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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2518214A1
Family ID 1957624
Probable Assignee Witzenmann Metallschlauchfab
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title COMPENSATEUR POUR CONDUITES TUBULAIRES
Abstract
_________________________________________________________________
LE COMPENSATEUR COMPREND UN SOUFFLET 1 FORME DE COUCHES EXTERNE 2 ET
INTERNE 5 ETANCHES ET D'UNE COUCHE INTERMEDIAIRE 4 FORMEE D'UN
FEUILLARD ENROULE EN SPIRALE. LES BORDS DU SOUFFLET SONT SOUDES PAR
TOUTES LES COUCHES DU SOUFFLET DE FACON ETANCHE A UN MANCHON DE
RACCORDEMENT 7. UN ALESAGE 10 RECUEILLE LES FUITES EVENTUELLES
ATTEIGNANT LA COUCHE INTERMEDIAIRE ET LES MET EN EVIDENCE.
L'ALESAGE 10 EST PRATIQUE DANS LE CORDON DE SOUDURE 6.
UTILISATION POUR LAISSER LE SOUFFLET INTACT ET POUR COLLECTER
INDIFFEREMMENT LES FUITES PROVENANT DE L'EXTERIEUR OU DE L'INTERIEUR.
Description
_________________________________________________________________
L'invention concerne un compensateur pour con-
duites tubulaires, se composant d'au moins un soufflet
a couches multiples, de forme helicoidale ou a ondula-
tions annulaires, et de pieces de raccordement au souf-
f let sous forme par exemple de manchons de raccordement ou de brides
de raccordement dans leqme 4 eitre les couches externe et interne du
soufflet, est disposee au moins une couche intermediaire formee d'un
mince feuillard enroule en spirale ou de
cylindres en tole fermes et coaxiaux, les bords du souf-
flet etant soudes par toutes les couches du soufflet de facon etanche
avec les pieces de raccordement au soufflet, tandis qu'un alesage
atteignant la couche intermediaire
est prevu pour mettre les fuites en evidence.
Dans les compensateurs de ce genre, les souf-
flets ont au moins des couches d'etancheite externe et interne et une
couche intermediaire Mais il y aussi de
nombreux exemples dans lesquels plusieurs couches etan-
ches sont reparties sur la section radiale tandis qu'une couche
intermediaire est par exemple prevue au
milieu ou encore entre chaque couple de couches d'etan-
cheite A cet egard, le mode de construction depend des
prescriptions propres a chaque cas de montage.
Dans le cadre de telles structures, chaque cou-
che intermediaire sert a resoudre le probleme de la detection des
fuites d'une ou de plusieurs couches
d'etancheite qui lui sont adjacentes du cote sous pres-
sion du compensateur, en permettant au fluide qui s'e-
chappe de parvenir aux extremites frontales du compensa-
teur o elles peuvent etre dirigees vers l'alesage pre-
cite pour etre decelees Si la couche intermediaire est
enroulee en spirale, le fluide qui s'echappe peut tra-
verser les interstices des spires jusqu'aux extremites du soufflet et
parvenir a l'alesage, alors que si la
couche intermediaire est faite de cylindres en tole iron-
mes, les espaces interstitiels doivent etre relies
ensemble en percant radialement les cylindres de tole.
Le nombre de spires ou de cylindres des couches interme-
diaires se situe habituellement entre l et 30.
