FR3090065A1 - Procédé de fabrication d’une conduite flexible et conduite associée - Google Patents
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Abstract
Procédé de fabrication d’une conduite flexible et conduite associée La présente invention concerne un procédé de fabrication d’une conduite flexible (2), comprenant les étapes suivantes : - fourniture d’un noyau central (4) comprenant une gaine de pression (10) définissant un passage (22) de transport d’un fluide d’axe central (A-A’), - enroulement d’au moins une couche d’armures de traction (14, 16) à l’extérieur du noyau central (4), - dépôt mécanique d’un matériau fusible (30) sur la face externe (24) du noyau central (4), - extrusion d’une gaine polymérique (8) par-dessus le matériau fusible (30), la température d’extrusion étant supérieure à la température de fusion du matériau fusible (30), le matériau fusible (30) déposé sur la face externe (24) formant une couche de protection à la perméation (12) du fluide suite à l’étape d’extrusion, la couche de protection à la perméation (12) étant continue. Figure pour l’abrégé : Figure 1
Description
Description
Titre de l'invention : Procédé de fabrication d’une conduite flexible et conduite associée
[0001] La présente invention concerne un procédé de fabrication d’une conduite flexible, comprenant les étapes suivantes :
[0002] - fourniture d’un noyau central comprenant une gaine de pression définissant un passage de transport d’un fluide d’axe central, et
[0003] - enroulement d’au moins une couche d’armures de traction à l’extérieur du noyau central.
[0004] La conduite flexible est, notamment, une conduite « non liée » (désignée par le terme anglais « unbonded »), destinée au transport des hydrocarbures à travers une étendue d’eau, telle qu’une mer, un lac ou une rivière.
[0005] La conduite flexible est notamment telle que décrite dans les documents normatifs publiés par l’American Petroleum Institute (API), API 17J « Specification for Unbonded Flexible Pipe », 4ème Edition Mai 2014, et API RP 17B, « Recommended Practice for Flexible Pipe », 5ème Edition Mai 2014. La conduite flexible est par exemple une conduite montante (ou « riser » en anglais) et/ou une conduite posée sur le fond marin (ou « flowline » en anglais).
[0006] La conduite est notamment destinée au transport des hydrocarbures en eau profonde et est donc susceptible d'être utilisée sous fortes pressions, supérieures à 100 bars, voire jusqu’à 1000 bars pendant de longues périodes de temps, c'est-à-dire plusieurs années, typiquement 30 ans.
[0007] Les fluides transportés à travers la conduite sont par exemple des hydrocarbures non traités extraits du sous-sol. Ces hydrocarbures contiennent des gaz tel que du dioxyde de carbone, du méthane, du sulfure d’hydrogène. Ces gaz sont aptes à diffuser à partir du passage central de la conduite vers les couches d’armures de résistance aux efforts de pression et de traction. Ces gaz sont susceptibles de se condenser, et en présence d’eau, de créer un environnement corrosif pour les couches d’armures.
[0008] La corrosion des couches d’armures peut réduire la durée de vie de la conduite flexible, voire conduire à sa déchéance en cas de rupture des armures.
[0009] Dans certains cas, des matériaux résistants à la corrosion, tels que des aciers inoxydables peuvent être utilisés pour constituer les fils d’armures, mais ces matériaux sont généralement plus chers, et présentent parfois des propriétés mécaniques insuffisantes.
[0010] Une solution consiste à enrouler des bandes métalliques à part court dans la conduite pour former une barrière métallique limitant les flux de gaz vers les couches d’armures. Cependant, il est difficile d’empêcher la désorganisation des bandes métalliques lors de la fabrication et la manipulation de la conduite et le déplacement des bandes fait diminuer l’étanchéité de la barrière métallique.
[0011] Un but de l’invention est donc d’obtenir une conduite flexible ayant une durée de vie améliorée, notamment en termes de résistance à la corrosion, tout en étant simple et peu coûteuse à fabriquer.
