FR2754585A1 - METHOD AND DEVICE FOR CONNECTING A FLEXIBLE PIPE - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé et dispositif de raccordement d'une conduite flexible
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de raccordement d'un embout à une extrémité d'une conduite flexible, et plus particulièrement d'une conduite flexible qui subit des sollicitations mécaniques et thermiques élevées lors du transport d'un fluide tel que du gaz ou du pétrole brut.Method and device for connecting a flexible pipe
The present invention relates to a method and a device for connecting a nozzle to one end of a flexible pipe, and more particularly to a flexible pipe which undergoes high mechanical and thermal stresses during the transport of a fluid such as gas or crude oil.
Divers dispositifs de raccordement, désignés le plus généralement dans leur ensemble par le terme embout, ont été proposés depuis plusieurs décennies. Various connection devices, generally designated as a whole by the term end piece, have been proposed for several decades.
Une conduite flexible, dans une version simplifiée, comprend de l'intérieur vers l'extérieur, au moins une gaine d'étanchéité interne, une voûte de pression constituée par des armures et une gaine d'étanchéité externe. A flexible pipe, in a simplified version, comprises from the inside to the outside, at least one internal sealing sheath, a pressure vault formed by armor and an external sealing sheath.
Un embout couramment utilisé comprend un certain nombre d'éléments qui sont reliés et qui coopèrent entre eux et notamment un élément d'extrémité interne creux dont la face terminale vient en butée contre la gaine d'étanchéité interne de la conduite flexible, un élément spécial qui est disposé sous, et relié à la voûte de pression et un capot ou manchon de serrage et de maintien externe qui est disposé à l'extérieur de la conduite flexible, sur une longueur axiale pour envelopper, d'une part, la zone de jonction entre les faces terminales de l'élément interne et la gaine d'étanchéité interne, et d'autre part, une partie de la conduite flexible. Des moyens sont également prévus pour fixer le manchon externe. Cependant, la mise en place d'un tel embout nécessite de dénuder en partie l'extrémité de la conduite à raccorder et d'écarter les armures de la voûte de pression afin d'insérer l'élément spécial, faute de quoi il serait impossible d'introduire quoi que ce soit dans l'extrémité de la conduite flexible. A commonly used endpiece comprises a certain number of elements which are connected and which cooperate with each other and in particular a hollow internal end element whose end face abuts against the internal sealing sheath of the flexible pipe, a special element which is arranged under, and connected to the pressure vault and a cover or external clamping and holding sleeve which is arranged outside the flexible pipe, over an axial length to envelop, on the one hand, the area of junction between the end faces of the internal element and the internal sealing sheath, and on the other hand, part of the flexible pipe. Means are also provided for fixing the external sleeve. However, the installation of such a nozzle requires partially stripping the end of the pipe to be connected and removing the armor from the pressure vault in order to insert the special element, otherwise it would be impossible introduce anything into the end of the flexible pipe.
Un autre type d'embout développé également par la demanderesse, nécessite de la même manière que précédemment une préparation préalable de l'extrémité de la conduite flexible à raccorder, afin de pouvoir mettre en place un élément interne dans la conduite. Another type of end piece also developed by the applicant, requires in the same way as previously a prior preparation of the end of the flexible pipe to be connected, in order to be able to put an internal element in the pipe.
FR-A-2 728 049 et FR-A-2 728 051 concernent un dispositif de raccordement pour tubes en matière plastique, constitué par un manchon de serrage, taraudé intérieurement et susceptible de se visser sur des filetages à pas inversés prévus sur chacune des extrémités des tubes à raccorder. Un joint d'étanchéité est interposé entre les faces terminales des tubes et il est logé dans une gorge centrale ménagée dans le manchon. FR-A-2 728 049 and FR-A-2 728 051 relate to a connection device for plastic tubes, constituted by a tightening sleeve, internally threaded and capable of being screwed onto reverse pitch threads provided on each of the ends of the tubes to be connected. A seal is interposed between the end faces of the tubes and it is housed in a central groove made in the sleeve.
