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pFRFT'CTIU''I';':,2E1TS APPORTES AUX TUYAUX. 11
La présente invention consiste en des perfectionnements appor- tés aux tuyaux, et se rapporte particulièrement à la fabrication de tuyaux métalliques perfectionnés pour l'emploi dans le transport
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des fluides à. haut pression.
L'invention vise à établir des tuyaux non susceptibles de se déchirer le long de la soudure, et dans lesquels, toute' déchirure sera empêchée de se propager.
De tels tuyaux perfectionnés peuvent être employés dans des installations hydro-électriques utilisant de l'eau à haute pression - ou pour transporter des gaz tels que l'hydrogène et l'azote à des pressions de 200 atmosphère^ et plus,- ou encore pour transporter @
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de la vapeur surchauffée à haute pression,- ou d'autres gaz chauf- fés des pressions par exemple de 1.000 livres par pouce carréet plus.
La présente invention quoique s'appliquant spécialement aux hautes pressions comme celles citées plus haut, ne se borne évi- demment pas à ces pressions et peut être employée avantageusement pour des tuyaux destinés à transporter des fluides à des preseions plus basses, tels que par exemple ceux qui sont employés dans les réseaux urbains d'alimentation en eau, dans les "pipe lines" ou conduites à pétrole, et dans d'autres installations similaires.
Dans les constructions hydro-électriques, il a été nécessaire pendant plusieurs années, de limiter le diamètre des tuyaux soumis à une pression statique de mille à trois mille pieds et davantage, à cause de la difficulté de river ou de souder les toles épaisses nécessaires pour des tuyaux résistant à la pression.
Les tuyaux soud6s par recouvrement et les tuyaux sans couture étaient jusqu'à présent renforcés par des bandes ou frottes en acier convenablement espacées posées à chaud autour d'une paroi plus mince, par exemple d'un. quart ou d'un tiers de l'épaisseur calculés poux la pression de service, mais ces modes de conatruc.- tion sont coûteux à cause de l'extrême précision nécessaire dans le calibrage du diamètre extérieur du tuyau, et dans le forage de chaque frette en acier forgé qui est chauffée et posée à chaud autour de la paroi plus mince.
Bien que les tensions dans chaque anneau puissent être calculées grâce à la connaissance des propri- étés résistantes de l'acier employé, un contrôle minutieux est né- cessaire pendant toute la durée de la, construction de tuyaux ren- forcés de cette espèce. En outre, des tendions inégales se pro- duisent dans la paroi intérieure.
Conformément à la présente invention, il est prévu un procédé de fabrication de conduits métalliques renforcés, par exemple des tuyaux, - qui consiste en enrouler en spirale et sous tension, une
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ou plusieurs couches d fil autour du conduit, et à appliquer un
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enduit ou une gaine rdtallique sur l-s couches de fil.
L'enduit métallique peut s'appliquer par exemple par asper- sion, immersion, ou par un procédé pression, ou encore par gal-
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vanisation, et peut coneipter, par exemple, en cuivre, fer, nickel, zinc, chrome ou analogues.
L'enduit métallique a comme fonction de maintenir les fils
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ensemble, évitant ainsi tout r:lâchemr.t brusque du fil dans 1¯ cas d'une rupture de fil, ou d'un d6laat non décelé quand le tuyau est en usage, et protsgs aussi l-s fils de 1*rf.Ji'ceinert ainsi que la paroi, contre la corrosion par l'humidité. Si le fil de renforce- ment n'était pas enduit, il serait électro-positif par rapport à
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la paroi 0n acier doux, et 8usc:rible de corrosion sous le seul effet d'influenças atmosphériques. En outrs, la gaine métallique peut être composée de barreaux métalliques plats longitu#inaux(x4mX) fixés l'extérieur du fil enroulé, ou bien d'un ou de plusieurs tuyaux ou marchons Métalliques posés à chaud ou appliqués d'une autre manière sur le fil enroulé.
Chaque couche de file peut se composer d'un seul fil, ou bien de deux ou plusieurs fils enroulés l'un à coté de l'autre.
