FR2779797A1 - A flexible pipeline for conveying hydrocarbon fluids includes a compressible core - Google Patents
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Abstract
Description
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CONDUITE FLEXIBLE AMELIOREE POUR LE TRANSPORT IMPROVED FLEXIBLE CONDUCT FOR TRANSPORT
DES FLUIDESFLUIDS
La présente invention concerne une conduite flexible susceptible d'être utilisée pour le transport de fluides tels que des hydrocarbures par The present invention relates to a flexible pipe capable of being used for the transport of fluids such as hydrocarbons by
exemple.example.
Plusieurs types de conduites flexibles sont utilisés. Certaines conduites flexibles comprennent de l'intérieur vers l'extérieur, une gaine interne d'étanchéité en matière plastique, élastomère ou autre matériau approprié relativement souple; un tube métallique flexible non étanche qui doit résister aux efforts développés par la pression du fluide circulant dans la conduite; une ou plusieurs nappes d'armures et au moins une gaine d'étanchéité externe en matériau polyniérique. Ce type de conduite flexible Several types of flexible pipes are used. Some flexible pipes include, from the inside to the outside, an internal sealing sheath made of plastic, elastomer or other relatively flexible suitable material; an unsealed flexible metal tube which must resist the forces developed by the pressure of the fluid flowing in the pipe; one or more layers of armor and at least one external sealing sheath made of polyvinyl material. This type of flexible driving
est souvent dénommé "smooth-bore" par les spécialistes en la matière. is often called "smooth-bore" by specialists in the field.
D'autres conduites flexibles dénommées "roughi-bore" compren- Other flexible pipes called "roughi-bore" include
nent, de l'intérieur vers l'extérieur, un tube métallique flexible non étanche, appelé carcasse, constitué par un profilé enroule en spires agrafées les unes sur les autres, commne par exemple un feuillard agrafé ou uni fil de forme agrafé tel qu'un fil en T, en U, en S ou en Z. une gaine d'étanchéité interne en matériau polymérique. une ou plusieurs nappes d'armures capables de résister aux efforts développés par la pression du fluide circulant dans la conduite et aux efforts extérieurs auxquels est soumise la conduite flexible, nent, from the inside to the outside, a non-waterproof flexible metallic tube, called a carcass, constituted by a profile wound in turns stapled one on the other, like for example a stapled strip or plain wire of stapled form such as a T, U, S or Z wire. an internal sealing sheath made of polymeric material. one or more layers of armor capable of withstanding the forces developed by the pressure of the fluid flowing in the pipe and the external forces to which the flexible pipe is subjected,
et au moins une gaine de protection externe du type polymérique. and at least one external protective sheath of the polymeric type.
Dans ce dernier type de conduites flexibles, la gaine d'étanchéité interne est directement extrudée, en continu, sur ladite carcasse qui présente In the latter type of flexible pipes, the internal sealing sheath is directly extruded, continuously, onto said carcass which has
entre les spires enroulées des interstices ou déjoints. between the coiled turns or interstices.
Pour assurer un bon contact entre la gaine d'étanchéité interne et la carcasse métallique, il est nécessaire que le diamètre interne de la gaine d'étanchéité interne soit le plus proche possible et même égale au diamètre To ensure good contact between the internal sealing sheath and the metal carcass, it is necessary that the internal diameter of the internal sealing sheath be as close as possible and even equal to the diameter
externe de la carcasse métallique flexible. of the flexible metal carcass.
Lors de la fabrication d'une conduite flexible du type "rough- When manufacturing a flexible pipe of the rough-
bore", la gaine d'étanchéité interne qui est extrudée sur la carcasse boron ", the internal sealing sheath which is extruded on the carcass
métallique, se contracte stur cette dernière atu cours du refroidissement. metallic, contracts on the latter during cooling.
