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Title:
CONNECTOR FOR ASSEMBLING TWO TUBULAR ELEMENTS BY WELDING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1992/015814
Kind Code:
A1
Abstract:
The connector according to the invention for assembling two tubes (2) is comprised of a tubular body (3) penetrating in the tubes to be assembled. Said body has a perimetrical external bead (4) against which are applied the extremities of the tubes and on either side of such bead are provided two bearing surfaces to which are applied the internal faces of the tubes. The ratio value between the radial thickness e1 of the bead and the body thickness e2 is equal to or higher than 0.40 and preferably is equal to 0.75 or 0.80. Said connector is intended essentially to be used to assemble stainless steel pipes.

Inventors:
VAUTRIN SERGE PIERRE (FR)
DEDIEU ALAIN (FR)
Application Number:
PCT/FR1992/000213
Publication Date:
September 17, 1992
Filing Date:
March 09, 1992
Export Citation:
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Assignee:
VAUTRIN SERGE PIERRE (FR)
DEDIEU ALAIN (FR)
International Classes:
B23K9/028; B23K37/06; F16L13/02; (IPC1-7): B23K9/02; F16L13/02
Foreign References:
EP0153979A11985-09-11
DE3615947C11987-10-22
US1987341A1935-01-08
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 8, no. 249 (M-338)(1686) 15 Novembre 1984 & JP,A,59 125 290 ( YOKOHAMA GOMU K.K. ) 19 Juillet 1984
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Claims:
REVENDICATIONS :
1. Raccord (1) d'assemblage par soudage de deux éléments tubulaires (2) alignés l'un par rapport à l'autre caractérisé en ce que : il est constitué d'un corps (3) tubulaire destiné à péné¬ trer dans les tubes à assembler et destiné à être soudé à ceuxci, que le corps tubulaire (3) est doté suivant le plan de la section droite médiane d'un bourrelet (4) externe, périmé¬ trique, continu, que de part et d'autre de ce bourrelet, sont pratiquées deux surfaces de portée (6) sur lesquelles s'appliquent les faces internes des portions terminales, qui viennent par leur section terminale respective en butée contre le bour¬ relet ( ), lequel présente une épaisseur radiale ( i) voisine de celle des tubes à assembler, que la valeur du rapport entre 1'épaisseur radiale (e ) du bourrelet et 1'épaisseur (e2) du corps (3) mesurée de part ©"t d'autre du bourrelet est égale ou supérieure à 0,40, et que le rapport entre la largeur (li) de chaque surface de portée et le diamètre externe (Di) du corps au niveau de chaque surface de portée est égal ou supérieur à 0,025.
2. Raccord selon la revendication 1 caractérisé en ce que pour une valeur du diamètre (D ) comprise entre 10 et 90 mm, la valeur de l'épaisseur (ei) est égale ou supérieure à 1,5 mm et la valeur de l'épaisseur (e2) est égale à 2 mm.
3. Raccord selon la revendication 1 caractérisé en ce que pour une valeur du diamètre (Di) comprise entre 90 et mm, la valeur de l'épaisseur (ei) est égale ou supérieure à 2 mm tandis que la valeur de 1 'épaisseur (e2 ) est égale ou inférieure à 2,5 mm.
4. Raccord selon la revendication 1 caractérisé en ce que pour un diamètre (Di) compris entre 10 et 90 mm, la largeur (li) de chaque surface de portée est égale ou supérieure à 4 mm.
5. Raccord selon la revendication 1 caractérisé en ce que pour un diamètre (Di) compris entre 90 et 170 mm, la largeur (li ) de chaque surface de portée pourra être éσale ou supérieure à 4,75 mm.
6. Raccord selon la revendication 1 caractérisé en ce que le bourrelet (4) présente une section droite en form de trapèze isocèle, le dit bourrelet s'enracinant par sa grande base au corps tubulaire.
7. Raccord selon la revendication 1 caractérisé en ce que les surfaces de portée (6) sont en contredépouille.
8. Raccord selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il présente dans sa zone médiane une épaisseur (e2 ) constante, et que la dite épaisseur (e2) est décroissante d cette zone médiane vers les extrémités.
9. Raccord d'assemblage selon la revendication 8 caractérisé en ce que l'orifice interne du raccord est form par une surface cylindrique et par deux surfaces en tronc d cône prolongeant la surface cylindrique vers les extrémités du dit raccord.
10. Raccord selon la revendication 9 caractérisé e ce que la surface cylindrique est située au droit du bourrelet (4) et que la longueur de la surface cylindrique mesurée axialement est égale à la longueur de la grande base du trapèze isocèle suivant lequel se développe la section droite du bourrelet.
11. Raccord selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'épaisseur e du bourrelet est augmentée de 5 dixièmes de millimètre, en sorte que la matière du bourrelet consi ue métal d'apport.
12. Raccord selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il présente une portée de plus faible diamètre que celui de l'autre portée, la portée de plus faible diamètre externe présentant une longueur moindre, ce qui permet le raccordement d'un tube rectiligne à la partie coudée d'un autre tube.
13. Raccord selon la revendication 12 caractérisé en ce que le diamètre externe de la portée destinée à s'engager dans le tube coudé est réduit de 4 dixièmes de millimètre.
Description:
R A CCORD D'ASSEMBLAGE PAR SOUDAGE DE DEUX ELEMENTS TUBULAIRES.