[0012] A cet effet, l’invention a pour objet un procédé de fabrication d’une conduite flexible du type précité, caractérisée en ce que le procédé comprend les étapes suivantes :
[0013] - dépôt mécanique d’un matériau fusible sur la face externe du noyau central,
[0014] - extrusion d’une gaine polymérique par-dessus le matériau fusible, la température d’extrusion étant supérieure à la température de fusion du matériau fusible,
[0015] le matériau fusible déposé sur la face externe formant une couche de protection à la perméation du fluide suite à l’étape d’extrusion, la couche de protection à la perméation étant continue, le procédé comprend les étapes suivantes :
[0016] - dépôt mécanique d’un matériau fusible sur la face externe du noyau central,
[0017] - extrusion d’une gaine polymérique par-dessus le matériau fusible, la température d’extrusion étant supérieure à la température de fusion du matériau fusible,
[0018] le matériau fusible déposé sur la face externe formant une couche de protection à la perméation du fluide suite à l’étape d’extrusion, la couche de protection à la perméation étant continue.
[0019] Le procédé selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible - la température de fusion du matériau fusible est inférieure ou égale à 232°C et avantageusement supérieure à 60°C, notamment supérieure à 90°C, et de préférence comprise entre 130°C et232°C ;
[0020] - le matériau fusible est un métal ou un alliage de métaux, de préférence un alliage comprenant entre 20% et 70% en masse de bismuth et entre 20% et 70% en masse d’étain ;
[0021] - le procédé comprend, en outre, le dépôt d’une bande de polymère thermo-rétractable sur le matériau fusible, avant l’étape d’extrusion ;
[0022] - la température d’extrusion de la gaine polymérique est comprise entre 130°C et
240°C ;
[0023] - la face externe du noyau central présente une ondulation ;
[0024] - le dépôt mécanique comprend la fourniture d’une bande de matériau fusible, l’enroulement à pas court de la bande autour du noyau central, avantageusement la bande étant enroulée avec un recouvrement ;
[0025] - le dépôt mécanique comprend la fourniture d’une poudre ou d’une suspension comprenant du matériau fusible, la pulvérisation de la poudre ou de la suspension sur la face externe du noyau central ;
[0026] - la face externe du noyau central est chauffée avant et pendant la pulvérisation, avantageusement à la température d’extrusion ; et
[0027] - le noyau central comprend, en outre, une carcasse métallique.
[0028] L’invention a aussi pour objet une conduite flexible comportant
[0029] - un noyau central comprenant une gaine de pression définissant un passage de transport d’un fluide d’axe central ; le noyau central présentant une face externe ;
[0030] - au moins une couche d’armures de traction enroulée à l’extérieur de la gaine de pression,
[0031] caractérisé en ce que la conduite flexible comporte :
[0032] - une couche de protection à la perméation du fluide formée à partir d’un matériau fusible déposé mécaniquement sur la face externe du noyau central,
[0033] - une gaine polymérique ayant été extradée par-dessus la couche de protection à la perméation du fluide, à une température d’extrusion supérieure à la température de fusion du matériau fusible, et
[0034] - la couche de protection à la perméation étant continue.
[0035] La conduite selon l’invention peut comprendre la caractéristique suivante :
[0036] - la couche de protection à la perméation présente une épaisseur inférieure à 300 μιη uniforme sur la circonférence du noyau central.L’invention sera mieux comprise, à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
[0037] - [Lig 1] la figure 1 est une vue en perspective partiellement écorchée d’un tronçon d’une conduite flexible comprenant une couche de protection à la perméation ;
[0038] - [Lig 2] la figure 2 est une vue en perspective d’une couche de matériau fusible avant la formation de la couche de protection à la perméation de la conduite de la figure 1.
[0039] Dans tout ce qui suit et sauf mention contraire, les pourcentages sont des pourcentages massiques.
[0040] Une conduite flexible 2 selon l’invention est illustrée partiellement sur la figure 1.