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Suivant les matériaux utilisés pour la réalisation de la gaine d'étanchéité interne, on observe, après refroidissement, des déformations appelées "retassures" qui apparaissent sur la face interne de ladite gaine d'étanchéité interne et notamment de part et d'autre des déjoints entre les spires de la carcasse métallique. De telles retassures sont duies, semble-t-il, au rétreint différentiel du matériau utilisé pouir la gaine d'étanchéité interne, en raison de la variation du gradient de refroidissement dans l'épaisseur de la gaine d'étanchéité interne, cumulé à l'effet des déjoints des spires de la carcasse métallique. En effet, la gaine plastique d'étanchéité extrudée étant en contact par sa face interne sur la carcasse métallique qui est à la température ambiante, il en résulte que le refroidissement de ladite face interne est très rapide, ce qui provoque des irrégularités de surface ou retassures; ce phénomène est amplifié au niveau des déjoints des spires de la carcasse métallique, le rétreint différentiel en ces endroits provoquant des variations d'épaisseur locales de la gaine d'étanchéité interne. Lorsque la gaine d'étanchéité est en polymère semi- cristallin, sensible à la présence de défauts de surface entraînant une déchéance de la gaine pouvant aller jusqu'à la rupture, comme par exemple le PVDF, cela entraîne très souvent, en fonctionnement, une dégradation de ladite gaine d'étanchéité (rupture) qui Depending on the materials used for the production of the internal sealing sheath, there are, after cooling, deformations called "shrinkage" which appear on the internal face of said internal sealing sheath and in particular on either side of the joints between the turns of the metal frame. Such shrinkage is due, it seems, to the differential shrinkage of the material used for the internal sealing sheath, due to the variation of the cooling gradient in the thickness of the internal sealing sheath, cumulated with l effect of the junctions of the turns of the metal carcass. Indeed, the extruded plastic sealing sheath being in contact by its internal face on the metal carcass which is at room temperature, it follows that the cooling of said internal face is very rapid, which causes surface irregularities or shrinkage; this phenomenon is amplified at the junctions of the turns of the metal carcass, the differential constriction in these places causing variations in local thickness of the internal sealing sheath. When the sealing sheath is made of semi-crystalline polymer, sensitive to the presence of surface defects causing the sheath to lapse, possibly going as far as breaking, such as PVDF for example, this very often results, in operation, in a degradation of said sealing sheath (rupture) which
n'assure plus alors sa fonction d'étanchéité. no longer performs its sealing function.
Pour remédier à untm tel inconvénient et pour résoudre le problème posé par l'apparition des retassutires, il fut trouvé et adopté la solution qui consiste à disposer, entre la carcasse métallique et la gaine d'étanchéité interne, une sous-couche sacrificielle de faible épaisseur, en un matériau approprié tel que du PVDF. La gaine d'étanchéité interne est extrudée alors sur ladite sous-couche sacrificielle mais en s'assurant qu'il n'y est pas de "soudure" ou liaison intime entre la gaine d'étanchéité et la sous-couche sacrificielle", afin que les fissuires qui se propagent depuis la face interne de la sous-couche vers l'extérieur soient bloquées à l'interface de la gaine d'étanchéité et de la sous-couchle sacrificielle. C'est ce qui est décrit dans To remedy such a drawback and to solve the problem posed by the appearance of retassutires, it was found and adopted the solution which consists in having, between the metal carcass and the internal sealing sheath, a low sacrificial sublayer thickness, in a suitable material such as PVDF. The internal sealing sheath is then extruded on said sacrificial sublayer but making sure that there is no "weld" or intimate connection between the sealing sheath and the sacrificial sublayer ", in order that the fissures which propagate from the internal face of the underlayer towards the outside are blocked at the interface of the sealing sheath and the sacrificial underlayer. This is what is described in
WO 95/2478.WO 95/2478.
L'inconvénient majeur de cette solution est le glissement suscep- The major drawback of this solution is the slippage suscep-
tible de se produire entre la gaine d'étanchéité interne et la souscouche sacrificielle au niveau des extrémités de la conduite flexible, ainsi que les tible to occur between the internal sealing sheath and the sacrificial sublayer at the ends of the flexible pipe, as well as the
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surcoûts de matière première et de transformation (manufacturing) additional raw material and processing costs (manufacturing)
occasionnés par la présence de ladite sous-couche sacrificielle. caused by the presence of said sacrificial sublayer.
D'autres solutions ont été recherchées pour éliminer l'apparition Other solutions have been sought to eliminate the appearance
des retassures ou atténuer leurs effets. shrinkage or mitigate their effects.
Parmi ces dernières solutions qui ont pour objet la mise en place d'une gaine d'étanchéité interne présentant, après refroidissement, une face interne cylindrique et lisse mettent en oeuvre une conformation qui est soit Among these latter solutions which relate to the establishment of an internal sealing sheath having, after cooling, a cylindrical and smooth internal face implement a conformation which is either
interne, avec comme inconvénient principal la création de fissures longitu- internal, with the main drawback of creating longitudinal cracks
dinales sur la face interne de la gaine d'étanchéité et uni repli de matière sur l0 la face externe, soit externe avec commne inconvénient l'absence totale dinales on the internal face of the sealing sheath and a single fold of material on l0 the external face, ie external with a drawback the total absence
d'ancrage de la gaine d'étanchéité sur la carcasse métallique. anchoring the sealing sheath on the metal frame.
