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"Procédé de fabrication de tuyau en feuillard enroulé en hélice et tuyaux ainsi fabriqués"
On sait que les tuyaux métalliques sont généralement fabriqués en utilisant une feuille de tôle d'acier rectangu- laire de dimension définie, roulée dans sa longueur en forme cylindrique et dont les bords ainsi rapprochés sont soudés sui- vant une génératrice du cylindre formé.
On obtient ainsi des tuyaux de diamètre défini, mais dont la longueur, relativement courte est limitée par la longueur des tôles employées, d'une part, mais surtout par la longueur utile des machines servant à cisailler et à rouler lesdites tôles. Il faut donc, par la suite, assembler ces tuyaux entre eux en les soudant bout à bout, pour obtenir les longueurs utiles désirées.
Un tel procédé de fabrication est peu rapide et coû- teux, et il exige beaucoup de main d'oeuvre.
C'est pourquoi on a déjà proposé de fabriquer des tuyaux métalliques en enroulant en hélice un feuillard et en
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soudant bord à bord les spires successives formées par le feuil- lard. Ce procédé permet une fabrication continue de longueurs quelconques de tuyau, mais la soudure bord à bord des spires présente des difficultés gênantes et la fabrication ne donne pas toujours entière satisfaction.
La présente invention a pour objet un nouveau procédé de fabrication de tuyaux en feuillard enroulé en hélice, ce pro- cédé étant conçu pour que la solidarisation des bords se trouve facilitée et surtout pour que cette jonction assure en même temps le renforcement des tuyaux formés.
En effet le procédé selon l'invention est essentiel- lement caractérisé en ce qu'on effectue la solidarisation des bords jointifs des spires en recouvrant la face externe ou in- terne desdits bords par une surépaisseur de métal puis en soli- darisant celle-ci avec les bords par soudure, cette surépaisseur de métal étant suffisamment large et épaisse pour constituer simultanément une nervure hélicoïdale formant une frette de ren- forcement autour du tuyau. Ainsi, en effectuant la solidarisa- tion des bords des spires du feuillard, on .réalise en même temps le renforcement du tuyau puisque les moyens de jonction, c'est-à- dire la surépaisseur métallique de recouvrement des bords, cons- tituent en même temps une frette hélicoïdale.
Pour obtenir un effet de frette efficace, on emploie en général un feuillard de largeur au maximum égale au diamètre des tuyaux ou tubes à réaliser de façon que la frette hélicoïdale formée par la surépaisseur de jonction des bords des spires ait elle-même un pas égal au maximum du'diamètre du tuyau correspon- dant. Cette norme concernant le pas de l'hélice adopté pour la fabrication d'un tuyau de diamètre déterminé n'est cependant pas limitative dans le procédé décrit selon l'invention.
La surépaisseur métallique du recouvrement et de jonc- tion des bords des spires du feuillard peut être soit une bande métallique rapportée enroulée en hélice sur la face externe ou interne desdits bords et soudée sur ceux-ci, soit un de ces bords mêmes coudés deux fois à angle droit pour recouvrir l'autre
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en formant une bande plate en surépaisseur soudée sur celui-ci, soit même un cordon renforcé de soudure suffisamment épais et large pour recouvrir les deux bords et jouer à la fois son rôle de moyen de jonction et celui de frette hélicoïdale.
La présente invention a également pour objet les tu- yaux fabriqués suivant ce procédé avec un feuillard enroulé en hélice, et caractérisés en ce que les bords adjacents des spires du feuillard sont solidarisés par une surépaisseur métallique soudée recouvrant leur face externe ou interne et constituant en même temps une nervure hélicoïdale formant une frette de renfor- cement autour du tuyau.
Du reste d'autres particularités des tuyaux et de leur procédé de fabrication selon l'invention apparaîtront au cours de la description suivante de quelques exemples de réalisation possibles, cette description étant donnée en référence au dessin annexé ci-joint à simple titre indicatif, dessin sur lequel : La fig. 1 est une vue en perspective d'un tuyau fabriqué selon le procédé objet de l'invention ; Les figs. 2 à 5 sont des vues partielles en coupe de quatre for- mes différentes de réalisation de tuyaux selon l'in- vention ; La fig. 6 est une vue partielle en coupe d'une autre forme de réalisation possible du tuyau ; La fig. 7 est une vue partielle en perspective d'une fraction du feuillard utilisé pour cette dernière forme de réali- sation.