[0041] La conduite flexible 2 est destinée à être disposée à travers une étendue d’eau (non représentée) dans une installation d’exploitation de fluide, notamment de fluide d’hydrocarbures.
[0042] L’étendue d’eau est par exemple une mer, un lac ou un océan. La profondeur de l’étendue d’eau est par exemple comprise entre 50 m et 4000 m.
[0043] L’installation d’exploitation de fluide comporte un ensemble de surface, généralement flottant, et un ensemble de fond qui sont généralement raccordés par la conduite flexible 2. La conduite flexible 2 permet aussi de relier des ensembles de fond entre eux, ou des ensembles de surfaces entre eux.
[0044] La conduite flexible 2 s’étend suivant un axe central A-A’. Dans tout ce qui suit, les ternies « extérieur » et « intérieur » s’entendent généralement de manière radiale par rapport à l’axe A-A’ de la conduite flexible 2, le terme « extérieur » s’entendant comme relativement plus éloigné radialement de l’axe A-A’ et le terme « intérieur » s’entendant comme relativement plus proche radialement de l’axe A-A’ de la conduite flexible 2.
[0045] La conduite flexible 2 comporte un tronçon central, illustré en partie sur la figure 1, et à chacune des extrémités axiales du tronçon central, un embout d’extrémité non représenté.
[0046] Comme illustré sur la figure, la conduite flexible 2 délimite une pluralité de couches concentriques autour de l’axe A-A’, qui s’étendent continûment le long de la conduite flexible 2 jusqu’aux extrémités.
[0047] En particulier, la conduite flexible 2 comprend un noyau central 4, constitué dans cet exemple d’une carcasse 26, et d’une gaine de pression 10, une couche de protection à la perméation 12, une gaine polymérique 8 ,et au moins une couche d’armure de traction 14, 16.
[0048] En outre, la conduite flexible 2 comporte une voûte de pression 18.
[0049] En outre, la conduite flexible 2 comporte une gaine externe 20.
[0050] La gaine de pression 10 et la gaine externe 20 sont des gaines d’étanchéité. La gaine externe 20 définit avec la gaine de pression 10 un espace annulaire à l’intérieur duquel sont confinés les couches d’armures 14, 16, et la voûte de pressionl8.
[0051] La conduite flexible 2 est, de préférence, une conduite « non liée » (désignée par le terme anglais « unbonded »). Au moins deux couches adjacentes de la conduite flexible 2 sont libres de se déplacer longitudinalement l’une par rapport à l’autre lors d’une flexion de la conduite 2.
[0052] Le noyau central 4 est tubulaire d’axe central A-A’.
[0053] Le noyau central 4 définit un passage 22 de transport d’un fluide d’axe central A-A’.
Le fluide transporté à travers la conduite 2 comprend, par exemple, des hydrocarbures non traités extraits du sous-sol marin. Ces hydrocarbures contiennent des huiles et des gaz tel que du dioxyde de carbone, du méthane, du sulfure d’hydrogène.
[0054] Le noyau central 4 présente une face externe 24 tournée vers l’extérieur de la conduite.
[0055] La gaine de pression 10 est une gaine interne d’étanchéité.
[0056] De manière connue, la gaine de pression 10 est destinée à confiner de manière étanche le fluide transporté dans la conduite flexible 2.
[0057] La gaine de pression 10 est, avantageusement, formée en matériau polymère, par exemple à base d’une polyoléfine telle que du polyéthylène ou du polypropylène, à base d’un polyamide tel que du PAI 1 ou du PA 12, ou à base d’un polymère fluoré tel que du poly fluorure de vinylidène (PVDF).
