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Title:
METHOD FOR FORMING CURVED CONDUIT SECTIONS WITH STEEL TUBES PROVIDED WITH A MORTAR COAT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/029142
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a method for forming curved conduit sections with steel tubes (16) provided with a mortar coat (14) inside. The method is characterised in that it consists in: working at least a ring-shaped groove (12) in the mortar coating (14) and bending the steel tube (16) at said ring-shaped groove (12), which can then be closed again with mortar. Said method is particularly adapted to form curved conduit sections when water-supply conduits are being laid, consisting of steel tubes (16) provided on the inside with a cement mortar coating (14) and on the outside with a PE or PP coat.

Inventors:
CAUCHE MICHEL (LU)
Application Number:
PCT/EP1999/008784
Publication Date:
May 25, 2000
Filing Date:
November 15, 1999
Export Citation:
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Assignee:
CAUCHE MICHEL (LU)
International Classes:
B21D11/00; B26D3/16; B26F3/00; B26F3/06; (IPC1-7): B21D11/00; B26F3/00
Foreign References:
US3799208A1974-03-26
US4785854A1988-11-22
EP0523462A21993-01-20
GB538960A1941-08-22
GB390976A1933-04-20
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1996, no. 11 29 November 1996 (1996-11-29)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 016, no. 208 (M - 1249) 18 May 1992 (1992-05-18)
Attorney, Agent or Firm:
Schmitt, Armand (Office Ernest T. Freylinger S.A. B.P. 48 Strassen, LU)
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Claims:
Revendications
1. Procédé pour former des tronçons de conduite courbes avec des tubes en acier (16) munis d'un revtement de mortier (14) qui recouvre la surface interne (18) du tube (16), caractérisé en ce que l'on creuse au moins une gorge annulaire (12) dans ledit revtement de mortier (14) ; et l'on cintre ledit tube en acier (16) au niveau de ladite gorge annulaire (12).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, après le cintrage du tube (16), on referme ladite gorge annulaire (12) avec du mortier.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on creuse ladite gorge annulaire (12) dans ledit mortier à I'aide d'un jet d'eau (20) sous haute pression.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que pour le creusement de ladite gorge annulaire (12), on utilise un dispositif de coupe (10) comprenant un support rotatif (26) centré dans ledit tube (16) et muni d'une ou plusieurs buses (22) alimentées en eau sous haute pres sion.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit support rotatif (26) est centré dans le tube (16) à l'aide de trois bras télescopiques (28).
6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit support rotatif (26) est muni d'un arbre d'entraînement (32) agencé dans I'axe du tube (16) ; un support de guidage (34) centré dans le tube (16) à I'aide de trois bras télescopiques (28) guidant ledit arbre d'entrainement (32) à une certaine distance dudit support rotatif (26).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit tube en acier (16) est cintré à I'aide d'une cintreuse (42) qui com prend un sabot de cintrage fixe (44) situé au niveau de ladite gorge annu laire (12), ainsi qu'un sabot de cintrage mobile (46) et un sabot de butée (48) situés de part et d'autre de ladite gorge annulaire (12).
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une réfection du revtement de mortier (14) au niveau de ladite gorge annulaire (12) se fait après cintrage à I'aide d'un engin mécanique de réfec tion (52) introduit dans le tube (16).
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce l'on creuse au plusieurs gorges annulaires (12,12', 12", 12"') axialement espacées dans ledit revtement de mortier (14) d'un tronçon de conduite droit de tube ; et l'on cintre ensuite ledit tube en acier (16) au niveau de ces gorges annulai res (12,12', 12", 12"') de façon à obtenir une courbure quasi continue.
10. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par : un support rotatif (26) apte à tre centré dans ledit tube (16) ; au moins une buse de coupe (22) alimentée en eau sous haute pression porté par ledit support rotatif ; d'un arbre d'entraînement (32) connecté audit support rotatif (26) de façon à tre agencé dans I'axe du tube (16) lorsque ledit support rotatif (26) est cen tré dans ledit tube (16) ; et au moins un support de guidage (34) apte à tre centré dans ledit tube (16) pour guider ledit arbre d'entraînement (32) dans ledit tube (16) à une cer taine distance dudit support rotatif (26).
Description:
Procédé pour former des tronçons de conduite courbes avec des tubes en acier munis d'un revtement de mortier La présente invention concerne un procédé pour former des tronçons de conduite courbes avec des tubes en acier munis d'un revtement de mortier à l'intérieur du tube.

