BE642745A - - Google Patents

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BE642745A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes

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  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Perfectionnements aux tubes   métalliques     minai'   de grand diamètre et à leur   procède   de fabrication"    Les   tubes de grand diamètre A paroi mince actuellement fabriquée en grande   série,   pour l'industrie   pétrolière     notamment*   demandent à être toujours plus   résistants   tout en   continuant 4   être   fournie   par les   installations     existantes,   dites "chaïnes à tubes". 



   Il en est   ainsi,   en particulier,   des   tubes d'acier servant au transport des hydrocarbures liquides ou gaseux,   Ce*     tube.,   dont   l'épaisseur   est en gênerai inférieurs à 12,7   milli-   mètres, ont un diamètre compris entre 0,5   et    1 mètre'et   une   longueur     importante   (afin de réduire autant que possible le nombre des soudures sur le chantier de pose d'un pipe-Une dans la pratique, cette longueur est de 12   mètres).   



     Afin   d'Accroître les pressions de pompage et le débit dea conduites d'un diamètre donne sans toute-fois modifier trop profondément les outillages existant$ et en particulier   le$   presses à former, employées de préférence aux   machinée   à cintrer 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 ou à rouler lorsqu'on recherche des   cadences   de fabrication 
 EMI2.1 
 élevées$ la tendance actuelle *et de mettre en couvre des acier# de nuances différente , aux caraotdristiques de réeittanoe aocru... 
 EMI2.2 
 



  C'est ainsi que la nuance d'acier ulull:18, normalisée sous la référence X 52 par 1  American Petroleum Institut* et   correspondant &   une limite élastique de 36   kg/mm2,   tend à être remplacée par les nuances   X   56 et   X   60 correspondant respective- 
 EMI2.3 
 ment à des limites élastiques de 3,2 et 42,0 k&/mm2. Cette augmentation de limite élastique permet, pour une pression donnée, . de diminuer   l'épaisseur   donc d'alléger les conduites et de diminuer leur prix au mètre. 
 EMI2.4 
 



  La présente invention a pour objet la fabrication, A partir des chaînas A tubes existantes, de tubes possédant de bonnes caractéristiques mécaniques et en particulier une limite élastique élevée et présentant une très bonne résistance à l'effet d'entaille. 



   Elle consiste essentiellement à   compléter   les   différen-   
 EMI2.5 
 ton opérations effectuées le long d'une chaîne à tubes usuelle par un traitement thermique de trempe et de revenu. 



     Or,   dans les procédés actuellement   utilisés,   le point 
 EMI2.6 
 final des différentes opérations effectuées dans une ohaine à tubes moderne se trouve âtre une opération d'expansion qui est   destinée   à arrondir le tube tout en ajustant son diamètre* Cette 
 EMI2.7 
 expansion à froid du métal crée des contraintes internes très importantes que   l'on   peut imputer en particulier à   l'hétérogénéité   .géométrique du tube due au cordon de soudure et qui s'ajoutent A celles dues au formage et au soudage.. 



   Si   l'on   porte un tube expansé de grand diamètre et à 
 EMI2.8 
 paroi mince de la température ambiante à la température dtauisti- niaatlon par un chauffage relativement lent (par exemple dans un four classique), aux environs* d'une température de 60"0t il 1. produit une relaxation des contraintes et le tube se   déforme ;   d'autre parti pour des températures plus   élevées,   de l'ordre de 
 EMI2.9 
 600 t 90tC* le tube s'affaisse tous son propre poids.

   Il en 

 <Desc/Clms Page number 3> 

   recuite     que,   dans   l'état   actuel de la   technique,   il    tout   pas   possible   de   soumettre   un tubs   expansé   à un traitement thermique de trempe et de revenu   sans   qu'il se déforme. 



   Par ailleurs, le formage de tôles préalablement soumises   . un   traitement thermique de trempe et de revenu nécessitarait des   presses   et un expanseur d'une   puissance   considérable et   augmente-   rait sensiblement les contraintes   internée.   



   La présente invention fournit un moyen qui permet d'effectuer un traitementthermique de trempe et revenu sur un tube préalablement expansé et d'éviter, à   l'occasion   du chauffage, les déformations résultant soit de la relaxation de contrainte, soit de   l'affaissement   du tube   sous     l'effet   de la   pesanteur*   
A cet effet, suivant l'invention, on exécute un chauffage rapide et à coeur du métal du tube en mouvement.