Dans la technique de fabrication de conduites flexibles du type In the technique of manufacturing flexible pipes of the type
"smooth-bore", qui consiste à réaliser séparément la gaine interne d'étan- "smooth-bore", which consists in separately producing the internal sheath of
chéité par tout moyen approprié tel que l'extrusion, et la carcasse métallique, on a préconisé de chauffer la gaine d'étanchéité ou la carcasse métallique, une fois que les deux éléments sont assemblés afin de maintenir ou de rendre plastique la gaine d'étanchéité pour l'obliger à fluer dans les déjoints des spires de la carcasse métallique. De tels procédés de fabrication sont décrits notamment dans FR-B-74 14 398 (COFLEXIP) et l'addition chéité by any appropriate means such as extrusion, and the metal carcass, it was recommended to heat the sealing sheath or the metal carcass, once the two elements are assembled in order to maintain or make plastic the sheath tightness to force it to flow in the gaps of the turns of the metal carcass. Such manufacturing processes are described in particular in FR-B-74 14 398 (COFLEXIP) and the addition
no 71 16 880 (IFP).no 71 16 880 (IFP).
Mais ces procédés ont pour unique but de provoquer un fluage permanent de la gaine d'étanchéité polymérique entre les spires de la carcasse métallique, après ou en même temps que des contraintes sont développées dans la gaine d'étanchéité interne pour réaliser un contact intime, les contraintes développées étant par exemple dues à une mise en However, these methods have the sole purpose of causing permanent creep of the polymeric sealing sheath between the turns of the metal carcass, after or at the same time as stresses are developed in the internal sealing sheath to achieve intimate contact, the constraints developed being for example due to an implementation
pression de ladite gaine interne d'étanchéité. pressure of said internal sealing sheath.
Dans un exemple de mise en oeuvre décrit dans le brevet FR-B-74 14 398 et concernant une conduite flexible comprenant une gaine périphérique extrudée sur un ensemble comprenant de l'intérieur vers l'extérieur, une gaine interne d'étanchéité, unie voûte de pression, deux nappes d'armures et un treillis métallique. il est préconisé de chauffer l'ensemble avant l'extrusion de la gaine périphérique de façon à maintenir au moins la face interne de ladite gaine périphérique à l'état plastique ou plus exactement à l'état thermoplastique afin, et c'est le but recherché, de faire fluer la face interne dans les mailles du treillis métallique, pour les remplir In an exemplary implementation described in patent FR-B-74 14 398 and concerning a flexible pipe comprising a peripheral sheath extruded on an assembly comprising from the inside to the outside, an internal sealing sheath, united arch pressure, two layers of armor and a wire mesh. it is recommended to heat the assembly before the extrusion of the peripheral sheath so as to maintain at least the internal face of said peripheral sheath in the plastic state or more exactly in the thermoplastic state so, and this is the goal sought, to creep the internal face in the meshes of the wire mesh, to fill them
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totalement et ainsi réaliser l'accrochage total de la gaine périphérique sur le treillis métallique. Dans ces conditions, il est impératif de chauffer fortement l'ensemble, à des températures qui sont de l'ordre de plusieurs centaines de degrés Celsius. De telles techniques ont donné de si mauvais résultats qu'elles ont été abandonnées très rapidement, car le remplissage aussi bien des interstices de la voûte de pression que des mailles du treillis métallique rigidifiait la conduite et diminuait en conséquence la propriété essentielle de totally and thus achieve total attachment of the peripheral sheath to the wire mesh. Under these conditions, it is imperative to strongly heat the assembly, to temperatures which are of the order of several hundred degrees Celsius. Such techniques gave such poor results that they were abandoned very quickly, since filling both the interstices of the pressure vault and the mesh of the wire mesh stiffened the pipe and consequently reduced the essential property of
flexibilité qu'elle doit présenter impérativement. flexibility that it must present imperatively.
Dans le brevet US 3 311 133, il est décrit une conduite comprenant une carcasse métallique interne constituée par un feuillard agrafé In US Patent 3,311,133, a pipe is described comprising an internal metal carcass constituted by a stapled strip
en forme de S et dans les déjoints duquel est interposé uin jonc compressible. in the shape of an S and in the gaps of which a compressible rod is interposed.