II est connu de réaliser des conduites d'adduction d'eau de grand diamètre avec des tubes en acier munis intérieurement d'une couche de protection constituée d'un mortier de ciment et extérieurement d'un revtement de protec- tion de PE ou de PP. Si le suivi d'un tracé rectiligne est facile avec ces tubes, le suivi d'un tracé courbe est une opération encore très fastidieuse.

II importe en effet de noter que le revtement de mortier de ces tubes est appliqué par centrifugation, ce qui ne peut se faire que sur des tubes droits. Or, une couche de mortier de protection appliquée sur la surface interne d'un tube droit, ne permet plus que de faibles déformations du tube droit. Ceci implique que quasi tous les tronçons de conduite courbes sont actuellement obtenus par soudage bout à bout de segments de coude, qui sont découpés sur des tubes droits munis de leur revtement intérieur de mortier. Deux approches sont connues pour la mise en oeuvre de ce procédé, qui nécessite d'effectuer des coupes et soudures elliptiques.

Selon la première approche, on effectue les coupes et soudures ellipti- ques sur des machines en atelier, et on fabrique ainsi en atelier des éléments courbes servant à réaliser un tronçon de conduite courbe sur le chantier. Cette approche permet d'obtenir une bonne qualité, mais nécessite naturellement une étude de tracé très précise, qu'il faut impérativement respecter sur le chantier.

La pose de la conduite en acier s'apparente dès lors fortement à la pose d'une conduite en fonte.

Selon la deuxième approche, on effectue les coupes et soudures ellipti- ques manuellement sur chantier. Si le tube à découper est déjà revtu extérieu- rement de PE ou PP, ce qui est le plus souvent le cas, on doit d'abord enlever ce revtement à l'endroit de la coupe elliptique. A cette fin, il faut généralement

chauffer le tube par intérieur à cet endroit, ce qui est non seulement une opération pénible, mais endommage aussi le revtement intérieur en mortier de ciment. Les coupes et soudures elliptiques sont ensuite réalisées manuellement sur les zones ainsi préparées. La réfection de la couche de mortier dégradée doit aussi tre effectuée manuellement. En effet, à cause des discontinuités géométriques au niveau des soudures elliptiques, ii est exclu d'effectuer cette réfection avec des engins mécaniques, tels que généralement utilisés sur le chantier pour la réfection du béton au niveau d'un joint de soudure entre deux tubes droits. La dernière étape concerne la réparation du revtement extérieur de PE ou PP au niveau des soudures elliptiques. La fabrication des tronçons de conduite courbes sur chantier a dès lors un caractère artisanal et rébarbatif, ce qui entraîne en général une qualité d'exécution médiocre.

L'objet de la présente invention est de proposer un procédé plus simple pour former des tronçons de conduite courbes de bonne qualité avec des tubes en acier munis d'un revtement de mortier qui recouvre la surface interne du tube. Conformément à l'invention, ce problème est résolu par un procédé selon la première revendication.

Pour former des tronçons de conduite courbes avec des tubes en acier munis d'un revtement de mortier qui recouvre la surface interne du tube, la présente invention propose de creuser au moins une gorge annulaire dans le revtement de mortier et de cintrer ensuite le tube en acier au niveau de cette gorge annulaire. Cette dernière constitue une discontinuité dans le revtement de mortier, qui permet un cintrage local du tube en acier sans ruiner le revte- ment indéformable de mortier. Après cintrage du tube, on peut refermer la ou les gorges avec du mortier, afin de restituer la continuité de la couche de revtement de mortier à l'intérieur du tube. Le procédé selon l'invention permet d'éviter les nombreuses coupes et soudures elliptiques, qui sont actuellement indispensables pour réaliser des tronçons de conduite courbes constituées de tubes en acier munies d'un revtement de mortier intérieur. Le présent procédé permet dès lors de sauvegarder la continuité du tube en acier et généralement aussi de son revtement extérieur en PE ou PP. La géométrie"cylindrique" interne du tube est elle aussi conservée, c'est-à-dire il n'y a plus les disconti-

nuités de section typiques pour les coudes assemblés par soudures elliptiques.

