BE894109A - Solidarisation par thermosoudage electrique d'un manchon et assemblage des tubes protecteurs des gaines isolantes de conduites destinees au chauffage urbain - Google Patents

Description

  Solidarisation par thermosoudage électrique

  
d'un manchon et assemblage des tubes protecteurs des gaines isolantes de conduites

  
destinées au chauffage urbain La présente invention a pour objet un procédé pour relier à l'aide d'un manchon,par thermosoudage électrique, des tubes protecteurs en matière plastique soudable d'une gaine isolante de tuyaux transportant un fluide.

  
Elle trouve notamment des applications dans

  
le montage de tuyaux caloporteurs calorifugés destinés au chauffage urbain ou à celui de tuyaux cryogéniques munis d'une gaine isolante pour installation frigorifique ou de climatisation.

  
Elle peut être mise en oeuvre également dans

  
la construction de pipe-lines pour le transport de gaz liquéfiés.

  
On connaît un procédé d'assemblage à l'aide d'un manchon d'accouplement muni de résistances électriques, par thermosoudage électrique des tubes protecteurs en matière plastique soudable d'une gaine isolante de tuyaux caloporteurs en acier destinés au chauffage urbain. Ce manchon comprend un élément de manchon intérieur sur la périphérie extérieure de laquelle le fil chauffant est enroulé en spires et un élément  de manchon extérieur qui recouvre les spires du fil chauffant. Le fil chauffant est donc disposé dans la paroi du manchon d'accouplement.

  
L'inconvénient majeur de ce manchon d'assemblage réside dans le fait que les tolérances de fabrication du manchon sont très étroites. En effet, pour obtenir un assemblage solide et étanche des tubes protecteurs, il faut au moyen de la quantité de chaleur dégagée par effet Joule par le fil chauffant, faire fondre entièrement et localement la paroi intérieure du manchon avant de faire fondre une partie du tube protecteur que le manchon recouvre, afin de réaliser une jonction avec le tube protecteur.

  
Un autre inconvénient de ce procédé connu consiste dans le fait que la mise en place par thermosoudage électrique du manchon de soudure doit se faire en prenant

  
les précautions suivantes :
- frotter la surface face extérieure du tube protecteur au papier de sable;
- ôter une couche superficielle en contact avec les rayons UV;
- dégraissage de chacun des tubes protecteurs à l'aide d'un détergent et nettoyage du manchon de soudage;
- fermeture du trou d'injection au moyen d'une applique ou d'un bouchon soudé au miroir.

  
Il est difficile d'obtenir une soudure susceptible de reprendre les efforts longitudinaux tout en étant absolument étanche.

  
La présente invention vise à éviter les inconvénients décrits ci-dessus. Elle vise spécialement à obtenir séparément, par des opérations très simples, d'une part la solidité indispensable pour reprendre les efforts longitudinaux et, d'autre part, l'étanchéité en permettant un jeu plus grand entre le manchon et le tube protecteur,

  
jeu pouvant être dû à une tolérance de fabrication plus grande pour le manchon et/ou le tube, ou être simplement dû à la dilatation. Elle a pour objet un procédé pour relier à l'aide d'un manchon par thermosoudage électrique des tubes protecteurs en matière plastique soudable d'une gaine isolante de tuyaux transportant un fluide, essentiellement caractérisé

  
en ce qu'on assemble par soudure deux tuyaux consécutifs caloporteurs après avoir dégagé les extrémités de ceux-ci

  
sur une longueur suffisante que pour réaliser aisément ledit assemblage par soudure, on applique autour de chacun des tubes protecteurs, de part et d'autre de ladite soudure, un collier constitué de résistances électriques enrobé d'une matière plastique compatible pouvant se souder au tube protecteur, on garnit l'intervalle de soudure séparant les tubes protecteurs susdits, en faisant glisser le long d'un de ceuxci un manchon de diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre extérieur des tubes protecteurs et présentant une surlongueur de manière à recouvrir chaque collier susdit,

   on solidarise à chaud par thermosoudage électrique chacun des tubes à une extrémité du manchon de manière à les fixer mécaniquement l'un à l'autre sans obtenir nécessairement l'étanchéité entre le manchon et le tube protecteur et on recouvre chacune des extrémités du manchon par une enveloppe thermorétractable. 