Dans les realisations connues, l'alesage est pratique radialement de
l'exterieur a l'une ou aux deux extremites du soufflet dans sa paroi
ou dans ses parois multiples Cette solution, bien eprouvee et
suffisante dans les cas normaux o la simple ejection de fluide qui
s-'echappe par l'alesage met en evidence les fuites, ne convient
toutefois pas quand le fluide est par exemple toxique ou radioactif
Dans ce genre de cas, il s'agit de capter les fuites ou le fluide qui
s'echappe et de parvenir, en evitant les degats, a formuler par
exemple une evaluation quantitative Car toute fuite ne necessite pas
le remplacement -immediat du compensateur Dans de nombreux cas, il
suffit plutot de prevoir le remplacement du compensateur lors d'une
occasion qui doit se presenter prochainement Dans les realisations
connues, on capte les fuites en soudant a l'alesage un petit tube par
lequel le fluide qui s'echappe peut etre ensuite conduit
par exemple a un recipient pour l'indication de la quan-
tite Mais cette solution connue pose des problemes car le soudage
additionnel d'un petit tube, dans la zone de
jonction entre le soufflet et les pieces qui s'y raccor-
dent, provoque dans cette zone une concentration de contraintes que
l'on peut a peine, ou mal, calculer avec certitude Il faut rappeler a
cet egard que le compensateur, qui est normalement sollicite en
pression
et en temperature,-presente des etirements qui-, en pre-
sence d'irregularites sur le pourtour de la zone de raccordement du
soufflet telles que celles apportees par le soudage du petit tube
precite, conduisent a diverses
sollicitations sur le pourtour.
Du-point de vue geometrique, ces irregularites ont en outre l'effet
negatif d'empecher pour le moins un examen non destructif,
eventuellement repete, du cordon de soudure de raccordement, par
exemple sous la forme
d'une verification par radiations.
Un autre inconvenient fondamental de la solu-
tion connue reside en ce que, s'il est vrai que lorsque la pression
est appliquee du cote externe ou du cote interne, on peut bien
pratiquer l'alesage correspondant sur le cote oppose a la pression,
par contre un tel alesage ne peut remplir son role dans les
applications o la pression est alternativement a l'exterieur et a
l'interieur On ne parviendrait alors au resultat recherche qu'en
pratiquant un alesage radial tant vers l'exterieur que vers
l'interieur, et en captant de facon appropriee le fluide qui s'echappe
par cette voie, mais cela ne fait tout au plus que multiplier les
problemes deja abordes plus haut.
L'invention a donc pour but de perfectionner un compensateur, du genre
enonce en introduction, de sorte qu'il puisse etre fabrique de maniere
normale et simple, c'est-a-dire en soudant simplement avec symetrie de
revolution les bords du soufflet a ses pieces de raccordement sans
qu'il faille porter atteinte a ses parois pour mettre les fuites en
evidence En outre, aussi bien pour les cas o il n'est pas necessaire
de capter les fuites que dans les autres cas o l'on veut
ou doit capter le fluide qui s'echappe,-on doit permet-
tre par des moyens simples l'indication des fuites dans le cas de
compensateurs soumis aussi bien a une pression externe qu'a une
pression interne, compte tenu en particulier du cas o les pressions
interne et externe alternent Enfin, un examen repete et non destructif
du cordon de soudure, entre le soufflet et les pieces s'y
raccordant, ne doit pas etre perturbe.
Suivant l'invention, le compensateur est carac-
terise en ce que l'alesage est pratique dans le cordon
de soudure de facon a rencontrer la couche intermediaire.
Grace aux particularites de l'invention, on donne avec une simplicite
deconcertante un acces a la couche intermediaire, et donc aux fuites,
en laissant le soufflet tout a -fait intact dans sa conformation et
son mode de -construction, tout en parvenant a ce qu'il soit
indifferent que le compensateur soit sous pression externe ou interne,
et cela sans que finalement un examen non destructif, dans la zone du
cordon de soudure ainsi que dans les autres pieces du compensateur, ne
soit compromis en quoi que ce soit A cet egard, la pre-
ference doit aller a une-couche intermediaire enroulee
en spirale car la rencontre de cette couche avec l'ale-
sage pratique selon l'invention en est particulierement
facilitee.
Mais il est egalement essentiel que la liaison
par-soudure entre le soufflet et ses-pieces de raccorde-
ment puisse desormais etre realisee sous une forme a symetrie de
revolution, et que la piece rapportee dans la zone du soudage ait
aussi cette symetrie de revolution, de sorte que des precautions
particulieres ne sont pas
necessaires lors de la construction ou du calcul.
