FR2559697A1 - Procede pour reduire des forces de contrainte par voie mecanique - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE POUR REDUIRE LES CONTRAINTES RESIDUELLES PRESENTES DANS LES SOUDURES METALLIQUES, LES ZONES THERMIQUEMENT AFFECTEES ET LES PARTIES METALLIQUES DE BASE ADJACENTES D'ENVELOPPES, DE CANALISATIONS ET DE COMPOSANTS MECANIQUES. SELON L'INVENTION, CE PROCEDE CONSISTE A INTRODUIRE, PAR VOIE MECANIQUE, DANS LES SOUDURES METALLIQUES, LES ZONES THERMIQUEMENT AFFECTEES ET LES PARTIES METALLIQUES DE BASE ADJACENTES, DES CONTRAINTES DE COMPRESSION PLUS ELEVEES QUE LEUR LIMITE D'ELASTICITE PROPRE, SANS TOUTEFOIS EXCEDER LEUR RESISTANCE MAXIMUM INDIVIDUELLE A LA COMPRESSION.

Description

PROCEDE POUR REDUIRE DES FORCES DE CONTRAINTE PAR VOIE MECANIQUE

La présente invention se rapporte à un procédé pour faire disparaître, par voie mécanique, les contraintes résiduelles de soudage dans les soudures métalliques, les zones thermiquement affectées et les parties métalliques de base adjacentes d'enveloppes, de canalisations et de composants mécaniques. On précisera ici que le terme "canalisation" englobe tout type de tuyauteries, tubes et conduits métalliques et que le terme "enveloppe" englobe notamment les conduits de grandes dimensions, les récipients sous pression, les réservoirs de stockage et autres conteneurs métalliques ainsi que les buses,

injecteurs, raccords, connecteurs et autres organes du même type.

Le soudage des canalisations, enveloppes et autres composants mécaniques engendre des contraintes résiduelles de traction. Ces contraintes de traction tendent à intensifier la fissuration par corrosion sous tension, la fatigue

et la propagation des fissures de fluage. C'est pourquoi il s'est avéré néces-

saire d'éliminer ces contraintes résiduelles de soudage.

La réduction, par un chauffage à induction, des contraintes est l'un

des procédés couramment utilisé pour éliminer les effets des contraintes résiduel-

les de soudage. Toutefois, ce procédé connu, qui a été mis en oeuvre sur des canalisations et des enveloppes, ne peut induire des efforts de compression utiles à la fois dans les directions axiale et circonférentielle. L'équilibre

des contraintes de compression axiales résultant de la mise en oeuvre du pro-

cédé connu susmentionné, induit des contraintes de traction axiales telles que l'effort axial utile dans chaque section transversale est nul. En fait, de fortes contraintes de flexion sont induites à travers la paroi au cours du déroulement

du procédé.

Il s'ensuit que les défauts de soudure, tels que les inclusions, la formation de pores, une fusion imparfaite, les fissures à chaud ou autres, ainsi que les fissures de corrosion sous tension et de fatigue sont soumises à de fortes contraintes de traction lors du déroulement du procédé. Il en résulte une intensification de la fissuration par corrosion sous tension, des dommages provoqués par la fatigue et de la propagation des fissures de fluage, qui réduit la résistance mécanique restante et la durée de vie de la paroi et la rend plus

propice à l'apparition de fuites.

Le procédé, conforme à l'invention, pour réduire les forces de contrain-

tes par voie mécanique, est un procédé présentant un perfectionnement qui réside dans le fait que des contraintes élevées de traction ne sont pas induites dans la canalisation ou l'enveloppe au cours de la mise en oeuvre du procédé,

de sorte que les effets potentiels nuisibles de ces forces de traction dispa-

raissent. La présente Demanderesse a découvert que l'on pouvait réduire les con- traintes résiduelles dans les soudures métalliques, les zones thermiquement

affectées et les parties métalliques de base adjacentes d'enveloppes, de cana-

lisations et de composants mécaniques par la mise en oeuvre d'un procédé qui consiste à introduire, par voie mécanique, dans les soudures métalliques, les zones thermiquement affectées et les parties métalliques de base adjacentes, des contraintes de compression plus élevées que leur limite d'élasticité propre,

sans toutefois excéder leur résistance individuelle maximum à la compression.

Après cette application des contraintes de compression, aucune application sup-

plémentaire de celles-ci n'est nécessaire et le procédé selon l'invention est

donc d'une mise en oeuvre rapide.

Selon l'invention, ces contraintes de compression, quand elles s'ajoutent aux contraintes résiduelles initiales, excèdent la limite d'élasticité de la matière constituant les soudures métalliques, les zones thermiquement affectées

et les parties métalliques de base adjacentes. Ceci se traduit, là o les contrain-

tes excèdent la limite d'élasticité, par une plasticité permanente de la matière.

Quand l'application des contraintes, selon le procédé de l'invention, est ensuite

interrompue, les contraintes résiduelles initiales de traction se trouvent ré-

duites. Les moyens mécaniques que l'on utilise pour obtenir le résultat avantageux

susmentionné ne sont pas limitatifs. Dans un mode de réalisation préféré, des-

tiné à être utilisé par exemple enliaison avec des canalisations et des envelop-

pes, ces moyens mécaniques comprennent des bagues à fentes dont les surfaces

intérieures ont une forme adaptée à celle de la surface extérieure de la canali-

sation ou de l'enveloppe, ainsi que des moyens pour soumettre la surface extérieure de la canalisation ou de l'enveloppe à une déformation contrôlée par compression, par l'intermédiaire desdites bagues à fentes. Un moyen pour ajuster le degré de déformation circonférentielle par compression sur la longueur de la canalisation ou de l'enveloppe peut être obtenu par la réalisation d'ouvertures alignées

dans les extrémités adjacentes des bagues à fentes et par l'insertion d'un bou-

lon dans ces ouvertures. Si on le souhaite, on peut ajuster à la longueur voulue

l'intervalle initial existant entre les extrémités adjacentes des bagues à fen-

tes, en introduisant des coins ou des rondelles d'épaisseur entre ces dernières.

Un moyen pour régler à la valeur souhaitée la déformation axiale par compression

peut être obtenu par l'utilisation de deux paires de bagues à fentes, les extré-

mités adjacentes des deux bagues de chaque paire possédant, dans ce cas, des

ouvertures alignées dans lesquelles est inséré un boulon respectif.

Il est bien évident que l'on peut apporter à l'invention décrite ci-

dessus de nombreuses modifications et adaptations restant dans le cadre de l'in-

vention tel qu'il est défini par les revendications annexées.

Claims (2)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour réduire les contraintes résiduelles présentes dans les soudures métalliques, les zones thermiquement affectées et les parties métalliques de base adjacentes d'enveloppes, de canalisations et de composants mécaniques, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire, par voie mécanique, dans les soudures métalliques, les zones thermiquement affectées et les parties métalliques de base adjacentes, des contraintes de compression plus élevées que leur limite d'élasticité propre, sans toutefois excéder leur résistance

maximum individuelle à la compression.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, une fois

l'application des contraintes de compression effectuée, celle-ci est interrom-

pue. /