   Le chauffage rapide, local et momentané du tube cet   réalisé   par induction de courants électriques à basse fréquence, à l'aide d'un appareillage approprié, et, par exemple, d'une ou plusieurs bobinée d'induction traversées par le tube* 
De cette façon, le métal   cet   porté en un temps très court à une température dépassant la température de relaxation des contraintes (environ 650 C), ce qui évite au tube de se déformer lorsque   Ion   tensions sont relaxées. Par exemple, on choisit une température voisine de 950 C de façon   qu'elle   permette une austénisation du métal maigre la rapidité du traitement* 
Le tube qui défile dans un ou plusieurs inducteurs est porté rapidement mais progressivement de l'ambiante à la tempéra- ture de trempe.

   Il existe donc un tronçon du tube qui ae trouve dans un intervalle de température   (650   à 950)C où   l'on   peut   craindre les   déformations. 



   Néanmoins, la position de cette bande chauffée entre une partie moins chaude et une partie froide font que le tube n'est pats déformé malgré l'influence de la pesanteur et la libération des contraintes. 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 



   Une trempe brute. suivie d'un revenu fait   nuit*     ce',   chauffage. 



   Un tel traitement thermique réduisant   1.. contraint..   locales du tube après soudage et expansion   se   combine donc avec 
 EMI4.1 
 la deformtion à froid et Ilderouissage produite par ladite' expansion pour accroître les   caractéristique      mécanique    du   tube,   en   même   temps que non   homogénéité*   Il en   résulte   un      
 EMI4.2 
 élargissement du domaine d'emploi des tubes mince  formés à 3A presse, vers les hautes pressions de pompage, A..oo1' toutefois z une sûreté de fonctionnement accrue \ l'importunée industrielle du progrès ainsi réalisé n'échappera pas au tochnïcioné La description qui va suivre, donnée seulement À titre d'exemple non limitatif de l'invention,

   fera bien comprendre les   différentes     particularités   de cette dernière et l'art de les   réaliser.   Toute disposition ressortant du texte demeure, bien entendu, dans le cadre de la   présente     invention    
Les nuances d'acier   adaptées   à la mine en oeuvre du   procéda   de l'invention sont bien connues du   métallurgiste,   ainsi d'ailleurs que la composition des   électrodes   qui permettent la soudure des divers tronçons de tube sur le chantier de pose 
 EMI4.3 
 aussi sera-t-il seulement indiqua que ces aciers, peu ou non   alliés,

     peuvent avoir avant traitement une limite   élastique   de 
 EMI4.4 
 35 à 45 kg/mm2 et que cette limite peut être portée suivant l'invention entre 70 et 60 kg)nm2. 



  Les tubes minces de diamètre important sont usuellement fabriquée en grande série suivant le procédé o1-deaaoul , les   rives     longitudinales   d'une tôle ayant une largeur égale au périmètre du tube subissent d'abord un rabotage suivi d'un 
 EMI4.5 
 ohanfreinage et d'un "oroquage', ou recourbement en rayon du   tube sur une certaine largeur @   la tôle est.ensuite formée à froid à la presse et prend successivement la forme d'un U, puis telle d'un O ; - le soudage des rives est effectué ensuite, en général   nous   flux mais aussi parfois   électriquement,   par résistance ; 

 <Desc/Clms Page number 5> 

   -.le   tube est soumis à une expansion à froid, hydraulique ou mécanique ;

   -   enfin,   les   extrémités   du tube sont   préparées,   en vue de leur soudage sur   le   chantier même de   pose.   les   presses   à former sont seules capables de réaliser   rapidement   le fommage à froid nécessaire, le roulage   utilise   en chaudronnerie étant   beaucoup   plus lent. Cependant, l'adaptation   infime   d'un tel outillage rend difficile, voire impossible   sans     créer   de   décohésion.   locales du   métal,   le   forcée   de   t$les   d'une   épaisseur   et/ou d'une   résistance   supérieure. à la normale. 



   Aussi applique-t-on, suivant l'invention, les différent tes étapes du procédé de   fabrication   qui vient   d'être   rappelé, eau± peut-être la dernière, à un acier   susceptible.d'être   durci par traitement thermique ;après quoi le tube ainsi obtenu   cet   chauffé rapidement au pansage, sur une longueur relativement petite, trempé et éventuellement soumis à un revenu*   Le   tube soutenu par des galets multiples est déplacé à vitesse convenable à travers un   dispositif   de chauffage annu- laire qui entoure ainsi momentanément   chacune     de ses     sections,

     Le dispositif de chauffage est avantageusement constitué par au moins une bobine d'induction alimentée par un courant électrique industriel à   basse   fréquence (50 hertz). Un dispositif de   refroidissement     accéléré   par projection d'un fluide de trempe usuel et une bobine de revenu, également annulaire, peuvent être disposés à la suite du dispositif de chauffage. 



   Les caractéristiques   mécaniques   d'un tube traité par   ce     procédé   sont notablement accrues ainsi d'ailleurs que la   résis-   tance à   l'effet   d'entaille, en particulier dans la soudure   où.   la résilience est près de deux fois ce qu'elle était dans la soudure brute. 



   La rapidité de ce traitement et l'amélioration des   caractéristiques du     métal   traité donnent un   intérêt   accru aux chaînes à   tubes   existantes qu'il est   aisé   de   modifier   pour   qu'elle     mettent   en oeuvre   le     procédé   de l'invention.

   Les résistances .ainsi   obtenues   dépassent de loin les normes   actuelles*   

 <Desc/Clms Page number 6> 

 
II va de soi que l'invention n'est pas   limitée   au mode de   réalisation     explicitement   décrit, mais quelle couvre   également     ceux     qu'on   peut   obtenir   par la mise en oeuvre de moyen    techniques   équivalents, En particulier, on pourrait à la rigueur concevoir un   dispositif   annulaire de chauffage par combustion, ou   répartir     des     bobines     d'induction   sur une certaine longueur, à condition .

   que la vitesse de passage du tube soit accrue en   conséquence     (de   quelques   centimètre.   à quelques dizaines de centimètres par seconde) )! on pourrait également chauffer le tube   moine   fort mais plue longtemps, soudure en haut, en tablant sur   une   compen- sation mutuelle de   l'ovalisation   par relaxation et de   l'aplatisse-;   ment   sous   l'action de la pesanteur. 



   L'invention couvre également tous les   tubes     pinces   obtenus suivant le procédé qui vient d'être décrit, en partiou- lier les tubes servant au transport de produite pétroliers et dont le diamètre est supérieur à 0,50 m. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS Ayant ainsi décrit notre invention et noua réservant d'y apporter loua perfectionnements ou modifications qui'noue paraîtraient nécessaires, noue revendiquons comma notre propriété . exclusive et privative t 1 /- Un procéda permettant la fabrication, .
    cadence rapide, de tube* minces aux caractéristiques mécaniques élevés , consistant à effectuer, après l'expansion qui termine les diverses opérations de formage et soudage effectuées sucessive- ment le long d'une chatne à tubes usuelle, un chauffage rapide bt à coeur d'un nétal prenant la trempe, ce chauffage étant applique au pansage sur une longueur du tube relativement petite, et étant éventuellement suivi d'un refroidissement accélère et d'un revenu* 2 /- Des mode* de réalisation de ce procède,
    présentant les particularités suivantes prises séparément ou selon toute combinaison possible ! <Desc/Clms Page number 7> EMI7.1 a) le tube est porté mountn'&Unti et locaà1.lment', une température voisine de 950 C; @ b) le métal du tube cet un acier trompant dont 1 limites élastique$ avant et parès trempe peuvent être respective EMI7.2 ment voisines de 40 à 75 kg/mm2 l ' <"'*', c) le chauffage cet électrique d) le chauffage est effectué par traversé* d'une bobine d'induction au moins ;
    EMI7.3 e) la bobine d'induction est *Iimwntdo en courant industriel à basse fréquence ; f) un revenu éventuel est également effectué par traversée d'une bobine d'induction g) un refroidissement accéléré du tube cet obtenu par projection annulaire d'un fluide de trempe usuel* 3 /- Les tubes minces et en particulier les tube. de diamètre supérieur à 50 centimètres qui servent au transport de produits pétrolière et qui sont obtenus suivant le procédé décrit EMI7.4 aux pararphes 1. et 20*
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