Le fil peut êtr cylindrique ou rectangulaire ou hexagonal,
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le choix de la section étant déterminé par la facilité ds fabric&-. tion, ou bien danscertains cas, par le fait qu'il est désirable d'employer plus d'une couche du renforcement en fil à haute ré- sistance.
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L--,e conduits peuvent être pourvus de bridep ou bien d'an- neaux ou colliers, et le fil peut'être enroulé autour du conduit entre les brides et ralié à la bride et/ ou au corps du tuyau, par exemple par serrage, ou par brasage, par soudage ou par galva-
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nidation, ou en employant une combinaison de ces procédés. Le sou- dage peut être convenablement exécuté par exemple par soudure
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:6+ctJ:i CJ..ue, La présente invention comporte un procédé ( défini plus haut )
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pour la fabrication de conduits métalliques renforces, dans lequel le conduit est construit d'une paroi en acier relativement mince et l'enroulement consiste en fil d'acier à haute résistance.
La paroi du tuyau peut être sans joints ou présenter des jointe longitudinaux soudée, par exemple, au gaz d'eau, ou bien la paroi peut consister en un tuyau soudé à rapprochement ou à recouvrement, porté à la température de soulage, par échauffe- ment au four.
L'invention comporte en outre une variante du procédé pour la fabrication de conduits métalliques renforcés, par exemple des tuyaux, qui consiste à enrouler du fil sous tension autour du conduit, et à fixer des barreaux métalliques plats longitudinaux ( Axiaux ) à l'extérieur du dit fil .-croulé. Les barreaux plate longitudinaux peuvent être fixés aux spiree du fil, par exemple
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par brasage ou par soudage. Les barreaux i5la,td vc.gi+,udi',nrux:ciazc) peuvent en outre être fixés à des cerceaux, et la cage ainsi formée peut être glissée au deceus du guipage.
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8'..:dvar:1; une variante de 11 inv:::-,-r,ioc, ur. tuyau métallique peut être posé 9, chaud sur le guipage, ou bien, au lieu d'un seul tuyau, on peut employer plusieurs tuyaux ou cs,nè. '21:: juxtaposées.
En outre, on peut disposer un tuyau métallique. jeu au-dessus du Lll'2.g, et l'espace entre le guipage et l'étui a 111 ci u ex- "'4{l'Í:;ur l::>".'; ': ir- r?:111Jli 1 ps, r. une z1bst3o'rc'.; inerte, par exemple un bourrage bitumeux.
Le guipage et les barreaux plate ou t:'.c.,Y:.C='?I7.E qui l'entourent, peuvent être enduits par un procédé à pression, ou galvanisée, les deux procédés pouvant être exécutés, En place.
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n:'' outre la présente inv?tio0 prévoit un procédé de fabri- cation de CCJ:'1c1,uits métalliques :rC3:CS, par exemple des tuyaux, qui consiste ëi, fixer Ci.:'.6 celliers 0'..1 a1."r.sau: au tuyau ( par exem- ple par riv,tag3 ou par soudage ) et a errouler -dû fil sous tension autour de la surface du tuyau comprise entre les anneaux.
On fixe le fil et on le consolide de la manière déjà -décrite. Le
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procède peut srcor. ^:. ' n.Jii.'ic '.r: ,:,;1l'01.,1,rt du fil 80"..±' J0:1J'ior, autour du tuyau métallique j .:.:; r 1. :.ù i e, nt ou 2Juè:-r.t:l.. barreaux plats longitudinaux ,,"",(.1.' ce buF:g::, et en appliquait un deuxième guipage au dessus ài (;;;s barbeaux f,l,,-te .OYi'i't';^Â7,:u..lU<':. C;1 peut galvaniser 1; fil --1-ànt :le l t :<r..:rJult7:, ou w'¯i-' 1 traiter au .:.:.s- tic bitumeux ou j-r: i;l.ï.:.."':l'S l'i,t1...:'", ,^.ßc::ßi.