Le but poursuivi est de contrôler le jeuL entre les spires du feuillard tout en The aim is to control the clearance between the turns of the strip while
assurant une certaine flexibilité à ladite carcasse. providing a certain flexibility to said carcass.
Dans la demande 96 10 490 déposée par la demanderesse, il est préconisé de chauffer la carcasse métallique à lune température inférieure à In application 96 10 490 filed by the applicant, it is recommended to heat the metal carcass to a temperature below
C, en amont des moyens d'extrusion, de manière à éviter uin refroidis- C, upstream of the extrusion means, so as to avoid cooling
sement brutal de la face interne de la gaine d'étanchéité lors de son extrusion sur la carcasse métallique. Les travaux effectués sur les conduites flexibles à carcasse chauffée au préalable ont montré que le thermnofluage de la gaine d'étanchéité interne était augmenté et que, parfois, cela conduisait à un blocage du feuillard. Un tel blocage a pour conséquence de déplacer la fibre neutre lors de la sollicitation en flexion et de ce fait. d'augmenter la déformation sur l'extrados de la gaine d'étanchéité interne ou gaine de pression. Or, lorsque la conduite flexible comnplète est cintrée au MBR (Minimum Bending Radius) et si le feuillard est bloqué, il est aisé de comprendre que pour une déformation de l'ordre de 6 % sur l'extrados de la gaine de pression, il se produit pratiquement une déformation d'environ 10 à roughly brutal of the internal face of the sealing sheath during its extrusion on the metal carcass. The work carried out on the flexible pipes with pre-heated carcass showed that the thermoflowing of the internal sealing sheath was increased and that, sometimes, this led to a blocking of the strip. The consequence of such a blockage is to displace the neutral fiber during the bending stress and thereby. increase the deformation on the upper surface of the internal sealing sheath or pressure sheath. However, when the complete flexible pipe is bent with MBR (Minimum Bending Radius) and if the strip is blocked, it is easy to understand that for a deformation of the order of 6% on the upper surface of the pressure sheath, it a deformation of approximately 10 to
12 % sur l'intrados, ce qui n'est pas acceptable. De plus, les thermo- 12% on the lower surface, which is not acceptable. In addition, thermo-
plastiques présentent un allongemient au seuil qui diminue au fur et à mesure que la température décroît, ce qui signifie que leuir capacité de déformation est également diminuée aux basses températures. Ce phénomène n'a qu'une importance relative avec des matériaux à déformation élastique importante, typiquement supérieure à 12 % à la température de sollicitation, à condition que leur capacité à se déformer se conserve dans le temps. Par contre, avec des matériaux dont la déforniation élastique est limitée, typiquement plastics have an elongation at the threshold which decreases as the temperature decreases, which means that their deformation capacity is also decreased at low temperatures. This phenomenon is only of relative importance with materials with significant elastic deformation, typically greater than 12% at the stressing temperature, provided that their capacity to deform is preserved over time. On the other hand, with materials whose elastic deformation is limited, typically
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inférieure à 10-12 % à la température de sollicitation, une rupture peut se less than 10-12% at the stress temperature, a rupture may occur
produire à cause du dépassement de cette capacité de déformation. produce due to exceeding this deformation capacity.
L'utilisation de matières thermoplastiques dont la capacité de déformation est élevée (supérieure à 10 %) n'a pas donné de bons résultats car les matières thermoplastiques connues ne résistent pas aux températures supérieures à 130-150 C (homo ou copolymère de PVDF) ou présentent The use of thermoplastics with a high deformation capacity (greater than 10%) has not given good results because the known thermoplastics do not withstand temperatures above 130-150 C (homo or PVDF copolymer) or present
d'autres inconvénients comme une mauvaise résistance au fluage (PFA). other disadvantages such as poor creep resistance (PFA).
C'est la raison pour laquelle, et pour une température d'effluent d'environ C, il est utilisé du homopolymère de PVDF plastifié. Toutefois, le plastifiant disparaît progressivement au cours du temps, ce qui conduit à un thermoplastique non plastifié qui ne résiste pas aux sollicitations thermiques et mécaniques. La perte du plastifiant est également problématique dans la This is the reason why, for an effluent temperature of around C, plasticized PVDF homopolymer is used. However, the plasticizer gradually disappears over time, which leads to an unplasticized thermoplastic which does not withstand thermal and mechanical stresses. The loss of the plasticizer is also problematic in the
partie de la conduite qui est logée dans l'embout terminal. part of the pipe which is housed in the end fitting.