[0058] En variante, la gaine de pression 10 est formée à base d’un polymère haute performance tel qu’un polyaryléthercétone (PAEK) tel que le polyéthercétone (PEK), le polyétheréthercétone (PEEK), le polyétheréthercétonecétone (PEEKK), le polyéthercétonecétone (PEKK) ou le polyéthercétoneéthercétonecétone (PEKEKK), le polyamideimide (PAI), le polyéther-imide (PEI), le polysulfone (PSU), le polyphénylsulfone (PPSU), le polyéthersulfone (PES), le polyarylsulfone (PAS), le polyphénylèneéther (PPE), le polysulfure de phénylène (PPS) les polymères à cristaux liquides (LCP), le polyphtalamide (PPA), les dérivés fluorés tels que le polytétrafluoroéthylène (PTFE), le perfluoropolyéther (PFPE), le perfluoroalkoxy (PFA) ou l’éthylène chlorotrifloroethylène (ECTFE) et/ou leurs mélanges.
[0059] L’épaisseur de la gaine de pression 10 est, par exemple, comprise entre 5 mm et 20 mm.
[0060] Par exemple, la gaine de pression 10 est extrudée sur la carcasse 26 du noyau central 4.
[0061] La carcasse 26 est formée d’un feuillard métallique profilé, enroulé en spirale. Les spires du feuillard sont avantageusement agrafées les unes aux autres, ce qui permet de reprendre les efforts radiaux d’écrasement.
[0062] Dans l’exemple représenté la face externe 24 du noyau central est la face externe de la gaine de pression 10.
[0063] La couche de protection à la perméation 12 présente une forme généralement tubulaire d’axe A-A’.
[0064] La couche de protection à la perméation 12 est étanche aux fluides transportés dans le passage 22, notamment aux gaz.
[0065] La couche de protection à la perméation 12 est continue. Cela signifie que la couche de protection à la perméation 12 ne présente pas de fissure ou de pores sur la circonférence du noyau central.
[0066] Par exemple, la porosité de la couche de protection à la perméation 12 est nulle avant l’utilisation de la conduite 2. La couche de protection à la perméation 12 ne comporte pas de fissure avant les opérations de cintrage de la conduite flexible 2.
[0067] L’épaisseur de la couche de protection à la perméation 12 est avantageusement uniforme sur la circonférence du noyau central 4.
[0068] La couche de protection à la perméation 12 présente une épaisseur inférieure à 300 pm.
[0069] Avantageusement, l’épaisseur de la couche de protection à la perméation 12 est comprise entre 5 pm et 100 pm.
[0070] La couche de protection à la perméation 12 est ductile et tolérante aux variations géométriques du noyau central 4.
[0071] La couche de protection à la perméation 12 est formée à partir d’un matériau fusible 30 déposé mécaniquement sur la face externe 24 du noyau central 4.
[0072] Le procédé de fabrication sera décrit en détail plus loin dans la description en référence à la figure 2.
[0073] Le matériau fusible 30 est un métal ou un alliage de métaux présentant une température de fusion inférieure ou égale à la température de fusion de l’étain c’est-à-dire à 232°C.
[0074] Par exemple, le matériau fusible 30 est un alliage à base de bismuth, c’est-à-dire un alliage comprenant plus de 50% en masse de bismuth ou dont le bismuth est le composant principal.
[0075] En variante, le matériau fusible 30 est un alliage à base d’étain, c’est-à-dire un alliage comprenant plus de 50% en masse d’étain ou dont l’étain est le composant principal.
[0076] De préférence, le matériau fusible 30 est un alliage comprenant majoritairement du bismuth et de l’étain.
[0077] Par exemple, le matériau fusible est un alliage comprenant entre 20% et 70% en masse de bismuth et/ou entre 20% et 70% en masse d’étain.
[0078] Pour des raisons de sécurité, il est préféré un matériau fusible 30 ne possédant pas d’éléments toxique comme le plomb.
[0079] Par exemple, le matériau fusible 30 est l’alliage Indalloy® 281 d’indium Corporation. En variante, le matériau fusible 30 est choisi parmi les alliages MCP 150, MCP 155 et MCP 161 de 5N Plus.
[0080] En outre, la température de fusion du matériau fusible 30 est avantageusement supérieure à 60°C, notamment supérieure à 90°C, et de préférence supérieure à 130°C.
[0081] Le matériau fusible 30 présente avantageusement un faible module d’Young et un allongement à la rupture important.
[0082] Le module d’Young est, par exemple, inférieur à 50 GPa, tel que mesuré par la norme Afnor NF EN 6892-1 (Edition Novembre 2016).
[0083] L’allongement à la rupture est, par exemple, supérieur à 20 % mesuré à 20°C et à une vitesse de 50 mm/min sur une éprouvette de 100 pm d’épaisseur et de 6,15 mm de large, tel que mesuré par la norme NF EN 6892-1 (Edition Novembre 2016).
[0084] La gaine polymérique 8 est extrudée à l’extérieure de la couche de protection à la perméation 12.
[0085] La gaine polymérique 8 protège la couche de protection à la perméation 12 des couches de renforcement mécaniques extérieures telles que les couches d’armures de traction 14, 16 et la voûte de pression 18.
[0086] La gaine polymérique 8 est formée en matériau polymère, par exemple à base d’une polyoléfine telle que du polyéthylène ou du polypropylène, à base d’un polyamide tel que du PAI 1 ou du PA 12, ou à base d’un polymère fluoré tel que du polyfluorure de vinylidène (PVDF).
[0087] En variante, la gaine polymérique 8 est formée à base d’un polymère haute performance tel qu’un polyaryléthercétone (PAEK) tel que le polyéthercétone (PEK), le polyétheréthercétone (PEEK), le polyétheréthercétonecétone (PEEKK), le polyéthercétonecétone (PEKK) ou le polyéthercétoneéthercétonecétone (PEKEKK), le polyamideimide (PAI), le polyéther-imide (PEI), le polysulfone (PSU), le polyphénylsulfone (PPSU), le polyéthersulfone (PES), le polyarylsulfone (PAS), le polyphénylèneéther (PPE), le polysulfure de phénylène (PPS) les polymères à cristaux liquides (LCP), le polyphtalamide (PPA), les dérivés fluorés tels que le polytétrafluoroéthylène (PTFE), le perfluoropolyéther (PFPE), le perfluoroalkoxy (PFA) ou l’éthylène chlorotrifloroethylène (ECTFE) et/ou leurs mélanges.
[0088] La température d’extrusion de la gaine polymérique 8 est, par exemple, comprise entre 130°C et 240°C.
[0089] En variante, la température d’extrusion de la gaine polymérique 8 est supérieure à 240°C.
[0090] La gaine polymérique 8 présente, par exemple, une épaisseur comprise entre 5 mm et 20 mm.
[0091] Les couches d’armures de traction 14, 16 sont des couches de résistance mécaniques aux efforts de traction.
[0092] Chaque couche d’armures de traction 14, 16 est située à l’extérieur du noyau central 4. Sur la figure 1, les couches d’armures de traction 14, 16 sont situées à l’extérieur de la gaine polymérique 8.
[0093] Dans l’exemple représenté sur la figure 1, la conduite flexible 2 comporte une couche d’armures de traction intérieure 14 appliquée à l’extérieur de la voûte de pression 18 et une couche d’armures de traction extérieure 16 sur laquelle est disposée la gaine externe 20.
[0094] Chaque couche d’armures de traction 14, 16 comporte au moins un élément d’armure 32 longitudinal enroulé à pas long autour de l’axe A-A’ de la conduite flexible 2. L’expression « enroulé à pas long » indique que la valeur absolue de l’angle d’hélice est inférieure ou égale à 60°, et est typiquement comprise entre 25° et 55°.
[0095] Les éléments d’armure 32 de la couche d’armures de traction intérieure 14 sont enroulés généralement suivant un angle opposé par rapport aux éléments d’armure 32 de la couche d’armures de traction extérieure 16. Ainsi, si l’angle d’enroulement des éléments d’armure 32 de la couche d’armures de traction intérieure 14 est égal à + α, a étant compris entre 25° et 55°, l’angle d’enroulement des éléments d’armure 32 de la couche d’armures de traction extérieure 16 disposée au contact de la couche d’armures de traction intérieure 14 est par exemple de - a, avec a compris entre 25° et 55°.
[0096] Les éléments d’armure 32 sont par exemple formés par des fils métalliques. Lorsque la conduite flexible 2 est destinée à des applications en milieu particulièrement corrosif, le matériau métallique formant les éléments d’armure 32 est choisi parmi les aciers inoxydables tels que les aciers duplex.
[0097] Dans l’exemple représenté, la voûte de pression 18 est située entre la gaine polymérique 8 et la couche d’armures de traction intérieure 14.
[0098] La voûte de pression 18 est configurée pour reprendre les efforts radiaux liés à la pression régnant à l’intérieur du noyau central 4. La voûte de pression 18 est, avantageusement, formée d’un fil profilé métallique enroulé en hélice autour de la gaine polymérique 12. Le fil profilé présente de préférence une géométrie en forme de Z, de T, de U, de K, de X ou de I.
[0099] La voûte de pression 18 est enroulée en hélice à pas court autour de la gaine polymérique 8.
[0100] Dans une variante, la voûte de pression 18 est enroulée en hélice directement autour de la couche de protection à la perméation 12. Dans ce cas, la gaine polymérique 8 est extradée au-dessus de la voûte de pression 18.
[0101] La gaine externe 20 est destinée à empêcher le passage de fluide depuis l’extérieur de la conduite flexible 2 vers l’intérieur de la conduite flexible 2, dans l’espace annulaire.
[0102] La gaine externe 20 est, par exemple, fabriquée dans l’un des matériaux décrits cidessus pour la gaine polymérique 8.
[0103] La gaine externe 20 présente, par exemple, une épaisseur comprise entre 5 mm et 15 mm.
[0104] La fabrication de la conduite flexible 2 selon le premier mode de réalisation de l’invention va maintenant être décrite.
[0105] Initialement, le noyau central 4 comprenant la carcasse 26 et la gaine de pression 10 est fourni.
[0106] En variante, la gaine de pression 10 est extradée sur la carcasse 26.
[0107] Ensuite, le matériau fusible 30 est déposé mécaniquement sur la face externe 24 du noyau central 4.
[0108] Dans le premier mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, le dépôt mécanique comprend la fourniture d’une bande 34 de matériau fusible 30, et l’enroulement à pas court de la bande 34 autour du noyau central 4.
[0109] L’expression « enroulé à pas court » indique que la valeur absolue de l’angle d’hélice est proche de 90°, et est typiquement comprise entre 75° et 90°.
[0110] Avantageusement la bande 34 est enroulée avec un recouvrement 36. La largeur du recouvrement 36 mesurée transversalement à l’axe A-A’ est par exemple comprise entre 2 cm et 10 cm.
[0111] En variante, plusieurs bandes 34 de matériau fusible 30 sont empilées et enroulées les unes autour des autres.
[0112] Avantageusement, entre 2 et 8 bandes 34 sont empilées, et notamment entre 2 et 4 bandes 34 sont empilées de manière à ce que l’épaisseur totale au niveau de l’empilement soit par exemple inférieure à 300 pm.
[0113] L’épaisseur de la bande 34 de matériau fusible 30 est, par exemple, comprise entre 50 pm et 150 pm. La largeur de la bande 34 de matériau fusible 30 est, par exemple, comprise entre 50 mm et 200 mm.
[0114] Ensuite, la gaine polymérique 8 est extradée par-dessus le matériau fusible 30 déposé sur la face externe 24, à une température supérieure à 150°C notamment comprise entre 180°C et250°C.
[0115] La température d’extrusion de la gaine polymérique 8 étant supérieure à la température de fusion du matériau fusible 30, le chauffage lors de l’extrusion de la gaine polymérique 8 fait fondre, entièrement ou partiellement mais sans le dégrader, le matériau fusible 30 de manière à obtenir, après refroidissement, la couche de protection à la perméation 12.
[0116] Dans le premier mode de réalisation, l’extrusion de la gaine polymérique 8 met en fusion la bande 34 tout en assurant un frettage de la gaine polymérique 8 sur le matériau fusible 30 se trouvant au moins partiellement en fusion.
[0117] Au niveau des recouvrements 36 formés par l’enroulement de la bande 34 autour de la face externe 24 du noyau central 4, les deux portions de la bande 34 formant le recouvrement 36 fusionnent, de sorte que la couche de protection à la perméation 12 formée est continue.
[0118] Le matériau fusible 30 déposé forme la couche de protection à la perméation 12 suite à l’étape d’extrusion.
[0119] Selon la variante représentée sur la figure 1, la voûte de pression 18 est disposée par enroulement autour de la gaine polymérique 8.
[0120] Ensuite, la ou chaque couche d’armures de traction 14, 16 est disposée par enroulement autour de la gaine polymérique 8.
[0121] Enfin, la gaine externe 20 est disposée autour de la ou chaque couche d’armure 14, 16, et de la voûte de pression 18 par exemple en étant formée par extrusion autour de la couche d’armures de traction externe 16.
[0122] Ainsi, la fabrication de la conduite flexible 2 selon l’invention est particulièrement simple. Le procédé permet d’obtenir facilement une couche de protection à la perméation 12 complètement étanche et tolérante aux variations géométriques du noyau central 4.
[0123] La couche de protection à la perméation 12 évite la perméation des gaz au travers du noyau central 4, puis la condensation de ceux-ci dans l’espace annulaire, au niveau des couches d’armures 14, 16 ou de la voûte de pression 18. Ainsi, les couches d’armures métalliques 14, 16 et la voûte de pression 18 sont préservées et la durée de vie de la conduite 2 est améliorée.
[0124] En outre, l’extrusion de la gaine polymérique 8 en même temps que la fusion du matériau fusible 30 maintient en place le matériau fusible pendant sa solidification. Un tel procédé permet ainsi à l’épaisseur de la couche de protection à la perméation 12 d’être uniforme sur l’ensemble de la circonférence du noyau central 4.
[0125] La qualité de la couche de protection à la perméation 12 peut être contrôlée par contrôle non destructif.
[0126] En outre, il est possible, en cas de rupture de continuité de la couche de protection à la perméation 12, de remettre en fusion, localement ou sur l’ensemble de la longueur de la conduite 2, le matériau fusible 30, de manière à rétablir une continuité de la couche de protection à la perméation 12 après refroidissement.
[0127] Pour une telle réparation, le chauffage peut s’effectuer par l’intérieur ou l’extérieur de la conduite 2 et avec des températures compatibles avec l’ensemble des couches de la conduite 2. Une méthode consiste à remettre en fusion la couche de protection à la perméation 12 par passage d’un courant électrique. En variante, la mise en fusion est effectuée par air chaud pulsé.
[0128] Le nombre et la nature des couches dans la conduite 2 peuvent varier selon l’application désirée.
[0129] Par exemple, d’autres couches polymériques, métalliques ou composites telles qu’une bande de maintien ou une bande anti-usure peuvent être disposées au sein de la structure de la conduite flexible 2, dans l’espace annulaire.
[0130] Les couches additionnelles sont, par exemple, disposées entre la gaine de pression 10 et la carcasse 26, ou entre la couche de protection à la perméation 12 et la voûte de pression 18, ou entre la gaine polymérique 8 et la voûte de pression 18, ou entre la voûte de pression 18 et les couches d’armures de traction 14,16 ou entre la première couche d’armures de traction 14 et la deuxième couche d’armures de traction 16 et/ou encore, entre la deuxième couche d’armures de traction 16 et la gaine externe 20.
[0131] Dans une variante non représentée, le noyau central 4 comporte une gaine de pression 10 mais est dépourvue de carcasse 26, la conduite flexible 2 est alors désignée par le terme anglais « smooth bore ».Dans une variante non représentée, la conduite flexible 2 comporte, en outre, une bande de polymère thermo-rétractable disposée autour de la couche de protection à la perméation 12.La bande de polymère thermorétractable est, par exemple, déposée sur le matériau fusible 30, avant l’étape d’extrusion de la gaine polymérique 8.
