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Cette invention concerne des joints de tubes établis entre des tubes en matière ferritique et des tubes en matière austénitique.
L'utilisation de matière austénitique est nécessitée par l'emploi de températures supérieures à 550 C dans les échangeurs de chaleur tubu- laires pour le chauffage de la vapeur, de l'air ou des gaz. Pour des raisons d'économie la matière austénitique ne peut être utilisée que dans la section à haute température d'un échangeur de chaleur et les parties en matière austénitique et en matière ferritique, respective- ment, doivent par conséquent être réunies de façon effective. Il est connu de réunir une partie en matière austénitique et une partie en matière ferritique, par une soudure en matière ferritique stabilisée en vue d'éviter la rupture de la soudure par suite de la séparation du carbone.
Toutefois, il subsiste encore le danger que la différence de dilatation thermique de la matière ferritique et de la matière austénitique donne lieu à une fracture par fatigue dans la soudure après des mises en marche répétées de l'échangeur de chaleur.
Dans un joint établi entre un tube en matière ferritique et un tube en matière austénitique, suivant la présente invention, les tubes sont réunis par soudure bout à bout et les parties d'extrémité des tubes adjacentes à la soudure sont entourées d'une bague en matière ferritique qui est pré-contrainte pour agir par compression sur la partie d'extrémité du tube en matière austénitique et qui est soudée à une extrémité au tube ferritique et présente à l'autre extrémité un rebord tourné radialement vers l'intérieur, dont la face intérieure s'applique sur un épaulement annulaire du tube austénitique.
L'invention sera décrite ci-après, à titre d'exemple, avec référence au dessin annexé qui représente en coupe longitudinale une partie d'une pièce tubulaire comprenant un joint de tube.
Sur ce dessin, une courte section de tube 1 en matière ferritique est assemblée bout à bout à une courte section de tube 8 en matière austénitique par une soudure 11 en matière ferritique stabilisée.
Les parties des tubes contigues à la soudure présentent un diamètre externe plus grand en vue de former une plus grande section transversale de métal à l'endroit de la soudure et un épaulement annulaire 9 sur la section de tube 8. L'épaulement 9 se trouve dans un plan perpendiculaire à l'axe du tube, mais la section de tube ferritique 1 présente une partie conique 2 convergeant vers une partie d'extrémité extérieure 3, de telle sorte que l'augmentation de diamètre se produit progressivement sur une certaine longueur de la section de tube.
Une bague pré-contrainte 4 en matière ferritique entoure la partie de la section de tube 8 de diamètre externe accru, la soudure 11 et une partie de la section de tube 1 de diamètre accru, et cette bague est unie à une extrémité par une soudure 12 en matière ferritique à la section de tube 1 et présente à l'autre extrémité un rebord 5 tourné radialement vers l'intérieur dont la face intérieure s'applique sur l'épaulement annulaire 9 de la section de tube 8.
La partie de la bague 4 qui entoure la section de tube 8 présente une plus grande épaisseur que la partie sous-jacente de cette section de tube, tandis que sur une partie 6 qui entoure la section de tube ferritique 1, la bague présente une certaine conicité de telle sorte qu'elle possède à son extrémité où la soudure est faite une épaisseur égale à celle de la partie sous-jacente de la section de tube ferritique.
En cours de fabrication, lorsque la soudure a été effectuée, on parachève et polit les sections de tube et la soudure puis on met la bague 11 en place à chaud en pressant le rebord 5 contre l'épaule-
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ment 9 et on l'unit subséquemment à la section de tube 1 par la soudure 12.
Du fait que la bague 4 est mise en place à chaud, elle se contracte sur les parties dès sections de tube de diamètre accru et se trouve pré-contrainte. Si l'on donne une épaisseur appropriée à la partie de la bague qui encercle la partie de la section de tube 8 de diamètre accru, cette partie de la section lorsqu'elle est chauffée est empêchée de se dilater librement dans une direction radiale de telle sorte que des tensions de compression sont engendrées dans cette partie et que la différence de dilatation thermique entre la section de tube austénitique et la sectien de tube ferritique adjacentes à la soudure est réduite dans une mesure correspondante.
En outre de la compression radiale exercée par la bague 4, le rebord 5 agissant sur l'épaulement 9 tend à limiter la dilatation de la partie de la section de tube 8 de diamètre accru dans la direction axiale. La matière austénitique étant maintenue à l'état de compression, une déformation permanente est improbable.,
L'ensemble comprenant les sections de tube 1 et 8 et la bague 4 est exécuté dans un atelier où les soudures 11 et 12 peuvent etre débarrassées des tensions internes et les extrémités extérieures des sections de tubes sont conformées de façon à former les côtés de gorges de soudage, de telle sorte que les sections 1 et 8 peuvent être réunies à pied d'oeuvre par des soudures circonférentielles respect! vement à une pièce complémentaire-en matière ferritique et à une pièce complémentaire en matière austénitique.