Il s'est avere opportun, dans le cas o le bord
de soufflet est soude bout a-bout avec la piece de rac-
cordement, que l'alesage traverse la piece de raccorde-
ment parallelement a l'axe, l'acces de l'alesage vers l'exterieur
pouvant, selon les donnees de-construction, etre realise en pratiquant
dans la piece de raccordement
un alesage radial rencontrant le premier alesage.
Mais il est egalement possible que l'extremite du soufflet soit evasee
sous un angle de 30 a 60 -de preference sensiblement 450 par rapport a
l'axe
du soufflet, et soit soudee avec la piece de raccorde-
ment en formant un cordon en V, et que l'alesage fasse egalement un
angle de 30 a 600 -de preference sensiblement 450 avec l'axe du
soufflet Il s'est avere que cette
forme de construction favorise aussi bien la transmis-
sion de force entre le soufflet et sa piece de raccor-
dement que l'examen non destructif Cette forme donne en outre la
possibilite de relier ensemble par une piece de raccordement deux
soufflets disposes l'un
derriere l'autre dans le sens axial, sans que les dispo-
sitions prises pour l'indication des fuites en soient genees. Il est
de plus apparu approprie que chaque bord du soufflet soit entoure
d'une bague exterieure et que cette bague et le bord du soufflet
soient soudes ensemble
avec la piece de raccordement.
Finalement, selon les donnees de construction, le cordon de soudure
peut etre enferme-dans une chambre annulaire formee par la piece de
raccordement, la paroi
exterieure de la chambre annulaire pouvant alors presen-
ter au moins un alesage radial.
Comme l'a montre l'experience, la solution selon l'invention convient
pour toutes les liaisons imaginables de raccordement par soudure entre
soufflet et piece de raccordement, qu'il s'agisse par exemple d'un
soudage realise bout a bout ou, dans un autre cas
extreme, d'un cordon de soudure de bordage qui se pro-
duit quand on retrousse le bord du soufflet radialement vers
l'exterieur et qu'on le soude ensuite a cet endroit
a la piece de raccordement.
D'autres particularites de l'inven-
tion vont ressortir de la description ci-apres de quel-
ques modes de realisation representes aux dessins.
Pour simplifier, cette representation graphique ne montre toujours
qu'une coupe radiale agrandie de la liaison de raccordement Sur ces
dessins: la figure l est une vue d'un raccordement entre soufflet et
bride de raccordement au soufflet a l'aide d'un cordon de
recouvrement; la figure 2 montre l'objet de la figure 1 avec une
chambre annulaire enfermant le pourtour du cordon de soudure; la
figure 3 est une vue d'un raccordement bout a bout entre soufflet et
sa piece de raccordement; la figure 4 est une vue d'un raccordement
entre soufflet et sa piece de raccordement avec cordon de soudure de
bordage; la figure 5 est une vue d'une variante de la liaison de la
figure 3; et la figure 6 est une vue de la liaison, dans le sens
axial, de deux soufflets disposes l'un derriere
l'autre avec une piece de raccordement entre eux.
La figure 1 represente un soufflet 1, a cou-
ches multiples avec une couche externe 2, des couches intermediaires 4
et une couche interne 5, qui est relie par un cordon de soudure par
recouvrement 6 a une piece
de raccordement 7 Dans le cas present, une bague exte-
rieure 8 et une bague interieure 9 qui repose sur la piece 7 sont
soudees par la meme operation pour renforcer
le bord du soufflet.
Le cordon de soudure 6, qui embrasse toutes
les couches du soufflet,l comporte un alesage 10 paral-
lele a l'axe et qui rencontre la couche intermediaire 4
faite de l'enroulement en spirale d'un feuillard mince.
