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La présente invention concerne un tuyau et elle a trait notamment à un procédé de fabrication d'un tuyau ayant une paroi, en plusieurs épais- seurs relativement épaisse par rapport au diamètre du tuyau, de sorte que celui-ci est apte à résister à une pression intérieure relativement élevée et qu'il est par ailleurs d'une structure robuste.
Le but de l'invention est de réaliser un procédé perfectionné dans lequel une structure de tuyau intérieur est prévue à l'intérieur d'une structure de tuyau extérieur, et dans lequel les surfaces extérieures de la structure de tuyau intérieur se trouvent en contact avec .les surfacesinté- rieures de la structure de tuyau extérieur, les interfaces étant réunies par un métal de liaisono De plus, la structure du tuyau intérieur comporte des parties en contact par leurs surfaces et qui sont de même réunies par un métal de liaison.
Selon la présente invention, la structure du tuyau intérieur est formée et terminée sous forme d'une structure tubulaire, tandis qu'il est à l'intérieur de la structure du tuyau extérieure Les interfaces des structu- res de tuyaux intérieur et extérieur, ainsi que les interfaces des parties de la structure du tuyau intérieur, sont amenées en contact serré interfa- cial pendant que le métal desdits tuyaux se trouve à l'état froid. Ensuite, toutes les interfaces sont réunies par un métal de liaison en un seul trai- tement thermiqueo
En outre, selon la présente invention, le tuyau extérieur peut être en métal ferreux tel qu'un acier approprié, et le tuyau intérieur peut de même être en acier, avec un revêtement de cuivre, avant le traitement thermique, sur ses surfaces extérieure et intérieure.
On peut employer des matières autres que l'acier, ainsi qu'un métal de liaison autre que le cuivre.
Le tuyau extérieur ou le tuyau intérieur peut être en métal Monel, au cas où l'on désirerait que la structure du tuyau présente une résistance élevée à la corrosion, soit à l'intérieur, soit à l'extérieur, et la matière de liaison peut être autre que le cuivre et, par exemple, de la matière de brasure ou un métal de soudure, notamment une soudure dite dure pouvant être un alliage d'argent susceptible de résister à des températures relativement élevéeso Le tuyau intérieur est inséré dans. le tuyau extérieur sous forme d'une bande recourbée présentant une forme inachevée de tuyau et; par une opération de resserrement effectuée sur le tuyau extérieur, la structure intérieur prend la forme d'un tuyau terminé, sans que les interfaces soient fixées.
De cette façon, par la réalisation d'un seul traitement thermique ou d'une seule opération de brasage, opération qui est un facteur important, les interfaces sont liées ou brasées ensemble. Ensuite, on peut réduire la structure du tuyau composite à la grosseur voulue. Cette réduction pouvant être obtenue par étirage ou par filage.
On comprendra mieux les particularités du procédé et du tuyau ob- tenu, en se reportant aux dessins annexés, dans lesquels.-
La figo 1 est une coupe transversale d'un tuyau extérieur de con- struction soudée.
La figo 2 est une vue du tuyau extérieur après avoir subi sa pre- mière opération.
La figo 3 montre une bande recourbée placée à l'intérieur du tuyau extérieur.
La figo 4 est une' coupe transversale agrandie montrant le revête- ment sur la bande intérieureo
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La figo 5 est une vue montrant la structure composite du tuyau après l'opération d'étirage.
La figo 6 est une vue analogue à la figo 5, montrant le tuyau a- près le traitement thermique, toutes les interfaces étant liées entre elles.
La figo 7 est une vue du tuyau terminé, étiré à la grosseur voulue.
Dans la mise en oeuvre de l'invention, on commence par former un tuyau extérieur. Un tuyau de ce genre est représenté à la fig. 1. Il est formé, de préférence, en partant d'une bande de métal tel que, par exemple, un acier approprié, pour constituer le corps tubulaire 1. Les bords de la bande s'appliquent l'un contre l'autre et ils sont réunis par une soudure représentée en 2.
Le tuyau soudé possède un renflement ou cordon intérieur 3 formé par du métal déplacé sous l'effet de la chaleur et de la pression lorsqu'on exécute la soudure 2 L'extérieur du tuyau, à la soudure, peut aussi présenter initialement du métal déplacé sous forme de renflement ou de cordon, qui, toutefois, peut facilement être enlevé par usinage et qui est enlevé sur la fig. 1, Ce tuyau soudé peut être exécuté sur une machine électrique à souder les tuyaux, connue des hommes de l'arto
On soumet ensuite le tuyau 1 à une opération d'étirage. Le tuyau est étiré à travers une matrice et sur un mandrin. Le but principal de cet étirage du tuyau est de façonner exactement les surfaces intérieures, en déplaçant le métal du renflement 3. Ainsi, les surfaces intérieures du tuyau 1 sont lisses sur toute sa circonférence.
On insère alors une bande de méàl, désignée en 5, dans le tuyau 1. Cette bande de métal peut avoir une forme recourbée, généralement circu- laire, mais ses bords ne se touchent pas. Au contraire, les bords sont main- tenus écartés, comme on le voit en 6. Là bande 5 est revêtue d'un métal de liaison, au moins sur sa surface extérieure, comme on le voit en 8, et, de préférence, sur ses deux surfaces, intérieure et extérieure, le revêtement intérieur étant représenté en 9. De cette façon, un tuyau inachevé ou ébau- che de tuyau est disposé à l'intérieur du tuyau extérieur 1.
La phase suivante du procédé consiste à soumettre la structure composite, telle qu'elle est représentée sur la fige 3, à ce qu'on appelle l'opération de resserremento Cette opération consiste à étirer la structure composite à travers une matrice qui appuie sur les surfaces extérieures et en réduit le diamètre. Cette opération s'effectue sans mandrin intérieur.
Dans cette opération de resserrement, l'épaisseur des parois des éléments de la structure composite ne se trouve pas matériellement réduite. On peut employer d'autres procédés que le resserrement pour réduire le diamètre de la structure composite. On peut obtenir la réduction du diamètre du tuyau par estampage ou par laminage. Toutefois, la réduction des dimensions du tuyau 1 est telle que l'ébauche recourbée intérieure 5 est pressée en forme entière de tuyau, les bords de la bande 5 s'appliquant l'un contre l'autre et venant en contact interfacial comme on le voit en 11. Les surfaces exté- rieures du tuyau intérieur 5 et les surfaces intérieures du tuyau extérieur 1 viennent en contact serré interfacial, comme on le voit en 12.
Cette opé- ration de resserrement est bien connue des hommes de l'art et une représen- tation de la matrice ou des matrices de resserrement ou de filage n'est pas nécessaire.
La structure composite étant ainsi formée, on soumet la structure à un traitement thermique. Lorsqu'on utilise du cuivre ou un métal à braser, ce traitement thermique est couramment considéré comme un brasage. On fait passer une longueur du tuyau composé, de préférence dans le sens.de la lon- GUENR, à travers une zone de chauffage où la température transmise au tuyau
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est suffisamment élevée pour faire fondre le métal de liaison. Ce métal de liaison est déjà en place entre les épaisseurs. Une partie du métal de li- aison9 lorsqu'il fond, s'écoule par capillarité entre les interfaces à la soudure 11. Une partie du métal de liaison entre les épaisseurs peut remplir les interfaces de la soudure 11.
Toutefois, les interfaces à la soudure 11 peuvent tirer sur le revêtement 9 de façon à fournir la quantité qui con- vient. Dans le cas du cuivre, plus les interfaces en 11 et 12 sont amenées en contact serré entre elles, plus la soudure résultante est bonne, et il semble que plus les bords sont serrés l'un contre l'autre, plus la tendance du cuivre fondu à s'écouler entre eux est grande.
Le tuyau étant ainsi formé, il se trouve achevéo On peut le ré- duire à toute grosseur voulue, par exemple au moyen d'une opération de res- serrement ou de filage dans laquelle, comme il a été indiqué ci-dessus, le tuyau est étiré à travers une matrice qui appuie sur les surfaces extérieu- res pour réduire le diamètre extérieur du tuyau. Ce resserrement réduit le diamètre intérieur, mais il n'affecte pas matériellement l'épaisseur de la paroio
Il est estimé qu'il est peut être avantageux de donner un exemple de grosseurs et de diamètres de tuyau, bien que l'invention ne soit évidem- ment pas limitée aux grosseurs indiquées.
Cet exemple est le suivant:
On peut exécuter le tuyau soudé de la fig. 1 avec un diamètre extérieur original d'environ 16 mm, l'épaisseur de la paroi étant d'environ 12,5 mmo Ce tuyau est étiré par la matrice et le mandrin de réduction par exemple à un diamètre extérieur de 13,6 mm et à une épaisseur de paroi d'en- viron 1 mmo La bande 5 peut avoir une largeur d'environ 29 mm et une épais- seur d'environ 0,9 mmo Le revêtement de cuivre, lorsqu'on utilise du cuivre peut être d'environ 60 gr par m2 de surface. On peut soumettre ensuite la structure composite de tuyau de la fig. 3 à une opération de resserrement jusqu'à ce que le diamètre extérieur varie entre environ 11 mm et environ 11,5 mm.
Le tuyau terminé et réduit, comme on le voit sur la figo 7, peut avoir un diamètre extérieur d'environ 5,5 mm, une épaisseur de-paroi d'en- viron 1,7 mm et un diamètre intérieur de 22 mm. La température de l'opéra- tion de brasage, lorsqu'on utilise du cuivre avec des tuyaux en acier, peut être d'environ 1120 C
Il est préférable que les surfaces devant venir en contact inter- facial et devant être liées soient nettoyées avant l'insertion de l'ébauche 5 dans le tuyau extérieur, pour enlever l'huile, les poussières, les oxydes et autres corps étrangerso L'épaisseur définitive de la paroi du tuyau peut être déterminée facilement, en choisissant l'épaisseur voulue de l'ébauche pour le tuyau intérieuro
Etant donné qu'une seule opération de brasage réunit toutes les interfaces,
c'est-à-dire les interfaces du tuyau intérieur et du tuyau ex- térieur et les interfaces des bords rapprochés du tuyau intérieur, il n'y a pas d'insuffisance de métal de liaison. Ceci est particulièrement impor- tant lorsqu'on utilise du cuivre comme métal de liaison. Lorsqu'on effectue plus d'un traitement thermique ou opération de brasage sur une structure dont les tuyauxsont en métal ferreux, et que le'métal de liaison est du cuivre, ce dernier peut diffuser de telle façon dans le métal ferreux, pen- dant la période de temps complémentaire de la deuxième ou opération de bra- sage suivante, que le joint aux interfaces se trouve appauvri en cuivre et, de ce fait, affaibli. Il peut en résulter la séparation des interfaces.
Par conséquent, l'opération de brasage unique est un facteur important.
Il y a lieu de signaler également que les interfaces des bords du tuyau intérieur, lorsque la structure de tuyau est en acier, peuvent
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être partiellement réunies par soudure; c'est-à-dire que les surfaces d'in- terfaces en métal ferreux, à la soudure 11, peuvent présenter quelques par- ties qui montrent un accroissement de la grosseur du grain de métal ferreux dans les interfaces.Il semble que cela soit dû au fait que les interfaces. au joint bout à bout sont amenées en contact serré et que la pression n'est pas entièrement supprimée au cours de l'opération de brasage. Toutefois, ce- la n'a aucune influence sur le taux de résistance du tuyau.
D'autres par- ties des interfaces sont pressées ensemble et le métal de brasure entoure complètement tout endroit ou tous endroits où apparaît une croissance de la grosseur du grain de métal ferreux dans les interfaces.
Le tuyau qu'on vient de décrive est considéré comme un tuyau pour hautes pressions. Bien entendu, le terme "hautes" peut être considéré comme relatif. Cependant, le tuyau, avec sa paroi à plusieurs épaisseurs liées entre elles, convient pour le transport de fluides sous des pressions rela- tivement hautes, comme par exemple dans les systèmes d'injection de combus- tible des moteurs à combustion interne. En outre, le tuyau a d'ailleurs une structure robuste et il est avantageux là où on a besoin de constructi- ons robustes. Le tuyau présente une grande sécurité contre les fuites, grâ- ce à la combinaison d'une soudure et d'une brasure.