OA20051A - Method for producing an underwater steel pipe capable of carrying a corrosive fluid - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de réalisation d'une conduite sous-marine en acier apte à véhiculer un fluide corrosif, dans lequel on réalise successivement : - l'application d'une couche (2) en acier allié résistant à la corrosion sur une partie terminale (10a1) de la paroi interne (10a) de chaque élément de conduite (10, 10-1, 10-2) depuis son extrémité à souder (10b) ; - l'application d'un dit revêtement plastique (1), sur la paroi interne (10a) de chaque élément de conduite (10-1, 10-2) ; recouvrant une première partie (2a) seulement de ladite couche (2) en alliage métallique, une partie terminale (2b) de ladite couche (2) en alliage métallique du côté de l'extrémité (10b) à souder de chaque élément de conduite n'étant pas recouverte du dit revêtement plastique (1), - l'insertion de manière coaxiale (XX') et sertissage d'une bague de compression (3) contre la partie terminale (la) dudit revêtement plastique (1), et de préférence contre une deuxième partie (2b) de ladite couche (2) en alliage métallique non recouverte dudit revêtement de plastique (1), et - l'assemblage par soudage (11) directement entre elles des extrémités (10b) de deux éléments de conduites (10-1, 10-2) par une soudure en acier allié résistant à la corrosion.The invention relates to a method for producing an underwater steel pipe capable of carrying a corrosive fluid, in which the following are successively carried out: - the application of a layer (2) of corrosion-resistant alloy steel on an end part (10a1) of the internal wall (10a) of each pipe element (10, 10-1, 10-2) from its end to be welded (10b); - the application of a said plastic coating (1), on the internal wall (10a) of each pipe element (10-1, 10-2); covering only a first part (2a) of said layer (2) of metal alloy, an end part (2b) of said layer (2) of metal alloy on the side of the end (10b) to be welded of each pipe element not being covered with said plastic coating (1), - the coaxial insertion (XX') and crimping of a compression ring (3) against the end part (la) of said plastic coating (1), and preferably against a second part (2b) of said layer (2) of metal alloy not covered with said plastic coating (1), and - the assembly by welding (11) directly between them of the ends (10b) of two pipe elements (10-1, 10-2) by a weld made of corrosion-resistant alloy steel.
Description
Titre de l'inventionTitle of the invention
Procédé de réalisation d'une conduite sous-marine en acier apte à véhiculer un fluide corrosif.Method for producing an underwater steel pipe capable of carrying a corrosive fluid.
Arrière-plan de l'inventionBackground of the invention
La présente invention se rapporte au domaine général des conduites de transport de fluides corrosifs, notamment des conduites sous-marines, reposant au fond de la mer ou assurant la liaison fondsurface pour le transfert d'eau ou d'hydrocarbures, par exemple de pétrole 10 et de gaz, issus de puits de production sous-marins.The present invention relates to the general field of pipes for transporting corrosive fluids, in particular underwater pipes, lying on the seabed or providing the bottom-surface connection for the transfer of water or hydrocarbons, for example oil and gas, from underwater production wells.
Ces conduites sont réalisées par soudage bout à bout des extrémités d'éléments de conduites qui peuvent être des extrémités d'éléments de conduites unitaires ou des extrémités de rames constituées chacune d'une pluralité d'éléments de conduites unitaires comme décrit 15 dans WO 2008/037907 au nom de la demanderesse.These pipes are produced by butt welding the ends of pipe elements which may be ends of unitary pipe elements or ends of spools each consisting of a plurality of unitary pipe elements as described in WO 2008/037907 in the name of the applicant.
Les aciers constituant les conduites et les soudures entre éléments de conduites peuvent être sujet à la corrosion lorsque ladite conduite véhicule un fluide corrosif qui peut être notamment de l'eau ou un fluide comportant de l'eau et plus particulièrement de l'eau salée.The steels constituting the pipes and the welds between pipe elements may be subject to corrosion when the said pipe carries a corrosive fluid which may be in particular water or a fluid containing water and more particularly salt water.
Pour pallier ce problème, on réalise des soudures à l'aide d'un acier allié résistant à la corrosion entre des éléments de conduite préalablement revêtus sur quelques cm au niveau des extrémités des éléments de conduite à souder ensemble, d'un acier allié résistant à la corrosion identique ou différent mais présentant des propriétés 25 équivalentes, de manière à ce que la passe de pénétration de la soudure qui constituera la future paroi en contact avec le fluide soit du même métal ou équivalent au métal d'apport de la soudure, en particulier de l'inconel. Ce revêtement en acier allié anti corrosion, notamment de type inconel, peut se faire par la technique de rechargement réalisé en général 30 à l'aide d'un procédé de soudage à l'arc électrique TIG associé à un fil d'apport en acier inoxydable ou alliage résistant à la corrosion comme décrit dans PCT/FR2018/050429 au nom de la demanderesse, ou par un procédé par torche plasma ou par un procédé de soudage GMAW ou par un procédé de soudage à l'arc sous flux (fil ou feuillard) SAW ou par 35 placage par fusion par effet joule de feuillard selon la technique appelée « electroslag » avec flux electro-conducteur.To overcome this problem, welds are made using a corrosion-resistant alloy steel between pipe elements previously coated over a few cm at the ends of the pipe elements to be welded together, with an identical or different corrosion-resistant alloy steel but having equivalent properties, so that the penetration pass of the weld which will constitute the future wall in contact with the fluid is of the same metal or equivalent to the filler metal of the weld, in particular Inconel. This anti-corrosion alloy steel coating, in particular of the Inconel type, can be done by the recharging technique generally carried out using a TIG electric arc welding process associated with a filler wire made of stainless steel or corrosion-resistant alloy as described in PCT/FR2018/050429 in the name of the applicant, or by a plasma torch process or by a GMAW welding process or by a SAW submerged arc welding process (wire or strip) or by cladding by Joule effect fusion of strip according to the technique called "electroslag" with electro-conductive flux.
Les alliages anti corrosion sont bien connus de l'homme de l'art, il s'agit principalement d'alliage base nickel, de préférence de grade particulier, notamment en inconel 625 ou incoloy 825.Anti-corrosion alloys are well known to those skilled in the art; they are mainly nickel-based alloys, preferably of a particular grade, notably inconel 625 or incoloy 825.
On connaît par ailleurs des procédés de protection contre la 5 corrosion par chemisage plastique continu de la surface interne en acier de la conduite, à l'aide d'un revêtement souple en matériaux thermoplastiques notamment en polyéthylène haute densité appelé aussi « liner ». Mais, les extrémités des éléments de conduite à assembler par soudage ne doivent pas être pré-revêtues de dit chemisage en matériau 10 plastique car celui-ci ne supporte pas les températures élevées mises en œuvre lors des opérations de soudage.Furthermore, methods of protection against corrosion are known by continuous plastic lining of the internal steel surface of the pipe, using a flexible coating made of thermoplastic materials, in particular high-density polyethylene, also called a "liner". However, the ends of the pipe elements to be assembled by welding must not be pre-coated with said plastic lining because it cannot withstand the high temperatures used during welding operations.
En outre, ces chemisages plastiques de type liner requièrent notamment un ancrage aux extrémités à l'aide de viroles, bagues ou manchons tubulaires pour que le chemisage tienne en place notamment 15 en cas de variation de température.In addition, these liner-type plastic liners require anchoring at the ends using ferrules, rings or tubular sleeves so that the liner remains in place, particularly in the event of temperature variations.
Dans WO 2006/042925, WO 2012/017171, WO 2017/098327 et US 2018/0119850, entre autres, on assure la continuité du revêtement protecteur en matière plastique sous forme de liner thermoplastique aux extrémités des deux éléments de conduite à souder non revêtues dudit 20 liner, en mettant en œuvre un manchon tubulaire de jonction en matériau anti corrosion, notamment en plastique entre les extrémités non chemisées de deux éléments de conduite à assembler lequel manchon chevauche de manière étanche les extrémités des deux revêtements thermoplastique à l'intérieur de la conduite et au droit de la soudure à 25 réaliser. Ce type de solution permet d'éviter la réalisation de chemisage en acier allié anticorrosion et/ou de soudure en acier allié anticorrosion mais ces manchons tubulaires de jonction sont cependant complexes et coûteux à mettre en place.In WO 2006/042925, WO 2012/017171, WO 2017/098327 and US 2018/0119850, among others, the continuity of the protective plastic coating in the form of a thermoplastic liner is ensured at the ends of the two uncoated pipe elements to be welded, said liner, by implementing a tubular joining sleeve made of anti-corrosion material, in particular plastic, between the unlined ends of two pipe elements to be assembled, which sleeve overlaps in a sealed manner the ends of the two thermoplastic coatings inside the pipe and at the weld to be made. This type of solution makes it possible to avoid the production of anti-corrosion alloy steel lining and/or anti-corrosion alloy steel welding, but these tubular joining sleeves are, however, complex and expensive to install.
