CH368987A - Procédé de fabrication d'un raccord pour tuyauteries résistant à la corrosion et raccord obtenu par ce procédé - Google Patents

Description

  
 



  Procédé de fabrication d'un raccord pour tuyauteries résistant à la corrosion
 et raccord obtenu par ce procédé
 La présente invention comprend un procédé de fabrication d'un raccord pour tuyauteries résistant à la corrosion, ainsi qu'un raccord obtenu par la mise en oeuvre de ce procédé.



   Dans l'industrie chimique et dans les industries connexes, on a besoin de tuyauteries permettant le transport de matières corrosives, dans une gamme étendue de températures, ces tuyauteries doivent tre saines, durables et se nettoyer facilement.



     I1    a déjà été proposé de revtir intérieurement un tronçon de tuyau métallique d'un tube en résine de polytétrafluoroéthylène frittée (désignée ci-après en abrégé par   P.T.F.E.).    Par suite de l'inertie chimique et d'autres caractéristiques avantageuses de cette résine, les tuyaux ainsi formés conviennent admirablement pour les utilisations précitées.   ll    est cependant facile à comprendre que des tronçons rectilignes de tuyauterie ne présentent qu'un intért très relatif si   l'on    se trouve dans l'impossibilité de leur adjoindre des raccords correspondants, tels que des croisements, des tés, des coudes et autres.



   A la différence des autres matières plastiques, le P.T.F.E. ne peut tre moulé ou conformé par les techniques utilisées avec ces matières. On a notamment essayé de nombreuses fois de revtir intérieurement ou chemiser, par exemple, un raccord en T classique muni de brides mais toujours sans succès.



  On ne rencontre que peu de difficultés pour revtir la partie rectiligne tubulaire du T mais tous les procédés connus de travail du P.T.F.E. se sont avérés inefficaces pour revtir la branche latérale du raccord.



   La présente invention a pour but de réaliser un raccord pour tuyauterie résistant à la corrosion, comprenant une enveloppe métallique présentant une partie tubulaire avec au moins une branche latérale et une seule pièce de chemisage en résine extrudée et frittée de polytétrafluoroéthylène doublant la totalité de l'enveloppe métallique et comportant une partie située dans ladite branche et débouchant à l'extérieur du raccord.



   Selon la présente invention, le procédé de fabrication que comprend cette dernière est caractérisé en ce qu'on introduit un tronçon de tube extrudé de polytétrafluoroéthylène fritté dans une enveloppe présentant entre ses extrémités, au moins une branche latérale débouchant à son intérieur, qu'on chauffe l'ensemble à une température supérieure à 3150 C mais inférieure au point de gélification, qu'on exerce une pression pneumatique à l'intérieur de ce tube en le maintenant à cette température, pour dilater une partie de sa paroi à l'intérieur de cette branche latérale, et qu'on enlève la couronne de la portion refoulée du tube pour laisser subsister au moins une partie de jupe qui dépasse l'ouverture extérieure de la branche latérale.



   Une mise en oeuvre particulière de ce procédé sera décrite à titre d'exemple, dans ce qui suit, en se référant au dessin annexé dans lequel:
 La fig. 1 est une coupe longitudinale en perspective d'un raccord en T montrant l'opération initiale consistant à placer une chemise en P.T.F.E. dans ce raccord.



   Les fig. 2 à 4 sont des vues similaires montrant les opérations ultérieures successives de la fabrication.



   La fig. 5 est une vue en perspective du T terminé et chemisé.



   Dans un but de simplification, le -procédé est décrit ci-après à propos de la fabrication d'un raccord en T.  