Il ut évic1( i.".t " 1", ;'.:':2::-t." irv ¯ ;it r:1 ;:'2t ;'::""3 liJ.:i'ti;:6 ' , r- t :.1 C .-.e t 1.7=' c 'm' gt1.:i],:?"ge .=1 !:.;' '.-. L ï ur co >r>#-, ;' # < 1 :... ',; C? i 1 G'¯:..'. , ni è. u1 fil dtè. section t:.i#sv-rii;1,1 1.,::l'tÍt,)'.lièJ.'e ou établi ..., ur.s mat i ère iiéciéle, et il E;!?t OO;1.1;,'1'i E: clu:e 1- 1.,;:.:;inc. C' c.. .'. tv..::.t'4;, "t ri?r1 Oy -L ur; T.4c..,,.. yk..U: W; ü= 00u.ç.e8 de fil. Il 'Set égu12- Yll'Y'.t bisr 8t du que 18 b:.-.z#.;>=c 1.1.;..L: J,02-:gitL"1im;ux 1; :7'::J:t être j'.A:t.:,rJ$0e ou :;5iJacoés :..t qu'uu li':ou , tl:. soudas ou e:ra8cis au guii;,,g;:, ile ;"U':9't:'t y 0tzo fixée li..c,1.' . .'.'.0)"0:-8 wl.,.a.'..,= , .::i a, pa exemple un e.t:t.L'i;; guip>ge, ou er r:liewnt d-'s b),1;(J,2E.S par asper- sion de eëtal.
L#.i bateaux ple-ts lsr;gitg,1.ire.;.< 6UV,:;Y't êt;.',: dipcoKtirus .:t i "91.- ÜÎ '::P."l::: 8.,-:: u'-".rr::?o...1.1X e.,cJa.C:,..1 :ut étcl: occupé fa...' d'autres spii-be de fil.
Pi>-.#' .,i=tc aux effcrts 11:;r:E;Ít'L'\.,'1irl:;"'i)':, 1-? cc,rï-?L:ât. fabci- qués Ei'ii;ai't l'un 1> E 1;É5iéàéE décrite plus ho.ut, p-uvert en outre étre renforces 1,5.r c!..:'8 tirants places entl', 1.=e 1.:.1'id"'8 '0;-;; à l ' exté- rieur du g1=.ii#i.ge .
L"' où il est nécessaire de mettre d=2 ,^reaux d'ancrage aux points c''a'ncragg de tuyaux i'erforcoés par un guipage oêla peut se faire par fettage à chaud, ou bien par soudage quaü0 la nature de la gaine obtenue :f.s,:,' galvariisation 1(3 permet. On p3ut réaliser la fixatior. d: tels arceaux ±:';1..]" voie éltc'trolytique, par b;:as:ge ou par galv.zvis¯, ticr..
Lo:lrue le guipage à-+ r-l' [02.'0 ,:.'nt aug{.;1."'t::, d,' section ciicou- '¯aire 5t dot 'ôr..::':'::'l'16 er: sl-r:.;,1'5 avec >a1# grand 1-':;:'6, É:.:-.c par ex3:-i- bl<1. 1. vu':1^ d 1<... 1,a==#Li. du fil ou el:::. IJ. 1:.",1':(:'3 employée- il peut être ,:mL¯.3tx directement da-rs 1 '',nc ^¯. 2n 1.ét,?;,, ou bien !t±.pos ::-:" eur d;s C:!.8..is-;;s :>tal1iques 8,:,!ci-c::''>Q1Jlair8s -:.ra 1,:^üc-.l.- 1< ,d.=.F C:;UVIl's2.SE; circulaires 5r sorte ou (.(:::? :':'air:"¯::r'2S trcA'.illéea
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retiennent la bande enroulée en spirale autour du tuyau. Les chaises ou couvercles pourraient présenter des saillies transmettant tous les efforts d'ancrage au béton.
Dans le. cas de tuyaux avec joints flexibles du type connu sous la marque déposés "Victaulic" dans lesquels le joint entre chaque paire de tuyaux consécutifs consiste sn un Manchon fixé dans des rainures tournées dans les extrémités 'des tuyaux, on soude ou l'on visse une douille à rainures tournées, destinées à recevoir le manchon et on fixe le guipage de renforcement à la douille vissée ou soudée de la Manière décrite dans le cas d'un tuyau bridé ordinaire
Quelques modes d'exécution de tuyaux renforcés construits sui-
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vant la pré6nt6 invention se trouvent décrits ci-après à titre d'exemple 8r-' référenoe aux dessine annexés.
