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Nouvelles canalisations précalorifugées et reseaux de transport de fluide realises ä partir des dites canalisations.
L'invention est relative à des canalisations précalorifu- gees et aux réseaux de transport de fluides à des températures généralement tres différentes de la temperature ambiante, et aux réseaux de transport réalisés partir des dites canalisations. Elle concerne plus particulièrement des canalisations précalorifugées incluant au contact meine du tuyau caloporteur une ou plusieurs gaines servant à "tracer"le dit tuyau avec une resistance chauffante ou avec un fluide circulant.
Le "traçage" consiste à assurer un apport de calories ou de frigories et généralement ä compenser les échanges thermiques avec l'ambiance, c'est-a-dire ä suppléer ä l'imperfection du calorifugeage ou a faire un apport re- quis par les besoins du procédé dans lequel le systeme est incorporé.
Le calorifugeage des canalisations est une technique bien connue, réalisée de longue date en enroulant autour de la canalisation a protéger un ruban de matiere isolante telle que laine de roche, et en protégeant la dite laine de roche de l'arrachement ou de la penetration d'humidité par un couple de demi-coquilles métalliques. Un tel calorifugeage n'a généralement qu'une durabilité limitée. On sait aussi, et depuis longtemps, "tracer" de telles canalisations à l'aide d'un fluide auxiliaire ou d'une resistance chauffante pour assurer le maintien en température du fluide. transporté, le réseau de traçage étant mis en place ä titre definitif dès avant la pose du calorifugeage.
Pour le cas oü un tel réseau de traçage n'aurait pas été mis en place, ou devrait être remplace, la depose complete du calorifuge autour du réseau de transport de fluide deviént impérative et s'avère en general tres coûteuse.
Depuis quelques années, on a vu apparaltre sur le marché des calorifugeages formés d'une mousse rigide de matière plastique (généralement une mousse de polyuréthane) protégée des chocs exterieurs par gaine cylindrique
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continue et étanche. réalisée à partir d'un tuyau, généralement en matière plastique et plus particulièrement en polyéthylène à haute densite.
Jusqu'à présent de telles canalisations ne comportaient aucun système incorporé destine au "traçage", ce qui interdisait de poser apres coup un tel réseau de traçage une fois le réseau de canalisation définitivement installé.
C'est ce à quoi tend ä pallier le genre nouveau de canalisations précalorifugées. objet de la presente invention.
Conformément A cette invention et aux divers modes de réalisation qui s'y rapportent, les nouvelles canalisations precalorifugees dont il est ici question sont constituées de manière connue d'un tuyau central destiné au transport d'un fluide et réalisé en une matiere convenant au fluide vehicu- lé. le dit tuyau étant revetu sur toute sa périphérie d'une couche d'épaisseur sensiblement constante d'un matériau isolant ä structure généralement cellulaire. lui-même revêtu d'une gaine cylindrique fermée réalisée de préférence ä l'aide d'une épaisseur substancielle d'un materiau hydrofuge, ces nouvelles canalisations (tant principalement caractérisees en ce que.
avant mise en place du matériau isolant servant de couche intermediaire entre le tubage exterieur et le tuyau de transport du fluide concerne, on positionne au contact de ce dernier une ou plusieurs gaines de tracage continues ä l'intérieur desquelles des sources ou puits d'énergie thermiques pourront être poses aux fins de maintenir le fluide circulant A la temperature voulue pour permettre son transport ou le maintien de ses propriétés d'état.
Un premier mode de réalisation préféré de l'invention consiste ä garnir la ou les gaines de traçage définies cidessus par un ruban electrique autoregulant qui, mis sous tension electrique, développe de façon uniformément répartie la chaleur à fournir au fluide circulant pour maintenir sa temperature dans les limites voulues. II est ainsi possible de remplacer cette resistance par un tire-câbles permettant
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de mettre ce ruban chauffant en place après un certain laps de temps suivant l'installation définitive du reseau réalisé ä partir des nouvelles canalisations objets de 11 invention.