Mais surtout, le procédé selon l'invention permet de réaliser de façon économi- que des tracés compliqués, à courbure progressive, permettant une adaptation parfaite au terrain. Reste à noter que le procédé est parfaitement applicable sur chantier ambulant, avec des engins déjà employés sur chantier (telle qu'une cintreuse de tubes en acier) ou faciles à développer (tel qu'un dispositif de coupe à jets d'eau proposé plus bas), et ceci avec une excellente qualité de mise en oeuvre.

Le creusement de la gorge annulaire peut se faire de nombreuses façons, par exemple à I'aide d'une meule tronçonneuse ou d'un burin hydraulique.

Cependant, afin d'éviter un endommagement du tube en acier, on préfère creuser la gorge annulaire à l'aide d'un jet d'eau haute pression. On utilise à cette fin avantageusement un dispositif de coupe spécial, comprenant un support rotatif centré dans le tube et muni d'une ou plusieurs buses alimentées en eau sous haute pression.

Le tube en acier peut tre cintré à l'aide d'une cintreuse de tubes classi- que. Cette dernière comprend un sabot de cintrage fixe situé au niveau de la gorge annulaire creusée dans le revtement de mortier, ainsi qu'un sabot de cintrage mobile et un sabot de butée situés de part et d'autre de cette gorge annulaire.

II sera apprécié qu'on présente également des dispositifs spéciaux pour la mise en ceuvre du procédé.

D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée d'un mode de réalisation avantageux, qui est décrit ci- dessous à titre d'illustration, en se référant aux dessins annexés. Ceux-ci montrent de façon schématique : Fig. 1 : une coupe transversale à travers un tube en acier muni d'un revtement interne de mortier, lors du creusement d'une gorge annulaire dans le re- vtement interne à I'aide d'un dispositif spécial ;

Fig. 2 : une vue en perspective du tube de la Fig. 1, lors du creusement d'une gorge annulaire dans le revtement interne de mortier à I'aide d'un dis- positif spécial ; Fig. 3 : une coupe longitudinale du tube de la Fig. 1, dans une cintreuse de tubes ; Fig. 4 : une vue en plan d'un tronçon de conduite courbe réalisé selon le procédé de la présente invention ; Fig. 5 : une coupe longitudinale du tube après cintrage, lors du remplissage des gorges annulaires avec du mortier à l'aide d'un engin de réfection.

Les mmes références désignent des éléments identiques ou similaires sur les Figures.

Sur la Figure 1 on voit un dispositif de coupe spécial 10 en train de creu- ser une gorge annulaire 12 dans un mortier de ciment 14, qui forme une couche de protection interne d'un tube en acier 16 de grand diamètre. Cette gorge annulaire 12 s'étend en direction radiale jusqu'à la surface intérieure 18 du tube en acier 16. Elle est creusée à I'aide de jets d'eau 20 émis par deux buses 22, qui sont raccordées à une alimentation d'eau 24 sous haute pression et montées sur un support rotatif 26. Ce dernier est centré dans le tube 16 par l'intermédiaire de trois bras de centrage 28 espacés de 120°. Chacun des bras 28 est muni d'un galet 30,. de façon à ce que le support rotatif 26 puisse tre entraîné en rotation autour de I'axe du tube 16. Pour effectuer une gorge annulaire 12 complète de 360°, il suffit de tourner le support rotatif 26 de 180° dans un sens, respectivement de 90° dans un premier sens et de 90° dans le sens opposé. S'il est nécessaire d'élargir une gorge ainsi formée, il suffit de déplacer le support rotatif 26 en direction axiale pour effectuer une deuxième gorge à proximité immédiate de la première gorge. Reste à noter que les bras de centrage 28 sont de préférence des bras télescopiques, afin de pouvoir centrer le support rotatif 26 dans des tubes de différents diamètres intérieurs.