La présente invention a pour objet un raccord d'assemblage par soudage de deux éléments tabulaires par exemple en acier inoxydable.

Certaines conduites constituées par soudage de tubes placés bout à bout doivent être exempte, notamment au niveau de la jonction des tubes de criques et aspérités de façon à éviter la contamination du liquide transporté, par les salissures et la flore microbienne susceptibles d'être retenue dans ces défauts de surfaces.

Ces défauts au niveau de la jonction des tubes résultent la plupart du temps d'une température excessive de soudage qui provoque la fusion de la face interne des tubes. De cette fusion, il en résulte une oxydation prononcée du métal du tube et l'apparition d'une phénomène de rochage conduisant à la formation des criques et aspérités.

Pour éviter l'apparition du phénomène de rochage, i l est connu d'introduire dans les deux tubes à assembler l'un à l'autre un gaz neutre. De cette façon, est évitée l'oxydation de la face interne des tubes au niveau de leur jonction. Il s'avère qu'une telle technique est d'une mise en oeuvre longue, difficile et co û teuse. En effet, elle exige plusieurs opérations telles que la purge des tubes à assembler de l'air qu'ils contiennent et l'introduction dans ces derniers du gaz neutre. Immédiatement après, ces tubes devront être obturés pour confiner le gaz neutre.

Lorsque les tubes à assembler appartiennent à un réseau de conduites déjà érigé, il est parfois difficile de

DE REMPLACEMENT

procéder à leur obturation.

En conséquence, la partie du réseau à laquelle ils appartiennent est isolée de l'ensemble, pour être entièrement purgée et recevoir le gaz neutre, ce qui est générateur d'un surcoût conséquent.

Il est apparu également que l'obturation des tubes est effectuée par le préposé au soudage à 1'aide de maté¬ riaux inadaptés tels que des chiffons et papiers, ce qui ne peut en aucune manière assurer une bonne étancheîté. II en résulte des fuites de gaz neutre et par voie de conséquence, une mauvaise qualité de la soudure.

On conçoit donc que 1'utilisation d'un gaz neutre pour éviter l'apparition du rochage peut donner de bons résultats si elle est effectuée correctement mais dans la pratique il apparaît qu'elle génère beaucoup de problèmes. Des défauts au niveau de la jonction de deux tubes peuvent également résulter d'un mauvais positionnement de ceux-ci. En effet, tout défaut d'alignement se traduira par la forma¬ tion d'une aspérité interne susceptible d'une part de pertu- ber l'écoulement du fluide et d'autre part, de constituer une zone propice au développement de la flore microbienne.

Pour éviter les défauts de coaxialité, il est connu d'utiliser un manchon externe qui recouvre la jonction des tubes. Ce manchon est fixé ensuite par soudage à chacun des tubes.

Mais avec un tel moyen se pose toujours le problème du rochage.

Sans emploi de gaz neutre on peut cependant éviter le rochage de la face interne des tubes puisqu'il suffit que

la température atteinte par la dite face soit relativemen peu importante et ne soit pas supérieure au seuil à parti duquel peut apparaître le rochage.