En corollaire, ces nouvelles canalisations permettent une intervention facile et éconmique au niveau de l'élément traceur tant pour son entretien ou sa reparation que pour son remplacement éventuel. De plus ces nouvelles canalisations permettent de réaliser le traçage d'un réseau complet ä l'aide d'un ruban chauffant en une seule pièce, sans "jonctions" entre éléments précalorifugés, ce qui constitue un avantage tres important pour l'entretien de l'installation et réduit au maximum les risques afferents aux jonctions entre câbles.
Un autre mode de réalisation préféré de l'invention consiste ä enfiler dans les gaines de traçage des conduits étanches généralement en polytétrafluoréthylène (PTFE), ä l'interieur desquels on peut faire circuler un fluide chaud (huile. eau ou vapeur) pour obtenir le même effet.
Bien entendu ces deux modes préférés de réalisation peuvent être utilisés séparément ou simuttanement, en parallèle ou en série ä l'intérieur d'un même réseau de transport de fluide. En outre, selon le diametre du tube intérieur, la vitesse et la quantité d'energie calorifique ä fournir ou ä soutirer du fluide existant. il est possible d'introduire dans les canalisations précalorifugées réalisées conformément a l'invention une ou plusieurs gaines de traçage montees selon le besoin soit parallèlement A une génératrice du tube interieur, soit par enroulement hélicoIdal autour du dit tube.
Les canalisations realisees selon l'un quelconque des modes precedents peuvent, pour une plus grande sécurité d'emploi, être éuqipés en complement de ce qui précède, d'un système de detection de fuite généralement compose de deux fils métalliques installds dans le calorifuge sur toute la longueur du réseau, qui permettent de détecter et de localiser. à l'aide d'une électronique convenable. toute fuite qui
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surviendrait dans le circuit du fluide circulant.
De même, il semble préférable d'assurer un "pontage thermique" entre la gaine de "traçage" et le tuyau à précalorifuger, ä l'aide d'un ruban métallique realise de prate- rence dans un métal conduisant bien la chaleur (Aluminium, cuivre ou autre), et ce pour assurer une meilleure repartition des gradients de température et améliorer le rendement du système "traceur".
A titre d'exemples illustratifs et non limitatifs de l'invention, et par reference au dessin ci-annexé des canalisations precalorifugees conformes a l'invention peuvent se réaliser en s'y prenant comme suit ou de manière analogue :
Exemple n01 : Objet : Précalorifugeage d'une longueur de 6 metres de tube acier galvanise de diamètre exterieur 41 mm avec gaine de traçage permettant de recevoir un ruban autoregulant du commerce de capacité 10 W/m ä 0 C, le tube devant être affecte ä la réalisation d'une tuyauterie ä eau potable exposée aux intempéries. La gaine de traçage (i) est réalisée A l'aide d'un pro- fil en forme de U.
Matériel necessaire : - une longueur de 6 m de tube en acier galvanisé DN32 (c) - une longueur de 6 m de fer en forme de U laminé à froid largeur 15 mm, hauteur d'aile 10 mm (i) - 6, 5 m de bande autocollante (h) en aluminium 50 mm, épais- seur 0, 2 mm, dont la colle est réputée présenter une tres faible resistance ä la transmission de la chaleur.
- 5.6 m de tube de polyethylene haute densité (a) de dame- tre extérieur 110 mm, épaisseur de parol 3 mm.
- 8 centreurs (k) en étoile en polyéthylène haute densité, suivant standard commercial, hauteur d'ailettes comprise entre 30 et 32 mm.
- 7 m de fil en acier galvanisé (d) de diamètre 2 mm.
- 6 m de film PVC autocollant (j) épaisseur 0,2 mm . largeur
100 mm
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- ruban electrique autoregulant du commerce d'une capacité de 10 W/m à 0 C, à courbe tombante telle que la capacité et
70 C soit pratiquement nulle.
Procedure : - Dégraisser convenablement le tuyau à precalorifuger (c) et le profil acier en forme de U (i), ä l'aide de trichlor- ethylene technique.
- Poser le fil d'acier galvanisé (d) suivant une génératrice du tuyau ä calorifuger.
- Poser le profil en forme de U (i) suivant une génératrice du tuyau ä calorifuger (c) et ä califourchon sur le fil en acier galvanisé (d), ailes du profil orlentées vers le
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tuyau de façon à créer un canal ferm6 dans lequel est incorporé le fil.
- en U (i) sur le tuyau ä l'aide de quatre morceaux de bandes d'aluminium autocollant, longueur envi- ron 100 mm, poses perpendiculairement ä l'axe du tuyau.
- Derouler 6 m de bande autocollante (h) en aluminium cen- tree sur le dos du profila U en acier (i), la face autocollante (tant appliquée sur ce même profilé U.
Presser soigneusement cette bande sur le dos du profilé U ä l'aide d'un chiffon et rabattre progressivement la bande le long des ailes du profilé U et sur le tuyau A calorifu- ger de façon ä obtenir un ensemble hermétique.
- Protéger l'ensemble ainsi aluminisé ä l'aide d'une bande en PVC autocollant (j).
- Poser les huit centreurs (k) de façon reguliere et en des points équidistants le long du tube à calorifuger.
- Enfiler Ja gaine (a) en polyéthylène haute densité de diamètre 110 mm par dessus les centreurs et de façon ä laisser ä chaque extrémité du tuyau ä calorifuger une lon- gueur libre d'environ 200 mm, - Préparer les extrémités de l'ensemble selon les besoins du procédé de moussage dont on dispose.
- Proceder au moussage suivant la procedure qu'il convient et bien connue de l'homme de l'art.
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- Après installation du tuyau dans le réseau auquel il est destiné, se servir du fil galvanise pour enfiler le ruban autorégulant.
Exemple n 2 : Objet : Précalorifugeage d'une longueur de 7 m de tube en acier inoxydable 316L sans soudure de diambtre exté- rieur de 33 mm, avec gaine de "traçage" permettant de recevoir un tube traceur à huile chaude (100 C), et destinée ä la réalisation d'un réseau pour vehi- culer une solution de polydefine gélifiant ä 60oC.
Matériel nécessaire : - une longueur de 7 m de tube en acier inoxydable 316L -
DN25 (c) - une longueur de 7 m de tube acier (i) type gaine pour câbles électriques, diamètre Interieur 13 mm - 7, 5 m de bande autocollante (h) en aluminium de 50 mm de largeur, épaisseur de 0, 2 mm - 6, 6 m de tube en polyethylene haute densité (a) de dame- tre exterieur 125 mm, épaisseur de paroi 3 mm - B centreurs (k) en étoile en polyethylene haute densité, suivant standard du commerce, hauteur des ailettes entre
41 et 43 mm - 8 m de fil galvanisé (d) de diamètre 2 mm - 7 m de film PVC autocollant (j), épaisseur 0,2 mm, largeur
100 mm - tube en PVDF de diamètre extérieur 10 mm Procédure :
Suivre la procédure de l'Exempte n01 ci-avant, en remplaçant le profil U (i) par le tube acier (i) diametre 13 mm. Ce tube rigide sera comme il se doit applique contre le tube ä calorifuger et suivant une génératrice de celui-ci. Le fil gal- vanisé (d), sera enfilé dans la gaine de traçage (i) en vue de son utilisation ultérieure pour la pose du tube"traceur"en PVDF.
Exemple n 3 : Objet : Precalorifugeage d'une longueur de 10 m de tube en
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polypropylène de diamètre extérieur de 355 mm, avec gaine de "traçage" permettant de recevoir un ruban electrique autoregulant d'une capacité de 10 W/m à OOC et destinée ä la réalisation d'un réseau pour véhiculer une solution diluée d'acide chlorhydrique, l'ensemble necessitant un apport caloriflque corres- pondant ä trois fois la capacité du ruban autorégu- lant au metre courant.
Matériel nécessaire : - une longueur de 10 m de tube en polypropylène (c), diamè- tre extérieur 355 mm, PN10 - une longueur de 30 m de tube flexible en acier (i), type gaine flexible pour câbles électriques, diametre intérieur
13 mm - 30 m de bande autocollante (h) en aluminium de 50 mm de largeur.
épaisseur 0, 2 mm - 9, 6 m de tube en polyéthylène haute densité (a) de diamè- tre extérieur 450 mm, épaisseur 8 mm - 8 centreurs (k) en étoile en polyéthylène haute densité, suivant standard de commerce ou realises de façon artisa- nale, hauteur des ailettes comprise entre 35 et 37 mm - 30 m de fil galvanise (d) de diamètre 2 mm - 30 m de film PVC autocollant (j), épaisseur 0,2 mm, la, rgeur 100 mm
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- d'une capacité de 10 W/m A OOC Procedure : Suivre la procedure de l'Exemple n01 ci-avant en remplacant le profil U (i) par le tube acier flexible (i) diamètre 13 mm.
Ce tube flexible (i) sera pose en spirale régulière sur le tuyau ä calorifuger et de façon ä ce que la gaine de "traçage" enroulée ait une longueur développée de 30 m, en contact avec le tuyau à calorifuger.
Bien entendu, les exemples qui precedent, appliqués à des tronçons droits peuvent être étendus à tous tronçons plus complexes permettant de réaliser des réseaux complets
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de canalisations conformes à l'invention, celle-ci incluant tous modes de réalisation analogues ou équivalents dont l'homme de l'art peut avoir connaissance.
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New pre-insulated pipes and fluid transport networks produced from said pipes.
The invention relates to pre-heat pipes and to networks for transporting fluids at temperatures generally very different from ambient temperature, and to transport networks produced from said pipes. It relates more particularly to pre-insulated pipes including, in close contact with the heat pipe, one or more sheaths used to "trace" said pipe with a heating resistance or with a circulating fluid.
"Tracing" consists in ensuring an intake of calories or frigories and generally in compensating for the heat exchanges with the atmosphere, that is to say in compensating for the imperfection of the insulation or in making an intake required by the needs of the process in which the system is incorporated.
The insulation of pipes is a well-known technique, carried out for a long time by wrapping around the pipe to protect a tape of insulating material such as rock wool, and by protecting said rock wool from tearing or penetration from humidity by a couple of metal half-shells. Such insulation generally has only limited durability. It has also been known for a long time to "trace" such pipes using an auxiliary fluid or a heating resistor to maintain the temperature of the fluid. transported, the tracing network being set up definitively from before the installation of the thermal insulation.
In the event that such a tracing network has not been put in place, or should be replaced, the complete removal of the insulation around the fluid transport network becomes imperative and generally turns out to be very expensive.
In recent years, we have seen the appearance on the market of thermal insulation formed from a rigid plastic foam (generally a polyurethane foam) protected from external shocks by a cylindrical sheath
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continuous and waterproof. made from a pipe, generally made of plastic and more particularly of high density polyethylene.
Until now, such pipelines did not include any incorporated system intended for "tracing", which made it impossible to lay such a tracing network after the fact once the network of pipelines was finally installed.
This is what tends to compensate for the new kind of pre-insulated pipes. subject of the present invention.
In accordance with this invention and the various embodiments which relate to it, the new preheated pipes referred to here are constituted in a known manner of a central pipe intended for the transport of a fluid and made of a material suitable for the fluid vehicle. said pipe being coated over its entire periphery with a layer of substantially constant thickness of an insulating material with a generally cellular structure. itself coated with a closed cylindrical sheath preferably produced using a substantial thickness of a water-repellent material, these new pipes (both mainly characterized in that.
before placing the insulating material serving as an intermediate layer between the external casing and the pipe for transporting the fluid concerned, one or more continuous tracing sheaths are positioned in contact with the latter, inside which energy sources or sinks thermal may be installed to maintain the circulating fluid at the desired temperature to allow its transport or the maintenance of its state properties.
A first preferred embodiment of the invention consists in lining the tracing sheath (s) defined above with a self-regulating electrical tape which, when energized, develops uniformly distributed heat to be supplied to the circulating fluid to maintain its temperature in the desired limits. It is thus possible to replace this resistance by a cable puller allowing
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to put this heating tape in place after a certain period of time following the final installation of the network made from the new pipes object of the invention.
As a corollary, these new pipes allow an easy and economical intervention at the level of the tracer element as well for its maintenance or repair as for its possible replacement. In addition, these new pipes allow the tracing of a complete network using a heating tape in one piece, without "junctions" between pre-insulated elements, which is a very important advantage for the maintenance of the installation and minimizes the risks associated with cable connections.
Another preferred embodiment of the invention consists in threading in the tracing sheaths sealed conduits generally made of polytetrafluoroethylene (PTFE), inside which a hot fluid (oil, water or steam) can be circulated to obtain the same effect.
Of course, these two preferred embodiments can be used separately or simultaneously, in parallel or in series within the same fluid transport network. In addition, depending on the diameter of the inner tube, the speed and the amount of heat energy to be supplied or withdrawn from the existing fluid. it is possible to introduce into the pre-insulated pipes produced in accordance with the invention one or more tracing sheaths mounted as required either parallel to a generator of the inner tube, or by helical winding around said tube.
The pipes produced according to any one of the preceding modes can, for greater safety of use, be equipped in addition to the above, with a leak detection system generally composed of two metal wires installed in the heat insulation on the entire length of the network, which allow to detect and locate. using suitable electronics. any leak that
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would occur in the circulating fluid circuit.
Likewise, it seems preferable to ensure a "thermal bridging" between the "tracing" sheath and the pipe to be pre-insulated, using a metallic tape made preferably in a metal which conducts heat well (Aluminum , copper or other), to ensure a better distribution of temperature gradients and improve the efficiency of the "tracer" system.
By way of illustrative and nonlimiting examples of the invention, and with reference to the attached drawing, preheated pipes in accordance with the invention can be produced by taking it as follows or in a similar manner:
Example n01: Object: Pre-insulating with a length of 6 meters of galvanized steel tube with outside diameter 41 mm with tracing sheath allowing to receive a self-regulating commercial tape of capacity 10 W / m at 0 C, the tube to be assigned to the creation of piping for drinking water exposed to the weather. The tracing sheath (i) is produced using a U-shaped profile.
Material required: - a length of 6 m of galvanized steel tube DN32 (c) - a length of 6 m of cold-rolled U-shaped iron, width 15 mm, wing height 10 mm (i) - 6, 5 m of self-adhesive strip (h) of aluminum 50 mm, thickness 0.2 mm, the glue of which is reputed to have very low resistance to heat transmission.
- 5.6 m of high density polyethylene tubing (a) with 110 mm outer mast, 3 mm parol thickness.
- 8 centralizers (k) in star in high density polyethylene, according to commercial standard, height of fins between 30 and 32 mm.
- 7 m of galvanized steel wire (d) with a diameter of 2 mm.
- 6 m of 0.2 mm thick self-adhesive PVC film (j). width
100 mm
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- commercial self-regulating electrical tape with a capacity of 10 W / m at 0 C, with a falling curve such as the capacity and
70 C is practically zero.
Procedure: - Degrease the pipe to be pre-insulated (c) and the steel profile in a U-shape (i), using technical trichlorethylene.
- Lay the galvanized steel wire (d) along a generatrix of the pipe to be insulated.
- Place the U-shaped profile (i) along a generatrix of the insulating pipe (c) and astride the galvanized steel wire (d), profile wings oriented towards the
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pipe so as to create a closed channel in which the wire is incorporated.
- U-shaped (i) on the pipe using four pieces of self-adhesive aluminum strips, length approximately 100 mm, laid perpendicular to the axis of the pipe.
- Unroll 6 m of self-adhesive strip (h) in aluminum center on the back of the steel U profile (i), the self-adhesive side (so applied to this same U profile.
Carefully press this strip onto the back of the U profile with a cloth and gradually fold the strip down along the wings of the U profile and onto the pipe A to be insulated so as to obtain a hermetic assembly.
- Protect the assembly thus aluminized using a self-adhesive PVC strip (j).
- Install the eight centralizers (k) regularly and at equidistant points along the tube to be insulated.
- Thread the sheath (a) in high density polyethylene 110 mm in diameter over the centralizers and so as to leave at each end of the pipe to be insulated a free length of approximately 200 mm, - Prepare the ends of the assembly according to the needs of the foaming process available.
- Proceed with foaming according to the procedure which is suitable and well known to those skilled in the art.
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- After installing the pipe in the network for which it is intended, use the galvanized wire to thread the self-regulating tape.
Example No. 2: Object: Pre-insulating with a length of 7 m of 316L stainless steel tube, seamless, with an outside diameter of 33 mm, with a "tracing" sheath enabling a hot oil (100 C) tracer tube to be received. , and intended for the creation of a network for conveying a solution of polydefine gelling at 60oC.
Material required: - a length of 7 m of 316L stainless steel tube -
DN25 (c) - a length of 7 m of steel tube (i) sheath type for electric cables, Inside diameter 13 mm - 7.5 m of aluminum adhesive tape (h) 50 mm wide, thickness 0.2 mm - 6, 6 m of high density polyethylene tube (a) of 125 mm outer mast, wall thickness 3 mm - B centering (k) in high density polyethylene, according to commercial standard, height of the fins between
41 and 43 mm - 8 m of galvanized wire (d) with a diameter of 2 mm - 7 m of self-adhesive PVC film (j), thickness 0.2 mm, width
100 mm - PVDF tube with external diameter 10 mm Procedure:
Follow the procedure in Example n01 above, replacing the U profile (i) with the steel tube (i), diameter 13 mm. This rigid tube will be as it should be applied against the tube to be insulated and along a generatrix thereof. The galvanized wire (d) will be threaded into the tracing sheath (i) with a view to its subsequent use for laying the PVDF "tracer" tube.
Example No. 3: Object: Pre-insulation with a length of 10 m of tube in
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polypropylene with an external diameter of 355 mm, with a "tracing" sheath allowing to receive a self-regulating electrical tape with a capacity of 10 W / m at OOC and intended for the realization of a network for conveying a dilute solution of hydrochloric acid , the assembly requiring a heat input corresponding to three times the capacity of the self-regulating tape per running meter.
Materials needed: - a length of 10 m of polypropylene tube (c), external diameter 355 mm, PN10 - a length of 30 m of flexible steel tube (i), flexible sheath type for electrical cables, internal diameter
13 mm - 30 m of self-adhesive strip (h) of aluminum 50 mm wide.
thickness 0.2 mm - 9.6 m of high density polyethylene tube (a) with external diameter 450 mm, thickness 8 mm - 8 centralizers (k) in star made of high density polyethylene, according to commercial standard or produced from artisanally, height of the fins between 35 and 37 mm - 30 m of galvanized wire (d) with a diameter of 2 mm - 30 m of self-adhesive PVC film (j), thickness 0.2 mm, width 100 mm
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- with a capacity of 10 W / m A OOC Procedure: Follow the procedure in Example n01 above, replacing the profile U (i) with the flexible steel tube (i), diameter 13 mm.
This flexible tube (i) will be laid in a regular spiral on the insulating pipe and so that the coiled "tracing" sheath has a developed length of 30 m, in contact with the insulating pipe.
Of course, the above examples, applied to straight sections can be extended to all more complex sections allowing the creation of complete networks.
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of pipes in accordance with the invention, the latter including all analogous or equivalent embodiments of which those skilled in the art can be aware.