Ce type d'embout n'est utilisable que si les extrémités des tubes sont filetées puisque le raccordement est essentiellement effectué par vissage. This type of nozzle can only be used if the ends of the tubes are threaded since the connection is essentially made by screwing.
Pour les tubes qui ne présentent pas de filetages sur la gaine de protection externe, il est indispensable de doter, au préalable, lesdits tubes de filetages appropriés, ce qui n'est pas chose aisée lorsque le raccordement doit être effectué sur le lieu d'exploitation ; de plus, ce type de raccordement fait appel à un outillage spécial.For tubes which do not have threads on the external protective sheath, it is essential to provide said tubes with appropriate threads beforehand, which is not easy when the connection must be made at the place of exploitation; moreover, this type of connection requires special tools.
FR-A-2 729 206 concerne un procédé pour réaliser une liaison entre une pièce tubulaire rigide et l'extrémité d'un tube souple. La pièce tubulaire doit présenter deux parties séparées par une collerette pourvue d'une gorge circonférentielle, une des parties ayant des rainures circonférentielles dans lesquelles pénètre une couche de matériau thermoplastique. Un manchon métallique dont une extrémité est sortie et rabattue dans la gorge et dont l'autre extrémité est rabattue radialement vers l'intérieur au-delà de l'extrémité de la pièce tubulaire, est monté pour le maintien du raccordement. Le procédé de liaison consiste à introduire des moyens de chauffage dans le tube souple afin de déformer ce dernier en l'évasant avant l'introduction de la pièce tubulaire, puis à chauffer la pièce tubulaire tout en comprimant le manchon métallique de manière à fondre le matériau thermoplastique et serrer la pièce tubulaire et le tube souple dans leur position de raccordement. Outre le fait que les tubes susceptibles d'être raccordés à la pièce tubulaire doivent être suffisamment souples pour pouvoir être déformés par chauffage et autoriser l'introduction de la pièce tubulaire, il faut noter que le raccordement préconisé nécessite encore soit des pièces spéciales comme la pièce tubulaire (gorge et rainures circonférentielles) soit une préparation préalable. Enfin et surtout un tel dispositif de raccordement est inutilisable pour des conduites flexibles dans lesquelles circule un fluide sous forte pression, par exemple de l'ordre de 40 bar, et se développent de fortes contraintes comme l'effet de fond qui est la traction exercée sur la liaison embout-conduite, la contrainte de l'effet de fond pouvant être de l'ordre de 10 tonnes. FR-A-2 729 206 relates to a method for producing a connection between a rigid tubular part and the end of a flexible tube. The tubular part must have two parts separated by a collar provided with a circumferential groove, one of the parts having circumferential grooves into which a layer of thermoplastic material penetrates. A metal sleeve, one end of which is extended and folded down into the groove and the other end of which is folded radially inwards beyond the end of the tubular part, is mounted for maintaining the connection. The connection method consists in introducing heating means into the flexible tube in order to deform the latter by flaring it before the introduction of the tubular part, then in heating the tubular part while compressing the metal sleeve so as to melt the thermoplastic material and tighten the tubular part and the flexible tube in their connection position. In addition to the fact that the tubes capable of being connected to the tubular part must be flexible enough to be able to be deformed by heating and to allow the introduction of the tubular part, it should be noted that the recommended connection still requires either special parts such as the tubular piece (groove and circumferential grooves) or prior preparation. Finally and above all, such a connection device cannot be used for flexible pipes in which a fluid under high pressure circulates, for example of the order of 40 bar, and strong stresses develop, such as the background effect which is the traction exerted. on the end-pipe connection, the constraint of the background effect can be of the order of 10 tonnes.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et de proposer un dispositif de raccordement qui puisse être utilisé dans tout type de conduite à raccorder pour autant que l'extrémité de la conduite soit apte à être dudgeonnée. The object of the present invention is to remedy the aforementioned drawbacks and to propose a connection device which can be used in any type of pipe to be connected, provided that the end of the pipe is suitable for being expanded.