   On a trouvé qu'il était nécessaire par suite des faibles possibilités de moulage du P.T.F.E. d'utiliser une enveloppe métallique initiale 10 de construction nouvelle représentée à la fig. 1. Comme on le voit sur cette figure, l'enveloppe 10 comprend une partie tubulaire 12 et des brides de raccordement 14 et 16, comme dans des raccords en T classiques; cependant, la branche latérale 18 débouchant dans la paroi de la section 12 n'a pratiquement pas de longueur et la face 20 de la bride de serrage 22 est située dans un plan tangent à la surface extérieure de la section 12. Afin de réduire encore davantage la longueur de la branche ou du passage latéral, la surface intérieure de la section 12 a un profil courbe de raccordement progressif 24 à proximité immédiate de l'ouverture 18, afin de diminuer l'épaisseur de la paroi dans cette région.

   Par suite du mode de construction du raccord, les trous de boulons 26 pratiqués dans la bride 22 sont taraudés, car on ne dispose pas de place suffisante sous cette bride pour placer un écrou. Par contre, les trous de boulons 28 et 30 formés dans les brides 14 et 16 peuvent tre au choix lisses ou taraudés. Pour des raisons qui seront mieux comprises par la suite, les bords des ouvertures formées dans la section tubulaire sont arrondis en 15 et 17. L'enveloppe 10 présente en outre un certain nombre de petits trous d'évent 32, comme il est représenté.

   Ces trous servent à empcher d'emprisonner de l'air pendant la fabrication, ce qui pourrait provoquer une séparation entre le tube de chemisage et l'enveloppe métallique, et ils empchent également l'aplatissement du chemisage pendant que le raccord est en service, due à l'entrée accidentelle d'humidité ou de substances organiques entre la chemise et l'enveloppe.



   Après avoir soigneusement dégraissé l'enveloppe pour réduire encore davantage les risques d'aplatissement, on introduit un tube 34 en P.T.F.E. fritté dans la section 12 de l'enveloppe 10. On prépare de préférence ce tube par le procédé dit   extrusion en pâte  . Pour obtenir les meilleurs résultats, il y a lieu de refroidir brusquement le tube après frittage.



  Une épaisseur de paroi d'environ 6,35 mm convient pour former la chemise des raccords de toutes dimensions, bien que pour les plus petits raccords, par exemple de 25 mm ou moins, il soit parfois préférable d'utiliser un tube légèrement plus mince.



  Le tube 34 doit s'ajuster à frottement doux dans l'enveloppe avec jeu allant d'un minimum de quelques dizaines de microns à environ   0,8 mm    pour obtenir les meilleurs résultats.



   Le tube 34 étant introduit dans la section 12 de l'enveloppe métallique, les extrémités du tube sont évasées vers l'extérieur en 36 et 38 (voir fig. 2) au-dessus des bords arrondis 15 et 17 pour venir s'appliquer sur les faces des brides 14 et 16. On procède à cet évasement au moyen d'un outil à évaser chauffé, comme il est connu en soi. Après l'évasement du tube, une bride pleine 40 comportant un bossage intérieur 42 est fixée à une extrémité du tube, par exemple à la bride 16. A la bride opposée 14, on fixe une bride pleine 44 munie d'un bossage intérieur 46 et d'un raccord 48 permettant l'admission d'air sous pression à l'intérieur du tube 34.



  Chacune des brides pleines 40 et 41 présente une gorge annulaire 41 et 45 respectivement, adjacente au bossage intérieur correspondant, l'angle inclus étant arrondi en 43 et 47. Les profondeurs des gorges doivent tre inférieures à l'épaisseur des extrémités évasées 36 et 38 du tube 34. Une disposition ayant donné satisfaction comprend une profondeur de gorge de   3,8 mm    pour un tube de   6,35 mm    d'épaisseur dont l'épaisseur après évasement était de 5,05 mm environ. On obtient ainsi un jeu entre la bride pleine et la bride correspondante de l'enveloppe 10, qui est d'environ 1,25 mm avant serrage et légèrement plus petit environ 1 mm, après serrage de la bride pleine.



   On a constaté, en effet, qu'il était nécessaire de maintenir une pression positive aussi uniforme que possible sur les extrémités du tube 34 depuis la périphérie des parties évasées jusqu'à un point se trouvant à une courte distance à l'intérieur des extrémités de l'enveloppe. On a constaté que tout écart de la pression de serrage en un point particulier se traduit par un écoulement localisé de la matière plastique quand on chauffe l'ensemble au cours du traitement ultérieur, cet écoulement provoquant à son tour la formation de flures ou de craquelures.