  
Suivant une particularité de l'invention, le collier est constitué d'un fil métallique de manière à ce qu'il présente une série de spires jointives juxtaposées, chacune de ces spires étant reliée à la suivante par une extrémité située alternativement d'un c8té puis de l'autre d'une génératrice commune de la surface cylindrique constituée par le collier enroulé à chaque extrémité des tubes protecteurs,

  
Dans une forme de réalisation, on recouvre l'extrémité du manchon déjà mis en place, d'une enveloppe étanche constituée d'une manchette thermorétractable enfilée préalablement sur le tube de protection, en le faisant glisser sur l'extrémité du manchon après avoir recouvert celle-ci

  
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les tubes protecteurs et le manchon en serrant le manchon sur le tube intérieur par une retreinte au droit du chauffage.

  
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description détaillée suivante d'une forme de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, faisant référence aux dessins schématiques ci-annexés. 

  
Dans ces dessins :
- la figure 1 montre deux tuyaux en acier destinés au transport d'un fluide caloporteur, d'un fluide cryogénique, munis chacun d'une gaine d'isolation pourvue d'un tube protecteur et prêts à être assemblés l'un à l'autre;
- les figures 1 à 5 illustrent les diverses étapes du procédé suivant l'invention, pour relier à l'aide d'un  manchon les tuyaux montrés à la figure 1;
- la figure 6 est une coupe transversale suivant la ligne VI-VI' du raccordement montré à la figure 5.

  
Dans ces diverses figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues.

  
Comme montré à la figure 1, un conduit d'eau chaude destiné au chauffage urbain et désigné dans son ensemble par la notation de référence 1, se compose d'un tuyau 2 en acier, d'une gaine isolante 3, d'un tube extérieur protecteur 4 en matière plastique soudable et d'un conducteur électrique 5 noyé dans la gaine isolante 3 en vue de détecter une inétanchéité éventuelle du tube protecteur 4 ou des raccords de ce tube à d'autres tubes,

  
Le tube protecteur 4 est un simple tuyau cylindrique en matériau thermoplastique soudable, par exemple en polyéthylène haute densité, d'une épaisseur suffisante pour reprendre les efforts longitudinaux provoqués non seulement lors de la pose du conduit, mais également plus tard au cours de l'exploitation de celui-ci.

  
On dégage les extrémités de chacun des

  
tuyaux 2, 2' en étant la gaine isolante 3 et une partie

  
du tube protecteur 4 sur une longueur suffisante que pour réaliser aisément l'assemblage desdits tuyaux par soudure

  
au chalumeau ou par soudure électrique. (Figure 2) Après avoir éventuellement brossé et nettoyé les extrémités des tubes protecteurs 4, 4', on applique autour de chacun de.ceux-ci, un collier 6 constitué de résistances électriques enrobées d'une matière plastique isolante compatible avec celle du tube protecteur 4. Ce collier 6 est constitué de préférence d'un fil métallique par exemple de cuivre, replié un grand nombre de fois sur lui-même, de manière à former des lacets juxtaposés et soudés deux à deux par la matière plastique qui les enrobe. Le collier 6 présente une série de spires jointives 7 lorsqu'il est appliqué sur un des tubes protecteurs précités. Chacune des spires 7 est reliée à la suivante par un rebord replié situé alternativement

  
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dudit collier enroulé à chaque extrémité des tubes protecteurs

  
4. On relie entre eux les conducteurs électriques 5. On maintient chacun des colliers susdits en place en faisant glisser un manchon 8 sur chacun d'eux de manière à recouvrir partiellement le second collier 6'. La longueur du manchon

  
8 est supérieure à l'ensemble de l'intervalle de soudure comprenant les portions de tuyaux 2, 2' dégarnies de leur gaine d'isolation en vue de réaliser leur assemblage par soudure.

