FR2571823A1 - Dispositif de protection de la surface interieure d'une conduite contre la corrosion - Google Patents
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Abstract
LA PRESENTE INVENTION SE RAPPORTE GENERALEMENT A UN DISPOSITIF DE PROTECTION DE LA SURFACE INTERIEURE D'UNE CONDUITE CONTRE LA CORROSION COMPORTANT UN SYSTEME D'AMENEE D'UN TUYAU EN POLYMERE 4 DANS LA CONDUITE 2, UN SYSTEME 1 D'AMENEE D'AGENT MOTEUR DANS LA CONDUITE 2 ET UN MOYEN DE FIXATION DU TUYAU 4 SUR LA SURFACE INTERIEURE DE LA CONDUITE 2. SELON L'INVENTION, LE SYSTEME D'AMENEE DE TUYAU 4 EN POLYMERE DANS LA CONDUITE 2 SE PRESENTE SOUS FORME D'UNE BOUDINEUSE 3, DONT LA SORTIE EST RACCORDEE AVEC LE CREUX DE LA CONDUITE 2. L'INVENTION TROUVE NOTAMMENT APPLICATION DANS L'ASSAINISSEMENT AGRICOLE, DANS L'APPROVISIONNEMENT EN EAU DES HABITATIONS DES ENTREPRISES INDUSTRIELLES.
Description
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La présente invention concerne la construction et l'exploitation des conduites principales et des réseaux des conduites de distribution en charge et sans charge et a notamment pour objet la protection de la surface intérieure de la conduite contre la corrosion. La présente invention trouve notamment application dans l'assainissement agricole, dans l'approvisionnement en eau des habitations et des entreprises industrielles, dans l'industrie chimique, alimentaire, dans la production de pétrole et de gaz ainsi que dans la
production d'énergie électrique et thermique.
L'invention peut être utilisée pendant la construction de nouvelles conduites ainsi que pour la
protection des conduites en service.
La protection de la surface intérieure des conduites d'acier en cours de construction ou celles
déjà mises en service est devenue un problème important.
La protection des conduites par des tuyaux en polymère est compliquée à réaliser. Une corrosion fissurante se développe sous le tuyau en polymère à la suite d'une perte d'étanchéité et met la conduite
hors d'usage.
On connaît déjà plusieurs dispositifs de protection des conduites contre la corrosion, par exemple, celui qui consiste à protéger d'une couche de solution ciment-sable, la surface intérieure d'une conduite (cf. notice d'utilisation de l'équipement d'application d'un mélange ciment-sable de la compagnie "Ameron" (Etats-Unis d'Amérique) édition New-York,
1978, pages 548 à 601).
Ce dispositif comporte un moyen d'application d'un mélange sur la surface intérieure d'une conduite,
pourvu d'un système d'amenée du mélange à ce moyen.
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Les inconvénients de ce dispositif résident en une conception compliquée, une petite longueur du revêtement appliqué sur la conduite qui atteint seulement 230 m, un entretien du dispositif nécessitant une main d'oeuvre importante. On connaît aussi un dispositif d'application de la surface intérieure d'une conduite par un tuyau
en polymère (cf. certificat d'auteur de l'U.R.S.S.
n0 1024653 F 16 L57/00, 1980).
Ce dispositif comporte une chambre étanche avec un tambour sur lequel est enroulé un tuyau mis en communication avec un système d'amenée d'agent moteur dans la conduite et aussi un four annulaire, monté sur la conduite et un système de synchronisation du
déplacement du tuyau et du four.
Les inconvénients de ce dispositif sont: - un rallongement compliqué d'un tuyau pour le revêtement de la surface intérieure d'une conduite après qu'il soit déroulé du tambour;
- un réglage compliqué de la longueur du revête-
ment d'une partie de la conduite du fait que sur le tambour est enroulé un tuyau d'une longueur déterminée; - la nécessité de transporter un tuyau vers l'endroit du revêtement d'une conduite et de l'enrouler plusieurs fois tout d'abord sur des bobines, et, ensuite, sur le tambour; il convient de noter que le tuyau peut perdre alors son étanchéité; - la formation de contraintes de relaxation dans le tuyau au moment o il est soudé à la paroi de la conduite, contraintes qui ne permettent pas d'appliquer un revêtement sur la surface intérieure d'une partie du tuyau d'une longueur supérieure-à 1 km en une seule pose; - d'importants travaux de terrassement lors de l'application d'un revêtement sur une conduite déjà posée dans le sol, une réparation de la conduite nécessitant du temps; - le fait d'assurer uniquement la protection mécanique de la paroi de la conduite par le tuyau ce qui entraîne une perte d'étanchéité du tuyau et la formation de la corrosion fissurante par piqûres de la conduite; - la protection de la conduite uniquement par des matériaux en polymère ce qui exclue la possibilité d'utiliser pour le revêtement des matériaux non thermoplastiques, par exemple, le carboplastique; l'impossibilité d'effectuer la protection des conduites de grande étendue car le four annulaire est déplacé sur la surface extérieure d'une conduite, le sol dans lequel est posée la conduite à revêtir ou une estacade'sur laquelle elle est montée
l'empêchant de se déplacer.