Dans toutes les figures les cernes pe,l'tj,8E Ecnt indiquées par les 'trcniGf¯ numéros de référence.
La. Fig. 1 représs-nte une partie d'ur. tuyau guipé dans lequel une bride 13 est fixfe à la paroi métallique intérieure 11. Du fil ct. hauts r6?itar.c6 13 est fixé par exemple au moysr du dispositif d:#: s9rs 14, dans rne rainure 15, pratiqués d2ns la bride 18, et passs, par la rodnure inclinée 16, de 1 bride li surface exté- rieure. du tuyau.
Des barreaux plats longitudinaux ( axiaux ) 17 sent posés sur et fixés au guipage 13.
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La Fig. 3. mC11tr-:: une partie d'un tuyau 6an.e .r:'qu?. 18 bar- reaux plats l::!lbiti,jir)yl1:>\. ( axiaux ) 17 sont couverts par un deuxiè- me .i#oerc,i:lç;mr*;7.± er. fi 18 à haute e r <38 if::ts.!1C 16.
La Fig. 3. centre une construction dans laquelle le guipage 13 est couvert par un tuyau métallique 19.
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Dans li cas d" = la Fig. il un 2pc:ce 6.'."1")u1±.11'6 entre 1-: guipage 13 et le tuyau 1S:!,t{ri:1,'1' 19, pet bourré avec ur bourrage 1:itWJ16UX ;1.
DG'J.x n:tt1'.clc:":",E! appropriées d-s fs-bricatior G. tuyaux faz^c;s des types rrrés2rtés =¯ç,oC":.V'Ci2C'... p5. ls Fig. ? et 1, seront dcrite2 Ci-3,i¯:WN. rxrMrLE 1.
'I7L tuyau soudé en acier deux 11, bridé 2v chaque i xt r olù; 1 E é , '
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porte ure c z. xt r én; i t d'un fil #. n à; c .i e r 1 Y > b. iii.. t :;:{si2t:JC2, f i ; i é p ;., r x # r r = g # i a r. ur..- ,- r g; 1 ;.: ..: r : j: r < t ' <;¯ i= é s d .: r, s >; :,- i à .= bridas s 1 ± , ou- rurie au corps d'\ l 'É 1'.]" aÉ pr'.c - Î I 1 iÉ z .
Le tuyau 1: E l, ù.' l? t là E ll ur. tour = t .c i: à c >.: r-"air.'nrs ;# c + :; c 1 . , C.:. fil 1 s = ;.... # r rr ; i 1 é .i scus tfneior. e .j. r 1 t y 1 ' :#: iit r é : 1 t é ,à...: f 1 1 é t =, r f # . ;; a .ii 1 t :: ± 1 1 ; i; i. c e = # i* a g. = Ô 1 ' ; ; ? e o i: à l'autre e ;1 3 trids. rnp-.ite e 1 tuyau s''; .. #i 1 u v du t=ur et t ..> r, c'ucl'.e e i' . i .;. ':.t t <F é 1 c s é i. > ; 1" él,::(;.::olys\:; ur ] l,ôr::ro'¯11::j'[,'-T't, l'i:.:t:il'ie1J.r du tuyau .-t t 1 #= s ' 1 .1 é #> -tart 1,rot:;0G ccr+rp l'actior Ci .:; l ' é 1 : .; o t r o 1 j; t :à , psr ?xen.ne Hu '/:-.oyer. r. i. ' . ; s ;. r..±..i 1 approprie, t .= cu # ; ; i 1 t >,; :. ou é ;; ; # 1 1 . rXL"..¯ un tuyau ,":1" acier r d ou m d'upa ,# 1 o r. g.u é.
Lu r 0:: # a 0 p 1 > G s 'c. r 1 d à chaque extrémité t'et n:.onté é 5 . r u- tour, r-t t .,i r, <, .¯; >,t r C i,ù 1 t d'un fil à. s e c t 1 o r +'r"''''-''c,''ï.." i* r : c t # , : . e i: 1. #: i i' ( ?0 mile sur 100 mils en urbi- t é C"'''''(7'Jcr''I''A''' 1> t haut e r é s 1 s t a r c z , est t f 1 >< é < 1> T.. r p : i, r<z- g. c une des bridge o 1 2 . rrsuitc trois c i> chrs 8.-: fil r-1. l"'t::'\:::3,,:: sru" t à: r: s 1 o r d 1 Me,ri=r.- ," t:a.l- 1 t ..; à 1 1 é autour du t.'::3.t: .; s?n''- 4; 1 r; j h la bride e ± . l'autre 2xtr(it. D é e b c r i; 1> a ,u x plat,-, sont d 1 s p c a ;F ur :1 g i;. i j , # g :#. > j: a #'i 1 ' b ] . ;r v :r t Î#. " ' #. x du --t sont brasse aux spires, 1 t .= 3r#: >.; 0 + z r. t #. r s : i 1 t 1 V. r i pcr les ro 0 de cornue.
R 7 ''" Il L A T i 0 11 ryr procède d3 i ± # t. r 1. c #; t 1 c d0 ccnduits x ;.<: É t z.- l 1 1 q .u o renforces p&.r >i x à. i;: y.. l d28 tuyaux, qui i c i: i: e 1 c t e É- e r r ,J 1= 1 c r , SOU2 z ;.." i: e 1 c r :.# t :a n Epiral::, > :; 1: : ou. v 1 <,i s 1 e .,: r = e c; ;.;c 1 , <1 1: <5 fil autour du conduit h . ap- i> 1 1 ;; :;, z . . :.. # : - ,i i,i 1 1 <> u u!j5 z gC: 1 1 . a i . i' i u ' 1 1 1¯L;. sur 1'::8 couchas E C fil. ur procède (.'2 t 1 de conduits t 1 i r?rforces CC0lli r#v:iQuJ roue 1, 8 ''cruel 1'neuit ;t11iQU6 est a ;;. p i 1 - Q "à par v -r i 1'.
1," i.-ccede é i"... f #; 1; = j- r * t 1 J ;. à : # .J n ;' ... i t s ; : . i t i ï 1. i <, j i i c renforces e <# n aii z :... = i : 1. i ; , >.: é ..J ,; ie 1 6.b..!:..8 lequel l'enduit t r; : . ' t a ' 1 1 q ,i 2t appli- qua 1 1> à I ± É 1 . " G 1 9 12 > ce h -' 1 rr.t9 + " " ï 5 n c u ru±- 1 ; . procédé é à ç z. # s s 1 o n .
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4. Un procède 'e fabrication el1:' conduit? rt:;;f,li'cu.s renfor- cés, par exemple #1±.s tuyaux, qui cçn8t( à e;;.itou,l##t du fil sous 'tension autour du conduit, st E, fixer due barreaux métalliques plats longitudinaux ( axiaux ) s. l'extérieur r;1- ;,'4J..r:'1 <:1',o',...,-1 'rI"" .'1'""....,,,.,. par brae&ge ou par sclc'¯:, e.
5. Un procède de fabrication d.e conduits métalliques renfor- ces, par exemple dee tuyaux, 00:1:m2 revendiqué s'ous 4, ::3,:C .cGllc:l lis barreaux plate s lanyitiac' izla.x ( axiaux ) sont réunie à des cerceaux et la cage ainsi formée, est g13zée au dessus de l'4nxou-
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liement (en fil ou guipage.
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6. Un procédé de i;..lCrti0C1 de. conduits métalliques renfoI'- ces: COYf1mê revendique Fous 4, dans lequ81 '..;:1) tn3>éL= rúta11iclue est 0 à. chaud sur le b!1i?â:'s.
Un procédé de fabricatior. d'2 conduit? r.l{;t;;.l1i:!uGS rsnfcr- cée comme J:¯'VBYJC 3C'!l.(- Fous 5, dne lequel'plusieurs bandes ou tuyaux juxtaposes pont Iioeés è chaud eur le guipe,e;c.