   En donnant des dimensions appropriées aux gorges annulaires 41 et 45 on élimine les risques d'un écoulement radial notable de la matière dans les parties évasées 36 et 38 à travers les jeux ménagés entre les brides pleines et les brides de serrage correspondantes de l'enveloppe métallique.



   Pour assurer une pression uniforme dans la zone du rayon ou de la courbe, le rayon de chaque arrondi 43 et 47 doit avoir une valeur égale à la somme de l'épaisseur de la paroi du tube 34 plus le rayon du bord arrondi correspondant 15 ou 17. Le bossage intérieur peut tre plus petit que l'intérieur de l'enveloppe d'une quantité égale à l'épaisseur de la chemise, afin d'obtenir un ajustage à frottement doux à l'intérieur du tube 34 et d'utiliser la différence de dilatation thermique entre les parties en matière plastique et les parties métalliques, pour développer la pression nécessaire, quand on chauffe l'ensemble.



  Ensuite, on place sur la face de la bride 22 un joint 50 en amiante comprimé ou en une matière similaire, capable de résister à des températures supérieures à 3150. Un moule creux amovible 52 est ensuite boulonné ou fixé autrement sur la bride 22 au-dessus de l'ouverture 18 sur le joint 50. Comme il est représenté sur la fig. 2, le moule comprend trois parties principales. Deux de ces parties ont la forme d'une bague fendue dont une partie est représentée en 54, tandis que la troisième partie constitue un  couvercle 56. Ce couvercle 56 présente une creusure 58 pour recevoir les parties en relief des deux moitiés de la bague fendue.



   La forme préférée pour la cavité 60 du moule peut tre comparée avec celle d'une poignée de porte arrondie, forme avec laquelle on a réussi à donner à la partie de la chemise qui vient finalement recouvrir la bride 22 l'épaisseur maximum. On voit également que le couvercle 56 est percé d'une série de trous d'évent 62 pour permettre à l'air emprisonné de s'échapper de l'intérieur du moule pendant la conformation.



   Après l'achèvement de l'assemblage, on place l'ensemble dans un four à air chaud maintenu à une température qui est voisine de par exemple   31 5o    C, mais légèrement inférieure à celle indiquée dans le tableau suivant. On laisse l'ensemble dans le four jusqu'au moment où les brides pleines 40 et 44, ainsi que le tube dans sa partie centrale 19 ont pris la température du four. Pour un T de 75 mm on a constaté expérimentalement qu'il fallait   environ    4 heures pour obtenir ce résultat.



   On règle à ce moment la température du four à une valeur légèrement supérieure à celle indiquée dans le tableau 1 ci-dessous, et on laisse l'ensemble dans le four jusqu'au moment où la partie centrale 19 a atteint la température de formage appropriée indiquée dans ce tableau. La durée de séjour dépend de la nature de l'enveloppe et de la chemise ainsi que de divers autres paramètres et elle doit tre déterminée par approximations successives:

  
 Tableau   1   
 Dimension nominale Valeurs des températures
 du raccord de formage
 25 mm   3230-3260   
 37,5 mm 3230 - 3260
 76 mm   323On3260   
 102 mm   3210-3260   
 152 mm   3150-3260   
 Il est préférable d'utiliser les températures les plus élevées, bien qu'on ait obtenu de bons résultats avec toutes les températures entre ces limites.



   Lorsque l'ensemble a atteint la température nécessaire, on le retire du four et on connecte rapidement une canalisation d'air au raccord 48. On envoie de l'air sous une pression approximative de 14   kg/cmS    à l'intérieur du tube 34, ce qui dilate ou refoule une partie de celui-ci dans la cavité du moule 52. Dès que la pression totale de l'air est atteinte, l'ensemble est plongé dans un récipient d'eau pour le refroidir rapidement. On fait alors tomber la pression et on démonte le moule 52 et les brides 40 et 44.



   Le produit ainsi obtenu est sensiblement celui représenté sur la fig. 3, sauf que la couronne 64 est encore solidaire de la jupe 66 du chemisage. La fig. 3 représente schématiquement la façon dont la couronne 64 doit tre soigneusement séparée de la partie refoulée de la chemise 34. On voit également sur cette figure que l'épaisseur de la paroi de la chemise est réduite dans la zone où elle recouvre la surface de raccordement 24 et dans la jupe 66.



     Comme    on le voit sur la fig. 4, on serre un outil à évaser 68 contre la bride 22 après l'avoir chauffé à environ   3150.    Une fois que l'outil chaud 68 est en place, on peut ou bien refroidir l'ensemble en le trempant dans l'eau pour activer le refroidissement, ou le laisser refroidir à l'air. Lorsque l'outil 68 est froid, on l'enlève, et on usine soigneusement toutes les portions évasées de la chemise pour leur donner la forme et les dimensions exactes désirées. Le raccord terminé est tel qu'on le voit sur la fig. 5.



   La jupe 66 de la chemise en   P.T.F.E.    recouvre le joint 50 sur la bride 22. L'épaisseur globale du joint y compris le joint 50 et la jupe 66 doit tre suffisante pour remplir les fonctions usuelles d'un joint d'étanchéité normal. Le joint 50 est nécessaire pour compenser le fluage initial à froid du P.T.F.E. comprimé, et il peut tre omis chaque fois que le
P.T.F.E. a une épaisseur suffisante. D'une façon générale, le joint en fibre n'est pas nécessaire lorsque la jupe en P.T.F.E. a une épaisseur supérieure à 4 mm.



   La forme évasée de la cavité du moule facilite l'évasement ultérieur de la jupe 66. La nouvelle forme de l'enveloppe métallique réduit la dilatation que le tube 34 doit subir. On a constaté avec le
P.T.F.E. que la matière s'amincit considérablement pendant un traitement de ce genre. Avec la construction représentée, la jupe 66 a une épaisseur d'environ 1,5 mm lorsque l'épaisseur initiale est d'environ 6 mm.   I1    est ainsi bien évident qu'une dilatation plus poussée conduirait à de nombreuses difficultés.



   REVENDICATIONS
 I. Procédé de fabrication d'un raccord pour tuyauteries résistant à la corrosion, caractérisé en ce qu'on introduit un tronçon de tube extrudé en poly  tétrafluoroéthylène    fritté dans une enveloppe présentant entre ses extrémités au moins une branche latérale débouchant à son intérieur, qu'on chauffe l'ensemble à une température supérieure à 3150 C, mais inférieure au point de gélification, qu'on exerce une pression pneumatique à l'intérieur de ce tube en le maintenant à cette température, pour dilater une partie de sa paroi à l'intérieur de cette branche latérale, et qu'on enlève la couronne de la portion refoulée de tube pour laisser subsister au moins une partie de jupe qui dépasse l'ouverture extérieure de la branche latérale.
  

Claims (1)

1. II. Raccord obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce qu'on fixe un moule amovible creux à l'ouverture extérieure de la branche latérale avant de chauffer l'ensemble et qu'on refoule la paroi du tube dans la cavité de ce moule creux.

   2. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que, avant de chauffer l'ensemble, on évase radialement les extrémités du tube en résine sur les faces de brides de serrage correspondantes de l'enveloppe et on introduit des bouchons provisoires dans les extrémités du tube, afin de fixer les extrémités du tube aux extrémités munies de brides de l'enveloppe, et en ce qu'on exerce de façon uniforme, pendant le chauffage de l'ensemble, une pression de serrage sur les extrémités fixées du tube depuis le bord périphérique des extrémités évasées jusqu'à un point à l'intérieur de la section tubulaire de l'enveloppe, tout en maintenant simultanément les extrémités évasées du tube contre une extrusion radiale vers l'extérieur.