Le dudgeonnage auquel on se réfere dans la présente invention est l'opération par laquelle on évase au moins l'extrémité d'une conduite sur une certaine longueur, pour autoriser l'introduction d'un élément d'une pièce, en l'occurrence la canule d'un embout de raccordement. The expansion which is referred to in the present invention is the operation by which one flares at least the end of a pipe over a certain length, to allow the introduction of an element of a part, in this case the cannula of a connecting piece.
Lorsqu'on se réfère à l'opération de tréfilage, cela signifie qu'on soumet la pièce à tréfiler à un serrage par compression radiale conduisant à une diminution du diamètre externe. When reference is made to the drawing operation, this means that the workpiece is subjected to tightening by radial compression leading to a reduction in the external diameter.
Lorsqu'on se réfère à l'opération de frettage, cela signifie qu'on réalise une liaison mécanique entre deux éléments par pression exercée sur l'un ou les deux éléments. When referring to the hooping operation, this means that a mechanical connection is made between two elements by pressure exerted on one or both elements.
La présente invention a pour objet un dispositif de raccordement d'une conduite flexible du type comprenant au moins une gaine interne, une armature constituée par des fils assemblés et une gaine externe de protection, ledit embout comprenant une canule et un manchon présentant sur une certaine longueur des ondulations et qui est caractérisé en ce que les ondulations sont constituées par des anneaux distincts qui s'étendent sur une longueur au moins égale au diamètre interne de ladite conduite flexible, et en ce que la canule présente des dentelures ménagées sur la face externe en regard de la gaine interne. The present invention relates to a device for connecting a flexible pipe of the type comprising at least one internal sheath, an armature constituted by assembled wires and an external protective sheath, said end piece comprising a cannula and a sleeve having on a certain length of the corrugations and which is characterized in that the corrugations consist of separate rings which extend over a length at least equal to the internal diameter of said flexible pipe, and in that the cannula has serrations formed on the external face opposite the internal sheath.
Selon une autre caractéristique, le manchon est sous contrainte de traction radiale. According to another characteristic, the sleeve is under radial tensile stress.
Selon une autre caractéristique, la canule est sous contrainte de compression radiale. According to another characteristic, the cannula is under radial compression stress.
Selon une autre caractéristique, le manchon et la canule sont serrés l'un vers l'autre à travers ladite extrémité de la conduite flexible, avec un taux de serrage compris entre 15 et 20 %. According to another characteristic, the sleeve and the cannula are tightened towards each other through said end of the flexible pipe, with a tightening rate of between 15 and 20%.
Selon une autre caractéristique, le serrage produit une pénétration des ondulations du manchon dans la gaine externe et des dentelures de la canule dans la gaine interne. According to another characteristic, the tightening produces a penetration of the corrugations of the sleeve in the external sheath and of the serrations of the cannula in the internal sheath.
Selon une autre caractéristique, le procédé pour raccorder un embout à une extrémité d'une conduite flexible est du type selon lequel l'embout comprend d'une part, une canule dont une extrémité est introduite dans l'extrémité libre de la conduite flexible, ladite canule présentant un diamètre externe égal au diamètre intérieur de ladite conduite afin de permettre une amorce d'introduction, et d'autre part, un manchon qui est disposé autour de la gaine externe de la conduite, et il est caractérisé en ce qu'il consiste à:
- introduire de force la canule dans l'extrémité de la conduite, à poursuivre ladite introduction de manière à évaser ladite extrémité sur une longueur prédéterminée;
- déplacer le manchon pour l'amener au-dessus de la longueur de canule introduite
- déformer radialement la longueur introduite de la canule au moyen d'un mandrin préalablement disposé dans la conduite flexible jusqu'à ce que la section de la canule soit dans le prolongement de la section interne de la conduite flexible non évasée;
- faire passer le manchon et la portion de conduite correspondante dans un dispositif de serrage, dans lequel ledit manchon est serré radialement en même temps que ladite portion de conduite sous le manchon.According to another characteristic, the method for connecting a nozzle to one end of a flexible pipe is of the type according to which the nozzle comprises on the one hand, a cannula, one end of which is introduced into the free end of the flexible pipe, said cannula having an external diameter equal to the internal diameter of said pipe in order to allow an introduction primer, and on the other hand, a sleeve which is arranged around the external sheath of the pipe, and it is characterized in that it consists of:
- Forcing the cannula into the end of the pipe, continuing said introduction so as to flare said end over a predetermined length;
- move the sleeve to bring it above the length of cannula inserted
- radially deform the length of the cannula introduced by means of a mandrel previously disposed in the flexible pipe until the section of the cannula is in line with the internal section of the flexible pipe not flared;
- Pass the sleeve and the corresponding pipe portion in a clamping device, wherein said sleeve is tightened radially at the same time as said pipe portion under the sleeve.