Sur la Figure 2 on voit que le support rotatif 26 est muni d'un arbre d'en- traînement 32 agencé dans I'axe du tube. Cet arbre 32 sert à entraîner le support rotatif 26 en rotation et à le positionner en direction axiale dans le tube 16. A une certaine distance du support de coupe 10,1'arbre 32 est avantageu-

sement supporté par un support de guidage 34, qui est de construction sembla- ble au support rotatif 26 décrit plus haut. L'arbre 32 peut tre entraîné soit manuellement, soit par un ou des moteurs. Cette remarque concerne aussi bien le mouvement de rotation, que le mouvement de translation.

Si on doit creuser plusieurs gorges espacés en direction axiale dans un tube 16, on réalise de préférence d'abord la gorge 12'qui est la plus éloignée de l'ouverture 38 du tube 16 à travers laquelle on a introduite le dispositif de coupe 10. Ensuite en retire ce dernier progressivement vers l'arrière, pour réaliser l'une après l'autre les autres gorges 12", 12. La gorge 12 située le plus près de l'ouverture 38 du tube 16 à travers laquelle on a introduite le dispositif de coupe 10, sera réalisée en dernier lieu.

Sur la Figure 3 on voit, dans une cintreuse 42 de tubes classique, un tube en acier 16 muni d'un revtement interne de mortier 14. Dans ce revtement 14 on a préalablement creusé trois gorges annulaires 12,12", 12"'espacées en direction axiale. La cintreuse 42 comprend un sabot de cintrage 44 fixe, qui est situé au niveau de la gorge annulaire médiane 12, ainsi qu'un sabot de cintrage mobile 46 et un sabot de butée 48 situés de part et d'autre de la gorge annu- laire médiane 12. D'un côté du sabot de cintrage fixe 44, le sabot de cintrage mobile 46 applique sur le tube 16 un moment de cintrage pour cintrer le tube 16 autour du sabot de cintrage fixe 44. De I'autre côté du sabot de cintrage fixe 44, le moment de réaction est repris par le sabot de butée 48. Lors du cintrage, la paroi 16 en acier du tube subit une déformation plastique au niveau du sabot de cintrage fixe 44. La gorge annulaire 12 dans le revtement de mortier constitue une discontinuité axiale de ce revtement 14 indéformable au niveau du sabot de cintrage fixe 44, de façon à ce que celui-ci ne soit pas affecté par le cintrage local du tube en acier 16. En d'autres mots, cette discontinuité évite la nais- sance de tensions dans le revtement de mortier 14, qui entraîneraient sa ruine. Les deux gorges supplémentaires 12", 12"', situées du côté du sabot de butée 48 et du sabot mobile 46, contribuent à une élimination complète de tensions de cintrage dans le revtement de mortier 10 indéformable. Ces gorges 12", 12"'sont en outre des endroits de cintrage supplémentaires, pour lesquels on peut répéter l'opération de cintrage susmentionnée, afin de réaliser

progressivement la courbure voulue.

La Figure 4 montre un tronçon de conduite courbe 50 réalisé selon le pro- cédé de la présente invention. Les multiples gorges annulaires 12,12', 12", 12"', qui ont été creusées dans le revtement interne de mortier 10 du tube en acier 16 préalablement au cintrage, sont repérés par des traits. On voit que ce procédé permet, avec un minimum de soudures, des tracés complexes avec une courbure quasi continue. II sera encore apprécié qu'un revtement externe de PE ou PP, qui a été appliqué en usine sur le tube droit, reste le plus souvent intact lors de l'opération de cintrage.

La Figure 5 montre le remplissage des gorges annulaires 12 avec du mor- tier à I'aide d'un engin de réfection mécanique 52, tel qu'il est par exemple utilisé pour la réfection du revtement de mortier 14 au niveau des joints de soudure entre tubes droits. II sera apprécié que l'utilisation d'un tel engin mécanique 52 devient possible, puisque le cintrage à froid évite les disconti- nuités dans la géométrie"cylindrique"de la section de passage du tube 16, qui sont typiques pour des tronçons de conduite courbes obtenus par coupes et soudures elliptiques.