De plus, la mise en oeuvre industrielle de la carcasse chauffée et de l'extrusion subséquente de la gaine d'étanchéité interne pose de réels problèmes. En effet, en fonction de la viscosité de la matière plastique utilisée pour la gaine d'étanchéité interne et la température de chauffage de la carcasse métallique, il se produit un thermofluage plus ou moins important dans les déjoints. Comme les caractéristiques physico- chimiques de ladite matière plastique peuvent varier d'un lot à un autre, il est pratiquement impossible de maîtriser le thermofluage dans les conditions normales de mise In addition, the industrial implementation of the heated carcass and the subsequent extrusion of the internal sealing sheath poses real problems. Indeed, depending on the viscosity of the plastic used for the internal sealing sheath and the heating temperature of the metal carcass, a more or less significant thermofluage occurs in the joints. As the physicochemical characteristics of said plastic material can vary from one batch to another, it is practically impossible to control the thermofluage under normal conditions of setting
en oeuvre industrielle; souvent, on a constaté un thermofluage total, c'est-à- in industrial work; often, a total thermofluage has been observed, that is to say
dire à un remplissage complet des déjoints. Il est aisé de comprendre qu'un thermofluage total peut aboutir à un blocage de la carcasse métallique et donc à une flexibilité réduite de la conduite. Par exemple, au-dessus de 90 % de remplissage du déjoint par la gaine d'étanchéité interne, il y a un risque tell a full fill of the breakfasts. It is easy to understand that a total thermofluage can lead to blockage of the metal carcass and therefore to reduced flexibility of the pipe. For example, above 90% filling of the gap with the internal sealing sheath, there is a risk
de blocage en certains endroits de la conduite flexible. blocking in certain places of the flexible pipe.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et de proposer une conduite flexible dans laquelle au moins la gaine d'étanchéité interne est réalisée avec des matières thermoplastiques présentant seules ou en combinaison un thermofluage important et un allongement visco-élastique inférieur à 10-12 % sur toute la plage des températures comprise entre les limites d'utilisation et sans formation de retassures. The object of the present invention is to remedy the aforementioned drawbacks and to propose a flexible pipe in which at least the internal sealing sheath is produced with thermoplastic materials having alone or in combination a significant thermofluage and a visco-elastic elongation of less than 10 -12% over the entire temperature range between the limits of use and without formation of shrinkage.
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Pour ce faire, on combine. d'une part, les effets du chauffage de la carcasse de manière à éviter la formation de retassure ainsi que cela est expliqué dans la demande précédemment analysée et déposée au nom de la demanderesse et, d'autre part, en limitant le thermofluage de la gaine d'étanchéité interne dans les déjoints des spires de la carcasse afin de ne pas bloquer le mouvement du feuillard constituant ladite carcasse, tout en obtenant un accrochage positif de la gaine d'étanchéité interne sur ladite To do this, we combine. on the one hand, the effects of heating the carcass so as to avoid the formation of shrinkage as explained in the application previously analyzed and filed in the name of the applicant and, on the other hand, by limiting the thermofluage of the internal sealing sheath in the gaps of the turns of the carcass so as not to block the movement of the strip constituting said carcass, while obtaining a positive attachment of the internal sealing sheath on said
carcasse, ledit accrochage résultant du thermiofluage limité dans les déjoints. carcass, said attachment resulting from limited thermofoil in the joints.
Un objet de la présente invention est un procédé de fabrication d'une conduite flexible pour le transport de fluides tels que des hydrocarbures, du type comprenant, de l'intérieur vers l'extérieur, une carcasse métallique flexible à enroulement hélicoïdal de spires non jointives, un jonc compressible disposé dans le déjoint entre les spires consécutives dudit enroulemnent hélicoïdal, une gaine interne d'étanchéité extrudée sur ladite carcasse métallique, au moins une nappe d'armures enroulée autour de ladite gaine d'étanchéité interne et au moins une gaine d'étanchéité externe disposée autour de ladite nappe d'armures. et elle est caractérisée en ce que le jonc compressible est réalisé dans uin matériau présentant une compressibilité volumique importante sous une faible contrainte qui est inférieure à un Newton par millimètre linéaire dudit jonc pour un An object of the present invention is a method of manufacturing a flexible pipe for the transport of fluids such as hydrocarbons, of the type comprising, from the inside to the outside, a flexible metal carcass with helical winding of non-contiguous turns , a compressible rod disposed in the gap between the consecutive turns of said helical winding, an internal sealing sheath extruded on said metal carcass, at least one armor ply wound around said internal sealing sheath and at least one sheath external sealing arranged around said armor ply. and it is characterized in that the compressible rod is made of a material having a high volume compressibility under a low stress which is less than one Newton per linear millimeter of said rod for a
déplacement de 60 % de nmatière.displacement of 60% of material.
Le fait d'utiliser un jonc qui est fortement compressible sous une faible charge en contrainte permet au thermiofluage de se produire lors de l'extrusion de la gaine d'étanchéité interne sur la carcasse métallique tout en The fact of using a rod which is highly compressible under a low stress load allows the thermofoil to occur during the extrusion of the internal sealing sheath on the metal carcass while
limitant la pénétration à une valeur prédéterminée. limiting penetration to a predetermined value.
Selon une autre caractéristique, la carcasse métallique est chauffée avant l'extrusion de la gaine d'étanchéité, ce qui facilite le thermiofluage tout According to another characteristic, the metal carcass is heated before the extrusion of the sealing sheath, which facilitates thermofoiling while
en évitant la formation de retassutires. avoiding the formation of retassutires.
Selon une autre caractéristique, le matériau est alvéolaire comprenant entre 40 et 60 % en volume de cellules creuses et présentant un premier module d'élasticité El de la partie cellulaire et uin deuxième module d'élasticité E, de la partie dense, le rapport des deux modules E1/E2 étant au According to another characteristic, the material is alveolar comprising between 40 and 60% by volume of hollow cells and having a first modulus of elasticity El of the cell part and a second modulus of elasticity E, of the dense part, the ratio of two E1 / E2 modules being at
moins supérieur à 10.less than 10.
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D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront plus clairement Other advantages and characteristics will appear more clearly
à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré de l'invention, on reading the description of a preferred embodiment of the invention,
ainsi que des figures annexées sur lesquelles - la figure 1 est une vue en perspective partielle et arrachée d'une conduite flexible, - la figure 2 est une vue schématique et partielle d'une partie de la carcasse métallique revêtue d'une partie d'une gaine d'étanchéité interne selon la présente invention, - la figure 3 représente une courbe de la contrainte en N/mm as well as the appended figures in which - Figure 1 is a partial perspective view and cut away of a flexible pipe, - Figure 2 is a schematic and partial view of a part of the metal carcass coated with a part of an internal sealing sheath according to the present invention, - Figure 3 shows a curve of the stress in N / mm
linéaire en fonction du déplacement en pour-cent. linear as a function of displacement in percent.
La conduite flexible I selon l'invention est du type comprenant de l'intérieur vers l'extérieur - une carcasse métallique 2 réalisée par un enroulement hélicoïdal d'un fil métallique à spires 3 non jointives et de section prédéterminée, par The flexible pipe I according to the invention is of the type comprising from the inside to the outside - a metal carcass 2 produced by a helical winding of a metal wire with non-contiguous turns 3 and of predetermined section, by
exemple en S comme dans l'exemple représenté sur la figure 2. example in S as in the example shown in Figure 2.
- une gaine d'étanchéité interne 4 disposée par extrusion autour de la carcasse métallique 2, - une voûte de pression 5, - une ou plusieurs nappes d'armure 6, - éventuellement une bande intermédiaire 7, et - an internal sealing sheath 4 arranged by extrusion around the metal carcass 2, - a pressure vault 5, - one or more layers of armor 6, - optionally an intermediate strip 7, and
- une gaine d'étanchéité externe 8. - an external sealing sheath 8.
La gaine d'étanchéité externe 8 peut être également extrudée sur la bande intermédiaire 7 lorsqu'elle existe ou sur la nappe d'armures extérieure 6, les gaines d'étanchéité interne 4 et externe 8 étant réalisées The external sealing sheath 8 can also be extruded on the intermediate strip 7 when it exists or on the external armor ply 6, the internal 4 and external 8 sealing sheaths being produced
dans une matière plastique commune ou dans des matières plastiques dif- in a common plastic or in different plastics
férentes en fonction des besoins et de la destination de la conduite flexible 1. according to the needs and destination of the flexible pipe 1.