Selon une autre caractéristique, le manchon et la portion de conduite sont serrés suivant un taux de serrage prédéterminé. According to another characteristic, the sleeve and the pipe portion are tightened according to a predetermined tightening rate.
Selon une autre caractéristique, le taux de serrage est compris entre 15 et 20 %. According to another characteristic, the tightening rate is between 15 and 20%.
D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description relative à un mode de réalisation préféré de l'invention ainsi que des dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est une vue partiellement en coupe de l'embout de raccordement,
- les figures 2 à 4 sont des vues en élévation partielle représentant les différentes étapes du raccordement entre l'embout et une conduite flexible.Other advantages and characteristics will appear on reading the description relating to a preferred embodiment of the invention as well as the appended drawings in which
FIG. 1 is a partially sectional view of the connection end piece,
- Figures 2 to 4 are partial elevational views showing the different stages of the connection between the nozzle and a flexible pipe.
La présente invention est décrite dans une application particulière qui est celle du raccordement d'un embout 1 à une conduite flexible 2 dans laquelle circule un fluide sous pression, par exemple un gaz ou du pétrole brut. La conduite flexible 2 comprend généralement, de l'intérieur vers l'extérieur, au moins une gaine d'étanchéité interne 3, de diamètre interne < i donné, une ou plusieurs nappes d'armures 4 enroulées autour de la gaine d'étanchéité interne 3, réalisée dans un matériau identique ou différent de celui d'une gaine externe de protection 5, disposée autour des armures 4. La structure d'une telle conduite est bien connue de spécialistes et ne sera pas décrite dans le détail. Néanmoins, l'application vise une conduite dans laquelle les nappes d'armures 4 sont constituées chacune par un enroulement de rubans "KEVLAR" qui font l'objet d'une autre demande de brevet déposée au nom de la demanderesse. The present invention is described in a particular application which is that of connecting a nozzle 1 to a flexible pipe 2 in which circulates a pressurized fluid, for example a gas or crude oil. The flexible pipe 2 generally comprises, from the inside to the outside, at least one internal sealing sheath 3, of given internal diameter <i, one or more plies of armor 4 wound around the internal sealing sheath 3, made of a material identical or different from that of an external protective sheath 5, arranged around the armor 4. The structure of such a pipe is well known to specialists and will not be described in detail. However, the application relates to a pipe in which the armor plies 4 are each formed by a winding of "KEVLAR" ribbons which are the subject of another patent application filed in the name of the applicant.
L'embout 1 comprend d'une part, une voûte la comprenant notamment une canule 7, ladite canule 7 étant destinée à être introduite dans une extrémité 14 de la conduite 2 et, d'autre part, un manchon ou capot 23 disposé autour de l'extrémité de la conduite 2 à raccorder (figure 1). The nozzle 1 comprises on the one hand, a vault comprising it in particular a cannula 7, said cannula 7 being intended to be introduced into one end 14 of the pipe 2 and, on the other hand, a sleeve or cover 23 disposed around the end of the pipe 2 to be connected (Figure 1).