On s'est donc proposé de mettre au point un dispo-
sitif de protection d'une conduite contre la corrosion dans lequel le système d'introduction d'un tuyau en polymère dans la conduite permettrait d'augmenter sensiblement la longueur d'une partie à protéger par revêtement d'une conduite, à partir d'un seul endroit de son introduction du tuyau dans la conduite, la technologie de revêtement -de la conduite
étant entièrement simplifiée.
La présente invention résoud le problème ainsi posé par un dispositif de protection de la conduite
contre la corrosion comportant un système d'introduc-
tion du tuyau en polymère dans la conduite, un système d'amenée d'agent moteur dans la conduite et un moyen de fixation du tuyau staur! surface intérieure de la conduit:, -at ij 'ô i 1rinvent-ion9 en ce que le systwM. dw - nrod ',:;:an tuy su y n paly re dans la conduite est formé par une boudineuse, dont
la sortie est raccordée au creux de la conduite.
La conception revendiquée du dispositif permet de fabriquer un tuyau en polymère et de l'introduire simultanément dans la conduite; la longueur du revêtement se trouve augmentée du fait qu'il est possible d'ajouter en continu un polymère granulé et d'augmenter ainsi la longueur du tuyau introduit dans
la conduite.
De plus, le volume des travaux de terrassement et le temps nécessaire pour le revêtement d'une conduite sont réduits grâce à l'augmentation de la longueur du revêtement exécuté sur une partie de la conduite en un seul montage et, de ce fait, le nombre de fosses dans le sol et de découpures dans la conduite pour
l'introduction d'un tuyau se trouve réduit.
En diminuant les contraintes de relaxation agissant sur le revêtement, on améliore la qualité du revêtement de la conduite. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, on a monté dans la cavité de la boudineuse un calibreur formant, avec la paroi de la boudineuse, une filière annulaire, la partie inférieure de la boudineuse possédant une partie élargie disposée en aval du calibreur et raccordée
au creux de la conduite.
L'utilisation d'une boudineuse permet de simplifier sensiblement la conception du dispositif, de former le tuyau à une pression à laquelle il fonctionnera dans la conduite, de réduire ainsi la contrainte de
relaxation du tuyau et d'élever la fiabilité du revête-
ment de la conduite.
Avantageusement, dans la cavité de la boudineuse au-dessus du calibreur sont montées des bobines avec un fil métallique passant à travers une filière et un orifice de sortie de la boudineuse, les extrémités libres du fil métallique étant fixées sur la surface
intérieure de la conduite.
Ce mode de réalisation élève la résistance du tuyau parce qu'il est armé d'un fil métallique, permet d'augmenter la longueur du revêtement de la conduite et d'élever également la pression de l'agent moteur dans la conduite nécessaire à l'amélioration
de la qualité du revêtement.
Selon l'un des modes de réalisation de l'invention, le fil est exécuté à partir d'un alliage à base de nichrome et est lié à une source d'électricité, le dispositif étant muni d'un système d'introduction d'un tuyau complémentaire dans la conduite qui est disposé en aval du système d'introduction de tuyau en polymère
suivant la direction de son déplacement.
Selon ce mode de réalisation de l'invention, le fil métallique élève la résistance du tuyau et sert également de moyen de fixation du tuyau sur la surface
intérieure de la conduite.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le fil métallique est exécuté à partir d'un alliage d'aluminium. L'utilisation du fil en alliage d'aluminium permet d'augmenter la fiabilité du revêtement car, en cas d'inétanchéité d'un tuyau en polymère, le fil se dissout en créant alors avec le métal de la conduite, un potentiel qui protège la conduite contre la corrosion du fait que les produits de la dissolution se déposent
sur la paroi de la conduite aux endroits de l'endommage-
ment d'un tuyau en formant une pellicule protectrice d'oxyde. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci appraîtront mieux à la
lumière de la description explicative qui va suivre de
différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue, en coupe longitudinale, d'un schéma de principe d'un dispositif, selon l'invention; - la figure 2 est une vue semblable d'un autre mode de réalisation de l'invention; - la figure 3 est une vue semblable d'un autre
mode de réalisation de l'invention.