  
Le manchon présente en effet des surlongueurs en vue de  recouvrir suffisamment chacun des tubes protecteurs qu'il faut relier. Ce manchon 8 est pourvu d'un orifice 9 au voisinage d'un des bords afin de pouvoir verser des composants d'une mousse polyuréthane qui par réaction chimique donneront un produit qui en s'expansant, remplit l'espace délimité par le manchon pour former une gaine isolante 3.

  
L'assemblage du manchon à chacun des tubes protecteurs se fait par thermosoudage électrique à l'aide

  
des colliers 6, 6' . En raccordant les extrémités du fil de

  
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application d'une intensité adéquate pendant une durée déterminée, grâce à la chaleur dégagée par le fil susdit par effet Joule, faire fondre localement la matière thermoplastique et réaliser la soudure entre le manchon 8 et le tube protecteur 4. (Figure 3)

  
Etant donné la mauvaise conductibilité thermique des plastiques, la fusion reste localisée au voisinage du collier chauffant 6. En appliquant simplement le manchon 8 contre le tube protecteur 4, on réalise la soudure entre la paroi intérieure du manchon transformée localement à l'état pâteux, la matière plastique, compatible, fondue, entourant le fil chauffant et le tronçon de paroi  extérieur du tube protecteur fondu également sur une faible épaisseur.

  
Pour favoriser l'adhésion du manchon 8 à chacun des tubes protecteurs 4, on serre le manchon 8 contre ledit tube 4 en lui appliquant une rétreinte au droit du chauffage.

  
Chacune des extrémités du manchon 8 peut être soudée individuellement en faisant circuler séparément un courant électrique dans les résistances constituant chacun des colliers 6. On peut également souder les deux extrémités simultanément, à condition de relier préalablement les résistances disposées à chacune des extrémités du manchon entre elles. ,

  
La rétreinte est appliquée aisément à

  
l'aide d'un collier de serrage 11 ou d'un outil calibré permettant de mesurer la rétreinte.

  
On obtient l'étanchéité de l'assemblage susdit en recouvrant l'extrémité du manchon 8 déjà mis en place

  
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tractable, enfilée préalablement sur le tube protecteur 4. Dans ce but, on fait glisser la manchette 13 sur une extrémité du manchon 8 après avoir recouvert celle-ci d'une colle visco-élastique. 

  
Chaque extrémité du manchon 8 présente avantageusement un congé gradué 12 ou chanfrein destiné à répartir les tensions qui pourraient apparaître dans la manchette 13 sur une bande plus large.

  
Ce congé 12 améliore la tenue des manchettes lors de flissements sur le sol. Ces glissements peuvent survenir en raison des multiples cyclages thermiques du conduit caloporteur. La suite de dilatations et rétrécissements successifs provoque une usure du tube protecteur, du manchon et des manchettes au contact du sol.

  
Dès que les manchettes d'étanchéité sont mises en place, on effectue un test d'étanchéité du manchon 4, en mettant celui-ci légèrement sous pression en y insufflant par exemple de l'air et en vérifiant à l'aide d'une solution de savon les raccords desdites manchettes 13.