La voûte la comprend une partie arrière 6 et une partie distale ou canule 7. La partie arrière 6 est fixée et centrée par une bague de centrage 9 dans une bride de traction 8 solidaire d'un organe de poussée ou de traction 10 mobile sur un châssis 11 du banc de tréfilage 12 (figure 2). Dans la canule 7 est monté un tirant de dudgeonnage 13 qui est solidaire de la bride de traction 8. La conduite flexible 2 est maintenue dans un support désigné dans son ensemble par la référence 15 et comprenant notamment une plaque support 16, une entretoise 17 et un collier de serrage 18. Dans une première étape, la canule 7 de la voûte la est introduite dans l'extrémité 14 de la conduite 2 de manière à évaser ladite extrémité 14 sur une longueur prédéterminée, par exemple de 250 mm, une telle déformation étant appelée dans la présente invention par le terme de dudgeonnage. L'extrémité 14 de la conduite 2 peut présenter, comme représenté sur la figure 1, un chanfrein 14a pour permettre une introduction plus facile de la pointe de la canule 7 dans ladite extrémité 14. Le dudgeonnage est effectué sans préparation préalable de la conduite 2, c'est-à-dire sans séparation et/ou enlèvement d'une partie des organes constitutifs de la structure de la conduite 2. Le dudgeonnage est réalisé grâce à la canule 7 qui présente une épaisseur suffisante pour résister également aux contraintes résiduelles résultant du tréfilage. Les essais effectués ont montré qu'une épaisseur de 5 mm de la canule 7 convenait parfaitement pour un flexible de diamètre intérieur égal à trois pouces. La canule 7 comprend une partie cylindrique épaisse 19 qui est prolongée vers l'avant par une pointe effilée 20. La ligne en pointillée 21 est une ligne imaginaire qui divise l'épaisseur de la partie distale 7 en deux zones, la zone supérieure d'environ 3 mm correspondant au dudgeonnage et la zone inférieure correspondant à ce qui sera fretté ultérieurement pour faire en sorte que le diamètre intérieur 4 > 2 de la canule 7 soit égal, après frettage, au diamètre intérieur 4j1 de la conduite 2. The arch la comprises a rear part 6 and a distal part or cannula 7. The rear part 6 is fixed and centered by a centering ring 9 in a traction flange 8 secured to a pushing or traction member 10 movable on a chassis 11 of the wire drawing bench 12 (FIG. 2). In the cannula 7 is mounted a tie rod 13 which is integral with the traction flange 8. The flexible pipe 2 is held in a support designated as a whole by the reference 15 and comprising in particular a support plate 16, a spacer 17 and a clamp 18. In a first step, the cannula 7 of the vault 1a is introduced into the end 14 of the pipe 2 so as to flare the said end 14 over a predetermined length, for example 250 mm, such a deformation being called in the present invention by the term of expansion. The end 14 of the pipe 2 may have, as shown in FIG. 1, a chamfer 14a to allow easier introduction of the tip of the cannula 7 into said end 14. The expansion is carried out without prior preparation of the pipe 2 , that is to say without separation and / or removal of a part of the constituent members of the structure of the pipe 2. The expansion is carried out using the cannula 7 which has a sufficient thickness to also withstand the residual stresses resulting wire drawing. The tests carried out have shown that a thickness of 5 mm of the cannula 7 is perfectly suitable for a hose with an internal diameter equal to three inches. The cannula 7 comprises a thick cylindrical part 19 which is extended forward by a tapered point 20. The dotted line 21 is an imaginary line which divides the thickness of the distal part 7 into two zones, the upper zone of approximately 3 mm corresponding to the expansion and the lower zone corresponding to what will be hooped later on so that the internal diameter 4> 2 of the cannula 7 is equal, after hooping, to the internal diameter 4j1 of the pipe 2.
Dans la deuxième phase, représentée sur la figure 3, la canule la est désolidarisée de la bride de traction 8 pour être avancée et rendue solidaire du support 15 grâce à des vis 22. Dans cette position avancée de la canule 7 et de la conduite 2, on positionne un manchon ou un capot 23 préalablement emmanché sur la conduite 2 en regard de la canule 7 et qui, en se référant à la figure 1, comprend une zone 24 surélevée par rapport au corps principal 25, la différence d'épaisseur dans le capot étant matérialisée par une ligne fictive en pointillée 26. Sur la face inférieure 27 du capot 23, sont prévues des ondulations sous forme d'anneaux 28 distincts qui doivent, lors du serrage ultérieur, pénétrer dans la gaine externe 5. Une partie d'extrémité 29 du capot repose sur un méplat 30 ménagé sur la partie arrière 6 de la voûte la. Les anneaux 28 sont ménagés sur une longueur prédéterminée du manchon, qui est au moins égale au diamètre interne O1 de la conduite et plus particulièrement, égale à environ 250 mm, et ils sont espacés d'au moins un pas de 4 mm. La hauteur de chaque anneau est d'environ 8 mm afin que les anneaux puissent pénétrer dans la gaine externe 5 et provoquer, lors du tréfilage ultérieur une ondulation des fils d'armure. In the second phase, represented in FIG. 3, the cannula 1a is detached from the traction flange 8 so as to be advanced and made integral with the support 15 by means of screws 22. In this advanced position of the cannula 7 and of the pipe 2 , a sleeve or a cover 23 previously fitted on the pipe 2 is positioned opposite the cannula 7 and which, with reference to FIG. 1, comprises a zone 24 raised relative to the main body 25, the difference in thickness in the cover being materialized by a fictitious dotted line 26. On the underside 27 of the cover 23, undulations are provided in the form of separate rings 28 which must, during subsequent tightening, penetrate into the external sheath 5. A portion of end 29 of the cover rests on a flat 30 formed on the rear part 6 of the arch la. The rings 28 are formed over a predetermined length of the sleeve, which is at least equal to the internal diameter O1 of the pipe and more particularly, equal to approximately 250 mm, and they are spaced at least one pitch of 4 mm. The height of each ring is approximately 8 mm so that the rings can penetrate into the outer sheath 5 and cause, during the subsequent drawing, an undulation of the armor wires.
Lorsque le capot 23 est mis en place, on déplace un mandrin 33, préalablement disposé dans la conduite, pour l'amener à force à l'intérieur de la canule 7. Une telle introduction du mandrin 33 déforme la canule 7 de la voûte la jusqu'à ce que les sections de ladite canule 7 et de la conduite 2 soient alignées, c'est-à-dire qu'on obtient une solution de continuité entre la conduite 2 et la canule 7 puisque les diamètres 4Al et (z)2 sont égaux. When the cover 23 is put in place, a mandrel 33, previously disposed in the pipe, is moved to force it inside the cannula 7. Such an introduction of the mandrel 33 deforms the cannula 7 of the arch. until the sections of said cannula 7 and of line 2 are aligned, that is to say that a solution of continuity is obtained between line 2 and cannula 7 since the diameters 4Al and (z) 2 are equal.
La canule 7 comprend sur sa face externe des dentelures 34, de structure différente des anneaux 28, dont un petit nombre est représenté sur la figure 1. Les dentelures 34 ont pour but d'assurer le frettage entre la canule 7 et la gaine interne 3 en regard ainsi que le frettage entre la canule 7 et les armures 4. Après frettage, l'extrémité de la conduite se situe dans un espace confiné, ce qui permet de limiter le fluage au cours du temps de la gaine interne 3 et par conséquent d'assurer une étanchéité durable au niveau de l'extrémité de la conduite. Dans un exemple de réalisation, le pas entre les dentelures est de l'ordre du millimètre et la hauteur de chaque dentelure est de l'ordre de 0,5 mm. The cannula 7 comprises, on its outer face, serrations 34, with a structure different from the rings 28, a small number of which is shown in FIG. 1. The serrations 34 are intended to provide hooping between the cannula 7 and the internal sheath 3 opposite as well as the hooping between the cannula 7 and the armor 4. After hooping, the end of the pipe is located in a confined space, which makes it possible to limit the creep over time of the internal sheath 3 and consequently ensure a lasting seal at the end of the pipe. In an exemplary embodiment, the pitch between the serrations is of the order of a millimeter and the height of each serration is of the order of 0.5 mm.