Si une fissure de la couche interne 5 en affecte l'etan-
cheite, le fluide qui s'echappe -imputable a la charge
supportee par le soufflet du fait de la pression interne-
parvient a l'alesage 10 en passant par la couche inter-
mediaire 4, et il eh sort, servant donc a deceler la fuite avant que
le defaut d'etancheite ne s'etende a l'ensemble du compensateur Il est
ainsi possible de
remplacer par un nouvel element le compensateur endom-
mage sans que le raccordement de conduite constitue par
2518-214
le compensateur soit completement defaillant Mais en
cela, de meme que dans les exemples suivants, le compen-
sateur n'est absolument pas perturbe, dans sa conception et son
montage, pares dispositions additionnelles prevues pour la detection
des fuites Pour autant que le cordon de soudure soit traverse par un
alesage, il faut noter
a cet egard que cet alesage n'a besoin que d'une sec-
tion tres petite et que le cordon de soudure est realise
avec un facteur de securite qui garantit une faible con-
trainte, de sorte que l'alesage ne porte pas atteinte
au cordon.
La figure 2 montre un perfectionnement de l'objet de la figure 1, dans
lequel le soufflet presente
une couche d'etancheite externe 11 et une couche d'etan-
cheite interne 16 ainsi qu'une couche intermediaire dis-
posee entre celles-ci et formee de feuillets multiples 12, 13, 14, 15,
17 La couche intermediaire est atteinte
par un alesage 19 parallele a l'axe et traversant le cor-
don de soudure 18 Ce cordon est enveloppe sur tout son pourtour par
une chambre 20, formee par une bague 21 ayant un profil en L, et qui
est soudee avec la piece
de raccordement 22 de la facon representee.
La bague 21 a un alesage radial dans lequel
est soude un tube 23 auquel peut etre raccorde un dispo-
sitif de captage du fluide qui s'echappe, ou encore un
indicateur de pression, ou appareil analogue.
La figure 3 represente un soufflet 24 a cou-
ches multiples du genre deja decrit qui est relie bout
a bout a une bride de raccordement 26 par l'interme-
diaire d'un cordon de soudure 25, de sorte que le souf-
flet s'appuie a l'interieur sur une rallonge 27 de la piece de
raccordement et est cercle exterieurement par une bague 28, le cordon
25 embrassant aussi bien la rallonge interieure 27 que la bague
exterieure 28
ainsi que l'ensemble des couches du soufflet 24.
La piece de raccordement 26 est traversee par un alesage 29, parallele
a l'axe, qui traverse aussi le cordon de soudure 25 et qui rencontre,
de la facon deja exposee la couche intermediaire qui n'est plus
decrite en detail Comme la piece 26 est ici une bride de soudage,
l'alesage 29 est accessible radialement de l'exterieur par un alesage
30 par la voie duquel on peut proceder de la facon deja decrite au
traitement
ulterieur du fluide qui s'echappe -
Un exemple est represente a la figure 4 pour montrer que l'extremite
du soufflet 31 est retroussee radialement vers l'exterieur o, avec
toutes ses couches, le soufflet est fixe par un cordon de soudure de
bordage 34 entre la piece de raccordement 32 et une bague de retenue
33 Une bague 35 entourant le cordon 34 forme a nouveau -comme dans
l'exemple de la figure 2 une chambre 36 accessible par la voie d'un
alesage radial
37 aux fins d'observations.
La figure 5 montre a nouveau un exemple o un
soufflet 38 est soude bout a bout avec une piece de rac-
cordement 39, et dans lequel l'extremite du soufflet 38 est
prisonniere entre une bague interne d'appui 40 et une bague externe
d'appui 41, qui sont egalement soudees bout a bout par le cordon de
soudure 42 avec la piece 39
en meme temps que toutes les couches du soufflet 38.
Un alesage 43, traversant-la piece 39 parallelement a
l'axe, atteint de la maniere decrite la couche intelme-
diaire du soufflet 38 Un alesage radial 44 cree la sortie vers
l'exterieur, un ajutage 45 etant encore soude au-dessus de chaque
alesage 44 pour y visser un autre
raccord de liaison.