Le tuyau représenté sur la fig. 1 est constitué par un feuillard métallique laminé ± enroulé en hélice de façon que les bords hl et h2 des spires formées soient jointifs. Confor- mément à l'invention, la solidarisation de ces bords jointifs est assurée par une bande métallique i qui recouvre leur face externe et est fixée par soudure, par exemple par soudure à l'arc avec deux cordons de soudure jl et j2.
Pour la fabrication de ce tuyau on assure l'enroule- ment en hélice de la bande métallique i au fur et à mesure de
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la formation du tuyau par enroulement du feuillard g lui-même, et on effectue la soudure de la bande i également au fur et à mesure de l'enroulement de l'ensemble. Ainsi la fabrication est continue.
Dans le tuyau obtenu la bande rapportée i assure non seulement la solidarisation des bords jl et j2, mais également le renforcement du tuyau puisqu'elle constitue une surépaisseur métallique de forme hélicoïdale entourant le tuyau sur toute sa longueur.
Dans certains cas, pour que la frette ainsi constituée soit particulièrement efficace, on peut donner de préférence à cette bande hélicoïdale, un pas d'enroulement au maximum égal au diamètre du tuyau. A cet effet, il suffit d'employer pour la fabrication du tuyau un feuillard de largeur au maximum égale au diamètre du tuyau à fabriquer puisque le pas d'enroulement est naturellement égal à la largeur du feuillard enroulé.
La fig. 3 représente une autre forme de réalisation d'un tuyau selon l'invention où la solidarisation et le frettage des spires du feuillaid sont assurés par une bande métallique k rapportée sur la face intérieure des bords jointifs des spires.
Pour que cette bande ne fasse aucune saillie à l'intérieur du tuyau, les bords 11 et 13 des spires du feuillard m sont conve- nablement coudés et forment une gorge hélicoïdale interne dans laquelle la bande k se trouve logée. La solidarisation de l'en- semble est assurée par un cordon de soudure n.
La fig. 4 représente une variante de cette forme de réalisation où le tuyau est constitué par un feuillard laminé o enroulé en hélice et dont les bords p1 et p2 sont très légèrement relevés vers l'extérieur, de façon à former une rainure héli- coïdale r sur la face intérieure du tuyau. Une bande métallique s est enroulée en hélice et logée dans cette rainure, cette bande ayant une section de forme sensiblement identique à celle de la rainure.
Sur leur face extérieure, les deux bords relevés join- tifs pl et p2 forment une autre rainure entre les branches de
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leurs extrémités, cette rainure présentant une section en forme de V. Les bords jointifs p1 et p2 sont solidarisés entre eux par un cordon de soudure t qui vient remplir cette rainure externe et souder la face externe de la bande s aux bords p1 et p2. Il convient de noter que la bande empêche la soudure de passer entre les bords p1 et p2 et de couler à l'intérieur du tuyau. On peut encore remarquer que le cordon de soudure t est réalisé de façon à englober les extrémités des bords p1 et 2 et à former une ner- vure hélicoïdale ayant l'apparence extérieure d'un cordon de sec- tion semi-circulaire.
A l'intérieur du tuyau, la bande ne fait pratiquement pas saillie car elle est logée dans la rainure r, de sorte que l'écoulement des fluides à l'intérieur du tuyau ne se trouve pas entravé.
Dans ces différentes formes de réalisation, la bande métallique rapportée i,k ou t, qui assure non seulement la soli- darisation des spires du feuillard mais encore le renforcement du tuyau, peut être d'épaisseur et de largeur déterminées pour que la frette constituée présente une résistance répondant aux conditions des utilisations envisagées.
Eventuellement l'apport de métal sur les bords join- tifs des spires du feuillard enroulé en hélice peut se faire non plus sous la forme d'une bande métallique rapportée, mais sous celle d'un cordon de soudure renforcé u suffisamment épais et large pour assurer non seulement la solidarisation des bords jointifs plans vl et v2 du feuillard w, mais encore le renfor- cement du tuyau formé en constituant une nervure hélicoidale en surépaisseur (voir fig. 5). Dans cette réalisation le cordon de soudure n'est pas un simple cordon de soudure pour une solida- risation bord à bord des spires, mais un apport de métal suffi- sant pour constituer effectivement une nervure hélicoïdale for- mant une frette de renforcement.