Le dispositif de protection d'une conduite contre la corrosion comporte un système 1 (figure 1) d'amenée d'agent moteur dans la conduite 2 et une boudineuse 3
pour la fabrication d'un tuyau 4 en polymère.
La boudineuse 3 comporte un réchauffeur 5 monté sur le corps de la boudineuse 3. Le système-6 d'amenée d'agent moteur, par exemple, un compresseur d'amenée d'air comprimé est mis en communication avec le creux
du tuyau 4 qui peut être fabriqué en polyéthylène.
Dans la cavité 4' de la boudineuse 3, on a monté un calibreur 7 formant, avec la paroi 8 de la boudineuse 3, une filière annulaire 9 mise en communication avec une matière polymère fondue, chargée dans la boudineuse 3 à travers un orifice 10 du
calibreur 7.
En aval du calibreur 7, la partie inférieure de la boudineuse 3 comporte un tronçon divergent 11 dans lequel le tuyau 4 s'élargit jusqu'au diamètre intérieur de la conduite 2 dans laquelle il est introduit. A la partie inférieure, le tronçon 11 de la boudineuse 3 est muni d'une tubulure en L 12 disposée dans le creux de la conduite 2. Le tronçon élargi 11 de la boudineuse 3 est lié, de plus, au creux de la conduite 2 par l'intermédiaire d'une tubulure 13. Le système 6 est de plus relié par un conduit 1.4 à la cavité 4' de la boudineuse 3 et par un conduit 15 au
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tronçon 11 de la boudineuse 3. La cavité 4' de la boudineuse 3 est destinée au chargement du polymère, par exemple, du polyéthylène granulé. L'extrémité 16 du tuyau 4 est retournée à l'envers, et fixée sur la surface intérieure de la conduite 2. Le dispositif est muni d'un moyen de fixation du tuyau sur.la surface intérieure de la conduitS. Ce dispositif se présente sous forme, par exemple, d'une colle appliquée sur la
surface intérieure de la conduite 2.
Le dispositif fonctionne de la manière suivante.
Avant de procéder au travail, on remplit de
polymère granulé la cavité 4' de la boudineuse 3.
Ensuite, on met le réchauffeur 5 en action pour la
fusion du polymère.
Sous pression d'air comprimé égale à 1,2 MPa, le polymère fondu ayant la température de 150 C, parvient à travers la filière 9 dans le tronçonIl de la boudineuse 3. Dans le tronçon 11, le tuyau 4 s'élargit sous l'action de l'air comprimé jusqqu'au diamètre du troncon 11. Ensuite, le tuyau en polymère 4 est refroidi jusqu'à la température de 40 C par un agent moteur, par exemple par l'eau arrivant à travers
la tubulure 13 depuis la conduite 2.
Sur le tronçon 11, le tuyau 4 en polymère est soumis à la compression triaxiale pendant son refroidissement. Sous l'action de l'eau refoulée dans la conduite 2, le tuyau parvient dans la conduite 2 à travers la tubulure 12. Dans la conduite 2, il se rapproche de ses parois et se colle à
celles-ci.
Le dispositif représenté sur la figure 2 se distingue du dispositif, représenté sur la figure 1, en ce qu'on a monté, dans la cavité 4' de la boudineuse 3 au-dessus du calibreur 7, des bobines 17 avec fil métallique 18 amené à travers les orifices 10, la filière 9 et la tubulure 12 dans la conduite 2 o ses extrémités sont fixées sur la paroi de la conduite 2 conjointement avec le tuyau 4, par exemple sur un contact électrique
annulaire 19.
Il est possible de monter en amont du tuyau 4 dans la conduite 2 un piston 20 et de remplir de colle le creux de la conduite 2 entre le tuyau 4 et le piston 20. En tant que colle, il est possible d'utiliser n'importe quelle colle connue appropriée au collage d'un tuyau polymère 4 à la surface intérieure de la
conduite 2.
Le fil métallique 18 peut être exécuté en alliage pour enveloppe de pneumatiques de véhicules automobiles,
par exemple un alliage aluminium-gallium.
Cet alliage possède, par rapport à la conduite
d'acier, un potentiel négatif protecteur électro-
chimique qui protège la conduite 2 contre la corrosion
en cas d'inétanchéité du tuyau 4 de la conduite 2.