Pour finir, la figure 6 represente deux souf-
flets 46 et 47 montes en tandem sur une piece commune
de raccordement ou de liaison 48 qui soutient interieure-
ment les soufflets 46 et 47 Radialement a l'exterieur sont posees sur
les soufflets 46 et 47 des bagues d'appui 49 et 50, avec lesquelles
sont soudes les bords des soufflets qui sont evases d'environ 450 par-
rapport a leur axe commun, chaque bord etant respectivement soude a
l'aide de cordons de soudure 51 et 52 en forme de V, dans lesquels
sont egalement amenages les alesages 53 et 54 sous un angle de 450
environ Les cordons 51 et 52 sont enveloppes d'une chambre 55 formee
d'une bague 56 qui clot, par sa liaison etanche avec les bagues
d'appui 49 et 50, le volume couvrant les cordons de soudure Un alesage
57 est amenage dans la bague 56, par la voie duquel le fluide qui
s'echappe peut etre intercepte e
Dans les exemples representes, on ne cite tou-
jours qu'un seul alesage atteignant la couche interme-
diaire Bien entendu, plusieurs alesages de ce genre repartis sur le
pourtour peuvent etre prevus De meme,
on ne cite qu'une seule couche intermediaire d'un souf-
flet Il est cependant possible, dans les soufflets a couches
multiples, que soient aussi disposes plusieurs
feuillets intermediaires radialement repartis entre.
couche externe et couche interne, qui peuvent ensuite etre testes
chacun par la voie d'un ou de plusieurs
alesages au sens de l'objet de la demande.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Compensateur pour conduites tubulaires, se composant d'au moins un
soufflet ( 1,24,31,38,46,47) a couches multiples ( 2,4,5, 11 A 17) de
forme helicoidale ou a ondulations annulaires, et de pieces de
raccordement au soufflet, sous -forme par exemple de manchons de
raccordement ou de brides de raccordement, dans lequel, entre les
couches externe ( 2,11) et interne ( 5,16) du soufflet, est disposee
au moins une couche intermediaire ( 4,12 A 15,17) formee d'un mince
feuillard enroule en spirale ou de cylindres en tole fermes et
coaxiaux, les bords du soufflet etant soudes par toutes les couches du
soufflet de facon etanche avec les pieces de raccordement au soufflet,
tandis qu'un alesage attei- gnant la couche intermediaire est prevu
pour mettre les fuites en evidence, caracterise en ce que l'alesage (
10,19,29,43,53,54) est pratique dans le cordon de sou- dure (
6,18,25,34,42,51,52) de facon a rencontrer la couche intermediaire (
4; 12,13,14,15,17).
2 Compensateur selon la revendication 1, carac- terise en ce que, dans
le cas o un bord du soufflet est soude bout a bout avec la piece de
raccordement ( 26,39), l'alesage ( 29,43) traverse la piece de raccor-
dement ( 26,39) parallelement a l'axe.
3 Compensateur selon la revendication 2, carac- terise en ce que dans
la piece de raccordement ( 26,39) est pratique un alesage radial (
30,44) rencontrant l'ale- sage ( 29,43).
4 Compensateur selon la revendication 1, carac- terise en ce que
l'extremite du soufflet est evasee sous un angle de 30 a 600 par
rapport a l'axe du soufflet et est soudee avec la piece de
raccordement ( 48) en formant un cordon en V ( 51,52), et en ce que
l'alesage ( 53,54) fait egalement un angle de 30 a 60 avec l'axe du
soufflet.
5 Compensateur selon l'une des precedentes revendications, caracterise
en ce que le bord du souf- flet est entoure d'une bague exterieure (
8,28,33,41,49, ), et en ce que cette bague et le bord du soufflet sont
soudees ensemble avec la piece de raccordement ( 7,22,26,32,39,48).
6 Compensateur selon la revendication 1, caracterise en ce que le
cordon de soudure ( 18,34,51,52) est enferme dans une chambre
annulaire ( 20,36, 55) formee par la piece de raccordement (
22,32,48), et en ce que la paroi exterieure ( 21,35,56) de la chambre
annulaire pre- sente au moins un alesage radial ( 23,44,57).
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