CH708026A1 - Procédé de fabrication d'un câble chauffant et câble chauffant réalisé selon ce procédé. - Google Patents

Procédé de fabrication d'un câble chauffant et câble chauffant réalisé selon ce procédé. Download PDF

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Abstract

L’invention concerne un câble électrique chauffant destiné à des pipelines et un procédé pour sa fabrication. Trois conducteurs de phases (11, 12 et 13) sont dénudés respectivement sur des tronçons (11a, 12a et 13a). Ces tronçons sont destinés à être mis en place et fixés d’une part et électriquement raccordés entre eux d’autre part à l’intérieur d’une boîte (14), ayant par exemple une cavité centrale (15) de section rectangulaire, dont la profondeur est au minimum égale à la longueur des tronçons dénudés (11a, 12a et 13a) et dont la longueur est de préférence supérieure à la section transversale de ces tronçons de conducteurs de phase dénudés. Ils sont fixés dans la cavité centrale (15) avec un liant (16) conducteur, par exemple une soudure à l’étain pour assurer la fixation et le raccordement électrique entre eux.

Description

Domaine technique
[0001] La présente invention concerne un procédé de fabrication d’un câble électrique chauffant, notamment pour un conduit sous-marin du type pipeline, ce câble comportant un groupe de conducteurs de phases isolés individuellement l’un par rapport aux autres et une extrémité de raccordement en étoile où les extrémités desdits conducteurs de phase sont connectés entre eux, ledit câble étant revêtu d’une gaine isolante et enroulé en spirale autour dudit conduit.
[0002] La présente invention concerne également un câble électrique chauffant, notamment pour un conduit sous-marin du type pipeline, réalisé selon le procédé ci-dessus, ce câble comportant un groupe de conducteurs de phases isolés individuellement l’un par rapport aux autres et une extrémité de raccordement en étoile où les extrémités desdits conducteurs de phase sont connectés entre eux, ledit câble étant revêtu d’une gaine isolante et enroulé en spirale autour dudit conduit.
Technique antérieure
[0003] On connaît déjà des câbles de ce type dans lesquels ladite extrémité de raccordement des conducteurs de phases comprend d’une part des boucles de conducteurs de phases repliés sur eux-mêmes et d’autre part une pièce métallique conductrice de sertissage destinée à la fois à serrer les boucles de conducteurs de phases entre elles et à connecter électriquement les conducteurs de phases entre eux.
[0004] Cette réalisation, représentée par la fig. 1 illustrant l’art antérieur le plus proche, engendre une surépaisseur importante au niveau de l’extrémité de raccordement des conducteurs de phases qui doivent être isolés dans cette zone, généralement au moyen d’une gaine thermorétractable. Cette gaine est d’une part difficile à mettre en place et d’autre part, sa mise en place prend beaucoup de temps.
[0005] En outre, la sécurité de la jonction n’est pas assurée de manière absolue du fait que la mise en place du câble par enroulement spirale autour du conduit engendre des contraintes importantes qui risquent de désolidariser la pièce de sertissage, ce qui peut induire à la fois une mauvaise tenue mécanique et un mauvais raccordement électrique.
[0006] Enfin la moindre imperfection, soit au niveau de la tenue mécanique de la pièce de sertissage, soit au niveau de la liaison électrique, peut avoir des conséquences graves, sachant que la durée de vie des conduits entourés de câbles chauffants doit être de l’ordre de vingt ans et que ces conduits sont placés à grande profondeur sur les fonds marins, ce qui les rend parfaitement inatteignables pour une éventuelle réparation en cas de problème.
[0007] Les solutions actuelles présentent donc des inconvénients à la fois techniques et économiques, de sorte qu’un procédé plus sûr en matière de tenue mécanique et de sécurité électrique, présentant en outre l’avantage d’une mise en place simplifiée et rapide de l’extrémité de raccordement, suscite un intérêt considérable auprès des utilisateurs. L’intérêt économique d’un gain de temps lors de la préparation de l’extrémité de raccordement est considérable du fait que cette opération s’effectue sur un navire spécialisé affecté à la pose des pipelines dont le coût horaire d’utilisation est extrêmement élevé.
Exposé de l’invention
[0008] La présente invention se propose de pallier l’ensemble des inconvénients mentionnés ci-dessus en réalisant un câble chauffant économique, efficace et fiable dont la fabrication est fortement simplifiée comparativement aux techniques actuellement mises en œuvre.
