer formed of an electrically conductive junction material, said junction layer being arranged on the main strip.
In the method, an electrical junction is made
............between. . the... . first...... and...... second......... conduits...... by........performing...........
10 the following step: the composite strip is applied to each
couche de chauffage ou sur une couche disposée précédemment sur lesdites couches de chauffage par enroulement autour des tubes, et dans laquelle la couche de jonction de la bande composite est mise en contact avec la couche de chauffage de 15 la première conduite et avec la couche de chauffage de la deuxième conduite.
Dans divers modes de réalisation du procédé selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes.
20 Selon un aspect de l'invention, la couche de
jonction est disposée uniquement aux extrémités de la bande composite, et dans lequel la couche de jonction de la première extrémité est mise en contact avec la couche de chauffage de la première conduite et la couche de jonction 25 de la deuxième extrémité est mise en contact avec la couche de chauffage de la deuxième conduite.
Selon un aspect de l'invention, chaque conduite aheating layer or on a layer previously arranged on said heating layers by winding around the tubes, and in which the joining layer of the composite strip is brought into contact with the heating layer of the first pipe and with the heating layer of the second pipe.
In various embodiments of the method according to the invention, one and/or the other of the following arrangements may optionally also be used.
20 According to one aspect of the invention, the joining layer is arranged only at the ends of the composite strip, and in which the joining layer of the first end is brought into contact with the heating layer of the first pipe and the joining layer of the second end is brought into contact with the heating layer of the second pipe.
According to one aspect of the invention, each pipe has
——
ui-O Un i_ j_ eiLLj-L c ue X*JJ_1LLÇ5 b bl 1 L1 _JJ 1 UULU 11_ L-U11 X LJ U. L- U. U. lll<JXIU dCliTS
ui-O Un i_ j_ eiLLj-L c ue X*JJ_1LLÇ5 b bl 1 L 1 _JJ 1 UULU 11_ L-U11
l'épaisseur de la couche de chauffage, et dans lequel on
the thickness of the heating layer, and in which we
choisit une bande composite ayant une forme de trapèze ayant !chooses a composite strip having a trapezoid shape having!
une géométrie adaptée aux formes des extrémités des conduites pour que lors de l'étape de jonction électrique, ' la bande composite forme une jonction ayant une forme sensiblement complémentaire aux extrémités coniques des couches de chauffage des conduites par l'enroulement de la bande composite en forme de trapèze autour des tubes.a geometry adapted to the shapes of the ends of the pipes so that during the electrical joining step, 'the composite strip forms a junction having a shape substantially complementary to the conical ends of the heating layers of the pipes by winding the composite strip in a trapezoid shape around the tubes.
i ii i
1904019040
66
Selon un aspect de l'invention, les première et
According to one aspect of the invention, the first and
deuxième extrémités des conduites sont d'abord usinées pourThe second ends of the pipes are first machined to
dégager une portion cylindrique de chaque tube et pour
release a cylindrical portion of each tube and to
réaliser une forme conique dans au moins la couche de
create a conical shape in at least the layer of
5 chauffage de chaque tube.5 heating of each tube.
Selon un aspect de l'invention, avant l'étape de
According to one aspect of the invention, before the step of
jonction électrique, on effectue une étape de soudage du
electrical junction, a welding step is carried out
tube de la première conduite avec le tube de la deuxième
tube from the first pipe with the tube from the second
......... conduite.............................................................................................................................................
......... driving.................................................................................................................................................
——
10 Selon un aspect de l'invention, on effectue une10 According to one aspect of the invention, a
étape de jonction d'isolation après l'étape de soudage et
insulation joining step after the soldering step and
avant l'étape de jonction électrique, dans laquelle on
before the electrical junction step, in which we
applique une bande isolante comprenant des deuxièmes fibres
applies an insulating strip comprising second fibers
noyées dans une matrice, lesdites deuxièmes fibres étant
embedded in a matrix, said second fibers being
15 formées d'un deuxième matériau non conducteur d'électricité,15 formed from a second electrically non-conductive material,
ledit deuxième matériau étant par exemple du verre.
said second material being, for example, glass.
Selon un aspect de l'invention, après l'étape
According to one aspect of the invention, after step
d'application d'une bande composite, on effectue une étape
of applying a composite strip, a step is carried out
de chauffage durant laquelle on chauffe la bande composite
heating during which the composite strip is heated
20 appliquée entre les première et deuxième conduites pour20 applied between the first and second pipes for
réticuler la matrice de la bande composite.
crosslink the composite tape matrix.
L'invention se rapporte également à un procédé pourThe invention also relates to a method for
former une jonction entre une première conduite et une
form a junction between a first pipe and a
25 deuxième conduite, dans lequel chaque conduite comprend un25 second conduit, wherein each conduit comprises a
tube creux interne et une couche de chauffage située dans
Internal hollow tube and a heating layer located inside
l'épaisseur de ladite conduite, ladite couche de chauffage
the thickness of said pipe, said heating layer
Dans le procédé, on fournit une bande principaleIn the process, a main strip is provided
30 comprenant des premières fibres noyées dans une matrice,30 comprising first fibers embedded in a matrix,
lesdites premières fibres étant formées d'un matériau
said first fibers being formed from a material
conducteur d'électricité, et ladite matrice étant composée
conductor of electricity, and said matrix being composed
d'au moins un polymère.
of at least one polymer.
Dans le procédé, on effectue une jonction électriqueIn the process, an electrical connection is made
35 entre les première et deuxième conduites en effectuant les35 between the first and second pipes by performing the
étapes suivantes :
Next steps:
- on applique une couche de jonction sur chaque couche de chauffage ou autour d'une couche disposée précédemment sur lesdites couches de chauffage, chaque couche de jonction étant composée d'un matériau de jonction conducteur d'électricité, et les couches de jonction sont mises en contact avec la couche de chauffage de la première conduite et avec la couche de chauffage de la deuxième conduite, et- a junction layer is applied to each heating layer or around a layer previously arranged on said heating layers, each junction layer being composed of an electrically conductive junction material, and the junction layers are brought into contact with the heating layer of the first pipe and with the heating layer of the second pipe, and
..............................- on applique la......bande, principale sur ladite.....couche- .......
..............................- we apply the......main strip on the said.....layer- .......
10 de jonction par enroulement autour des tubes.10 junctions by wrapping around the tubes.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
D'autres caractéristiques et avantages deOther features and benefits of
l'invention apparaîtront au cours de la description suivanteThe invention will appear during the following description
15 d'au moins un de ses modes de réalisation, donné à titre15 of at least one of its embodiments, given as
d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints.
non-limiting example, with reference to the attached drawings.
Sur les dessins :
On the drawings:
- la figure la est une vue en coupe longitudinale- Figure 1a is a longitudinal sectional view
d'une conduite chauffante composite;
of a composite heating pipe;
20 - la figure lb est une vue transversale de côté de20 - Figure 1b is a side cross-sectional view of
la conduite de la figure la ;
the conduct of the figure there;
- la figure 2 est une vue en plan d'une bande- Figure 2 is a plan view of a strip
composite selon un premier mode de réalisation de
composite according to a first embodiment of
l'invention ;the invention;
25 - la figure 3 est une vue en coupe de la figure 2 ;25 - Figure 3 is a sectional view of Figure 2;
- la figure 4 est une vue en plan d'une bande- Figure 4 is a plan view of a strip
composite selon un deuxième mode de réalisation de
composite according to a second embodiment of
1 ' ùnw&n t ion ·1 'ùnw&n t ion ·
- la figure 5 est une vue en plan d'une bande composite selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;- Figure 5 is a plan view of a composite strip according to a third embodiment of the invention;
- les figures 6 à 9 représentent des coupes similaires à la figure 3 de variantes de bande composites qui peuvent s'appliquer à chacun des modes de réalisation des figures 2 à 5 ;- Figures 6 to 9 represent sections similar to Figure 3 of composite strip variants which can be applied to each of the embodiments of Figures 2 to 5;
- la figure 10 est une vue en coupe longitudinale- Figure 10 is a longitudinal sectional view
1904019040
88
d'une conduite chauffante composite préparée pour être
of a composite heating pipe prepared to be
jointe à une autre conduite chauffante ;
attached to another heating pipe;
- la figure 11 est une vue en coupe longitudinale de- Figure 11 is a longitudinal sectional view of
deux conduites chauffantes du type de la figure 6 dont les
two heating pipes of the type shown in Figure 6, the
5 tube sont soudés bout à bout ;5 tubes are welded end to end;
- la figure 12 est une vue en coupe longitudinale de- Figure 12 is a longitudinal sectional view of
deux conduites chauffantes du type de la figure 6 dont les
two heating pipes of the type shown in Figure 6, the
extrémités ont été jointes par une jonction ayant une couche
ends were joined by a junction having a layer
............conductrice.....;..........................................-..........................................................................................................
...........driver.....;..........................................-.........................................................................................................
10 - la figure 13 est une vue agrandie de la jonction10 - Figure 13 is an enlarged view of the junction
de la figure 8 montrant la pluralité de couches élémentaires
of Figure 8 showing the plurality of elementary layers
que forme la bande composite lors de l'enroulement autour du
that the composite strip forms when wrapped around the
tube.
tube.
Sur les différentes figures, les mêmes références
The same references are used in the various figures.
15 numériques désignent des éléments identiques ou similaires.15 numeric characters denote identical or similar items.
DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATIONDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
--
Dans la présente description, les termes « avant »
In this description, the terms "before"
et « arrière » sont utilisés par rapport à la direction
and "rear" are used in relation to direction
20 longitudinale X. Les termes « supérieur » ou « vers le20 longitudinal X. The terms "upper" or "towards the
haut » et « inférieur » ou « vers le bas » sont utilisés par"up" and "down" or "down" are used by
rapport à la direction verticale Z, vers le haut,
relative to the vertical direction Z, upwards,
perpendiculaire à la direction longitudinale X et à la
perpendicular to the longitudinal direction X and to the
direction transversale Y.
transverse direction Y.
25 Le terme « conduite » de la présente invention doit25 The term "conduct" in the present invention shall
être compris comme étant un dispositif comprenant un tube
be understood as a device comprising a tube
pour transporter un fluide au moins entre une entrée et une
to transport a fluid at least between one inlet and one
——
t>o.LL±Lj, aiapouiLii pouvririr comporter et autres éléments,t>o.LL±Lj, aiapouiLii can include and other elements,
tel qu'une vanne, ou des dérivations multiples.
such as a valve, or multiple bypasses.
3030
Les figures la et 1b présentent une conduite 1 du type chauffante et comprenant un matériau composite, représentée en coupe longitudinale selon un plan XZ et en coupe transversale selon un plan YZ. Dans ces figures, seule 35 une moitié supérieure au dessus de l'axe X est présentée, l'autre moitié inférieure étant sensiblement identique parFigures 1a and 1b show a pipe 1 of the heating type and comprising a composite material, represented in longitudinal section along a plane XZ and in transverse section along a plane YZ. In these figures, only an upper half above the X axis is shown, the other lower half being substantially identical by
1904019040
99
symétrie par rapport à l'axe X.
symmetry about the X axis.
La conduite 1 comprend un tube 2 creux, s'étendantPipe 1 comprises a hollow tube 2, extending
dans la direction longitudinale d'axe X entre une première
in the longitudinal direction of the X axis between a first
et deuxième extrémité la, 1b de la conduite. Ce tube 2
and second end 1a, 1b of the pipe. This tube 2
5 comprend une surface interne 2a à proximité de l'axe X, et5 includes an internal surface 2a near the X axis, and
une surface externe 2b plus éloignée de l'axe X. A
an external surface 2b further from the X axis. A
l'intérieur de la surface interne 2a s'étend une cavité 2c
Inside the inner surface 2a extends a cavity 2c
entre une entrée et une sortie de la cavité situées à
between an entrance and an exit of the cavity located at
..........chacune .....des.........extrémités . .. La.....cavité- 2c est......adaptée.....pour ...........
..........each .....of the.........ends . .. The.....cavity- 2c is......adapted.....for ...........
10 transporter le fluide entre lesdites entrée et sortie.10 transport the fluid between said inlet and outlet.
La conduite 1 a une section de forme sensiblement
Pipe 1 has a section of a substantially
cylindrique dans le plan YZ, mais d'autres formes pourraient
cylindrical in the YZ plane, but other shapes could
être réalisées.
be carried out.
Le tube 2 peut être réalisé avec un matériau
Tube 2 can be made with a material
15 électriquement conducteur, tel que de l'acier, comme cela15 electrically conductive, such as steel, like this
est représenté sur les figures pour le présent mode de
is shown in the figures for the present mode of
réalisation de la conduite.
conducting the conduct.
Le tube 2 peut être réalisé avec un matériau
Tube 2 can be made with a material
électriquement isolant, par exemple un polymère. Ce matériau
Electrically insulating, for example a polymer. This material
20 peut avantageusement être un polyamide (PA) , ou un20 can advantageously be a polyamide (PA), or a
polyfluorure de vinylidène (PVDF).
polyvinylidene fluoride (PVDF).
Sur ce tube 2, il y a par exemple les couches
On this tube 2, for example, there are the layers
suivantes, depuis l'intérieur (proche de l'axe X) vers
next, from the inside (near the X axis) towards
l'extérieur (à distance de l'axe X) :
outside (away from the X axis):
25 - une première couche d'isolation 3,25 - a first layer of insulation 3,
- une couche de chauffage 4, et- a heating layer 4, and
- une deuxième couche d'isolation 5.- a second layer of insulation 5.
électrique 3, 5 sont électriquement isolantes. Elles sont3, 5 are electrically insulating. They are
30 par exemple constituées d'un polymère ou d'un composite30 for example made of a polymer or a composite
comprenant des fibres de verre noyées dans le polymère
comprising glass fibers embedded in the polymer
(matrice) ou d'un composite comprenant des fibres de kevlar(matrix) or a composite comprising Kevlar fibers
noyées dans le polymère. Le polymère est avantageusementembedded in the polymer. The polymer is advantageously
adapté pour bien adhérer aux autres couches : le tube 2 et
suitable for good adhesion to other layers: tube 2 and
35 la couche de chauffage 4. Ce polymère est éventuellement35 the heating layer 4. This polymer is possibly
identique à celui utilisé dans la couche de chauffage 4 .
same as that used in heating layer 4.
1904019040
1010
et/ou dans le tube 2 comme cité ci-dessus.
and/or in tube 2 as mentioned above.
La couche de chauffage 4 est un composite comprenantHeating layer 4 is a composite comprising
au moins des fibres de carbone noyées dans un polymère. Ce
at least carbon fibers embedded in a polymer. This
polymère peut avantageusement être un polyamide (PA), ou un
polymer can advantageously be a polyamide (PA), or a
5 polyfluorure de vinylidène (PVDF).5 polyvinylidene fluoride (PVDF).
Les fibres de carbone sont aptes à conduire unCarbon fibers are capable of conducting a
courant électrique pour chauffer le tube par effet Joule. LaElectric current to heat the tube through the Joule effect.
résistance électrique R d'une telle couche de chauffage 4
electrical resistance R of such a heating layer 4
.......... entre les première......et.....deuxième extrémités........(la,......1b)........de.....la .....
.......... between the first......and.....second ends........(la,......1b)........of.....the .....
10 conduite peut être calculée de manière approchée par la10 conduct can be approximately calculated by the
formule suivante :
following formula:
n_ L K P fibre· 2
n_ L K P fiber· 2
A „. cos a.A ". cos a.
dans laquelle :
in which:
- Pflbre est une résistivité des fibres de carbone,- Carbon fiber resistivity is a characteristic of carbon fibers,
15 ayant par exemple pour valeur pftbee =l,9.10~s Ω.ηι à une
15 having for example the value p ftbee =l,9.10~ s Ω.ηι at a
température de 20°C, ce qui est sensiblement 1100 fois plus
temperature of 20°C, which is approximately 1100 times higher
résistif que le cuivre à 20°C,
resistive than copper at 20°C,
- L est une longueur de la couche de chauffage 4- L is a length of the heating layer 4
entre les première et deuxième extrémités (la, lb) selon la
between the first and second ends (la, lb) according to the
20 direction longitudinale X,
20 longitudinal direction
- Dmoy est un diamètre moyen de la couche de- Dmoy is an average diameter of the layer of
chauffage 3,
heating 3,
- Ep est une épaisseur de la couche de chauffage dans
- E p is a thickness of the heating layer in
une direction transversale, et
a transverse direction, and
25 -a est un angle d'inclinaison que forment les25-a is an angle of inclination formed by the
fibres de carbone par rapport à la direction de l'axe X.Carbon fibers relative to the X-axis direction.
Grâce à l'angle d'inclinaison des fibres de carbone
Thanks to the angle of inclination of the carbon fibers
dans la couche de chauffage 4, on peut obtenir une
in heating layer 4, we can obtain a
résistance électrique R désirée pour le chauffage.electrical resistance R desired for heating.
Grâce à cette couche de chauffage 4 comprenant des fibres de carbone bien réparties dans le matériau polymère de cette couche, le chauffage est plus homogène autour du tube 2. En outre, si une ou plusieurs fibres de carbone étaient rompues à un endroit de la conduite, le courant 35 électrique peut tout de même continuer à passer par lesThanks to this heating layer 4 comprising carbon fibers well distributed in the polymer material of this layer, the heating is more homogeneous around the tube 2. In addition, if one or more carbon fibers were broken at a location in the pipe, the electric current 35 can still continue to pass through the
19040
11 autres fibres de carbone, non rompues. Ainsi, les
caractéristiques électriques (résistance) sont peu
dégradées.
Les différentes couches de la conduite 1 peuvent
5 être fabriquées par des moyens connus en utilisant des bandes préformées de composite, chaque bande préformée s'étendant selon une direction et comprenant des fibres (carbone, verre ou kevlar) noyées dans une matrice de
..........polymère........Les .......fibres............sont.......éventuellement orientées -dans.........
10 ladite direction de la bande préformée.19040
11 other carbon fibers, unbroken. Thus, the electrical characteristics (resistance) are only slightly degraded.
The different layers of the pipe 1 can be manufactured by known means using preformed composite strips, each preformed strip extending in one direction and comprising fibers (carbon, glass, or Kevlar) embedded in a matrix of polymer. The fibers are optionally oriented in the said direction of the preformed strip.
La présente invention a pour but d'utiliser .
également des bandes composites pour effectuer une jonction mécanique et électrique entre les couches de deux conduites 1 mises bout à bout.
15 Notamment, l'invention a pour but d'utiliser une
bande composite 10 particulière pour effectuer la jonction entre la couche de chauffage 4 de la première conduite et la couche de chauffage 4 de la deuxième conduite.
20 En figure 2, la bande composite 10 s'étend dans une
direction principale P entre des première et deuxième extrémités 10a, 10b, la première extrémité étant opposée à la première extrémité dans la direction principale P. Chaque extrémité 10a, 10b comprend un bord d'extrémité 13a, 13b,
25 respectivement. Dans une direction secondaire S sensiblement perpendiculaire à la direction principale P, elle comprend en outre deux bords latéraux 14a, 14b opposés l'un àThe present invention also aims to use composite strips to make a mechanical and electrical connection between the layers of two pipes 1 placed end to end.
15 In particular, the invention aims to use a particular composite strip 10 to make the connection between the heating layer 4 of the first pipe and the heating layer 4 of the second pipe.
20 In Figure 2, the composite strip 10 extends in a main direction P between first and second ends 10a, 10b, the first end being opposite the first end in the main direction P. Each end 10a, 10b comprises an end edge 13a, 13b, 25 respectively. In a secondary direction S substantially perpendicular to the main direction P, it further comprises two lateral edges 14a, 14b opposite each other.
deux extrémités 10a, 10b de la bande composite. La bande 30 composite 10 a ainsi par exemple une forme générale de quadrilatère, qui peut être un carré, un rectangle ou un trapèze.two ends 10a, 10b of the composite strip. The composite strip 10 thus has, for example, the general shape of a quadrilateral, which may be a square, a rectangle, or a trapezoid.
La bande composite 10 comprend premièrement des fibres lia (premières fibres) noyées dans une matrice 11b.The composite strip 10 firstly comprises fibers 11a (first fibers) embedded in a matrix 11b.
La matrice 11b et les fibres lia forment un ensemble, nommé bande principale 11, ayant une forme sensiblement plane dansThe matrix 11b and the fibers 11a form a set, called the main strip 11, having a substantially planar shape in
19040
12
un plan de directions P-S. La bande principale 11 possède ainsi une face supérieure 15a et une face inférieure 15b.
Ces premières fibres lia sont formées d'un premier matériau conducteur d'électricité et s'étendent dans une
5 direction de fibres F. Le premier matériau conducteur est avantageusement du carbone, comme pour les fibres de la couche de chauffage 4 de la conduite 1.
La matrice 11b est composée d'au moins un polymère. ......... Le polymère peut.....avantageusement être.....un- polyamide (PA)......ou
10 un polyfluorure de vinylidène (PVDF), comme pour la matrice19040
12
a plane of directions P-S. The main strip 11 thus has an upper face 15a and a lower face 15b.
These first fibers 11a are formed from a first electrically conductive material and extend in a fiber direction F. The first conductive material is advantageously carbon, as for the fibers of the heating layer 4 of the pipe 1.
The matrix 11b is composed of at least one polymer. ......... The polymer may.....advantageously be.....a polyamide (PA)......or
10 a polyvinylidene fluoride (PVDF), as for the matrix
de la couche de chauffage 4 de la conduite 1.
La bande composite 10 du premier mode de réalisation
de la figure 2 comprend en outre à proximité de chacune des extrémités ou bords d'extrémités 13a, 13b une couche de
15 jonction 17 formée d'un matériau de jonction également conducteur d'électricité. Cette couche de jonction 17 est située au dessus de la bande principale 11, c'est-à-dire au dessus des premières fibres lia et de la matrice 11b. Cette couche de jonction 17 a pour but d'améliorer la conduction
20 électrique de la bande composite 10 à ses extrémités, destinées à être en contact avec une couche de chauffage 4 d'une conduite 1.
Cette couche de jonction 17 est visible en coupe sur la figure 3. Elle a une forme de bande qui s'étend le long
25 de chaque extrémité 10a, 10b, chacune ayant une largeur dans
la direction principale P par exemple de 1 cm ou plus, et
par exemple supérieure à 5 cm. Elle a une épaisseur compriseof the heating layer 4 of the pipe 1.
The composite strip 10 of the first embodiment
of Figure 2 further comprises, near each of the ends or end edges 13a, 13b, a junction layer 17 formed from a junction material that is also electrically conductive. This junction layer 17 is located above the main strip 11, i.e., above the first fibers 11a and the matrix 11b. The purpose of this joining layer 17 is to improve the electrical conduction of the composite strip 10 at its ends, intended to be in contact with a heating layer 4 of a pipe 1. This joining layer 17 is visible in section in Figure 3. It has the shape of a strip that extends along each end 10a, 10b, each having a width in the main direction P, for example, of 1 cm or more, and for example greater than 5 cm. It has a thickness of
11 L -L · V -D IL LL LL LJ L _L IL LL LL *11 L -L · V -D IL LL LL LJ L _L IL LL LL *
Cette bande composite 10 est donc un composé prêt à
30 l'emploi pour effectuer la jonction entre les couches de chauffages 4 de deux conduites 1.This composite strip 10 is therefore a ready-to-use compound for junction between the heating layers 4 of two pipes 1.
Le matériau de jonction est avantageusement un polymère chargé en particules électriquement conductrices, ou un polymère chargé en particules métalliques, ou un 35 polymère chargé en particules d'argent, ou un polymère chargé en fibres de carbones métallisées, ou un polymère chargé en fibres de cuivres, ou un polymère chargé avec des fibres de cuivre tissées.The junction material is advantageously a polymer loaded with electrically conductive particles, or a polymer loaded with metallic particles, or a polymer loaded with silver particles, or a polymer loaded with metallized carbon fibers, or a polymer loaded with copper fibers, or a polymer loaded with woven copper fibers.
Les particules sont des éléments de petite taille de forme sphérique, elliptique ou toute autre forme. Elles ont 5 une taille (plus grande distance) par exemple inférieure à 0,1 mm, et de préférence inférieure à 0,01 mm. Ces particules peuvent ainsi être mélangées ou chargées dans un polymère sans trop affecter sa viscosité. Ces particules ......sont.....donc sous forme de poudre........................................................................-..........Particles are small elements of spherical, elliptical or any other shape. They have a size (largest distance) for example less than 0.1 mm, and preferably less than 0.01 mm. These particles can thus be mixed or loaded into a polymer without affecting its viscosity too much. These particles ......are.....therefore in powder form.........................................................................-..........
Lors d'une étape de transformation de la bande composite par chauffage, le matériau de jonction de la couche de jonction 17 va se lier intimement avec la matrice et avec les premières fibres lia, pour améliorer la conduction électrique d'une zone autour de ladite couche de 15 jonction 17 en extrémité de la bande composite 10. Le contact et la conduction électrique avec une couche de chauffage 4 d'une conduite 1 sont ainsi grandement améliorés.During a step of transformation of the composite strip by heating, the junction material of the junction layer 17 will bond intimately with the matrix and with the first fibers 11a, to improve the electrical conduction of a zone around said junction layer 17 at the end of the composite strip 10. The contact and the electrical conduction with a heating layer 4 of a pipe 1 are thus greatly improved.
Les premières fibres lia s'étendent éventuellement dans la direction principale P de la bande composite 10. La bande composite est ainsi plus facile à réaliser.The first fibers 11a possibly extend in the main direction P of the composite strip 10. The composite strip is thus easier to produce.
Les premières fibres lia s'étendent avantageusement dans une direction de fibre F inclinée par rapport à la direction principale P, avec un angle de fibres β prédéterminé. L'ange de fibre β est par exemple compris entre 0 degré et 4 5 degrés. Avantageusement, il est compris entre 0 degré et 10 degré.The first fibers 11a advantageously extend in a fiber direction F inclined relative to the main direction P, with a predetermined fiber angle β. The fiber angle β is for example between 0 degrees and 4 5 degrees. Advantageously, it is between 0 degrees and 10 degrees.
L-La-ng-i-e---de---f-i-b-re—β—de---1-a---bande—eempc-eite---e-s-tL-La-ng-i-e---de---f-i-b-re—β—de---1-a---bande—eempc-eite---e-s-t
éventuellement
possibly
différent
different
de
of
1'angle1 angle
d'inclinaison
tilt
a
has
des
of the
30 fibres de carbone de30 carbon fibers
la
there
couche
layer
de chauffageheating
44
des
of the
conduites 1.
pipes 1.
Notamment,
Notably,
11
'angle
'corner
de fibre β
of β fiber
est
East
avantageusement
advantageously
inférieur
lower
à
has
1'angle1 angle
d'inclinaison
tilt
a.
has.
La
There
résistance électrique liné
linear electrical resistance
ique
ique
dans la
in the
direction de
direction of
l'axe X
the X axis
de' la jonction 6 est alors inférieure à la résistance électrique linéique de la conduite. Les échauffements au niveau de la jonction sont ainsi réduits, et peuvent même être supprimés.of junction 6 is then lower than the linear electrical resistance of the pipe. Heating at the junction is thus reduced, and can even be eliminated.
Selon le mode de réalisation de la figure 2, la bande composite 10 a une forme rectangulaire.According to the embodiment of Figure 2, the composite strip 10 has a rectangular shape.
Selon le mode de réalisation de la figure 4, la bande composite 10 a une forme en trapèze : les bords d'extrémité 13a, 13b s'étendent dans des directions convergentes l'une vers l'autre, en formant un angle de convergence χ par exemple compris entre 0,1 degré ......et 2 0 degrés, et de préférence -entre 0,1 degré et 5 degrés.— 10 Cet angle de convergence est avantageusement adapté aux formes des couches de chauffages 4 des conduites 1 destinées à être jointes.According to the embodiment of Figure 4, the composite strip 10 has a trapezoidal shape: the end edges 13a, 13b extend in directions converging towards each other, forming a convergence angle χ for example between 0.1 degree ......and 20 degrees, and preferably -between 0.1 degree and 5 degrees.— 10 This convergence angle is advantageously adapted to the shapes of the heating layers 4 of the pipes 1 intended to be joined.
Selon le mode de réalisation de la figure 5, la bande composite 10 comprend :According to the embodiment of figure 5, the composite strip 10 comprises:
- une portion principale 18 correspondant à la bande composite 10 des modes de réalisation des figures 2 à 4, c'est-à-dire comprenant des premières fibres lia conductrices, et- a main portion 18 corresponding to the composite strip 10 of the embodiments of figures 2 to 4, that is to say comprising first conductive fibers 11a, and
- une portion secondaire 19 qui s'étend dans la direction secondaire S depuis le bord latéral 14a de la portion principale 18, ladite portion secondaire 19 ne comprenant pas lesdites premières fibres et comprenant des deuxièmes fibres 20 noyées dans la matrice 11b, lesdites deuxièmes fibres 20 étant formées d'un deuxième matériau non 25 conducteur d'électricité.- a secondary portion 19 which extends in the secondary direction S from the lateral edge 14a of the main portion 18, said secondary portion 19 not comprising said first fibers and comprising second fibers 20 embedded in the matrix 11b, said second fibers 20 being formed from a second electrically non-conductive material.
Le deuxième matériau est par exemple du verre.The second material is, for example, glass.
La bande composite 10 est un ensemble continu de -----matière—eomp-rena-n-t—de—ma-niè-re—eo-n-t-i-n-ue—et—j-u-x-tapo-s-ée—ies— première et deuxième portions 18, 20. Cette bande 30 composite 10 est ainsi prête à l'emploi pour former une jonction entre deux couches de chauffages 4 et une jonction entre deux couches d'isolations 3 ou 5.The composite strip 10 is a continuous assembly of -----material—comp-rena-n-t—in—a—eo-n-t-i-n-ue—and—j-u-x-tapo-s-ée—ies— first and second portions 18, 20. This composite strip 10 is thus ready for use to form a junction between two layers of heaters 4 and a junction between two layers of insulation 3 or 5.
Grâce à cette bandes composite, il est possible de réaliser une jonction de plusieurs ou toutes les couches par 35 un seul enroulement de la bande composite 10 spécifique, et notamment la réalisation d'une jonction d'une couche isolante et d'une couche de chauffage (entre deux conduites).Thanks to this composite strip, it is possible to make a junction of several or all of the layers by a single winding of the specific composite strip 10, and in particular the making of a junction of an insulating layer and a heating layer (between two pipes).
Selon un autre mode de réalisation (non représenté) , la bande composite comprend une portion principale 18 et deux portions secondaires 19 de part et d'autre de ladite portion principale 18, dans la direction secondaire.According to another embodiment (not shown), the composite strip comprises a main portion 18 and two secondary portions 19 on either side of said main portion 18, in the secondary direction.
Grâce à cette bande composite, il est possible de réaliser une jonction de plusieurs ou toutes les couches par ...........un- seul enroulement de la bande composite· 10 spécifique, et 10 notamment la réalisation d'une jonction de la couche de chauffage 4 et les deux couches d'isolation 3 et 5 de part et d'autres de la couche de chauffage (entre deux conduites).Thanks to this composite strip, it is possible to make a junction of several or all of the layers by ...........a single winding of the specific composite strip· 10, and 10 in particular the making of a junction of the heating layer 4 and the two insulation layers 3 and 5 on either side of the heating layer (between two pipes).
Selon des variantes de tous les précédents modes de réalisation de la bande composite, la couche de jonction 17 peut être située en divers lieux sur (ou au contact) de la bande principale 11. Les figures 6 à 9 montrent des coupes similaires à la coupe de la figure 3, et qui explicitent ces divers lieux.According to variants of all the previous embodiments of the composite strip, the joining layer 17 can be located at various places on (or in contact with) the main strip 11. Figures 6 to 9 show sections similar to the section of Figure 3, and which explain these various places.
Dans la variante de la figure 6, la couche de jonction 17 est située à chacune des extrémités 10a, 10b, selon des bandes s'étendant le long des bords d'extrémité, et disposée sur la face supérieure 15a et sous la face inférieure 15b de la bande principale 11. La couche de jonction 17 comprend ainsi quatre bandes.In the variant of Figure 6, the joining layer 17 is located at each of the ends 10a, 10b, according to strips extending along the end edges, and arranged on the upper face 15a and under the lower face 15b of the main strip 11. The joining layer 17 thus comprises four strips.
Dans la variante de la figure 7, la couche de jonction est située à chacune des extrémités 10a, 10b, selon -----d-e-s—bandes—s^-é-be-nda-n-t—1-e—l-o-n-g—de-s—bords—d-'-extrémi-t-ég--et-recouvre une bande de la face supérieure 15a et le bord d'extrémité 13a, 13b. La couche de jonction 17 comprend ainsi deux bandes de section en forme de « L ».In the variant of Figure 7, the joining layer is located at each of the ends 10a, 10b, along -----d-e-s—bands—s^-é-be-nda-n-t—1-e—l-o-n-g—de-s—edges—d-'-extremi-t-ég--and-covers a strip of the upper face 15a and the end edge 13a, 13b. The joining layer 17 thus comprises two strips of “L” shaped section.
Dans la variante de la figure 8, la couche de jonction 17 est située à chacune des extrémités 10a, 10b, selon des bandes s'étendant le long des bords d'extrémité, sur la face supérieure 15a, sous la face inférieure 15b, et sur le bord d'extrémité 13a, 13b pour relier les bandes desIn the variant of Figure 8, the joining layer 17 is located at each of the ends 10a, 10b, along strips extending along the end edges, on the upper face 15a, under the lower face 15b, and on the end edge 13a, 13b to connect the strips of the
1904019040
1616
faces inférieure et supérieure. La couche de jonction 17
lower and upper faces. The joining layer 17
comprend donc deux bandes de section en forme de « C » qui
therefore includes two C-shaped section strips which
inclut chaque bord d'extrémité.
includes each end edge.
Dans la variante de la figure 9, la couche de
In the variant of Figure 9, the layer of
5 jonction 17 est située sur toute la surface de la face5 junction 17 is located over the entire surface of the face
supérieure 15a (et/ou face inférieure 15b) . Elle relie ainsi
upper 15a (and/or lower face 15b). It thus connects
chaque extrémité 10a, 10b. La couche de jonction 17 recouvre
each end 10a, 10b. The joining layer 17 covers
donc toute ladite surface de la bande principale 11.
therefore the entire surface of the main strip 11.
..........................Dans......-chacune........de...........ces.........variantes,.......la conduction
..........................In......-each........of...........these.........variants,.......conduction
——
10 électrique réalisable dans une jonction entre deux conduites10 electrically feasible in a junction between two pipes
avec une telle bande composite est ainsi réduite.
with such a composite band is thus reduced.
Un procédé pour former une jonction entre deuxA method of forming a junction between two
conduites 1 du type de la figure 1 va maintenant être
pipes 1 of the type shown in Figure 1 will now be
15 explicité. Ces conduites 1 comprennent un tube 2 creux15 explained. These pipes 1 include a hollow tube 2
. interne et des couches successives de matériaux. Une des. internal and successive layers of materials. One of the
couches est une couche de chauffage 4 permettant le
layers is a 4-layer heating layer allowing the
chauffage de la conduite par conduction électrique. Cette
Heating the pipe by electrical conduction. This
couche de chauffage 4 est située dans l'épaisseur de la
Heating layer 4 is located in the thickness of the
20 conduite, c'est-à-dire dans une plage de distance radiale20 driving, i.e. within a radial distance range
par rapport à l'axe X de la conduite. La couche de chauffage
relative to the X axis of the pipe. The heating layer
4 comprend des fibres en matériau conducteur, tel que des4 includes fibers made of conductive material, such as
fibres de carbone.
carbon fibers.
Ce procédé met en œuvre une des bandes composites 10This process uses one of the 10 composite strips
25 précédemment décrites pour relier les couches de chauffage 425 previously described to connect the heating layers 4
de deux conduites 1 mises bout à bout.
of two pipes 1 placed end to end.
Notamment, le procédé comprend un processus de
In particular, the method includes a process of
——
i u/ 11 u -L x i _i_ u- u* u _L d. u* d 11 u* L4 d u* u* 11 u* i— .u u* Kx u d b* d d i im** 11. —l. u. u u* u*
i u/ 11 u -L x i _i_ u- u* u _L d. u* d 11 u* L4 d u* u* 11 u* i— .u u* Kx u d b* d d i im** 11. —l. u. u u* u*
suivante :
next:
30 - On applique la bande composite 10 sur chaque30 - Composite tape 10 is applied to each
couche de chauffage 4 ou sur une couche disposée
heating layer 4 or on a layer arranged
précédemment sur lesdites couches de chauffage par
previously on said heating layers by
enroulement autour des tubes 2. La couche de jonction 17 de
wrapping around the tubes 2. The joining layer 17 of
la bande composite 10 est alors mise en contact avec la
the composite strip 10 is then brought into contact with the
couche de chauffage 4 de la première conduite et avec la couche de chauffage 4 de la deuxième conduite.heating layer 4 of the first pipe and with heating layer 4 of the second pipe.
Les figures 10 à 13 montrent un exemple plus détaillé de mise en œuvre de ce procédé.Figures 10 to 13 show a more detailed example of the implementation of this method.
En figure 10, la deuxième extrémité lb d'une conduite 1 est formée par exemple avec la forme présentée soit en usine soit au moment de la jonction entre deux conduites successives (adjacentes).In Figure 10, the second end 1b of a pipe 1 is formed for example with the shape presented either in the factory or at the time of the junction between two successive (adjacent) pipes.
Une portion cylindrique 2d de la surface externe 2b du tube est dégagée (sans couche au dessus), et les couchesA cylindrical portion 2d of the external surface 2b of the tube is exposed (without a layer above), and the layers
........ - au dessus du tube 2 sont formées - de manière· conique en direction de l'extrémité lb de la conduite._____________________........ - above the tube 2 are formed - conically towards the end lb of the pipe._____________________
Cette deuxième extrémité lb est par exemple formée par usinage d'une conduite complètement cylindrique telle que présentée en figure 1.This second end 1b is for example formed by machining a completely cylindrical pipe as shown in figure 1.
En figure 11, deux conduites 1 ayant chacune ses extrémités formées comme expliqué ci-dessus sont approchées l'une de l'autre jusqu'à être coaxiales d'axe X et en contact par leurs extrémités en un plan médian M : La deuxième extrémité lb de la première conduite est en contact avec la première extrémité la de la deuxième conduite. Les deux tubes 2 de chaque conduite sont alors soudés ensemble dans une étape de soudage pour former un tube interne 2 continu pour le transport du fluide hydrocarbure. Une jonction de tube 2j est donc formée par soudage entre les deux tubes 2 des conduites 1.In Figure 11, two pipes 1 each having its ends formed as explained above are brought closer to each other until they are coaxial with axis X and in contact by their ends in a median plane M: The second end lb of the first pipe is in contact with the first end la of the second pipe. The two tubes 2 of each pipe are then welded together in a welding step to form a continuous inner tube 2 for transporting the hydrocarbon fluid. A tube junction 2j is therefore formed by welding between the two tubes 2 of the pipes 1.
En figure 12, des couches de jonctions sont alors réalisées sur la jonction de tube 2j pour joindre les couches respectives de chaque conduite 1. Ainsi, on effectue -------1-e-s—é-ta-pe-s—s-u-i-va-n-te-s—:---------------------------------------------------------------a) une première étape de jonction d'isolation dans laquelle on applique une bande isolante comprenant des deuxièmes fibres noyées dans une matrice de polymère, lesdites deuxièmes fibres étant formées d'un deuxième matériau non conducteur d'électricité, tel que du verre ; une première jonction de couche d'isolation 3j est ainsi réalisée et joint les premières couches d'isolation 3 des deux conduites 1 au dessus de la jonction de tube 2j ;In Figure 12, junction layers are then made on the tube junction 2j to join the respective layers of each pipe 1. Thus, -------1-e-s—e-t-e-s—s-i-va-n-te-s—are carried out:----------------------------------------------------------------a) a first insulation junction step in which an insulating strip comprising second fibers embedded in a polymer matrix is applied, said second fibers being formed of a second electrically non-conductive material, such as glass; a first insulation layer junction 3j is thus made and joins the first insulation layers 3 of the two pipes 1 above the tube junction 2j;
b) une étape de jonction électrique dans laquelle on applique une bande composite 10 par enroulement autour de la couche d'isolation 3j, les couches de jonctions 17 de chaque extrémité de la bande composite étant en contact avec chaque couche de chauffage 4 des deux conduites 1 ; une jonction de couche de chauffage 4j est ainsi réalisée et joint lesdites couches de chauffage 4 au dessus de la jonction de couche d'isolation 3j ; etb) an electrical joining step in which a composite strip 10 is applied by winding around the insulation layer 3j, the joining layers 17 of each end of the composite strip being in contact with each heating layer 4 of the two pipes 1; a heating layer junction 4j is thus produced and joins said heating layers 4 above the insulation layer junction 3j; and
.............................c) une deuxième étape de joncrion d'isolation dans laquelle on applique une bande isolante du même type qu'à la_________ première étape de jonction d'isolation, au dessus de la jonction de couche de chauffage 4j ; une deuxième jonction de couche d'isolation 5j est ainsi réalisée et joint les deuxièmes couches d'isolation 5 des deux conduites 1 au dessus de la jonction de couche de chauffage 4j..............................c) a second insulation joining step in which an insulating strip of the same type as in the_________ first insulation joining step is applied, above the heating layer junction 4j; a second insulation layer junction 5j is thus produced and joins the second insulation layers 5 of the two pipes 1 above the heating layer junction 4j.
Les jonctions de tube 2j, de couches d'isolation 3j,2j tube junctions, 3j insulation layers,
5j et de couche de chauffage 4j forment une jonction 6 entre les deux tubes 1 qui reproduit l'empilement des couches de chacune des conduites 1 pour former une continuité mécanique et électrique (conduction et isolation) entre les conduites 1.5j and heating layer 4j form a junction 6 between the two tubes 1 which reproduces the stacking of the layers of each of the pipes 1 to form a mechanical and electrical continuity (conduction and insulation) between the pipes 1.
En outre, entre chacune des étapes précédentes ou en dernière étape, on effectue éventuellement une étape de chauffage de la jonction 6 entre les première et deuxième conduites 1 pour réticuler ou solidifier les matrices 11b.Furthermore, between each of the preceding steps or in the last step, a step of heating the junction 6 between the first and second pipes 1 is optionally carried out to crosslink or solidify the matrices 11b.