Le dispositif représenté sur la figure 2 fonctionne de la manière analogue au dispostif représenté sur la figure 1. Pendant la formation du tuyau 4 dans la filière annulaire 9, les fils métalliques 18 arment
régulièrement le tuyau 4.
Le dispositif représenté sur la figure 3 se distingue du dispositif représenté sur la figure 2, en ce que le fil métallique 18 est exécuté d'un alliage possédant une haute résistance chimique, par exemple, d'un alliage à la base du nichrome et sert de moyen de fixation du tuyau 4 sur la surface
intérieure de la conduite 2.
Dans ce dispositif, le contact annulaire 19 est
connecté à la source 21 d'électricité.
Dans la conduite 2, en aval du système d'introduc-
tion du tuyau en polymère 4 et du système 1 d'amenée d'agent moteur, on a monté un récipient étanche 22 avec
un tambour 23 sur lequel est enroulé un tuyau complé-
mentaire 24, par exemple en matière plastique d'hydro-
carbure ou en fibre de verre.
Le récipient 22 avec tambour 23 sur lequel est enroulé le tuyau 24 forment un système d'introduction
du tuyau 24 dans la conduite 2.
Le récipient 22 est mis en communication par la tubulure 25 avec un système 26 d'amenée d'agent moteur dans la conduite 2 exécuté, par exemple sous forme
d'un compresseur.
Le dispositif représenté sur la figure 3 fonctionne
de la manière suivante.
Le tuyau 4 est armé des fils métalliques 18 et est formé de la manière analogue au dispositif représenté sur
les figures 1, 2.
Le tuyau 4 ayant couvert la moitié de la longueur de la conduite 2, le fil métallique 18 se déroule totalement de la bobine 17. Le réchauffeur 5 se débranche, se met hors circuit et le polymère se trouvant dans la boudineuse 3 commence à se refroidir. Le tuyau 4 se
rompt dans la filière annulaire 9 suite à sa tension.
A ce moment, le système 1 se met au repos et le
système 26 se met en marche pour refouler l'air compri-
mé sous pression de 0,2 MPa à travers la conduite 25.
Le tuyau 24 commence à se déplacer suivant la conduite 2
et s'applique au tuyau 4.
Dès que le tuyau 24 a recouvert toute la conduite 2, on branche la source 21 d'électricité qui chauffe le
fil métallique 18.
La surface intérieure de la conduite 2 et le tuyau 24 s'échauffent et le tuyau 4 commence à se
fondre à la température de 140 C.
Après que la paroi de la conduite 2 et le tuyau 24 sont portés à la température de 150 C, la source 21
se met hors circuit.
La conduite 2,avec les tuyaux 4 et 24 commence à se refroidir. A ce moment, on maintient la pression d'air égale à 0,3 MPa. Lors du refroidissement jusqu'à la température de 20 C les tuyaux 4, 24 se collent l'un à l'autre et à la paroi de la conduite. Ensuite, on diminue la compression dans la conduite 2 qui est
prête à l'utilisation.
RE V E N D I C A T I 0 N S
1. Dispositif de protection de la surface intérieure d'une conduite contre la corrosion comportant un système d'amenée d'un tuyau en polymère (4) dans la conduite (2), un système (1) d'amenée d'agent moteur dans la conduite (2) et un moyen de fixation du tuyau (4) sur la surface intérieure de la conduite (2), -caractérisé en ce que le système d'amenée de tuyau (4) en polymère dans la conduite (2) se présente sous forme d'une boudineuse (3), dont la sortie est raccordée avec le creux de la
conduite (2).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un calibreur (7) est monté dans la cavité (4') de la boudineuse (3) et forme avec la paroi de la boudineuse (3) une filière annulaire (9), la partie inférieure de la boudineuse (3) en aval du calibreur (7) possèdent un troncon élargi (11) mis en communication avec la
conduite (2).
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que des bobines (1!7) avec fils métalliques (18) qui passent à 'travers la filière (9) et l'orifice de sortie de la boudineuse (3) sont montées dans la cavité (4) de la boudineuse (3), les extrémités libres du fil métallique (18) étant fixées sur la surface intérieure
de la conduite (2).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le fil métabllique (18) est fabriqué d'un alliage à base de nichrome et est connecté avec une source (21) d'électricité, le dispositif étant muni d'un système d'amenée d'un tuyau complémentaire dans la conduite (4) disposé en aval du système d'amenée du
tuyau en polymère suivant la direction de son déplacement.
5. Disositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le fil métallique (18) est exécuté à partir
d'un alliage d'aluminium.
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|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |