FR2929540A1

FR2929540A1 - Procede de fabrication de bride pour tuyauterie ou analogue.

Info

Publication number: FR2929540A1
Application number: FR0852160A
Authority: FR
Inventors: Francis Remy
Original assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude; Air Liquide Welding France
Current assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude; Lincoln Electric Co France SA
Priority date: 2008-04-02
Filing date: 2008-04-02
Publication date: 2009-10-09

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'une bride de jonction formée d'un corps de bride en forme de couronne (1) comprenant un bord périphérique interne (2) et un bord périphérique externe (3), et comprenant une pluralité d'orifices (4) aménagés entre lesdits bord périphérique interne (2) et un bord périphérique externe (3), dans lequel ledit corps de bride (1) est découpé au sein d'une plaque métallique, caractérisé en ce qu'au moins une partie des orifices (4) et au moins une partie d'au moins un des bords périphériques externe (3) ou interne (2) sont obtenus par réalisation d'un même et unique perçage de la plaque suivi d'un découpage selon une même trajectoire de coupe au sein de ladite plaque. Bride de jonction obtenue par le procédé et élément de transport de fluide, en particulier un tube, comprenant une telle bride.

Description

L'invention concerne un procédé de fabrication de bride de jonction, notamment de brides pour tuyauterie ou analogue. Pour réaliser une jonction de deux éléments, notamment cylindriques, l'un avec l'autre, tels des tuyaux, conduits, pipelines, des vannes..., il est usuel d'utiliser des brides de jonction.

Une bride de jonction est généralement formée d'une couronne métallique munie de plusieurs orifices uniformément répartis sur la couronne et destinés à recevoir des moyens de solidarisation, tels que des vis, des boulons ou analogues. Une telle bride est montrée en Figure 1. Plus précisément, les deux éléments à assembler, par exemple deux conduits cylindriques, sont munis chacun de brides de jonction de même diamètre, qui sont soudées à l'extrémité de chacun desdits élément à assembler, c'est-à-dire sur la périphérie externe desdits éléments. Ensuite, les éléments à assembler et donc les brides sont mis en vis à vis les uns des autres et rendus solidaires, par vissage, boulonnage ou analogue des brides l'une à l'autre.

Actuellement, la fabrication d'une bride, avant son soudage sur un élément donné, se fait par découpe de la couronne et des orifices au sein d'une tôle métallique, par exemple en acier au carbone, en acier inoxydable ou en tout autre matériau métallique. Plus précisément, pour découper une bride, on découpe généralement d'abord un cercle intérieur correspondant au diamètre interne de la couronne formant la bride, puis on découpe n fois un petit cercle correspondant aux n orifices (avec n>2) de la bride et l'on finit par découper le cercle extérieur correspondant au diamètre externe de la couronne formant la bride. On obtient alors une bride selon la Figure 1. Donc, avec ce procédé connu, il faut percer n + 2 fois en pleine tôle pour pouvoir découper ensuite les n orifices et les 2 cercles étant donné qu'avant de commencer à couper, il est impératif de percer la tôle. Or, cela engendre un risque important de projections de métal en fusion sur l'outil de coupe, par exemple une torche à plasma, une torche d'oxycoupage, une buse à jet d'eau ou une tête laser, à chaque perçage, conduisant à un risque de détérioration de l'outil de coupage proportion au nombre de perçages à réaliser.

De plus, ces différents perçages prennent chacun un temps donné qui est d'autant plus élevé que le nombre de perçage est grand. De là, si l'on veut diminuer le temps de fabrication d'une bride, étant donné que le temps d'établissement de la coupe des deux diamètres est incompressible, la seule manière d'y 5 arriver est de diminuer le nombre de perçages donc d'orifices à découper. Or, diminuer le nombre d'orifices conduit à fragiliser la solidarisation des brides entre elles lors de leur boulonnage ou analogue, ce qui n'est pas acceptable. Le but de l'invention est dès lors de proposer un procédé de fabrication de bride de jonction amélioré qui permette de diminuer le nombre de perçages à effectuer mais sans 10 diminuer le nombre d'orifices à découper, de manière à accroître la productivité de fabrication mais sans nuire la solidarisation subséquente des brides ainsi obtenues entre elles. La solution de l'invention est un procédé de fabrication d'une bride de jonction formée d'un corps de bride en forme de couronne comprenant un bord périphérique interne et un bord périphérique externe, et comprenant une pluralité d'orifices aménagés entre lesdits bord 15 périphérique interne et un bord périphérique externe, dans lequel ledit corps de bride est découpé au sein d'une plaque métallique, caractérisé en ce qu'au moins une partie des orifices et au moins une partie d'au moins un des bords périphériques externe ou interne sont obtenus par réalisation d'un même et unique perçage de la plaque suivi d'un découpage selon une même trajectoire de coupe au sein de ladite plaque. 20 Selon le cas, le procédé de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la totalité des orifices et d'un des bords périphériques externe ou interne sont obtenus suite à un même et unique perçage de la tôle suivi d'un découpage selon la même trajectoire de coupe. 25 - on opère d'abord un perçage et une découpe de la plaque selon une première trajectoire de coupe correspondant au bord périphérique interne, puis un perçage unique et un découpage de la plaque selon une deuxième trajectoire de coupe correspondant au bord périphérique externe et aux orifices. - on opère d'abord un perçage unique et une découpe de la plaque selon une première 30 trajectoire de coupe correspondant au bord périphérique interne et aux orifices, puis un perçage et un découpage de la plaque selon une deuxième trajectoire de coupe correspondant au bord périphérique externe. - les orifices obtenus sont des orifices ouverts découpés à partir du bord périphérique externe ou interne en formant des expansions dudit bord périphérique externe ou interne vers l'intérieur de la couronne du corps de bride. - les orifices obtenus sont des orifices ouverts découpés à partir du bord périphérique externe. - la plaque est en un métal choisi parmi les aciers au carbone, les aciers inoxydables, l'aluminium et ses alliages - la plaque a une épaisseur comprise entre 3 mm et 50 mm, en particulier entre 8 mm et 40 mm, notamment entre 16 mm et 24 mm. - le corps de bride a une forme de couronne de périmètre circulaire ou polygonal. - la découpe des bords et des orifices est opérée au moyen d'une torche de coupage à arc plasma, d'un chalumeau d'oxycoupage, d'une buse à jet d'eau ou d'une tête de coupage par faisceau laser. Par ailleurs, l'invention concerne aussi une bride de jonction formée d'un corps de bride en forme de couronne découpé au sein d'une plaque métallique et comprenant un bord périphérique interne, un bord périphérique externe et une pluralité d'orifices aménagés entre lesdits bords périphériques interne et externe, susceptible d'être obtenue par le procédé selon l'invention, caractérisée en ce qu'au moins une partie des orifices sont des orifices ouverts découpés à partir du bord périphérique externe ou interne en formant des expansions dudit bord périphérique externe ou interne vers l'intérieur de la couronne du corps de bride. En outre, l'invention porte également sur un élément de transport de fluide, en particulier un tube, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une bride selon l'invention. Des brides pouvant être obtenues avec le procédé de la présente invention sont notamment illustrées sur les Figures 2 à 6.

Sur la Figure 2, on a représenté une bride de jonction formée classiquement d'un corps de bride en forme de couronne 1 découpé au sein d'une plaque métallique, par exemple une tôle d'acier. Dans cet exemple, la couronne 1 a une forme circulaire. Toutefois, elle pourrait revêtir d'autres formes, notamment polygonales, par exemple carrée, hexagonale ou autre.

Cette couronne 1 plate comprend un bord périphérique interne 2 ou périmètre interne, un bord périphérique externe 3 ou périmètre externe et une pluralité d'orifices 4 aménagés au sein de ladite couronne 1, c'est-à-dire entre les bords périphériques interne 2 et externe 3. Ces orifices 4 sont également répartis les uns par rapport aux autres, c'est-à-dire équidistants, ou non.

Selon l'invention, au moins une partie des orifices 4 sont des orifices ouverts, qui ont été obtenus par découpe de l'intérieur de la couronne 1 à partir du bord périphérique externe 3, c'est-à-dire du bord périphérique extérieur circulaire de la couronne 1. Les orifices forment donc des expansions du bord périphérique externe 3 vers l'intérieur de la couronne du corps 1 de bride. Il est à souligner que les orifices pourraient aussi être découpés à partir du bord 2 interne de la couronne 1, voire même depuis les deux bords 2, 3, c'est-à-dire que certains des orifices (1 sur 2 par exemple) pourraient être découpés depuis le bord interne 2 et d'autres depuis le bord externe 3.

Grâce à la présente invention, on peut améliorer la productivité du procédé de fabrication et réduire le risque de dommage de l'outil de coupage par des projections de métal fondu lors de la phase de perçage puisque réaliser les orifices 4 lors de la découpe de l'un ou l'autre des bords 2, 3 permet de ne plus avoir que 2 départs de coupe, c'est-à-dire 2 perçages, à savoir, dans l'exemple de la Figure 2, un premier perçage suivi d'une découpe pour réaliser le cercle intérieur 2 et un second perçage suivi d'une découpe pour réaliser le bord externe 3, c'est-à-dire le profil incluant les trous 4 de la bride et la découpe en forme de cercle formant le bord périphérique externe 3. Préférentiellement, les découpes des cercles internes donnant le bord interne 2 et externe donnant le bord externe 3 sont globalement concentriques.

Le découpage se fait par tout procédé de découpe thermique adapté, notamment par coupage à l'arc plasma, au faisceau laser, par jet d'eau ou par oxycoupage. Le coupage peut être automatique, c'est-à-dire avec outil de coupe porté par une machine ou un bras robotisé, ou alors manuel, c'est-à-dire avec un outil tenu en main par un opérateur.

Dans le cas d'un coupage par faisceau laser, on peut utiliser tout type de laser adapté à l'opération de découpe à réaliser, notamment un laser de type CO2, Nd :YAG, à diodes ou à fibres, notamment à fibres d'ytterbium. Les Figures 3 à 6 illustrent d'autres formes possibles de brides, par exemple octogonale (Fig. 3) ou carrée (Fig. 4) ou de découpes d'orifices, par exemple découpes des orifices 4 depuis le bord intérieur 2 (Fig. 5) ou depuis les deux bords 2 et 3 (Fig. 6), pouvant être obtenues avec le procédé de l'invention.

Exemple Le tableau suivant montre le temps nécessaire à la réalisation d'une bride de jonction circulaire découpée dans une tôle en acier de 20 mm d'épaisseur, laquelle comporte 8 orifices 5 de 18 mm de diamètre chacun. La bride a une forme de couronne de diamètre intérieur égal à 140 mm et de diamètre extérieur égal à 240 mm. La bride est découpée par oxycoupage ou par jet de plasma (avec 02 comme gaz de coupe) selon : 10 - un procédé de l'art antérieur ; la bride fermée obtenue est illustrée en Figure 1, et - à titre comparatif, selon le procédé de l'invention ; la bride ouverte obtenue est illustrée en Figure 2.

15 Tableau Procédé Bride Bride Gain Amélioration fermée ouverte Oxycoupage 391 s 297 s 94 s 32 % Plasma 84 s 68 s 16 s 23 % Poids de la bride 4338 g 4293 g 45 g 1 % obtenue Comme on le voit, le procédé de l'invention consistant à réaliser une bride ouverte (Fig. 2) plutôt qu'une bride fermée (Fig. 1) permet d'obtenir un gain de temps de 23 % si le procédé de perçage/coupage adopté est un procédé à arc plasma et de 32 % si le perçage et 20 la découpe se fait par oxycoupage. En outre, on voit que la bride obtenue est très légèrement moins lourde, ce qui peut engendrer accessoirement une diminution du coût de transport lorsque de grandes quantités de brides sont transportées. La productivité du procédé de fabrication s'en trouve donc améliorée. En outre, les 25 propriétés mécaniques des brides ainsi obtenues ne sont pas altérées.

Il est à noter que l'absence de matière peut par ailleurs être compensée par la mise en place de rondelles qui sont toujours utilisées en mécanique, ou analogues, lors de la connexion de 2 brides entre elles, notamment par boulonnage. En outre, les "becquets" (ou défauts de fin de coupe) dans les trous de passage des vis de la bride, engendrés par la chute du disque métallique à la fin d'une découpe par un procédé classique sont éliminés puisqu'en réalisant une découpe selon l'invention, il a toujours de la matière à fondre. Les commandes numériques (CNC) disposent d'une bibliothèque de formes standards dont la bride fait partie, ce qui permet une automatisation aisée du procédé. En effet, si un barème de coupe contenant la largeur de saignée est également présent, il suffit que la largeur de la fente, c'est-à-dire du canal de jonction entre le bord externe et le cercle interne, soit au moins égale à 2 fois la largeur de saignée. Les brides obtenues avec le procédé de l'invention peuvent être utilisées pour raccorder entre eux des éléments de transport de fluides, en particulier de gaz, notamment des 15 conduits, des tuyaux, des pipelines, des vannes.

Claims

Revendications1. Procédé de fabrication d'une bride de jonction formée d'un corps de bride en forme de couronne (1) comprenant un bord périphérique interne (2) et un bord périphérique externe (3), et comprenant une pluralité d'orifices (4) aménagés entre lesdits bord périphérique interne (2) et un bord périphérique externe (3), dans lequel ledit corps de bride (1) est découpé au sein d'une plaque métallique, caractérisé en ce qu'au moins une partie des orifices (4) et au moins une partie d'au moins un des bords périphériques externe (3) ou interne (2) sont obtenus par réalisation d'un même et unique perçage de la plaque suivi d'un découpage selon une même trajectoire de coupe au sein de ladite plaque.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la totalité des orifices (4) et d'un des bords périphériques externe (3) ou interne (2) sont obtenus suite à un même et unique perçage de la tôle suivi d'un découpage selon la même trajectoire de coupe.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on opère d'abord un perçage et une découpe de la plaque selon une première trajectoire de coupe correspondant au bord périphérique interne (2), puis un perçage unique et un découpage de la plaque selon une deuxième trajectoire de coupe correspondant au bord périphérique externe (3) et aux orifices (4).
4. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on opère d'abord un perçage unique et une découpe de la plaque selon une première trajectoire de coupe correspondant au bord périphérique interne (2) et aux orifices (4), puis un perçage et un découpage de la plaque selon une deuxième trajectoire de coupe correspondant au bord périphérique externe (3).
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les orifices (4) obtenus sont des orifices ouverts découpés à partir du bord périphérique externe (3) ou interne (2) en formant des expansions dudit bord périphérique externe (3) ou interne (2) vers l'intérieur de la couronne du corps (1) de bride.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 et 5, caractérisé en ce que les orifices (4) obtenus sont des orifices ouverts découpés à partir du bord périphérique externe (3).
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la plaque est en un métal choisi parmi les aciers au carbone, les aciers inoxydables, l'aluminium et ses alliages et/ou une épaisseur comprise entre 8 mm à 40 mm, de préférence entre 16 mm et 24 mm.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le corps (1) de bride a une forme de couronne de périmètre circulaire ou polygonal.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la découpe des bords (2, 3) et des orifices (4) est opérée au moyen d'une torche de coupage à arc plasma, d'un chalumeau d'oxycoupage, d'une buse à jet d'eau ou d'une tête de coupage par faisceau laser.
10. Bride de jonction formée d'un corps de bride en forme de couronne (1) découpé au sein d'une plaque métallique et comprenant un bord périphérique interne (2), un bord périphérique externe (3) et une pluralité d'orifices (4) aménagés entre lesdits bords périphériques interne (2) et externe (3), susceptible d'être obtenue par le procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'au moins une partie des orifices (4) sont des orifices ouverts découpés à partir du bord périphérique externe (3) ou interne (2) en formant des expansions dudit bord périphérique externe (3) ou interne (2) vers l'intérieur de la couronne du corps (1) de bride.
11. Elément de transport de fluide, en particulier un tube, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une bride selon la revendication 10.30