8. t:n procède de = â 'C 1 i G û,' . C i. de conduits IT16-t11i:UEJS renfor- cée CO:i:.!11f'. r-svendioué sous 4, dans lequel un tuyau métallique est glisse au dse8u du guipage, et l'espace entre le guipage et la
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cage métallique extérieure est bourrée avec une matière inerte, par
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E,x6mple. un b01...1.rl'agc bitta-:eux.
9. Un procédé de fabrication as conduitE métalliques renfor- ces co!!,me revendiqué Mue 4 à. P, dans lequel le guipage et les bar- reaux plats ou 1":'? manchons entourants sont enduite, au moyen du proches ?. près s-ion.
10. Un procède de fabrication de conduits métalliques renfor- ces C01:ms revendique sous 4 à 8, de.ns 18(;,u(-:.1 le guipage ou les zan- chons entourants pont galvanisée.
11. Un procédé de fabrication elE. conduite métalliques renfor- cés cc:'eif' rc'vendiqué' eous 2 ou 3, dans lequel le procédé rez pression ou la galvanisation E'ont)eXe01rb{s ex place.
1. Un procédé dr fabrication d., conduite métalliques renfor- cés, par exemple des tuyaux, coaar- r;J"rr6.i;jué 2C11S l'une quelconque dès revendications précédentes, lequel coinr,orte les opérations con-
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sietant é. fixer d'-e colliers au tiyiu irtériecr ( l'--' '¯ '.;=-c .1 ""'1' , ri', étage ou ç.i,r soudage ) ' . ¯.¯::C:'.::1 du fil soue t, " " 0" a.utc-j-; G 1,w, BL.r2.,CC: è.1.. *L':y;,u C,.'.; i':i^ :rtr3 1:2 W.l:;C. bzz. Un '-:CCt : fé.1.::icc.tiorl é. conduite e r: t c<. ' l 1 r¯ < . ? 1":,[:::1'- cce, par ?: 'Yr. jJ . > ;1 ..= :' ..'.y,.'.. : :...i i c ;; i c 1 ...1 . '. :.2' . C',1l ;-; ; 1 ' ". fil 1 # à '-1 ter=dor autour du tl.:;ré7.U !:.-,'t':èD L11':'1 ?, t:':.2 -:;' r c r. ::':::':('-'1' d'F P t > = #: # 5 =à ;.; 1,J.e.ts lr,,'''g:i t'l1I"::.r'':x s-'/.r r 1 .=.
F L: 1 :. :: s; , i t ' -V^., r - 1 , ' i: ¯. -r; ." r c i# 1 < ># e r 0) fil? sur les .é-ïï'^.17,? plats l:l1)t1.::'irç.l'x.
14. r r procède de fabricatior. 1# conduits rr.{t:J.l1iclues renfor- cée CCliff.; r vordicuc ::0'J8 l'ure ::;'1..,:::.cc::c:u-:; è.:s -::: 'vc1"'C1icatiOrJs pré- COG.7^'tW d.3,!!B 1>#:.ré' li c-rduit ee't 1" outre CCY'c:C)lîCÉ.' r (i,2S tirarts ¯^Vi 1¯ ti14es E. l':'.-xt.:1'i,::'....:, :s 8L.i:!'::::.
15. Fr j" i? 1 c 1. F c"- f z. 'i l' f c , t 1 .-. < <1... conduits ' : . 3' ¯ . . î ^ i r :, r'.-rf Q:;"- c é ccmrcc. récrit .. :u=i! :'CE aux XC'1Z.CB :'f c:'i:Gt:ti0?' S::'3"G'::s ci-- C. !: 1= L; .
10. Dt:-2 cor(;.:i't8 J t c, 1 1 1 n 'à :.. ;1-r8:c{.t CCYS''.i;1':.r w','iG^¯,¯"';, :".2":: d-s l'l'cc0c'it è1.:cits..t r?v'::""":'J\ ci-dcspue.
17. r( conduits !r:.;-t:;ilicüe8 1" fcJ.:'c(s ;l',.r;::.s.tlf:::lf!r,r'.!: C':r:.''.C .tC:'liE: :::t r.l:"'8r:t6 di.1=oe 1-8 >1#;#Jir;s. .Y'...-^, .;.c.