[0009] Ce but est atteint par le procédé selon l’invention tel que défini en préambule et caractérisé en ce que l’on introduit dans au moins une cavité centrale d’une boîte ouverte à une extrémité, un tronçon d’extrémité dénudé de chacun desdits conducteurs de phases ainsi qu’une masse de liant conducteur thermofusible et durcissable à froid et en ce que l’on soude lesdits tronçons d’extrémités dénudés desdits conducteurs de phases à l’intérieur de ladite cavité centrale de ladite boîte au moyen dudit liant pour assurer une liaison mécanique et électrique entre lesdits conducteurs de phases.
[0010] Selon un premier mode de réalisation, l’on utilise une boîte comportant un fond fermé et dont ladite au moins une cavité centrale contient une masse dudit liant froid durci, l’on chauffe ladite boîte et/ou le liant qu’elle contient pour le rendre fluide, l’on introduit lesdits tronçons d’extrémités dénudés desdits conducteurs de phases à l’intérieur de ladite au moins une cavité centrale et l’on refroidit l’ensemble.
[0011] Selon un second mode de réalisation, l’on utilise une boîte comportant un fond fermé et au moins une cavité centrale, l’on introduit lesdits tronçons d’extrémités dénudés desdits conducteurs de phases à l’intérieur de ladite au moins une cavité centrale et l’on verse dans ladite au moins une cavité centrale contenant lesdits tronçons d’extrémités dénudés desdits conducteurs de phases, une masse prédéterminée dudit liant froid préalablement chauffé pour le rendre liquide.
[0012] A cet effet on peut utiliser avantageusement un liant constitué d’un alliage pour soudure à l’étain ou un liant constitué d’un alliage pour soudure au nickel.
[0013] D’une manière préférentielle l’on utilise une boîte réalisée en un matériau métallique électriquement conducteur.
[0014] Selon une variante avantageuse, l’on utilise une boîte réalisée en un matériau électriquement non conducteur.
[0015] Ce but est également atteint par le câble selon l’invention tel que défini en préambule et caractérisé en ce que ladite extrémité de raccordement desdits conducteurs de phases comporte une boîte ouverte à au moins une extrémité, et comprenant au moins une cavité centrale, cette boîte étant agencée pour recevoir un tronçon d’extrémité dénudé de chacun desdits conducteurs de phases ainsi qu’une masse de liant conducteur thermofusible et durcissable à froid pour assurer une liaison mécanique et électrique entre lesdits tronçons d’extrémités dénudés desdits conducteurs de phases à l’intérieur de ladite cavité de ladite boîte.
[0016] De façon particulièrement avantageuse, ladite masse de liant comporte un alliage pour soudure à l’étain ou un alliage pour soudure au nickel.
[0017] Ladite boîte est préférentiellement réalisée en un matériau métallique ayant un coefficient de conductivité élevé.
[0018] Selon un premier mode de réalisation, ladite boîte comporte un évidement central commun pour les tronçons de conducteurs dénudés.
[0019] Selon une variante, ladite boîte comporte plusieurs cavités dédiées respectivement auxdits tronçons de conducteurs dénudés, soudés individuellement dans les cavités respectives.
[0020] Description sommaire des dessins
[0021] La présente invention et ses principaux avantages apparaîtront mieux dans la description de différents modes de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: <tb>la fig. 1<SEP>représente une vue schématique d’une forme de réalisation connue selon l’art antérieur et qui est couramment utilisée dans le cadre d’une application comme câble chauffant pour les pipelines, <tb>la fig. 2<SEP>est une vue en coupe longitudinale d’une forme de réalisation préférée de la zone de jonction des conducteurs de phase du câble selon l’invention, et <tb>la fig. 3<SEP>est une vue en coupe transversale de la forme de réalisation préférée de la zone de jonction des conducteurs de phase du câble selon l’invention.
Meilleures manières de réaliser l’invention
[0022] Actuellement, les pipelines sont équipés d’un câble chauffant qui est enroulé en spirale à l’extérieur du conduit, fixé régulièrement à ce conduit par des brides, le tout étant recouvert d’une enveloppe isolante. Le câble chauffant comporte habituellement trois conducteurs de phases qui sont dénudés chacun sur un tronçon d’extrémité et qui sont raccordés en étoile. Dns la pratique, les tronçons d’extrémités sont dénudés individuellement sur une certaine longueur, repliés sur eux-mêmes et sertis au moyen d’une bride de sertissage. Etant donné le diamètre des conducteurs de phases, la création d’une boucle par le repli d’un tronçon de conducteur, le raccordement de trois boucles similaires crée une surépaisseur importante que l’opérateur devra isoler avant de la solidariser sur la paroi périphérique du conduit. L’installation est fragilisée du fait de l’existence même de cette surépaisseur qui fragilise également l’enveloppe isolante qui sera mise en place autour du pipeline. La fig. 1 représente schématiquement une boucle 1 de conducteur de phase 2 replié et serti au moyen d’une bride de sertissage 3.