La carcasse métallique étant à spires 3 non jointives, un espace ou déjoint 9 est ménagé entre deux spires consécutives 3. Pendant ou après la fabrication de la carcasse métallique 2, un jonc compressible 10 est disposé dans les déjoints 9 (figure 2). Le jonc compressible 10 peut, selon l'étape de fabrication pendant laquelle il est inséré dans les déjoints, se positionner au fond de ces derniers ou à une certaine hauteur du fond desdits déjoints. Dans tous les cas, il est positionné de sorte qu'au plus 75 % du volume de chaque déjoint peut être rempli, par la matière de la gaine d'étanchéité interne 4, ladite matière venant en appui sur le jonc compressible. Bien entendu, la The metal carcass being with non-contiguous turns 3, a space or gap 9 is provided between two consecutive turns 3. During or after the manufacture of the metal carcass 2, a compressible rod 10 is placed in the gaps 9 (FIG. 2). The compressible rod 10 can, depending on the manufacturing step during which it is inserted in the joints, be positioned at the bottom of the latter or at a certain height from the bottom of the said joints. In all cases, it is positioned so that at most 75% of the volume of each gap can be filled with the material of the internal sealing sheath 4, said material coming to bear on the compressible rod. Of course, the
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géométrie du jonc compressible est adaptée à la forme du déjoint; dans une geometry of the compressible ring is adapted to the shape of the gap; in
forme de réalisation préférée de l'invention, la section dudit jonc compres- preferred embodiment of the invention, the section of said rod compres-
sible présente une section au moins égale à 25 % de la section droite du déjoint au pas moyen du feuillard agrafé ayant été utilisé pour la fabrication de la carcasse métallique de manière à s'assurer, commne précisé précédem- ment, qu'au plus 75 % du volume soit disponible pour le thermofluage de la sible has a cross section at least equal to 25% of the cross section of the gap with the mean pitch of the stapled strip having been used for the manufacture of the metal carcass so as to ensure, as specified above, that at most 75 % of the volume is available for the thermofluage of the
gaine d'étanchéité interne.internal sealing sheath.
Le matériau dans lequel le jonc compressible est fabriqué doit répondre à certaines caractéristiques et notamment À - présenter un taux de compression volumique au moins égal à % et il est choisi dans la famille des élastomères hydrogénocarbonés et, de préférence, dans la famille des élastomères silicones ou silicofluorés, - résister au moins cinq milILnutes à la température à laquelle est portée la gaine d'étanchéité interne pendant son extrusion sur la carcasse The material from which the compressible rod is manufactured must meet certain characteristics and in particular A - have a volume compression ratio at least equal to% and it is chosen from the family of hydrogen-carbon elastomers and, preferably, from the family of silicone elastomers or silicofluorinated, - resist at least five milILnutes at the temperature to which the internal sealing sheath is brought during its extrusion on the carcass
métallique.metallic.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le jonc compressible est réalisé dans un matériau cellulaire qui présente une compressibilité volumique importante sous une faible charge, la matière dense dudit jonc occupant un volume compris entre 40 et 60 % du volume total dudit jonc. En se référant à la figure 3, qui représente, d'une part, une première courbe CI (partie gauche) représentant la contrainte en Newton par millimètre linéaire et une deuxième courbe C2 représentant le retour élastique après compression, d'autre part, on constate que le matériau présente un premier module d'élasticité El relative à la partie creuse dudit matériau et un According to a preferred embodiment of the invention, the compressible rod is made of a cellular material which has a high volume compressibility under a low load, the dense material of said rod occupying a volume of between 40 and 60% of the total volume of said rod . Referring to FIG. 3, which represents, on the one hand, a first curve CI (left part) representing the stress in Newton per linear millimeter and a second curve C2 representing the elastic return after compression, on the other hand, we notes that the material has a first elastic modulus El relative to the hollow part of said material and a
deuxième module d'élasticité E2 relative à la partie dense du même matériau. second modulus of elasticity E2 relative to the dense part of the same material.