Chaque jonction de couche d'isolation 3j, 5j et de chauffage 4j peut être réalisée avec des bandes appropriéesEach junction of 3j, 5j insulation layer and 4j heating layer can be made with appropriate strips
-----rnd-épend-ant-e-sv—C-'-e-st—à—dire—une—bande—cempesTte—rs-oTarrte--pour chaque jonction de couche d'isolation 3j, 5j, et une bande composite 10 du type de la figure 2 ou de la figure 4 pour la jonction de couche de chauffage 4j.-----rnd-epend-ant-e-sv—That is to say—a—strip—cempesTte—rs-oTarrte--for each insulation layer junction 3j, 5j, and a composite strip 10 of the type of figure 2 or figure 4 for the heating layer junction 4j.
Eventuellement, une seule bande composite 10 du type de la figure 5, comprenant deux portions secondaires 19 peut être utilisée pour former en un seul enroulement les trois couches de la jonction 6.Optionally, a single composite strip 10 of the type of figure 5, comprising two secondary portions 19 can be used to form in a single winding the three layers of the junction 6.
Dans le cas tel que présenté sur les figures, dans lequel la jonction 6 a une forme conique, une bande composite 10 ayant une forme en trapèze peut être avantageusement utilisée. De cette manière, à chaque tour de l'enroulement de la bande dans la jonction 6, comme représenté en figure 13, les bords d'extrémités 13a, 13b se décalent naturellement, ce qui permet une meilleure mise en contact de la couche de jonction 17 avec les couches de chauffage 4 de chaque conduite 1. Cela permet également .............d'avoir........une.......diffusion du..... matériau.........de........la........couche......de 10 jonction 17 sur toute la surface de contact avec chaque couche de chauffage 4. Cela améliore la conductivité de cette jonction de couche de chauffage 4j (réduction de la résistance électrique de contact).In the case as shown in the figures, in which the junction 6 has a conical shape, a composite strip 10 having a trapezoidal shape can be advantageously used. In this way, at each turn of the winding of the strip in the junction 6, as shown in figure 13, the end edges 13a, 13b naturally shift, which allows better contacting of the junction layer 17 with the heating layers 4 of each pipe 1. This also allows .............to have........a.......diffusion of the..... material.........of........the........layer......of 10 junction 17 over the entire contact surface with each heating layer 4. This improves the conductivity of this heating layer junction 4j (reduction of the electrical contact resistance).
La forme en trapèze de la bande composite 10 est avantageusement adaptée aux formes des extrémités des conduites 1, de telle sorte que lors de l'enroulement de la bande composite 10, celle-ci forme une jonction 6 de forme complémentaire auxdites extrémités des conduites. Notamment, les diamètres de conduites, l'épaisseur de la bande composite 10, et la forme des extrémités des conduites doivent être prises en comptes pour établir la forme de trapèze de la bande composite 10.The trapezoidal shape of the composite strip 10 is advantageously adapted to the shapes of the ends of the pipes 1, such that when the composite strip 10 is wound, it forms a junction 6 of complementary shape to said ends of the pipes. In particular, the pipe diameters, the thickness of the composite strip 10, and the shape of the ends of the pipes must be taken into account to establish the trapezoidal shape of the composite strip 10.
Un autre procédé pour former une jonction entre deux conduites 1 du type de la figure 1 va maintenant être explicité.Another method for forming a junction between two pipes 1 of the type shown in Figure 1 will now be explained.
Ce procédé plus met en œuvre une bande principale 11This process further implements a main band 11
-----préeédeïwent—dé-e-r-tte-;—L-------------------------------------------a couche de jonction 17 est réalisée directement sur les conduites 1 préalablement à l'enroulement de la bande principale 11 autour des conduites 1.-----preeédeïwent—de-e-r-tte-;—L-------------------------------------------a joining layer 17 is made directly on the pipes 1 prior to winding the main strip 11 around the pipes 1.
Notamment, le procédé comprend un processus de jonction électrique dans lequel on effectue au moins les étapes suivantes :In particular, the method comprises an electrical joining process in which at least the following steps are carried out:
- On applique une couche de jonction 17 sur chaque couche de chauffage 4 ou autour d'une couche disposée précédemment sur lesdites couches de chauffage (4), chaque couche de jonction 17 étant composée d'un matériau de jonction conducteur d'électricité, et les couches de jonction 17 sont mises en contact avec la couche de 5 chauffage 4 de la première conduite et avec la couche de chauffage 4 de la deuxième conduite, et- A junction layer 17 is applied to each heating layer 4 or around a layer previously arranged on said heating layers (4), each junction layer 17 being composed of an electrically conductive junction material, and the junction layers 17 are brought into contact with the heating layer 4 of the first pipe and with the heating layer 4 of the second pipe, and
- on applique la bande principale 11 sur ladite couche de jonction 17 par enroulement autour des tubes.- the main strip 11 is applied to said joining layer 17 by winding it around the tubes.
.........................Ce procédé..........nécessite uniquement........une..............bande 10 principale 11 et le matériau de la couche de jonction. Il n'est donc pas nécessaire d'avoir une bande composite 10 préparée en avance et intégrant une couche de jonction 17. Cependant c e procédé est plus long à mettre en oeovre sur le terrain..........................This process..........only requires........a..............main strip 10 11 and the joining layer material. It is therefore not necessary to have a composite strip 10 prepared in advance and incorporating a joining layer 17. However, this process takes longer to implement in the field.
Enfin, il est possible avec une ou plusieurs bande composites 10 et/ou bandes principales 11, telles que présentées dans la présente description, de former des jonctions entre des conduites sensiblement identiques et ayant plusieurs couches chauffantes dans l'épaisseur des 20 conduites.Finally, it is possible with one or more composite strips 10 and/or main strips 11, as presented in the present description, to form junctions between substantially identical pipes having several heating layers in the thickness of the 20 pipes.
Notamment, une bande composite 10 ayant une alternance de portions isolantes (telles que la portion secondaire 19) et de portions conductrices (telles que la portion principale 18) est réalisable. On réalise ainsi la 25 jonction de toutes les couches, et notamment toutes les couches de chauffage 4 par un seul et unique enroulement de ladite bande composite 10 spécifique.In particular, a composite strip 10 having an alternation of insulating portions (such as the secondary portion 19) and conductive portions (such as the main portion 18) is achievable. The junction of all the layers, and in particular all the heating layers 4, is thus achieved by a single winding of said specific composite strip 10.