La présente invention a donc pour objet de résoud les problèmes sus-évoqués en mettant en oeuvre un raccord d'assemblage par soudage de deux tubes 1'un à 1'autre qui présente une capacité calorifique notable de façon à évit lors du pointage et pendant l'opération de soudage, l'apparition du rochage. A cet effet, le raccord de soudage selon la prése invention de deux éléments tubulaires alignés 1'un par ra port à 1'autre se caractérise essentiellement en ce que :

- il est constitué d'un corps tubulaire destiné à pénétre dans les tubes à assembler et destiné à être soudé à ceux- ci,

- que suivant le plan de la section droite médiane, il pr sente un bourrelet externe, périmétrique, continu,

- que de part et d'autre de ce bourrelet sont pratiquées deux surfaces de portée sur lesquelles s'appliquent les faces internes des portions terminales des tubes qui vien nent par leur section terminale respective en butée contr le bourrelet périmétrique, lequel présente une épaisseur radiale (e ) voisine de celle des tubes à assembler,

- que le rapport entre 1'épaisseur radiale (ei) du bourre et l'épaisseur (β2) du corps mesurée de part et d'autre d bourrelet est égal ou supérieur à 0,40,

- que le rapport entre la largeur (li) de chaque surface portée et le diamètre externe (Di) du corps au niveau de chaque surface de portée est égal ou supérieur à 0,025,

- le dit bourrelet étant destiné à être fondu avec les ex¬ trémités du tube et constituant une rehausse de façon que la fusion métallique n'atteigne pas la surface interne du raccord. On comprend également que ce raccord, outre le fait d'éviter toute oxydation de la face interne de la conduite au niveau de la jonction entre les tubes, permet en préala¬ ble également l'alignement précis des tubes l'un par rapport à l'autre. D'autres avantages et caractéristiques de 1'inven¬ tion apparaîtront à la lecture de la description d'une forme préférée de réalisation en se référant aux dessins annexés en lesquels :

- la figure 1 est une demie vue en coupe d'un raccord selon l'invention avec ses éléments tubulaires,

- la figure 2 est une vue d'une section du raccord selon une échelle agrandie,

- les figures 3 et 4 sont des vues du raccord selon deux autres formes de réalisation. Tel que représenté, le raccord 1 selon l'invention pour l'assemblage, par soudage de deux éléments tubulaires 2 par exemple en acier inoxydable est constitué d'un corps 3 tubulaire destiné à pénétrer dans les tubes à assembler et destiné à être soudé à ceux-ci. Ce corps tubulaire 3 suivant le plan de la section droite médiane est pourvu d'un bourrelet 4 externe périmétrique continu.

De part et d'autre de ce bourrelet, sont pratiquées deux surfaces de portée 6 sur lesquelles s'appliquent les faces

internes des portions terminales des tubes qui viennent par leur section terminale respective en butée contre le bourrelet, lequel présente de préférence une épaisseur radiale (e ) voisine de celle des tubes à assembler. Selon la forme préférée de réalisation, le raccord tel que décrit est réalisé en même matière que la matière des tubes.

Préférentiellement, ce type de raccord est en acier inoxyda ble et est donc destiné à être utilisé pour assembler des tubes en acier inoxydable destiné par exemple au transport de fluides liquides ou gazeux ne souffrant aucune contamina tion au cours de leur passage dans la conduite.

Selon la forme préférée de réalisation, les surface de portée ainsi que la surface interne du raccord sont cy- lindriques, la surface interne des tubes à assembler l'étan également.

Selon la forme préférée de réalisation, l'épaisseur axiale e3 du bourrelet mesurée au niveau de son enracinemen au corps et déterminant 1'écart axial entre les tubes à assembler est conforme à la pratique courante.

Préférentiellement, la valeur de cette épaisseur axiale est de l'ordre de 1,5 millimètres à 3 millimètres pour des tube de diamètre interne de 10 à 170 mm. Il est bien évident que ces valeurs ne sont données qu'à titre d'exemple purement indicatif.

Le bourrelet est destiné à recevoir la première passe de soudage et est destiné à fondre avec les deux ex¬ trémités des tubes à assembler. La première passe de soudage est apposée sur le bourrelet

c'est-à-dire sur la surface supérieure de ce dernier.

Ce bourrelet constitue une rehausse qui absorbe une grande partie de l'énergie dispensée par le moyen de soudage, ce qui a pour effet d'éviter que la face interne du raccord ne soit portée à une trop forte température conduisant à son oxydation.

Selon une autre forme de réalisation, sur le bourrelet, lors de la première passe de soudage n'est pas apposé du métal en fusion. Selon cette forme de réalisation la matière du bourrelet est destinée à constituer métal d'apport et 1'épaisseur radiale ei est augmentée de 5 dixièmes de millimètre au moins.

Selon la forme préférée de réalisation, le rapport entre l'épaisseur radiale ei du bourrelet et l'épaisseur e2 du corps cylindrique mesurée de part et d'autre du bourrelet est égal ou supérieur à 0,75 et le rapport entre la largeur

I de chaque surface de portée et le diamètre externe Di du corps au niveau de chaque surface de portée est égal ou supérieur à 0,025. L'expérience a démontré que avec de telles valeurs de rapport est évité tout phénomène de rochage à 1'intérieur de la tuyauterie formée par soudage de deux tubes au raccord.