Ainsi, la section de tube 1 est représentée soudée à un tube 14 en matière ferritique et la section de tube 8 représentée soudée à un tube 13 en matière austénitique....
REVENDICATIONS.
1. - Joint de tube entre un tube en matière ferritique et un tube en matière austénitique réunis par soudure bout à bout, caractérisé en ce que les parties d'extrémité des tubes adjacentes à la soudure sont entourées d'une bague en matière ferritique qui est précontrainte de manière à agir par compression sur la partie à l'extrémité du tube en matière austénitique, et qui est soudée à une extrémité au tube ferritique et présente à l'autre extrémité un rebord tourné radialement vers l'intérieur, dont la face intérieure s'applique sur un épaulement annulaire du tube austénitique.
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This invention relates to tube joints established between tubes of ferritic material and tubes of austenitic material.
The use of austenitic material is necessitated by the use of temperatures above 550 ° C in tube heat exchangers for heating steam, air or gases. For reasons of economy the austenitic material can only be used in the high temperature section of a heat exchanger and the austenitic material and the ferritic material parts, respectively, must therefore be effectively joined together. It is known to bring together a part made of austenitic material and a part made of ferritic material, by a weld of stabilized ferritic material in order to prevent the rupture of the weld following the separation of the carbon.
However, there still remains the danger that the difference in thermal expansion of the ferritic material and the austenitic material will give rise to fatigue fracture in the weld after repeated switching on of the heat exchanger.
In a joint established between a tube of ferritic material and a tube of austenitic material, according to the present invention, the tubes are joined by butt welding and the end parts of the tubes adjacent to the weld are surrounded by a ring made of ferritic material which is pre-stressed to act by compression on the end part of the tube made of austenitic material and which is welded at one end to the ferritic tube and has at the other end a flange facing radially inwards, whose inner face is applied to an annular shoulder of the austenitic tube.
The invention will be described below, by way of example, with reference to the accompanying drawing which shows in longitudinal section a part of a tubular part comprising a tube joint.
In this drawing, a short section of tube 1 of ferritic material is joined end to end to a short section of tube 8 of austenitic material by a weld 11 of stabilized ferritic material.
The parts of the tubes contiguous to the weld have a larger external diameter in order to form a larger cross section of metal at the place of the weld and an annular shoulder 9 on the tube section 8. The shoulder 9 is located. in a plane perpendicular to the axis of the tube, but the ferritic tube section 1 has a conical part 2 converging towards an outer end part 3, so that the increase in diameter occurs gradually over a certain length of the tube section.
A pre-stressed ring 4 of ferritic material surrounds the part of the tube section 8 of increased external diameter, the weld 11 and a part of the tube section 1 of increased diameter, and this ring is joined at one end by a weld 12 made of ferritic material to the tube section 1 and has at the other end a flange 5 facing radially inwards, the inner face of which is applied to the annular shoulder 9 of the tube section 8.
The part of the ring 4 which surrounds the tube section 8 has a greater thickness than the underlying part of this tube section, while on a part 6 which surrounds the ferritic tube section 1, the ring has a certain thickness. taper such that it has at its end where the weld is made a thickness equal to that of the underlying part of the section of ferritic tube.
During manufacture, when the weld has been carried out, the sections of tube and the weld are finished and polished, then the ring 11 is put in place while hot by pressing the rim 5 against the shoulder.
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ment 9 and it is subsequently joined to the tube section 1 by the weld 12.
Due to the fact that the ring 4 is put in place hot, it contracts on the parts of the tube sections of increased diameter and is pre-stressed. If a suitable thickness is given to the part of the ring which encircles the part of the tube section 8 of increased diameter, that part of the section when heated is prevented from freely expanding in a radial direction of such so that compressive stresses are generated in this part and the difference in thermal expansion between the austenitic tube section and the ferritic tube section adjacent to the weld is reduced to a corresponding extent.
In addition to the radial compression exerted by the ring 4, the flange 5 acting on the shoulder 9 tends to limit the expansion of the part of the tube section 8 of increased diameter in the axial direction. As the austenitic material is kept in the state of compression, permanent deformation is unlikely.,
The assembly comprising the tube sections 1 and 8 and the ring 4 is executed in a workshop where the welds 11 and 12 can be relieved of internal stresses and the outer ends of the tube sections are shaped so as to form the sides of the grooves. welding, so that sections 1 and 8 can be joined together by circumferential welds! vement to a complementary part-in ferritic material and to a complementary part in austenitic material.
Thus, the tube section 1 is shown welded to a tube 14 of ferritic material and the tube section 8 shown welded to a tube 13 of austenitic material ....
CLAIMS.
1. - Tube joint between a tube of ferritic material and a tube of austenitic material joined by butt welding, characterized in that the end parts of the tubes adjacent to the weld are surrounded by a ferritic material ring which is prestressed so as to act by compression on the part at the end of the tube made of austenitic material, and which is welded at one end to the ferritic tube and has at the other end a flange turned radially inwards, the face of which interior is applied on an annular shoulder of the austenitic tube.