Dans une étape suivante, on recule l'ensemble embout-conduite vers la position arrière sur le chassis 11 et on met en place dans le banc de tréfilage 12 une filière 31 avec son porte-filière 32. Ceci étant réalisé, on déplace le précédent ensemble à travers la filière 31, cette opération de tréfilage ayant pour effet d'assurer le serrage du capot 23 sur la gaine externe 5 et de compléter le frettage de la canule 7 sur la gaine interne 3 et les armures 4 de la conduite 2, de sorte qu'en sortie de la filière 31, les diamètres 4Al et (D2 sont égaux, ce qui assure une continuité entre les éléments raccordés et élimine tout obstacle pour une circulation du fluide. In a following step, the end-pipe assembly is moved back towards the rear position on the chassis 11 and a die 31 with its die holder 32 is put into place in the wire drawing bench 12. This being done, the previous one is moved together through the die 31, this drawing operation having the effect of ensuring the tightening of the cover 23 on the external sheath 5 and of completing the hooping of the cannula 7 on the internal sheath 3 and the armor 4 of the pipe 2, so that at the outlet of the die 31, the diameters 4Al and (D2 are equal, which ensures continuity between the connected elements and eliminates any obstacle for circulation of the fluid.
Les essais effectués ont montré qu'une épaisseur de 5 mm pour la canule 7 était suffisante pour résister à la traction lors du dudgeonnage et à l'effet résiduel de compression après le tréfilage, pour le diamètre interne considéré de la conduite. The tests carried out have shown that a thickness of 5 mm for the cannula 7 was sufficient to withstand the traction during expansion and the residual compression effect after the drawing, for the internal diameter considered of the pipe.
En ce qui concerne le taux de serrage, on a déterminé empiriquement qu'il était compris entre 15 et 20 % et plus particulièrement de l'ordre de 16,5 c'est-à-dire environ 2 à 3 fois le serrage classique mis en oeuvre dans l'art antérieur. With regard to the tightening rate, it has been empirically determined that it is between 15 and 20% and more particularly of the order of 16.5, that is to say approximately 2 to 3 times the conventional tightening implemented in the prior art.
Le taux de serrage est défini par le rapport entre l'épaisseur de la conduite libre et l'épaisseur de l'extrémité évasée de la conduite. The tightening rate is defined by the ratio between the thickness of the free pipe and the thickness of the flared end of the pipe.
De même, la longueur de tréfilage est liée au diamètre interne cD1 de la conduite et elle dépend essentiellement de l'effet de fond qui est connu en principe, des coefficients de frottement interne de la structure de la conduite (de l'ordre de 0,2) et de la nature des matériaux utilisés pour réaliser la conduite (gaines d'étanchéité et armures) ainsi que du matériau dans lequel est réalisé le capot. Les essais ont montré que cette longueur de tréfilage est au minimum environ 3 fois le diamètre interne clul de la conduite. Similarly, the drawing length is linked to the internal diameter cD1 of the pipe and it essentially depends on the background effect which is known in principle, of the internal friction coefficients of the pipe structure (of the order of 0 , 2) and the nature of the materials used to make the pipe (sealing sheaths and armor) as well as the material in which the cover is made. Tests have shown that this wire drawing length is at least about 3 times the internal diameter of the pipe.
A la sortie de la filière, le capot 23 est sous contrainte de traction radiale et la canule 7 est sous contrainte de compression radiale, l'état de contrainte a du capot et de la canule pouvant s'exprimer par la relation:
a = E thermoplastique x taux de serrage
dans laquelle E thermoplastique est le module d'Young de la gaine thermoplastique externe de la conduite.At the outlet of the die, the cover 23 is under radial tensile stress and the cannula 7 is under radial compression stress, the stress state a of the cover and the cannula being able to be expressed by the relation:
a = E thermoplastic x tightening rate
in which E thermoplastic is the Young's modulus of the outer thermoplastic sheath of the pipe.
Il est à noter que l'action de tréfilage permet, en outre, d'assurer l'accrochage des armures 4 du fait des annaux 28 du capot 23 qui, par écrasement non uniforme de la gaine externe 5 de la conduite 2, provoque une ondulation des nappes de fils constituant lesdites armures 4, combinée à une compression entre les deux gaines thermoplastiques externe et interne de la conduite 2. It should be noted that the drawing action makes it possible, moreover, to ensure the attachment of the armours 4 due to the annals 28 of the cover 23 which, by non-uniform crushing of the external sheath 5 of the pipe 2, causes a undulation of the plies of wires constituting said armourings 4, combined with compression between the two external and internal thermoplastic sheaths of the pipe 2.