  
On introduit ensuite dans le manchon 8,

  
par l'orifice 9 prévu à cet effet, les composants de la

  
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mousse qui s'échappe par l'orifice 9, on obture celui-ci au moyen d'une applique 14 en matière soudable compatible ou en

  
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colle visco-élastique ou au moyen d'un bouchon que l'on fixe à l'aide d'une soudure miroir. (Figures 4 et 5)

  
Les tolérances de fabrication du manchon sont assez larges. Le jeu éventuel pouvant apparaître entre le manchon et le tube protecteur n'influence pratiquement pas les chances d'obtenir une soudure robuste. Ce fait apporte au 'procédé suivant l'invention les avantages appréciables suivants : 
- possibilité d'utiliser les manchons 8 obtenus à partir de tubes extradés standards et d'utiliser des tubes protecteurs 4 également standards;
- mise en oeuvre de résistances chauffantes, indépendantes des manchons 8 facilement remplaçables et peu coûteuses; - réalisation d'une soudure étanche pour une suite moins longue d'opérations plus simples et plus rapides;
- possibilité de soumettre le manchon 8 ainsi fixé et muni à chacune de ses extrémités de manchettes, à un

  
test d'étanchéité avant l'injection de polyuréthane;
- aptitude pour la pose même en conditions difficiles en tranchée.

  
Le procédé permet de réduire le coût d'une canalisation par rapport au procédé classique.

  
Les manchettes 12 peuvent éventuellement être remplacées par des bandes en film polyéthylène haute densité thermorétractable que l'on enroule autour des tubes protecteurs et des manchons.

  
La colle visco-élastique est destinée à . améliorer l'étanchéité afin d'exclure avec certitude une corrosion provoquée par l'infiltration de fluide agressif quelconque dans la gaineisolante le long des spires du fil chauffant et en particulier le long d'un canal longitudinal déterminé par la génératrice précitée de l'enveloppe cylindrique constituée par le fil chauffant.

  
Il est évident que l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation ni aux détails décrits ci-dessus et que de nombreuses modifications peuvent être apportées à ces détails sans les soustraire du cadre de l'invention. 

REVENDICATIONS

  
1. Procédé pour relier à l'aide d'un manchon par thermosoudage électrique, des tubes protecteurs en matière plastique soudable d'une gaine isolante de tuyaux transportant un fluide, caractérisé en ce qu'on assemble par soudure deux tuyaux consécutifs caloporteurs après avoir dégagé les extrémités de ceux-ci sur une longueur suffisante que pour réaliser aisément ledit assemblage par soudure, on applique autour de chacun des tubes protecteurs, de part et d'autre de ladite soudure, un collier constitué de résistances électriques enrobé d'une matière plastique compatible pouvant se souder au tube protecteur, on garnit l'intervalle de soudure séparant les tubes protecteurs susdits,

   en faisant glisser le long d'un de ceux-ci un manchon de diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre extérieur des tubes protecteurs et présentant des surlongueurs de manière à recouvrir chaque collier susdit, on solidarise à chaud par thermosoudage électrique chacun des tubes à une extrémité du manchon de manière à les fixer mécaniquement l'un à l'autre sans obtenir nécessairement l'étanchéité entre=le manchon et le tube protecteur et on recouvre chacune des extrémités du manchon par une enveloppe thermorétractable.

Claims (1)

1. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on applique le collier constitué d'un fil métallique de manière à ce qu'il présente une série de spires jointives juxtaposées, chacune de ces spires étant reliée à la suivante par une extrémité située alternativement d'un côté puis de l'autre d'une génératrice commune de la surface cylindrique constituées par le collier enroulé à chaque extrémité des tubes protecteurs. 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise des tubes protecteurs en polyéthylène haute densité.

   4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on recouvre l'extrémité du manchon déjà mis en place d'une enveloppe étanche constituée d'une manchette thermorétractable, enfilée préalablement sur le tube de protection, en le faisant glisser sur l'extrémité du manchon après avoir recouvert celle-ci d'une colle visco-élastique.

   5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'on applique au chalumeau une manchette thermorétractable au polyéthylène haute densité irradié.

   6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on améliore le thermosoudage électrique entre les tubes protecteurs et le manchon en serrant le manchon sur le tube intérieur par une rétreinte au droit du chauffage.

   7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on prévoit sur chaque extrémité du manchon un congé gradué ou chanfrein.