[0023] La solution apportée par l’invention permet de supprimer ladite fragilisation et de réaliser la connexion de manière beaucoup plus efficace et rapide. La vue en coupe longitudinale de la fig. 2 et la vue en coupe transversale de la fig. 3 montrent une réalisation du raccordement des conducteurs de phases selon l’invention. Dans l’exemple représenté, trois conducteurs de phases 11, 12 et 13 sont dénudés respectivement sur des tronçons 11 a, 12a et 13a. Ces tronçons sont destinés à être mis en place et fixés mécaniquement d’une part, et électriquement raccordés entre eux d’autre part, à l’intérieur d’une boîte 14, ayant par exemple un évidement de section rectangulaire, constituant au moins une cavité centrale 15 dont la profondeur est au minimum égale à la longueur des tronçons dénudés 11a, 12a et 13a et dont la longueur est de préférence supérieure à la section transversale de ces tronçons de conducteurs de phase dénudés. La cavité centrale peut être unique ou subdivisée en plusieurs sous-cavités par des cloisons. Il est toutefois indispensable que les conducteurs de phases soient électriquement couplés entre eux, soit directement par un liant conducteur soit par le liant conducteur et les parois de la boîte, à condition que le matériau dans lequel la boîte est fabriquée soit également conducteur.
[0024] La boîte 14 peut être réalisée en un matériau conducteur, par exemple un alliage de cuivre. Elle peut également être réalisée en un matériau non conducteur, par exemple en céramique, ou similaire. La cavité 15 est destinée à contenir un matériau de liaison conducteur 16, par exemple un alliage de soudure à base d’étain ou un alliage de soudure à base de nickel, ou similaire par exemple. Deux cas de figures peuvent se présenter: soit le liant est initialement contenu dans la cavité ou les sous-cavités et il faudra le chauffer pour le fondre pour l’amener de son état solide à froid à son état liquide à chaud, soit il sera versé à chaud dans la cavité, ou les sous-cavités, dans lesquelles les tronçons dénudés de conducteurs de phases auront été placés au préalable. Dans le premier cas, au moment de la mise en place des tronçons de conducteurs dénudés 11a, 12a et 13a, la boîte 14 est chauffée jusqu’à la fusion du matériau de liaison conducteur 16 ce qui permet de lier de façon ferme lesdits tronçons à la boîte 14 et d’assurer le couplage électrique entre les conducteurs de phases. Dans le deuxième cas, les tronçons de conducteurs dénudés 11a, 12a et 13a sont introduits dans l’évidement 15 qui est vide et le matériau de liaison conducteur 16 est coulé à l’état liquide, après un chauffage préliminaire, dans la boîte pour fixer lesdits conducteurs de phase et les raccorder électriquement entre eux. Les trois conducteurs sont juxtaposés et la seule surépaisseur est celle de la paroi de la boîte 14, qui peut être réduite au minimum. Le raccordement électrique est parfait et la stabilité de la liaison est garantie.
[0025] La vue de la fig. 3 montre en outre une gaine isolante 17 qui est localisée autour de la paroi extérieure de la boîte 14 pour assurer l’isolation électrique de la connexion des trois conducteurs de phases 11, 12 et 13.
[0026] Dans l’exemple illustré, la boîte comporte un évidement central commun pour les trois tronçons de conducteurs dénudés 11a, 12a et 13a. Selon une variante, l’évidement 16 peut être subdivisé en trois cavités dédiées respectivement aux trois tronçons de conducteurs dénudés 11a, 12a et 13a, soudés individuellement dans les cavités respectives. La boite étant réalisée en un matériau conducteur tel que par exemple un alliage de cuivre, la qualité du raccordement électrique des trois conducteurs de phases est assurée.
[0027] La présente invention n’est pas limitée aux formes de réalisation décrites, mais peut subir différentes modifications ou variantes. Notamment, les réalisations pratiques peuvent être adaptées aux applications prévues, les matériaux employés pouvant alors être diversifiés selon ces applications.