En résumé, le procédé de raccordement d'un embout à une conduite flexible, consiste à
- introduire dans une extrémité 14 de la conduite flexible 2 un mandrin 33 dont le diamètre est égal au diamètre interne 4?l de la conduite,
- disposer autour de la conduite 2 un manchon ou capot 23,
- introduire dans l'extrémité 14 la canule 7 de la voûte la de l'embout dont le diamètre interne '2 nominal est inférieur au diamètre interne O1 de la conduite et dont le diamètre externe cet)3 est supérieur au diamètre interne cD1 de la conduite flexible 2,
- poursuivre ladite introduction sur une longueur de conduite déterminée, de manière à évaser ou dudgeonner ladite extrémité 14 sur ladite longueur,
- déplacer le capot 23 pour l'amener au-dessus ou en regard de la canule 7 de la voûte la,
- déplacer le mandrin 33 préalablement introduit, pour l'amener dans la canule 7 de la voûte, ce qui provoque une déformation radiale de ladite canule 7, jusqu'à ce que le diamètre nominal (D'2 devienne 4)2 égal au diamètre interne O1 de la conduite non dudgeonnée ; cette opération de déformation ou d'expansion assure le frettage entre la canule 7 et la gaine interne 3 et donc l'étanchéité entre l'embout et la conduite flexible,
- tréfiler le capot 23 et l'extrémité 14 de conduite correspondante, afin de réduire le diamètre extérieur dudit capot et comprimer la portion de conduite située entre le capot et la partie distale selon un taux de serrage déterminé.In summary, the method of connecting a nozzle to a flexible pipe consists in
introducing a mandrel 33, the diameter of which is equal to the internal diameter 4? l of the pipe, into one end 14 of the flexible pipe 2,
- arrange around the pipe 2 a sleeve or cover 23,
- Introduce into the end 14 the cannula 7 of the vault of the nozzle whose internal diameter '2 nominal is less than the internal diameter O1 of the pipe and whose external diameter ce) 3 is greater than the internal diameter cD1 of flexible pipe 2,
- continue said introduction over a determined length of pipe, so as to flare or expand said end 14 over said length,
- move the cover 23 to bring it above or opposite the cannula 7 of the vault,
- Move the mandrel 33 previously introduced, to bring it into the cannula 7 of the vault, which causes a radial deformation of said cannula 7, until the nominal diameter (D'2 becomes 4) 2 equal to the diameter internal O1 of the non-expanded pipe; this deformation or expansion operation ensures hooping between the cannula 7 and the internal sheath 3 and therefore the seal between the end piece and the flexible pipe,
- drawing the cover 23 and the corresponding pipe end 14, in order to reduce the outside diameter of said cover and compressing the portion of pipe located between the cover and the distal part according to a determined tightening rate.
Enfin, il est à noter que les effets du frettage et du tréfilage perdurent. En effet, la relaxation des matières plastiques va tendre à annuler les contraintes initiales imposées par le frettage et le tréfilage. Le fait que nous soyons en présence d'un tube armé augmente considérablement les temps de relaxation des couches des gaines thermoplastiques , de plus, après tréfilage, l'extrémité de la conduite ainsi comprimée entre la canule et le manchon se trouve, après écrasement, dans un espace confiné qui a pour effet de rendre les temps de relaxation des gaines thermoplastiques pratiquement infinis et donc d'éliminer quasiment les phénomènes de fluage. Finally, it should be noted that the effects of hooping and wire drawing persist. Indeed, the relaxation of plastics will tend to cancel the initial constraints imposed by hooping and wire drawing. The fact that we are in the presence of a reinforced tube considerably increases the relaxation times of the layers of the thermoplastic sheaths, moreover, after drawing, the end of the pipe thus compressed between the cannula and the sleeve is found, after crushing, in a confined space which has the effect of making the relaxation times of the thermoplastic sheaths practically infinite and therefore virtually eliminating creep phenomena.
On obtient ainsi une étanchéité et un accrochage de la conduite sur l'embout durable. This gives a seal and a hooking of the pipe on the durable nozzle.
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