Dans une autre forme de réalisation encore, qui est représentée aux figs. 6 et 7, la surépaisseur métallique utilisée pour la solidarisation des spires du feuillard et le renforcement du tuyau est une bande métallique constituée par l'un des bords
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@ mêmes du feuillard convenablement préparé à cet effet.
L'on des bords b2 de ce feuillard a ne subit aucune déformation, tandis que l'autre bord bl est coudé deux fois à angle droit, et l'en- roulement du feuillard est réalisé de façon que ce bord bl vienne recouvrir le bord b2 de la spire voisine en formant au-dessus de lui une bande métallique plate en surépaisseur. Cette bande est soudée sur le bord b2 soit par soudure à l'arc avec un cordon de soudure à son extrémité, soit par soudure électrique par ré- sistance, à la molette par exemple si le feuillard est suffisam- ment mince.
En pratique la soudure est effectuée par résistance électrique lorsque le feuillard est peu épais, par exemple d'é- paisseur inférieure à 3 mm. Cette soudure par résistance élec- trique est réalisée au fur et à mesure de l'enroulement du feuil- lard au moyen de deux molettes métalliques de soudure électrique entre lesquelles passent les bords bl et b2 peu après leur su- perposition. Cependant si le tuyau doit être en feuillard d'é- paisseur supérieure à 3 mm, on ne peut plus procéder à la soudure électrique par résistance et on doit effectuer une soudure à l'arc avec un cordon de soudure hélicoïdal.
Du reste si le feuillard est très épais, on abandonne la forme de réalisation représentée aux figs. 6 et 7 qui implique la formation de deux coudes à angle droit sur le bord bl, pour adopter la forme de réalisation de la fig. 3 ou celle de la fig. 4 où les coudes formés sur les bords ont un grand rayon ou celle de la fig. 5. On peut même adopter la forme de réalisation de la fig. 2 pour les feuillards d'épaisseur encore plus importante.
Dans tous les cas, la soudure est alors réalisée par soudure à l'arc avec un ou deux cordons de soudure, ou double cordon.
Dans tous ces tuyaux la surépaisseur métallique réa- lisée d'une façon ou d'une autre constitue une bande plate ou une nervure en forme de cordon peu épais et n'offrant pas d'as- pérités, contrairement à ce qui se présenterait si on relevait purement et simplement les bords pour les souder l'un à l'autre.
Ainsi cette bande ou nervure ne peut pas constituer un relief
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gênant à l'extérieur ou une aspérité entravant l'écoulement de fluides à l'intérieur des tuyaux.
De plus cette bande plate ou ce cordon constitue une frette particulièrement efficace. En effet des essais comparatifs ont prouvé qu'un tuyau de 90 mm de diamètre fabriqué selon l'in- vention à partir d'an feuillard en tôle d'acier de 125/100e d'é- paisseur peut supporter une pression intérieure de 173 kg/cm2 au maximum alors qu'un tuyau ordinaire du même diamètre en tôle d'acier d'épaisseur analogue (130/100e), enroulée sur elle-même et soudée suivant une génératrice du tuyau, ne peut supporter au maximum qu'une pression intérieure de 87 kg/cm. Ce résultat est particulièrement avantageux, car il permet de réaliser soit des tuyaux plus résistants avec des tôles de même épaisseur que celle des tuyaux normaux, soit des tuyaux de même résistance avec des tôles plus minces,
donc moins coûteuses et moins lourdes.
REVENDICATIONS 1)- Procédé de fabrication de tuyaux en feuillard métallique enroulé en hélice, procédé caractérisé en ce qu'on effectue la solidarisation des bords jointifs des spires en recou- vrant la face externe ou interne desdits bords par une suré- paisseur de métal puis en solidarisant celle-ci avec les bords par soudure, cette surépaisseur de métal étant suffi- samment large et épaisse pour constituer simultanément une nervure hélicoïdale formant une frette de renforcement autour du tuyau.