Claims (14)

1. Procédé de fabrication d’un câble électrique chauffant, notamment pour un conduit sous-marin du type «pipeline», ce câble comportant un groupe de conducteurs de phases isolés individuellement l’un par rapport aux autres et une extrémité de raccordement en étoile où les extrémités desdits conducteurs de phase sont connectés entre eux, ledit câble étant revêtu d’une gaine isolante et enroulé en spirale autour dudit conduit, caractérisé en ce que l’on introduit dans au moins une cavité centrale (15) d’une boîte (14) ouverte à une extrémité, un tronçon d’extrémité dénudé (11a, 12a, 13a) de chacun desdits conducteurs de phases (11, 12, 13) ainsi qu’une masse de liant (16) conducteur thermofusible et durcissable à froid et en ce que l’on soude lesdits tronçons d’extrémités dénudés (11a, 12a, 13a) desdits conducteurs de phases (11, 12, 13) à l’intérieur de ladite cavité centrale (15) de ladite boîte (14) au moyen dudit liant (16) pour assurer une liaison mécanique et électrique entre lesdits conducteurs de phases (11, 12,13).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’on utilise une boîte (14) comportant un fond fermé et dont ladite au moins une cavité centrale (15) contient une masse dudit liant (16) froid durci, en ce que l’on chauffe ladite boîte (14) et/ou le liant (16) qu’elle contient pour le rendre fluide, en ce que l’on introduit lesdits tronçons d’extrémités dénudés (11a, 12a, 13a) desdits conducteurs de phases (11, 12, 13) à l’intérieur de ladite au moins une cavité centrale (15) et en ce que l’on refroidit l’ensemble.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’on utilise une boîte (14) comportant un fond fermé et au moins une cavité centrale (15), en ce que l’on introduit lesdits tronçons d’extrémités dénudés (11a, 12a, 13a) desdits conducteurs de phases (11, 12, 13) à l’intérieur de ladite au moins une cavité centrale (15) et en ce que l’on verse dans ladite au moins une cavité centrale (15) contenant lesdits tronçons d’extrémités dénudés desdits conducteurs de phases, une masse prédéterminée dudit liant (16) froid préalablement chauffé pour le rendre liquide.
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’on utilise un liant (16) constitué d’un alliage pour soudure à Pétain.
5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’on utilise un liant (16) constitué d’un alliage pour soudure au nickel.
6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l’on utilise une boîte (14) réalisée en un matériau métallique électriquement conducteur.
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l’on utilise une boîte (14) réalisée en un matériau électriquement non conducteur.
8. Câble électrique chauffant, notamment pour un conduit sous-marin du type «pipeline», ce câble comportant un groupe de conducteurs de phases isolés individuellement l’un par rapport aux autres et une extrémité de raccordement en étoile où les extrémités desdits conducteurs de phase sont connectés entre eux, ledit câble étant revêtu d’une gaine isolante et enroulé en spirale autour dudit conduit, caractérisé en ce que ladite extrémité de raccordement desdits conducteurs de phases (11, 12, 13) comporte une boîte (14) ouverte à au moins une extrémité, et comprenant au moins une cavité centrale (15), cette boîte étant agencée pour recevoir un tronçon d’extrémité dénudé (11a, 12a, 13a) de chacun desdits conducteurs de phases ainsi qu’une masse de liant (16) conducteur thermofusible et durcissable à froid pour assurer une liaison mécanique et électrique entre lesdits tronçons d’extrémités dénudés(11a, 12a, 13a) desdits conducteurs de phases (11, 12, 13) à l’intérieur de ladite cavité (15) de ladite boîte (14).
9. Câble selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite masse de liant (16) comporte un alliage pour soudure à base d’étain.
10. Câble selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite masse de liant (16) comporte un alliage pour soudure à base de nickel.
11. Câble selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite boîte (14) est réalisée en un matériau métallique électriquement conducteur.
12. Câble selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite boîte est réalisée en un matériau électriquement non conducteur.
13. Câble selon l’une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que ladite boîte (14) comporte un évidement central (15) commun pour les tronçons de conducteurs dénudés (11a, 12a et 13a).
14. Câble selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite boîte (14) comporte plusieurs cavités (15) dédiées respectivement auxdits tronçons de conducteurs dénudés (11a, 12a et 13a), soudés individuellement dans les cavités respectives.
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