Le module El est déterminé par la droite Dl qui est tangente à la courbe CI pour le point d'abscisse de 40 % environ, alors que le module d'élasticité E, est déterminé par la droite D2 qui est tangente à la courbe C2 pour le point d'abscisse de 75 % environ. Le rapport E1/E, est dans tous les cas supérieur à 10 et de préférence supérieur à 30. Sur la courbe C1, il est constaté que pour un déplacement en volume (ou compression) de 40 % du jonc, la contrainte qu'il faut appliquer pour obtenir un tel déplacement est de 0,4 N/mm linéaire et que pour 65 % de déplacement. la contrainte est de l'ordre de 1,3 N/mmrn linéaire, la compression totale de la partie alvéolaire du jonc correspondant à un déplacement de 80 % pour une contrainte de 4 N/rmm The modulus El is determined by the straight line Dl which is tangent to the curve CI for the abscissa point of approximately 40%, while the elasticity modulus E, is determined by the straight line D2 which is tangent to the curve C2 for the abscissa point of approximately 75%. The E1 / E ratio is in all cases greater than 10 and preferably greater than 30. On the curve C1, it is found that for a displacement in volume (or compression) of 40% of the rod, the stress which it must be applied to obtain such a displacement is 0.4 N / mm linear and that for 65% of displacement. the stress is of the order of 1.3 N / mmrn linear, the total compression of the alveolar part of the rod corresponding to a displacement of 80% for a stress of 4 N / rmm
9 27797979 2779797
linéaire. La courbe C2 montre que le matériau testé présente un retour élastique d'au moins 60 %, c'est-à-dire que le matériau, lorsque la linear. Curve C2 shows that the material tested has an elastic return of at least 60%, that is to say that the material, when the
compression cesse, retrouve pratiquement sa forme et son volume initiaux. compression ceases, practically regains its original shape and volume.
Dans tous les cas, la compressibilité volnmlique est importante sous une faible contrainte qui est inférieure à I Newton par millimètre linéaire pour In all cases, the volume compressibility is important under a low stress which is less than I Newton per linear millimeter for
un déplacement de 60 % de matière dudit jonc. a displacement of 60% of material of said rod.
De manière à permettre la reprise de l'effort de traction nécessaire à sa pose dans les déjoints 9 de la carcasse métallique, un renfort 1l 1 est noyé dans la masse du jonc compressible 10. le renfort étant unidirectionnel et réalisé dans une matière minérale, organique ou végétale. Le renfort unidirectionnel confère en outre une certaine raideur longitudinale au jonc, ce qui facilite davantage sa mise en place dans les déjoints ainsi que la reprise de l'effort de traction auquel il petit être soumis lors de sa mise en place dans les déjoints du feuillard, ce qui évite ainsi la variation (diminution) de section du jonc. Cela permet de maintenir la compacité du jonc dans les déjoints telle qu'elle était initialement (40 à 60 %) avant sa In order to allow the recovery of the tensile force necessary for its installation in the gaps 9 of the metal carcass, a reinforcement 11 is embedded in the mass of the compressible rod 10. the reinforcement being unidirectional and produced in a mineral material, organic or vegetable. The unidirectional reinforcement also gives a certain longitudinal stiffness to the rod, which further facilitates its installation in the joints as well as the resumption of the tensile force to which it may be subjected when it is placed in the joints of the strip , which thus avoids the variation (reduction) in section of the rod. This maintains the compactness of the rod in the gaps as it was initially (40 to 60%) before its
mise en place.implementation.
Bien entendu. si l'effort de traction est relativement faible lors de la mise en place dans les déjoints, alors il est possible de ne pas utiliser un Of course. if the tensile force is relatively low during installation in the joints, then it is possible not to use a
renfort dans le jonc.reinforcement in the rod.
Un procédé de fabrication de la conduite flexible décrite ci-dessus, consiste à interposer le jonc compressible lorsque la carcasse métallique 2 est sous tension axiale et avant que la gaine plastique 4 ne soit extrudée sur ladite carcasse métallique. La mise sous tension axiale de la carcasse métallique a pour conséquence de permettre au déjoint 9 d'être à leur ouverture maximuim, de sorte que le jonc peutit être facilement logé dans les déjoints ouverts. Lorsque la tension axiale est relâchée, les dimensions des déjoints se réduisent, ce qui permet au jonc compressible d'être maintenu dans la position appropriée pour limiter le fluage de la gaine 4 dans les A method of manufacturing the flexible pipe described above, consists in interposing the compressible rod when the metal carcass 2 is under axial tension and before the plastic sheath 4 is extruded on said metal carcass. The axial tensioning of the metal carcass has the consequence of allowing the gap 9 to be at their maximum opening, so that the rod can be easily accommodated in the open gaps. When the axial tension is released, the dimensions of the joints are reduced, which allows the compressible rod to be maintained in the appropriate position to limit the creep of the sheath 4 in the
déjoints.lunches.
1o 27797971o 2779797
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