Dans US 5, 992,897 et US 8, 714,597, on propose un système 30 complexe qui nécessite de mettre en œuvre une pièce de raccordement en acier au carbone revêtue d'un chemisage en acier allié anticorrosion dans US 5, 992,897 ou une pièce de raccordement en acier allié anticorrosion dans US 8, 714,597, à l'extrémité de chaque élément de conduite et d'assembler par soudage en acier allié anticorrosion les 35 extrémités des deux pièces de raccordement entre elles. Ceci nécessite au total 3 soudures, à savoir une soudure en acier allié anticorrosion entre^ deux pièces de raccordement bout à bout et deux soudures en acier ordinaire au carbone entre les extrémités des éléments de conduites et respectivement les deux extrémités de la pièce de raccordement. D'autre part, ceci nécessite de mettre en place le revêtement plastique dans les 5 éléments de conduites et sur une partie de la pièce de raccordement seulement après avoir réalisé les soudures en acier au carbone, l'autre partie de paroi interne de la pièce de raccordement n'étant pas chemisée par un revêtement plastique pour permettre le soudage entre les deux pièces de raccordement.In US 5,992,897 and US 8,714,597, a complex system is proposed which requires implementing a carbon steel connecting piece coated with a corrosion-resistant alloy steel liner in US 5,992,897 or a corrosion-resistant alloy steel connecting piece in US 8,714,597, at the end of each pipe element and assembling by corrosion-resistant alloy steel welding the ends of the two connecting pieces together. This requires a total of 3 welds, namely a corrosion-resistant alloy steel weld between two end-to-end connecting pieces and two ordinary carbon steel welds between the ends of the pipe elements and respectively the two ends of the connecting piece. On the other hand, this requires the plastic coating to be installed in the 5 pipe elements and on part of the connecting piece only after having carried out the carbon steel welds, the other part of the internal wall of the connecting piece not being lined with a plastic coating to allow welding between the two connecting pieces.
Dans US 5,992,897, comme montré sur les figures IA et IB, on met en œuvre des pièces de raccordement 12 en acier au carbone revêtu d'un chemisage interne en acier anticorrosion 18 et la jonction entre le liner 30 et la paroi interne de la pièce de raccordement 12 est sécurisé en terme d'étanchéité par des bagues de compression 32 en acier anti 15 corrosion d'une part et d'autre part un manchon 40 en matériau plastique qui assure la jonction sans chevauchement entre les deux extrémités des revêtements plastique au niveau des extrémités non chemisées en plastique des deux pièces de raccordement.In US 5,992,897, as shown in Figures 1A and 1B, connecting pieces 12 made of carbon steel coated with an internal lining of anti-corrosion steel 18 are used and the junction between the liner 30 and the internal wall of the connecting piece 12 is secured in terms of sealing by compression rings 32 made of anti-corrosion steel on the one hand and on the other hand a sleeve 40 made of plastic material which ensures the junction without overlap between the two ends of the plastic coverings at the non-plastic-lined ends of the two connecting pieces.
Dans US 8714597, sur les figures 1, 3 et 6C, les pièces de 20 raccordement 5 sont en acier allié anticorrosion et la jonction entre le liner 13 et la paroi interne de la pièce de raccordement 5 est sécurisée en terme d'étanchéité par des bagues de compression en acier anti corrosion 9 qui chevauchent les extrémités du liner 13.In US 8714597, in Figures 1, 3 and 6C, the connecting pieces 5 are made of anti-corrosion alloy steel and the junction between the liner 13 and the internal wall of the connecting piece 5 is secured in terms of sealing by anti-corrosion steel compression rings 9 which overlap the ends of the liner 13.
Le but de la présente invention est de fournir un procédé 25 d'assemblage par soudage d'éléments de conduites sous-marines à partir d'un navire de pose en mer de conduites sous-marines ou à terre, qui soit :The aim of the present invention is to provide a method 25 for assembling by welding underwater pipeline elements from a submarine pipeline laying vessel at sea or on land, which is:
- fiable en termes d'étanchéité au niveau de la transition entre la section revêtue d'un chemisage et la section revêtue d'acier allié résistant à la corrosion (i.e. l'eau ne s'infiltre pas sous le chemisage), et - fiable en termes de résistance à la corrosion au niveau des soudures et notamment ne présente aucun risque d'effet de pile à l'intérieur de la conduite en opération, et- reliable in terms of sealing at the transition between the section coated with a liner and the section coated with corrosion-resistant alloy steel (i.e. water does not infiltrate under the liner), and - reliable in terms of corrosion resistance at the welds and in particular does not present any risk of a stack effect inside the pipe in operation, and
- fiable en termes de résistance à la fatigue au niveau de 35 chacune des soudures, et- reliable in terms of fatigue resistance at each of the welds, and
- en affectant le moins possible les performances de résistances mécaniques et / ou augmentant le moins possible les pertes de charges du fluide véhiculé à l'intérieur de la conduite en opération, et- by affecting the mechanical resistance performance as little as possible and/or increasing the pressure losses of the fluid carried inside the pipe in operation as little as possible, and
- simple et le moins coûteux possible à mettre en œuvre, et 5 notamment dans lequel on réalise le moins possible d'étape d'assemblage et notamment de soudage à bord du navire de pose.- simple and as inexpensive as possible to implement, and 5 in particular in which the fewest possible assembly steps and in particular welding are carried out on board the laying vessel.
Plus particulièrement, le but de la présente invention est de fournir un procédé d'assemblage par soudage d'éléments de conduites sous-marines revêtus d'un chemisage thermoplastique sans mise en 10 œuvre de manchon tubulaire de jonction en matériau anticorrosion ni de pièce de raccordement en acier et qui ne requièrent qu'une unique soudure en acier allié anti corrosion au lieu de deux en acier au carbone et d'une en acier allié comme c'est le cas avec les pièces de raccordement en acier tel que décrit ci-dessus.More particularly, the aim of the present invention is to provide a method of assembling by welding underwater pipe elements coated with a thermoplastic liner without using a tubular joining sleeve made of anti-corrosion material or a steel connecting piece and which only requires a single weld made of anti-corrosion alloy steel instead of two made of carbon steel and one made of alloy steel as is the case with the steel connecting pieces as described above.
Objet et résumé de l'inventionSubject matter and summary of the invention
Pour ce faire la présente invention fournit un procédé de réalisation d'une conduite sous-marine en acier apte à véhiculer un fluide corrosif, notamment de l'eau, dont la paroi interne est partiellement 20 chemisée par un revêtement de protection en matière plastique de type liner, dans lequel on assure l'assemblage par soudage directement entre elles des extrémités d'au moins deux éléments de conduites comprenant les étapes dans lesquelles on réalise successivement :To this end, the present invention provides a method for producing an underwater steel pipe capable of carrying a corrosive fluid, in particular water, the internal wall of which is partially lined with a protective coating of liner-type plastic material, in which the ends of at least two pipe elements are assembled by welding directly together, comprising the steps in which the following are carried out successively:
a) l'application, de préférence par soudage, d'une couche en 25 acier allié résistant à la corrosion sur une partie terminale de longueur L1 de la paroi interne de chaque élément de conduite depuis son extrémité à souder ;(a) the application, preferably by welding, of a layer of corrosion-resistant alloy steel to an end portion of length L1 of the inner wall of each pipe element from its end to be welded;
b) l'usinage en surface intrados de la couche en acier allié résistant à la corrosion,(b) the intrados surface machining of the corrosion-resistant alloy steel layer,
c) l'application d'un dit revêtement de protection en matière plastique, de préférence sous forme d'enveloppe tubulaire, directement sur la paroi interne de chaque élément de conduite ; et recouvrant une première partie de longueur L2 de la dite couche en acier allié résistant à la corrosion, une deuxième partie adjacente de longueur L3 de la dite 35 couche en acier allié résistant à la corrosion du côté de l'extrémité souder de chaque élément de conduite n'étant pas recouverte du dit revêtement de protection en matière plastique,(c) applying a said protective plastic coating, preferably in the form of a tubular envelope, directly to the inner wall of each pipe element; and covering a first portion of length L2 of said corrosion-resistant alloy steel layer, a second adjacent portion of length L3 of said corrosion-resistant alloy steel layer on the weld end side of each pipe element not being covered with said protective plastic coating,
d) l'insertion de manière coaxiale (XX') d'une bague de compression en acier allié résistant à la corrosion à l'intérieur de ladite 5 partie terminale de chaque élément de conduite et le sertissage d'une première partie annulaire de longueur L4 de la dite bague de compression contre la face intrados de la partie terminale dudit revêtement de protection en matière plastique recouvrant une première partie de la dite couche en acier allié résistant à la corrosion, et le soudage de l'extrémité 10 libre d'une deuxième partie annulaire de la dite bague de compression contre une deuxième partie de la dite couche en acier allié résistant à la corrosion non recouverte dudit revêtement de protection en matière plastique, la dite première partie annulaire de la bague de compression comprenant une face extrados qui est crénelée, sur une partie au moins 15 de sa longueur, de préférence sous forme d'une pluralité de premières rainures périphériques circulaires parallèles, ladite deuxième partie annulaire de la dite bague de compression prolongeant la dite première partie annulaire, ladite deuxième partie annulaire de la bague de compression étant appliquée contre une partie de la dite deuxième partie 20 de la couche en acier allié résistant à la corrosion non recouverte dudit revêtement en matière plastique et s'étendant sur une longueur L5 inférieure à L3, depuis et contre l'extrémité dudit revêtement en matière plastique jusqu'à la dite extrémité libre de la dite bague de compression la plus proche de l'extrémité à souder de l'élément de conduite, etd) coaxially inserting (XX') a compression ring of corrosion-resistant alloy steel inside said 5 end portion of each pipe element and crimping a first annular portion of length L4 of said compression ring against the intrados face of the end portion of said protective plastic coating covering a first portion of said layer of corrosion-resistant alloy steel, and welding the free end 10 of a second annular portion of said compression ring against a second portion of said layer of corrosion-resistant alloy steel not covered with said protective plastic coating, said first annular portion of the compression ring comprising an extrados face which is crenellated, over at least a portion 15 of its length, preferably in the form of a plurality of first parallel circular peripheral grooves, said second annular portion of said compression ring extending said first annular portion, said second annular portion of the compression ring being applied against a portion of the said second part 20 of the corrosion-resistant alloy steel layer not covered with said plastic coating and extending over a length L5 less than L3, from and against the end of said plastic coating to said free end of said compression ring closest to the end to be welded of the pipe element, and
e) l’assemblage par soudage directement entre elles des extrémités à souder de deux éléments de conduites par une soudure en acier allié résistant à la corrosion.e) the assembly by welding directly between them of the ends to be welded of two pipe elements by a weld made of corrosion-resistant alloy steel.
On comprend que les dites première et deuxième parties de la couche en acier allier d'une part et d'autre part les dites première et 30 deuxième parties annulaires de la bague de compression sont respectivement deux parties contigües dans la direction longitudinale de l'élément de conduite.It is understood that said first and second parts of the alloy steel layer on the one hand and on the other hand said first and second annular parts of the compression ring are respectively two contiguous parts in the longitudinal direction of the pipe element.
Le procédé selon l'invention est avantageux en ce qu'il permet d'assembler les éléments de conduite à souder directement entre eux avec 35 une soudure périphérique en acier anticorrosion et d'assurer la protection contre la corrosion de la paroi interne de la conduite transportant un fluide^ corrosif avec un revêtement de protection en matière plastique (liner thermoplastique) sur la partie courante des éléments de conduites et un revêtement en acier anticorrosion aux extrémités à souder bout à bout des deux éléments de conduite, et ce sans mise en œuvre de manchon tubulaire de jonction assurant la jonction entre les deux liners des deux éléments de conduite d'une part et/ou sans intercaler de pièce de raccordement en acier de plus petite dimension que le dit élément de conduite à souder entre les deux éléments de conduite d'autre part. Ainsi, il est aisé de préparer les éléments de conduite à terre et réaliser l'assemblage par soudage de l'étape e) en mer sur le navire de pose.The method according to the invention is advantageous in that it makes it possible to assemble the pipe elements to be welded directly together with a peripheral weld made of anti-corrosion steel and to ensure protection against corrosion of the internal wall of the pipe transporting a corrosive fluid with a protective coating of plastic material (thermoplastic liner) on the running part of the pipe elements and an anti-corrosion steel coating at the ends to be welded end to end of the two pipe elements, and this without using a tubular joining sleeve ensuring the junction between the two liners of the two pipe elements on the one hand and/or without inserting a steel connecting piece of smaller dimension than said pipe element to be welded between the two pipe elements on the other hand. Thus, it is easy to prepare the pipe elements on land and carry out the welding assembly of step e) at sea on the laying vessel.
La dite première partie de la bague de compression sertie assure d'une part la protection et l'isolation de la partie terminale du revêtement en plastique de type liner lors du dit soudage des extrémités des éléments de conduite et assure d'autre part la fiabilité de l'étanchéité évitant tout décollement du revêtement plastique ou liner et pénétration de fluide entre le revêtement en plastique et la paroi interne en acier de la conduite. Et, la deuxième partie annulaire de la bague de compression contribue à l'isolation de la partie terminale du revêtement en plastique et l'étanchéité entre le revêtement en plastique et la paroi en acier de la conduite. Le soudage de l'extrémité de la deuxième partie annulaire de la bague de compression contre la deuxième partie de la dite couche en acier allié résistant à la corrosion non recouverte dudit revêtement de protection en matière plastique a un double but, celui de renforcer l'ancrage longitudinal de la bague dans la conduite, mais aussi comme elle est continue et étanche, de renforcer l'étanchéité de la première partie de la bague de compression sertie. En effet, cette soudure continue et étanche prévient toute fuite au niveau de l'extrémité de la bague. Ainsi, le système constitué de la bague et du revêtement plastique comporte une double barrière d'étanchéité.The said first part of the crimped compression ring ensures on the one hand the protection and insulation of the end part of the liner-type plastic coating during the said welding of the ends of the pipe elements and on the other hand ensures the reliability of the seal preventing any detachment of the plastic coating or liner and penetration of fluid between the plastic coating and the internal steel wall of the pipe. And, the second annular part of the compression ring contributes to the insulation of the end part of the plastic coating and the seal between the plastic coating and the steel wall of the pipe. The welding of the end of the second annular part of the compression ring against the second part of the said layer of corrosion-resistant alloy steel not covered with said protective plastic coating has a double purpose, that of reinforcing the longitudinal anchoring of the ring in the pipe, but also since it is continuous and waterproof, of reinforcing the seal of the first part of the crimped compression ring. Indeed, this continuous and waterproof welding prevents any leakage at the end of the ring. Thus, the system consisting of the ring and the plastic coating has a double sealing barrier.
De préférence, la dite bague de compression comprend une dite deuxième partie annulaire dont la surface intrados est de forme conique reliant la surface intrados de la première partie annulaire et la surface de la deuxième partie de la couche en acier allié résistant à la corrosion non recouverte dudit revêtement en matière plastique, à l'extrémité de la dite deuxième partie annulaire de la bague de compression la plus proche de l'extrémité de l'élément de conduite.Preferably, said compression ring comprises a said second annular portion whose intrados surface is conical in shape connecting the intrados surface of the first annular portion and the surface of the second portion of the corrosion-resistant alloy steel layer not covered with said plastic coating, at the end of said second annular portion of the compression ring closest to the end of the pipe element.
On entend ici par « deuxième partie annulaire dont la surface intrados est de forme conique », une forme de ladite deuxième partie annulaire à section longitudinale sensiblement en forme de triangle rectangle dont l'angle droit vient buter sur la tranche de l'extrémité du dit 5 revêtement plastique ou liner et l'hypoténuse constitue une dite surface intrados inclinée de la deuxième partie annulaire. Cette forme conique crée ainsi une variation progressive du diamètre interne de la conduite au niveau de la transition entre la partie terminale de la couche en alliage anticorrosion non chemisée par le revêtement en matière plastique et la 10 partie terminale du revêtement en matière plastique en sur épaisseur par rapport à la deuxième partie terminale de la couche en alliage anticorrosion non chemisée par le liner, dans le but de limiter les pertes de charge singulières, d'offrir un passage progressif sans arête vive aux pistons racleurs, et enfin de limiter les risques d'érosion pour le transport 15 de fluide à grande vitesse d'écoulement ou quand le dit fluide contient des particules abrasives.Here, the term "second annular part whose intrados surface is conical" means a shape of said second annular part with a longitudinal section substantially in the form of a right triangle whose right angle abuts on the edge of the end of said 5 plastic coating or liner and the hypotenuse constitutes a said inclined intrados surface of the second annular part. This conical shape thus creates a progressive variation in the internal diameter of the pipe at the transition between the terminal part of the anti-corrosion alloy layer not lined by the plastic coating and the 10 terminal part of the plastic coating in excess thickness compared to the second terminal part of the anti-corrosion alloy layer not lined by the liner, with the aim of limiting singular pressure losses, of providing a progressive passage without sharp edges for the scraper pistons, and finally of limiting the risks of erosion for the transport 15 of fluid at high flow speed or when said fluid contains abrasive particles.
Avantageusement encore, ladite deuxième partie annulaire de la bague de compression, de préférence de forme conique, s'étend contre ladite partie terminale de la couche en acier allié résistant à la corrosion 20 sur une longueur L5 d'environ 1/2 de L3 la longueur de partie terminale de la couche en acier allié résistant à la corrosion non recouverte dudit revêtement en matière plastique.Advantageously, said second annular part of the compression ring, preferably of conical shape, extends against said end part of the corrosion-resistant alloy steel layer 20 over a length L5 of approximately 1/2 of L3 the length of the end part of the corrosion-resistant alloy steel layer not covered with said plastic coating.
De préférence, à l'étape b), on réalise un usinage de manière à créer un crénelage, de préférence encore sous forme d'une pluralité de 25 deuxièmes rainures périphériques circulaires parallèles, sur la première partie de la face intrados de la couche en acier allié résistant à la corrosion destinée à être recouverte d'une partie terminale du dit revêtement de protection en matière plastique.Preferably, in step b), machining is carried out so as to create a crenellation, more preferably in the form of a plurality of second parallel circular peripheral grooves, on the first part of the intrados face of the corrosion-resistant alloy steel layer intended to be covered with an end part of said protective plastic coating.
Plus particulièrement encore, à l'étape c), l'extrémité dudit 30 revêtement de protection en matière plastique se termine à une distance L3 de l'extrémité à souder de chaque élément de conduite, L3 étant au moins égale à 1/3, de préférence au moins 1/2 de la longueur L1 de la dite couche en acier allié résistant à la corrosion. Ceci permet d'éloigner de façon suffisante ledit revêtement de protection en matière plastique du 35 site de soudage à l'extrémité de l'élément de conduite, wMore particularly still, in step c), the end of said 30 protective plastic coating ends at a distance L3 from the end to be welded of each pipe element, L3 being at least equal to 1/3, preferably at least 1/2 of the length L1 of said corrosion-resistant alloy steel layer. This makes it possible to sufficiently distance said protective plastic coating from the 35 welding site at the end of the pipe element, w
Plus particulièrement encore, à l'étape a), la couche en acier allié résistant à la corrosion sur la partie terminale de la paroi interne de chaque élément de conduite s'étend sur une longueur L1 de 1/2 à 2 fois le diamètre interne DI de l'élément de conduite avant usinage et/ou de 4 à 5 20 fois l'épaisseur de l'élément de conduite avant usinage, de préférenceMore particularly still, in step a), the corrosion-resistant alloy steel layer on the end portion of the inner wall of each pipe element extends over a length L1 of 1/2 to 2 times the inner diameter DI of the pipe element before machining and/or of 4 to 5 20 times the thickness of the pipe element before machining, preferably
L1 étant sensiblement égal à Dl.L1 being substantially equal to Dl.
Plus particulièrement encore, à l'étape d), la dite bague de compression comprend au moins une première partie annulaire dont la face extrados est crénelée, sur une longueur d3, de préférence 10 sensiblement égale à et en vis-à-vis d'une longueur d2 de la partie crénelée de la première partie de la couche en acier allié résistant à la corrosion, lesdites premières et deuxièmes rainures périphériques circulaires parallèles étant de profondeur de 1 à 1,5 mm et, s'étendant sur une longueur de 1/5 à 1/2 de L1 de préférence de 1/4 à 1/3 de L1 et avec 15 une distance de 4 à 6mm entre les dites premières rainures circulaires et respectivement entre lesdites deuxièmes rainures circulaires.More particularly still, in step d), said compression ring comprises at least a first annular part whose extrados face is crenellated, over a length d3, preferably substantially equal to and opposite a length d2 of the crenellated part of the first part of the corrosion-resistant alloy steel layer, said first and second parallel circular peripheral grooves being 1 to 1.5 mm deep and extending over a length of 1/5 to 1/2 of L1, preferably 1/4 to 1/3 of L1, and with a distance of 4 to 6 mm between said first circular grooves and respectively between said second circular grooves.
Plus particulièrement encore, avant l'étape a), on réalise un usinage préalable de l'alésage de ladite partie terminale de longueur L1 de la paroi interne de chaque élément de conduite, sur une profondeur 20 destinée à recevoir la dite couche en acier allié résistant à la corrosion de 1 à 5 mm, de préférence 3 mm, et à l'étape b), on réalise un usinage en surface intrados de la couche en acier allié résistant à la corrosion au diamètre interne de la conduite avant le dit usinage préalable.More particularly still, before step a), a preliminary machining of the bore of said terminal part of length L1 of the internal wall of each pipe element is carried out, to a depth 20 intended to receive said layer of corrosion-resistant alloy steel of 1 to 5 mm, preferably 3 mm, and in step b), a machining of the intrados surface of the layer of corrosion-resistant alloy steel to the internal diameter of the pipe is carried out before said preliminary machining.
Plus particulièrement encore, avant l'étape e), on réalise en 25 outre un usinage de finition de l'extrémité de la conduite pour former un chanfrein permettant de recevoir un cordon de soudure lors de Γ étape e) d'assemblage bout à bout par soudage.More particularly still, before step e), finishing machining of the end of the pipe is also carried out to form a chamfer allowing a weld bead to be received during step e) of end-to-end welding.
Plus particulièrement, la couche en acier allié résistant à la corrosion, la dite bague de compression et les dites soudures en acier allié 30 résistant à la corrosion sont réalisées en même acier allié anticorrosion, notamment de l'Inconel 625®.More particularly, the corrosion-resistant alloy steel layer, said compression ring and said corrosion-resistant alloy steel welds are made of the same corrosion-resistant alloy steel, in particular Inconel 625®.
Plus particulièrement, la conduite est réalisée en acier au carbone et présente un diamètre interne Dl de 150 à 750 mm, une épaisseur e de 5 à 75 mm.More specifically, the pipe is made of carbon steel and has an internal diameter Dl of 150 to 750 mm, a thickness e of 5 to 75 mm.
Plus particulièrement encore, on réalise les étapes dans lesquellesMore specifically, we carry out the steps in which
1) on prépare des éléments de conduites à souder entre eux en réalisant les étapes a) à d) ci-dessus, et1) pipe elements to be welded together are prepared by carrying out steps a) to d) above, and
2) on réalise l'étape e) d'assemblage par soudage avec un acier allié résistant à la corrosion des extrémités à souder respectives d'au moins 2 éléments de conduite obtenus selon l'étape 1) ci-dessus, de préférence en mer à partir d'un navire de pose.2) step e) of assembly is carried out by welding with a corrosion-resistant alloy steel the respective ends to be welded of at least 2 pipe elements obtained according to step 1) above, preferably at sea from a laying vessel.
Plus particulièrement encore, on réalise les étapes dans lesquelles :More specifically, the steps are carried out in which:
1) on prépare des éléments de conduites à souder entre eux en réalisant les étapes a) à d), en atelier à terre, et1) the pipe elements to be welded together are prepared by carrying out steps a) to d) in a workshop on land, and
2) on réalise en mer à partir d'un navire de pose l'étape e) d'assemblage par soudages des extrémités respectives d'au moins 2 éléments de conduite.2) step e) of assembly by welding the respective ends of at least 2 pipe elements is carried out at sea from a laying vessel.
La présente invention fournit également un élément de conduite obtenu à l'étape 1) et utile à l'étape 2) ci-dessus du procédé de l'invention, le dit élément de conduite comprenant :The present invention also provides a pipe element obtained in step 1) and useful in step 2) above of the method of the invention, said pipe element comprising:
- une couche en acier allié résistant à la corrosion sur une partie terminale de longueur L1 de la paroi interne dudit élément de conduite depuis une extrémité à souder;- a corrosion-resistant alloy steel layer on an end portion of length L1 of the inner wall of said pipe element from an end to be welded;
- un revêtement de protection en matière plastique, de préférence sous forme d'enveloppe tubulaire, appliqué directement sur la paroi interne dudit élément de conduite; et recouvrant une première partie de longueur L2 de la dite couche en acier allié résistant à la corrosion, une deuxième partie de longueur L3 de la dite couche en acier allié résistant à la corrosion du côté de l'extrémité à souder dudit élément de conduite n'étant pas recouverte de dit revêtement de protection en matière plastique,- a protective coating of plastic material, preferably in the form of a tubular envelope, applied directly to the inner wall of said pipe element; and covering a first part of length L2 of said corrosion-resistant alloy steel layer, a second part of length L3 of said corrosion-resistant alloy steel layer on the side of the end to be welded of said pipe element not being covered with said protective coating of plastic material,
- une bague de compression en acier allié résistant à la corrosion insérée à l'intérieur de l'élément de conduite comprenant (a) une première partie annulaire de longueur L4 comprenant une face extrados qui est crénelée, sur une partie au moins de sa longueur L4, de préférence sous forme d'une pluralité de premières rainures périphériques circulaires parallèles, la dite première partie annulaire étant sertie contre la face intrados d'au moins une partie terminale dudit revêtement de protection en matière plastique recouvrant ladite première partie de la dite couche en acier allié résistant à la corrosion, et (b) une deuxième partie annulaire de longueur L5 inférieure à L3, prolongeant la dite première partie annulaire, appliquée contre une partie de la dite deuxième partie de la couche en acier allié résistant à la corrosion non recouverte dudit revêtement en matière plastique, la dite deuxième partie annulaire de la dite bague de compression s'étendant depuis et contre l'extrémité dudit revêtement en matière plastique jusqu'à ladite extrémité libre de la dite bague de compression la plus proche de l'extrémité à souder de l'élément de conduite, soudée contre ladite deuxième partie de la dite couche en acier allié résistant à la corrosion non recouverte dudit revêtement de protection en matière plastique.- a compression ring of corrosion-resistant alloy steel inserted inside the pipe element comprising (a) a first annular portion of length L4 comprising an extrados face which is crenellated, over at least part of its length L4, preferably in the form of a plurality of first parallel circular peripheral grooves, said first annular portion being crimped against the intrados face of at least one end portion of said protective plastic coating covering said first portion of said corrosion-resistant alloy steel layer, and (b) a second annular portion of length L5 less than L3, extending said first annular portion, applied against a portion of said second portion of the corrosion-resistant alloy steel layer not covered with said plastic coating, said second annular portion of said compression ring extending from and against the end of said plastic coating to said free end of said compression ring closest to the end of the pipe element to be welded, welded against said second part of said corrosion-resistant alloy steel layer not covered with said protective plastic coating.
Plus particulièrement, le dit élément de conduite comprend :More particularly, said driving element comprises:
- une première partie de la face intrados de la couche en acier allié résistant à la corrosion destinée à être recouverte d'une partie terminale du dit revêtement de protection en matière plastique, est usinée en crénelage en partie au moins, de préférence sous forme d'une pluralité de dites deuxièmes rainures périphériques circulaires parallèles, et- a first part of the intrados face of the corrosion-resistant alloy steel layer intended to be covered with an end part of said protective plastic coating, is machined in at least part crenellation, preferably in the form of a plurality of said second parallel circular peripheral grooves, and
- la dite bague de compression comprend au moins :- the said compression ring comprises at least:
(a) une première partie annulaire dont la face extrados est en partie au moins crénelée, de préférence sous forme d'une pluralité de dites premières rainures périphériques circulaires parallèles, apte à recouvrir la dite partie terminale du dit revêtement de protection en matière plastique, au droit au moins de la partie crénelée de la première partie de la couche en acier allié résistant à la corrosion dont la face intrados est recouverte de la partie terminale du dit revêtement de protection en matière plastique, ladite première partie annulaire s'étendant au droit de la deuxième partie de la couche en acier allié résistant à la corrosion non recouverte par ledit revêtement en matière plastique, et (b) une dite deuxième partie annulaire dont la surface intrados est de forme conique reliant la surface intrados de la première partie annulaire et la surface de la deuxième partie de la couche en acier allié résistant à la corrosion non recouverte dudit revêtement en matière plastique, à l'extrémité de la dite deuxième partie annulaire de la bague de compression soudée contre ladite deuxième partie de la dite couche en^ acier allié résistant à la corrosion non recouverte dudit revêtement de protection en matière plastique.(a) a first annular portion whose extrados face is at least partly notched, preferably in the form of a plurality of said first parallel circular peripheral grooves, capable of covering said end portion of said protective plastic coating, at least in line with the notched portion of the first portion of the corrosion-resistant alloy steel layer whose intrados face is covered with the end portion of said protective plastic coating, said first annular portion extending in line with the second portion of the corrosion-resistant alloy steel layer not covered by said plastic coating, and (b) a said second annular portion whose intrados surface is conical in shape connecting the intrados surface of the first annular portion and the surface of the second portion of the corrosion-resistant alloy steel layer not covered with said plastic coating, at the end of said second annular portion of the compression ring welded against said second portion of said corrosion-resistant alloy steel layer not covered with said protective plastic coating.
La présente invention fournit également un élément de conduite hybride selon l'invention dans lequel, l'autre extrémité dudit élément de conduite hybride qui n'est pas destinée à être soudée dans la dite étape 2), ne comprend pas de dite bague de compression mais comprend un manchon tubulaire de jonction rigide en matériau thermoplastique, une première extrémité longitudinale du dit manchon étant en contact étanche ou venant de matière en continuité avec l'autre extrémité du dit revêtement en matière plastique à l'intérieur du dit élément de conduite hybride, une deuxième extrémité dudit manchon dépassant d'une longueur LO en dehors de l'autre extrémité du dit élément de conduite hybride.The present invention also provides a hybrid pipe element according to the invention in which the other end of said hybrid pipe element which is not intended to be welded in said step 2), does not comprise said compression ring but comprises a rigid tubular joining sleeve made of thermoplastic material, a first longitudinal end of said sleeve being in sealed contact or coming from the same material in continuity with the other end of said plastic coating inside said hybrid pipe element, a second end of said sleeve protruding by a length LO outside the other end of said hybrid pipe element.
Plus particulièrement, ladite deuxième extrémité dudit manchon dépassant en dehors de l'autre extrémité dudit élément de conduite hybride est insérée à l'intérieur d'un autre élément de conduite en contact étanche de préférence par électrofusion, avec l'extrémité d'un revêtement en matière plastique en retrait d'une longueur LO à l'intérieur d'un autre élément de conduite par rapport à l'extrémité dudit autre élément de conduite assemblé par soudage en acier allié avec ledit élément de conduite hybride.More particularly, said second end of said sleeve protruding outside the other end of said hybrid pipe element is inserted inside another pipe element in sealing contact preferably by electrofusion, with the end of a plastic coating set back by a length LO inside another pipe element relative to the end of said other pipe element assembled by alloy steel welding with said hybrid pipe element.
La présente invention fournit également une conduite sousmarine en acier apte à véhiculer un fluide corrosif, notamment de l'eau, dont la paroi interne est partiellement chemisée par un revêtement de protection en matière plastique de type liner dans lequel on assure l'assemblage par soudage directement entre elles des dites extrémités à souder d'au moins deux éléments de conduites selon l'invention comprenant chacun une dite bague de compression du côté de la dite extrémité à souder.The present invention also provides a steel underwater pipe capable of conveying a corrosive fluid, in particular water, the internal wall of which is partially lined with a protective coating of liner-type plastic material in which the assembly by welding directly together of the said ends to be welded of at least two pipe elements according to the invention, each comprising a said compression ring on the side of the said end to be welded, is ensured.
De préférence, la dite couche métallique en alliage anticorrosion est déposée par soudage en plusieurs couches comme décrit dans la demande de brevet FR 1752255 au nom de la demanderesse.Preferably, said metal layer of anti-corrosion alloy is deposited by welding in several layers as described in patent application FR 1752255 in the name of the applicant.
Dans une autre version, on utilise le procédé de revêtement en alliage anti corrosion par placage par fusion par effet joule de feuillard d'un acier allié anti corrosion connu de l'homme de l'art sous le nom d'électroslag. Ce procédé utilise un feuillard de 20 à 50 mm de largeur et de 0,5 à 1mm d'épaisseur, que l'on fait fondre, l'énergie nécessaire pour fondre le feuillard et le métal de base de la conduite étant fournie par effet joule et non pas par un arc électrique, ce qui minimise de manière radicale la perturbation de l'interface entre l'acier de base de la conduite et l'acier inoxydable ou l'alliage anti corrosion.In another version, the process of coating with an anti-corrosion alloy by Joule fusion plating of a strip of an anti-corrosion alloy steel known to those skilled in the art as electroslag is used. This process uses a strip 20 to 50 mm wide and 0.5 to 1 mm thick, which is melted, the energy required to melt the strip and the base metal of the pipe being provided by Joule effect and not by an electric arc, which radically minimizes the disturbance of the interface between the base steel of the pipe and the stainless steel or the anti-corrosion alloy.
En procédant ainsi, le plasma ou le métal fondu par électroslag crée une zone de fusion beaucoup plus régulière sur la surface active qu'une torche TIG associée à un fil d'apport, facilitant l'utilisation de techniques ultrasons pour effectuer le contrôle de la soudure.By doing this, the plasma or electroslag molten metal creates a much more regular fusion zone on the active surface than a TIG torch combined with filler wire, facilitating the use of ultrasonic techniques to carry out weld control.
De préférence, il convient que la surface de la conduite en acier sur laquelle est déposé l'acier allié anti corrosion présente une géométrie cylindrique de section circulaire et uniforme, en fin de processus.Preferably, the surface of the steel pipe on which the anti-corrosion alloy steel is deposited should have a cylindrical geometry with a uniform circular section at the end of the process.
Ainsi, on usine tout d'abord l'alésage de l'élément de conduite avec une grande précision sur ladite première longueur, soit par exemple environ 150mm, puis on applique la dite couche en acier allié résistant à la corrosion, que l'on usine ensuite au diamètre nominal intérieur de la conduite, pour obtenir une cylindricité précise.Thus, the bore of the pipe element is first machined with great precision over the said first length, for example approximately 150 mm, then the said corrosion-resistant alloy steel layer is applied, which is then machined to the nominal internal diameter of the pipe, to obtain a precise cylindricity.
Dans un mode de réalisation, le procédé de revêtement de la couche d'acier allié résistant à la corrosion comprend plus précisément :In one embodiment, the method of coating the corrosion-resistant alloy steel layer more specifically comprises:
- l'alésage de la surface interne sur une certaine profondeur jusqu'à obtenir un fini brillant, et- boring the internal surface to a certain depth until a glossy finish is obtained, and
- le dépôt de la couche d'acier allié anti corrosion sur une épaisseur supérieure à ladite profondeur de l'alésage, puis- the deposition of the anti-corrosion alloy steel layer over a thickness greater than the said depth of the bore, then
- le réalésage de la surface du dépôt de dit acier allié anti corrosion, pour aplanir sa surface au même niveau que la surface adjacente en acier au carbone non revêtue de dit acier inoxydable ou dit alliage résistant à la corrosion.- reboring the surface of the deposit of said anti-corrosion alloy steel, to flatten its surface to the same level as the adjacent surface of uncoated carbon steel of said stainless steel or said corrosion-resistant alloy.
L'alésage initial permet que la surface interne de la conduite sur laquelle est déposé l'acier allié résistant à la corrosion présente un état de surface de très haute qualité de manière à ce que l'interface entre les deux qualités d'acier ou alliage : l'acier au carbone de base et l'acier allié résistant à la corrosion déposé soit sensiblement cylindrique et de section sensiblement circulaire. D'autre part, un rechargement uniforme de grande précision permet de réaliser le contrôle de la soudure par des tests à ultrasons précis et fiables.The initial boring ensures that the internal surface of the pipe on which the corrosion-resistant alloy steel is deposited has a very high-quality surface finish so that the interface between the two qualities of steel or alloy: the basic carbon steel and the deposited corrosion-resistant alloy steel is substantially cylindrical and of substantially circular section. On the other hand, a uniform, high-precision resurfacing allows the weld to be checked by precise and reliable ultrasonic tests.
Optionnellement, l'application du revêtement en matière plastique comprend une étape d'encollage de la surface externe desdites enveloppes mises en forme tubulaire à l'extérieur de la conduite avant application sur la surface interne de la conduite.Optionally, the application of the plastic coating comprises a step of gluing the external surface of said envelopes formed into tubular shapes on the outside of the pipe before application to the internal surface of the pipe.
Optionnellement encore, lesdites surfaces externes des enveloppes sont préalablement traitées par un jet de plasma froid d'air avant encollage.Optionally, the said external surfaces of the envelopes are pre-treated with a jet of cold air plasma before gluing.
Pour l'application du revêtement en matière plastique, un procédé couramment employé dénommée « Swagelining » qui consiste à 10 tirer une enveloppe tubulaire ou tuyau de plastique à travers une filière diminuant son diamètre à l'intérieur de la conduite destinée à être chemisée de plastique.For the application of the plastic coating, a commonly used process called "Swagelining" which consists of pulling a tubular casing or plastic pipe through a die reducing its diameter inside the pipe intended to be lined with plastic.
Dans un autre mode de réalisation, lesdites enveloppes sont introduites sous forme pliées à l'intérieur de la rame optionnellement 15 après encollage, puis remise en forme tubulaire par expansion radiale et plaquage de la surface externe de chaque enveloppe contre la surface interne de la conduite, de préférence par gonflage sous pression ou pressurisation au moyen d'un ballon cylindrique de longueur supérieure à la longueur de ladite enveloppe, préalablement introduit à l'intérieur de 20 ladite enveloppe.In another embodiment, said envelopes are introduced in folded form inside the ream optionally 15 after gluing, then reshaped into a tubular shape by radial expansion and pressing the external surface of each envelope against the internal surface of the pipe, preferably by inflation under pressure or pressurization by means of a cylindrical balloon of length greater than the length of said envelope, previously introduced inside said envelope.
Plus particulièrement, lesdites enveloppes après encollage sont pliées longitudinalement de manière à présenter en section transversale un contour en forme de haricot puis introduites à l'aide d'un chariot à l'intérieur de la conduite dans laquelle elles sont remises en forme 25 tubulaire pour être plaquées contre la surface interne de la conduite.More particularly, said envelopes after gluing are folded longitudinally so as to have a bean-shaped outline in cross section and then introduced using a carriage inside the pipe in which they are returned to a tubular shape to be pressed against the internal surface of the pipe.
Plus particulièrement encore, la surface interne desdits éléments de conduite est traitée par sablage au niveau des zones de dit chemisage en revêtement plastique avant d'appliquer ledit chemisage de revêtement plastique.More particularly, the internal surface of said pipe elements is treated by sandblasting at the areas of said plastic coating liner before applying said plastic coating liner.
De façon connue, lesdites enveloppes tubulaires sont réalisées en matériaux plastiques choisis parmi les polyuréthanne, époxy, caoutchouc, polypropylène, polyéthylène et polyamide, élastomère fluoré, poly fluorure de vinylidène (PVDF) et silicone. De préférence, on met en oeuvre un revêtement plastique en polyéthylène haute densité (PEHD).^In a known manner, said tubular envelopes are made of plastic materials chosen from polyurethane, epoxy, rubber, polypropylene, polyethylene and polyamide, fluorinated elastomer, polyvinylidene fluoride (PVDF) and silicone. Preferably, a plastic coating of high density polyethylene (HDPE) is used.
La présente invention fournit également des conduites sousmarines de liaison fond-surface dont au moins une partie est obtenue par un procédé selon l'invention.The present invention also provides underwater bottom-surface connecting pipes, at least a portion of which is obtained by a method according to the invention.
Plus particulièrement, les conduites sous-marines de liaison fond-surface selon l'invention sont des conduites caténaires du type SCR (en anglais, steel catenary riser) s'étendant selon une configuration en forme de chaînette et dont au moins une partie comprenant la zone en contact avec le sol s'étend sur au moins 100m, de préférence 200m audessus du sol, a été assemblée par un procédé selon l'invention.More particularly, the underwater bottom-surface connecting pipes according to the invention are catenary pipes of the SCR (steel catenary riser) type extending in a chain-shaped configuration and of which at least one part comprising the zone in contact with the ground extends over at least 100m, preferably 200m above the ground, has been assembled by a method according to the invention.
Les différentes longueurs d2, d3 et Ll à L5 s'entendent de dimensions dans la direction longitudinale XX' des éléments de conduites. On comprend que L1=L2+L3, d2 est inférieur à L4, L4 est inférieur à L2 et L5 est inférieur à L3.The different lengths d2, d3 and L1 to L5 are understood as dimensions in the longitudinal direction XX' of the pipe elements. It is understood that L1=L2+L3, d2 is less than L4, L4 is less than L2 and L5 is less than L3.
On entend ici par « épaisseur e de la conduite » et « diamètre interne DI de la conduite », l'épaisseur et le diamètre de la partie courante en acier au carbone des éléments de conduite non revêtus de dits revêtements en matière plastique et dites couches métalliques en alliage anticorrosion.Here, the terms "thickness e of the pipe" and "internal diameter DI of the pipe" mean the thickness and diameter of the carbon steel running part of the pipe elements not coated with said plastic coatings and said metal layers of anti-corrosion alloy.
Brève description des dessinsBrief description of the drawings
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent des exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les figures :Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the description given below, with reference to the appended drawings which illustrate exemplary embodiments thereof which are not limiting in nature. In the figures:
- les figures IA à 1F illustrent différentes étapes d'un exemple de réalisation du chemisage d'un élément de conduite 10, 10-1 et 10-2 pour mise en oeuvre du procédé selon l'invention ;- Figures 1A to 1F illustrate different steps of an example of the lining of a pipe element 10, 10-1 and 10-2 for implementing the method according to the invention;
- la figure 2 illustre l'assemblage par soudage de deux éléments de conduites mis bout à bout pour mise en oeuvre du procédé selon 30 l'invention ; et- figure 2 illustrates the assembly by welding of two pipe elements placed end to end for implementing the method according to the invention; and
- la figure 3 est une variante de réalisation d'un élément de conduite chemisé sur la paroi interne non usinée d'un élément de conduite 10 ; et- figure 3 is an alternative embodiment of a pipe element lined on the unmachined internal wall of a pipe element 10; and
- les figures 4A - 4C illustrent une variante de réalisation impliquant la mise en oeuvre d'un élément de conduite hybride équipé d'un manchon tubulaire de jonction 5.^- figures 4A - 4C illustrate an alternative embodiment involving the implementation of a hybrid pipe element equipped with a tubular junction sleeve 5.^
Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention
Sur la figure IA, on montre un élément de conduite 10 dont l'alésage d'une partie terminale 10a 1 de la paroi interne 10a a été usinée sur une profondeur de 1 à 5 mm, de préférence 3 mm, s'étendant depuis 5 l'extrémité à souder 10b de l'élément de conduite sur une longueur L1 de V2 à 2 fois le diamètre interne DI de l'élément de conduite avant usinage, ou de 4 à 20 fois l'épaisseur e de l'élément de conduite avant usinage, et se terminant par un chanfrein interne 10a2. De préférence L1 est égale au diamètre interne DI de l'élément de conduite avant usinage. En pratique 10 le diamètre interne DI est de 150 à 750 mm et l'épaisseur est alors de respectivement 5 à 75 mm.In Figure 1A, a pipe element 10 is shown, the bore of an end portion 10a of the inner wall 10a of which has been machined to a depth of 1 to 5 mm, preferably 3 mm, extending from the end to be welded 10b of the pipe element over a length L1 of V2 to 2 times the inner diameter DI of the pipe element before machining, or 4 to 20 times the thickness e of the pipe element before machining, and ending with an internal chamfer 10a2. Preferably L1 is equal to the inner diameter DI of the pipe element before machining. In practice, the inner diameter DI is 150 to 750 mm and the thickness is then respectively 5 to 75 mm.
Sur la figure IB, la partie terminale lOal de la paroi interne 10a de l'élément de conduite 10 est revêtue d'un rechargement 2 fweld overlay') en acier allié résistant à la corrosion du fluide à transporter.In Figure 1B, the end portion 10al of the inner wall 10a of the pipe element 10 is coated with a 2 fweld overlay) made of alloy steel resistant to corrosion of the fluid to be transported.
Sur la figure IC, ce rechargement 2 a été ensuite usiné selon le diamètre interne nominal DI de la conduite dans sa partie courante. Sur la figure IC, on montre la création sur l'intrados du rechargement anticorrosion 2 d'un crénelage sur une première partie 2a de la couche de rechargement 2 à proximité du chanfrein 10a2, constitué par une pluralité 20 de rainures périphériques circulaires parallèles 2d, de profondeur de 1 à 1,5 mm s'étendant sur une longueur d2 de 1/5 à V2 de L1 de préférence de 1/4 à 1/3 de Ll, par exemple d'environ 75 mm si Ll= Dl= 210mm et avec une distance entre les rainures circulaires de 4 à 6mm.In Figure IC, this resurfacing 2 was then machined according to the nominal internal diameter DI of the pipe in its current part. In Figure IC, the creation on the intrados of the anti-corrosion resurfacing 2 of a crenellation on a first part 2a of the resurfacing layer 2 near the chamfer 10a2 is shown, consisting of a plurality 20 of parallel circular peripheral grooves 2d, with a depth of 1 to 1.5 mm extending over a length d2 of 1/5 to V2 of L1, preferably of 1/4 to 1/3 of Ll, for example of approximately 75 mm if Ll= Dl= 210 mm and with a distance between the circular grooves of 4 to 6 mm.
Sur la figure IC, on a aussi réalisé un usinage de finition de 25 l'extrémité 10 de l'élément de conduite 10 et de l'extrémité correspondante de la couche de rechargement 2 de façon à former une portion de chanfrein 10c pour le dépôt d'un cordon de soudure destiné à l'assemblage bout à bout de deux éléments de conduites 10-1, 10-2.In Figure IC, a finishing machining of the end 10 of the pipe element 10 and of the corresponding end of the resurfacing layer 2 has also been carried out so as to form a chamfer portion 10c for the deposition of a weld bead intended for the end-to-end assembly of two pipe elements 10-1, 10-2.
Sur la figure ID, on réalise ensuite un chemisage sous forme 30 d'un revêtement en matériau plastique souple 1 dénommé « liner » de préférence en polyéthylène haute densité ou matériau polymère compatible avec le fluide à transporter. Pour ce faire, de façon connue selon le procédé dit de swagelining, une enveloppe tubulaire interne est alors insérée dans la conduite 10 puis relâchée pour être plaquée ou collée 35 contre la paroi interne.In Figure ID, a liner is then produced in the form 30 of a covering made of flexible plastic material 1 called a “liner”, preferably made of high-density polyethylene or a polymer material compatible with the fluid to be transported. To do this, in a known manner according to the so-called swagelining process, an internal tubular envelope is then inserted into the pipe 10 and then released to be pressed or glued 35 against the internal wall.
Puis, comme représenté en figure 1E, après le délai requis, la dite enveloppe tubulaire du liner 1 est coupée à l'emplacement lb spécifié sur la couche de rechargement 2, l'extrémité non chemisée par le liner 1 s'étend sur une longueur L3 depuis l'extrémité 10b de l'élément de conduite à souder d'environ au moins la moitié de Ll. Ainsi, seule une première partie 2a de la couche de longueur L2 comprenant le crénelage de la couche 2 en alliage résistant à la corrosion est recouverte par ledit revêtement de protection en matière plastique 1, une deuxième partie terminale 2b de longueur L3 sensiblement égale à L2 de la couche 2 en alliage résistant à la corrosion n'est pas recouverte par ledit revêtement de protection en matière plastique (1).Then, as shown in Figure 1E, after the required time, said tubular casing of the liner 1 is cut at the location lb specified on the resurfacing layer 2, the end not lined by the liner 1 extends over a length L3 from the end 10b of the pipe element to be welded of approximately at least half of L1. Thus, only a first part 2a of the layer of length L2 comprising the crenellation of the layer 2 of corrosion-resistant alloy is covered by said protective coating of plastic material 1, a second terminal part 2b of length L3 substantially equal to L2 of the layer 2 of corrosion-resistant alloy is not covered by said protective coating of plastic material (1).
Sur la figure 1E, une bague 3 en acier allié résistant à la corrosion, comportant :In Figure 1E, a ring 3 made of corrosion-resistant alloy steel, comprising:
(a) une première partie annulaire 3a dont la face extrados est en partie crénelée avec une pluralité de rainures périphériques circulaires parallèles 3d, sur une longueur d3 ici sensiblement identique à d2, la partie 3a étant apte à être insérée et recouvrir une partie terminale la de chemise 1 en polyéthylène haute densité, sur une longueur L4, au droit de la partie du rechargement 2 dont la face intrados est muni de rainures 2a, L4 étant inférieur à L3, et (b) une forme conique 3b prolongeant la première partie 3a apte à être insérée puis soudée sur la paroi interne de l'élément de conduite revêtue du seul rechargement 2, s'étendant depuis et contre l'extrémité lb du chemisage plastique 1 sur une longueur L5 d'environ Vi de L3 jusqu'à son extrémité 3c la plus proche de l'extrémité 10b de l'élément de conduite 10.(a) a first annular part 3a whose extrados face is partly crenellated with a plurality of parallel circular peripheral grooves 3d, over a length d3 here substantially identical to d2, the part 3a being capable of being inserted and covering an end part 1a of the high-density polyethylene liner 1, over a length L4, in line with the part of the resurfacing 2 whose intrados face is provided with grooves 2a, L4 being less than L3, and (b) a conical shape 3b extending the first part 3a capable of being inserted then welded onto the internal wall of the pipe element coated with only the resurfacing 2, extending from and against the end 1b of the plastic liner 1 over a length L5 of approximately Vi of L3 to its end 3c closest to the end 10b of the pipe element 10.
Sur la figure 1F, un manchon ou autre outil expansible ou déformable, notamment gonflable (non représenté) inséré dans l'élément de conduite a permis de réaliser sous pression le sertissage de la partie crénelée de la première partie 3a de la bague 3 et la partie crénelée de la première partie 2a de la couche 2 en acier allié anticorrosion par déformation plastique contre la partie la de chemise 1 en polyéthylène haute densité. Le sertissage de la bague de compression 3 combinée aux secteurs crénelés 2a, 3a contribuent à protéger la partie terminale la du liner 1 lors du soudage 11 ultérieur et l'étanchéité de la liaison liner- paroi en acier 10a. Sur la figure 1F, l'extrémité 3c du cône 3b est soudée par^ une soudure en acier allié anticorrosion 4 de manière à parfaire l'étanchéité et éviter que du liquide corrosif puisse pénétrer sous la bague 3.In Figure 1F, a sleeve or other expandable or deformable tool, in particular an inflatable one (not shown) inserted into the pipe element has made it possible to carry out under pressure the crimping of the crenellated part of the first part 3a of the ring 3 and the crenellated part of the first part 2a of the layer 2 made of anti-corrosion alloy steel by plastic deformation against the part 1a of the liner 1 made of high-density polyethylene. The crimping of the compression ring 3 combined with the crenellated sectors 2a, 3a contribute to protecting the end part 1a of the liner 1 during the subsequent welding 11 and the sealing of the liner-steel wall connection 10a. In Figure 1F, the end 3c of the cone 3b is welded by a weld made of anti-corrosion alloy steel 4 so as to perfect the sealing and prevent corrosive liquid from penetrating under the ring 3.
Sur la figure 2, les deux extrémités 10b des deux éléments de 5 conduite 10-1 et 10-2 ainsi chemisées sont alors soudées bout à bout par une soudure 11 périphérique réalisée par un procédé de soudage d'acier allié résistant à la corrosion au niveau des chanfreins 10c.In Figure 2, the two ends 10b of the two conduit elements 10-1 and 10-2 thus lined are then butt welded by a peripheral weld 11 produced by a corrosion-resistant alloy steel welding process at the level of the bevels 10c.
Sur la figure 3, on a représenté une variante non préférée dans laquelle la paroi interne 10a de l'élément de conduite 10, 10-1, 10-2 n'est 10 pas usinée avant dépose du rechargement 2 formant un revêtement en acier allié anti corrosion 2 lequel crée un épaulement 2b d'épaisseur correspondant à l'épaisseur de 3 mm du rechargement 2 par rapport au diamètre interne nominal de la conduite.In Figure 3, a non-preferred variant is shown in which the internal wall 10a of the pipe element 10, 10-1, 10-2 is not machined before removal of the hardfacing 2 forming an anti-corrosion alloy steel coating 2 which creates a shoulder 2b of thickness corresponding to the thickness of 3 mm of the hardfacing 2 relative to the nominal internal diameter of the pipe.