Ceci s'explique par le fait que la fusion métallique lors de la passe de soudage demeure toujours écartée de la face interne de la tuyauterie.

En outre, est assuré un centrage correct des tubes

1'un par rapport à 1'autre.

A titre d'exemple purement indicatif, avec une épaisseur e2

du corps cylindrique égale à 2 mm pourra être adoptée une épaisseur ei égale ou supérieure à 1,5 mm, ces valeurs correspondant par exemple à un diamètre Di compris en 10 et 90 mm. Avec un diamètre D compris entre 90 et 170 mm, l'épaisseur e pourra être égale ou supérieure à 2 mm tandis que l'épaisseur e2 sera égale à 2,5 mm.

Il faut noter que les valeurs β2 signalées ci- dessus sont compatibles avec un écoulement correct du fluid dans la conduite.

On a précédemment indiqué une valeur de rapport eι/e2 supérieure ou égale à 0,75 mais cette valeur pourra être abaissée à 0,40 en augmentant la valeur de l'épaisseur e2 sans changer la valeur de 1'épaisseur ei. Ainsi, la valeur de l'épaisseur e2 pourra être portée à 3,5 mm.

Toujours à titre indicatif, avec un diamètre Di compris entre 10 et 90 mm la largeur de chaque surface de portée pourra être égale ou supérieure à 4 mm tandis qu'ave un diamètre Di compris entre 90 et 170 mm, la largeur de chaque surface de portée pourra être égale ou supérieure à 4,75 mm.

Toujours selon la forme préférée de réalisation, le bourrelet 4 présente une section droite en forme de trapèze isocèle, le dit bourrelet s'enracinant par sa grande base a corps tubulaire.

Cette disposition en combinaison avec des chanfreins ménagé en extrémité des tubes est propice à faciliter la pose d'un cordon de soudure.

Toujours selon la forme préférée de réalisation, le

surfaces de portée 6 présentent une légère contre-dépouille, ce qui est propice lors du soudage, par déformation du rac¬ cord, à assurer un contact intime entre les surfaces de portée et les faces internes des parties terminales des

o _ tubes.

A titre d'exemple purement indicatif, la valeur angulaire de la contre-dépouille est de 1° degré. De préférence, l'épaisseur e2 du raccord dans la zone médiane de ce dernier est constante et décroît de cette zone ._ médiane vers les extrémités jusqu'à s'annuler à ce niveau, de façon à faciliter 1'écoulement du fluide dans le dit raccord et éviter la formation de pièges de rétention de salissures sur lesquelles pourraient se développer la flore microbienne. .-- A titre d'exemple non limitatif la surface interne du raccord sera formée par une surface cylindrique et par deux surfaces en tronc de cône prolongeant la surface cylindrique vers les extrémités du dit raccord.

Toujours selon la forme préférée de réalisation la 9n surface cylindrique est située au droit du bourrelet 4.

Préférentiellement la longueur de la surface cylindrique mesurée axialement est égale à la longueur de la grande base du trapèze isocèle suivant lequel se développe la section droite du bourrelet (figure 3). 2C - Il est bien évident que tout autre type de profil, pour le passage interne du raccord, pourra être adopté. Ainsi, pourra être adopté un profil en arc-de-circonférence de cercle.

Selon une autre forme de réalisation le raccord est

conçu de manière à permettre le raccordement d'un tube rectiligne à la partie coudée d'un autre tube comme représenté en figure 4.

Le coudage du tube s'accompagnant d'une ovalisation de sa section interne, la portéee du raccord destinée à pénétrer dans la partie coudée présente un diamètre externe moindre que le diamètre externe de l'autre portée. En outre de façon à pouvoir s'engager dans la partie coudée la longueur de la portée de plus faible diamètre sera réduite.

A titre d'exemple indicatif la valeur du diamètre externe de la portée destinée à s'engager dans le tube coud sera réduit de 4 dixièmes de millimètre.

Le raccord d'assemblage selon la présente invention permet donc un gain de temps appréciable lors des opération de réalisation d'un réseau de conduites, puisqu'il n'est plus besoin de purger les tubes et les remplir de gaz neutre.

En outre, les opérations de soudage sont simplifiées puisqu le raccord tel que décrit permet d'une part le centrage des tubes 1'un par rapport à 1'autre et leur maintien en écarte ment axial l'un de l'autre.

Il va de soi que la présente invention peut recevoi tous aménagements et toutes variantes sans pour autant sor¬ tir du cadre du présent brevet.