Le procédé selon l'invention s'applique au chemisage de toute 15 conduite en acier destinée au transport de fluides, notamment aux conduites sous-marines, reposant au fond de la mer ou assurant la liaison fond-surface pour le transfert d'hydrocarbures, par exemple de pétrole et de gaz, issus de puits de production sous-marins.The method according to the invention applies to the lining of any steel pipe intended for the transport of fluids, in particular to underwater pipes, lying on the seabed or providing the seabed-surface connection for the transfer of hydrocarbons, for example oil and gas, from underwater production wells.
De préférence, la couche de rechargement en acier allié anti 20 corrosion 2 et la bague de compression 3 sont réalisées en Inconel 625®, c'est-à-dire en alliage Ni 61 / Cr 22 / Mo 9 / Fe 5. Un tel alliage d'acier inoxydable est particulièrement réputé pour sa grande robustesse et ses propriétés de résistance à la corrosion.Preferably, the anti-corrosion alloy steel resurfacing layer 2 and the compression ring 3 are made of Inconel 625®, i.e. Ni 61 / Cr 22 / Mo 9 / Fe 5 alloy. Such a stainless steel alloy is particularly renowned for its high strength and corrosion resistance properties.
La couche de rechargement 2 peut avantageusement être 25 déposée par soudage en plusieurs couches comme décrit dans la demande de brevet FR 1752255 au nom de la demanderesse.The resurfacing layer 2 can advantageously be deposited by welding in several layers as described in patent application FR 1752255 in the name of the applicant.
Dans certains cas, il peut arriver que l'on doive effectuer un raccordement à une conduite existante au fond de la mer comportant un élément de conduite terminal 10-3 non équipé d'une dite bague de 30 compression et couche d'acier allié résistant à la corrosion et dans lequel on peut difficilement directement sertir une telle bague de compression selon l'invention in situ dans sa partie terminale ou encore en cas de découpe de la conduite en train d'être posée à un emplacement imprévu. Dans un tel cas, tel que représenté figures 4A-4B, on peut ajouter à 35 l'élément de conduite terminal 10-3 au fond de la mer, un élément de conduite hybride 10-2 selon l'invention équipé (a) d'un manchon tubulaire^ de jonction 5 dépassant de LO à l'extérieur d'une extrémité lOd de l'élément de conduite hybride 10-2 destinée à être assemblée audit élément de conduite terminal 10-3 au fond de la mer et (b) d'une bague de compression 3 et couche d'acier allié résistant à la corrosion selon 5 l'invention à son autre extrémité 10c destinée à être assemblée à un élément de conduite 10-1 équipé d'une bague de compression et couche d'acier allié résistant à la corrosion selon l'invention. L'autre extrémité 5a du manchon tubulaire de jonction 5 à l'intérieur de l'élément de conduite hybride 10-2 peut être biseautée ou chanfreinée et ainsi assemblée de 10 façon connue (par exemple par électro fusion comme décrit dans FR 2 963In some cases, it may be necessary to make a connection to an existing pipeline on the seabed comprising a terminal pipeline element 10-3 not equipped with a so-called compression ring and corrosion-resistant alloy steel layer and in which it is difficult to directly crimp such a compression ring according to the invention in situ in its terminal part or in the event of cutting the pipeline being laid at an unexpected location. In such a case, as shown in Figures 4A-4B, it is possible to add to the terminal pipe element 10-3 at the seabed, a hybrid pipe element 10-2 according to the invention equipped (a) with a tubular joining sleeve 5 projecting from LO outside one end 10d of the hybrid pipe element 10-2 intended to be assembled to said terminal pipe element 10-3 at the seabed and (b) with a compression ring 3 and corrosion-resistant alloy steel layer according to the invention at its other end 10c intended to be assembled to a pipe element 10-1 equipped with a compression ring and corrosion-resistant alloy steel layer according to the invention. The other end 5a of the tubular joining sleeve 5 inside the hybrid pipe element 10-2 can be beveled or chamfered and thus assembled in a known manner (for example by electrofusion as described in FR 2 963
654) à une extrémité biseautée ou chanfreinée de forme complémentaire le en butée du chemisage plastique 1 de l'élément de conduite hybride 10-2 du côté opposé à la bague de compression. Par exemple, les extrémités 5a et 5b de forme conique du manchon 5 sont munies chacune 15 d'un fil spiralé 8 enroulé sur la surface conique 5a, 5b de sorte qu'alimenté en courant électrique en 8a, un soudage par électrofusion des dites extrémités 5a, 5b peut être effectué contre les extrémités complémentaires en butée le et l'a des chemisages en plastique des éléments de conduite 10-2 et 10-3 respectivement.654) at a complementary shaped beveled or chamfered end 1e abutting the plastic liner 1 of the hybrid pipe element 10-2 on the side opposite the compression ring. For example, the conically shaped ends 5a and 5b of the sleeve 5 are each provided 15 with a spiral wire 8 wound on the conical surface 5a, 5b so that supplied with electric current at 8a, an electrofusion welding of said ends 5a, 5b can be carried out against the complementary abutting ends 1e and 1a of the plastic liners of the pipe elements 10-2 and 10-3 respectively.
Pour ce faire, on réalise les étapes suivantes :To do this, we carry out the following steps:
- dénudage de la chemise en plastique 1' de l'extrémité de l'élément de conduite terminal 10-3 du pipe chemisé au fond de la mer sur la longueur L0 adéquate,- stripping the plastic jacket 1' from the end of the terminal pipe element 10-3 of the seabed-lined pipe over the appropriate length L0,
- préparation du chanfrein de soudure l'a de l'extrémité de la 25 chemise en plastique apte à être assemblée par exemple par soudage par électrofusion ou autre avec l'extrémité d'un manchon tubulaire de jonction,- preparation of the welding chamfer at the end of the plastic sleeve suitable for assembly, for example by electrofusion welding or otherwise, with the end of a tubular joining sleeve,
- remise au diamètre de l'élément de conduite terminal 10-3 acier si nécessaire et chanfreinage terminal 10e,- resetting to the diameter of the terminal pipe element 10-3 steel if necessary and terminal chamfering 10e,
- insertion de l'extrémité chanfreinée 5b extérieure du manchon tubulaire de jonction plastique 5 de l'élément de conduite hybride 10-2 dans l'extrémité de l'élément de conduite 10-3 jusqu'à venir en butée sur le chanfrein l'a à souder par électrofusion de la chemise en plastique 1' de l'élément de conduite 10-3, le manchon 5 dépassant de L0 de l'extrémité lOd de l'élément hybride 10-2 de sorte que l'extrémité lOd de l'élément hybride 10-2 arrive en butée ou à proximité de l'extrémité 10e de^ l'élément de conduite 10-3 pour permettre leur soudage en acier allié 1Γ, et- inserting the outer chamfered end 5b of the tubular plastic joining sleeve 5 of the hybrid pipe element 10-2 into the end of the pipe element 10-3 until it abuts the chamfer 1a to be electrofusion welded to the plastic jacket 1' of the pipe element 10-3, the sleeve 5 projecting L0 from the end 10d of the hybrid element 10-2 so that the end 10d of the hybrid element 10-2 abuts or is close to the end 10e of the pipe element 10-3 to allow their welding in alloy steel 1Γ, and
- assemblage de préférence par soudage par électrofusion du chanfrein 5b du manchon plastique de l'élément hybride 10-2 à celui l'a 5 de la chemise en plastique l'de l'élément de conduite 10-3, et- assembly preferably by electrofusion welding of the chamfer 5b of the plastic sleeve of the hybrid element 10-2 to that 1a 5 of the plastic jacket 1' of the pipe element 10-3, and
- soudage en acier allié 11' de l'extrémité lOd de l'élément hybride 10-2 avec l'extrémité 10e de l'élément de conduite 10-3 munie de l'écran 6 à l'aide du dispositif de soudage 7. Cet écran 6 en céramique limite le transfert de chaleur et protège le manchon thermoplastique 10 pendant toute la durée du processus de soudage.- welding in alloy steel 11' of the end lOd of the hybrid element 10-2 with the end 10e of the conduit element 10-3 provided with the screen 6 using the welding device 7. This ceramic screen 6 limits the heat transfer and protects the thermoplastic sleeve 10 throughout the duration of the welding process.
Sur la figure 4C, on a représenté un mode de réalisation préféré dans lequel dans l'élément de conduite hybride 10-2, le manchon 5 vient de matière en continuité du revêtement en plastique 1, il n'y a donc pas de soudage par électrofusion à réaliser à la jonction des extrémités 5a/lc 15 à l'intérieur de l'élément de conduite hybride 10-2 comme sur la figure 4A. )In Figure 4C, a preferred embodiment is shown in which in the hybrid pipe element 10-2, the sleeve 5 is made of a material in continuity with the plastic coating 1, there is therefore no electrofusion welding to be carried out at the junction of the ends 5a/lc 15 inside the hybrid pipe element 10-2 as in Figure 4A.)
REVENDICATIONS
Claims (15)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1858090 | 2018-09-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| OA20051A true OA20051A (en) | 2021-11-01 |
Family
ID=
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