[0132] La bande de polymère thermo-rétractable est chauffée, par exemple par application d’air chaud ou au cours de l’extrusion de la gaine polymérique 8. Sous l’effet de la chaleur, la bande de polymère thermo-rétractable se plaque contre la couche de protection à la perméation 12 et favorise la fusion totale ou partielle du matériau fusible 30 formant la couche de protection à la perméation 12.
[0133] La bande thermo-rétractable renforce le maintien de la couche de protection à la perméation 12. La bande thermo-rétractable maintient la couche de protection à la perméation 12 lorsqu’elle se trouve à l’état fondu. En outre, la bande thermo-rétractable favorise l’obtention d’une couche de protection à la perméation 12 uniforme et de même épaisseur sur toute la circonférence de la conduite flexible 2.
[0134] Dans une variante, la face externe 24 du noyau central 4 est une gaine de pression 10 ondulée. Les ondulations de la face externe 24 sont, par exemple, obtenues en extrudant la gaine de pression 10 sur la carcasse 26 avec une épaisseur minimale, de l’ordre de 3 mm à 5 mm. Ainsi, l’épaisseur de la surface externe 24 de la gaine de pression 10 présentant une ondulation est de l’ordre de 1 mm.
[0135] Le dépôt mécanique du matériau fusible 30 et l’extrusion de la gaine polymérique 8 permettent alors d’obtenir une couche de protection à la perméation 12 ondulée. Cette ondulation de la couche de protection à la perméation 12 est bénéfique pour le comportement en fatigue de la conduite 2. Avantageusement, une couche de protection à la perméation 12 présentant des ondulations permet de mieux accommoder les déformations subies par la conduite flexible 2, par exemple lors de son cintrage sur une bobine de stockage ou encore en service lorsqu’elle est soumise à des contraintes de flexion.
[0136] Un deuxième procédé de fabrication va maintenant être décrit.
[0137] Le deuxième procédé de fabrication diffère du premier procédé de fabrication en ce que le matériau fusible 30 est fourni sous forme pulvérulente, par exemple sous la forme d’une poudre. Le dépôt mécanique comprend la pulvérisation du matériau fusible 30 sur la face externe 24 du noyau central 4.
[0138] Dans le deuxième procédé, le noyau central 4 est fourni refroidi. La température du noyau central 4 est inférieure à la température d’extrusion de la gaine de pression 10. Le noyau central 4 est par exemple à température ambiante, d’environ 20°C.
[0139] La pulvérisation du matériau fusible 30 s’effectue sur le noyau central 4 refroidi.Le matériau fusible 30 sous forme pulvérulente est projeté sur la face externe 24 du noyau central 4 à froid, c’est-à-dire à la température de stockage du matériau fusible 30.
[0140] Par exemple, la pulvérisation est effectuée au moyen d’un pulvérisateur à froid ou d’un pistolet pulvérisateur.
[0141] L’épaisseur du film ainsi projeté est par exemple comprise entre 10 pm et 300 pm.
[0142] Une telle pulvérisation permet au matériau fusible 30 de pénétrer partiellement dans la face externe 24 du noyau central 4.
[0143] La pulvérisation fait pénétrer du matériau fusible 30 dans la gaine de pression 10. Cela permet d’obtenir un ancrage mécanique de la couche de protection à la perméation 12 sur la gaine de pression 10.
[0144] Puis l’étape d’extrusion de la gaine polymérique 8 consolide thermiquement la couche de protection à la perméation 12.
[0145] Dans une variante de ce deuxième procédé, une couche thermo-rétractable est disposée autour de la face externe 24 de la gaine de pression 10 sur laquelle a été projeté le matériau fusible 30 sous forme de poudre. Puis, la gaine polymérique 8 est extrudée par-dessus la couche thermo-rétractable. La présence de la couche thermorétractable permet l’obtention d’une couche de protection à la perméation 12 continue et présentant une épaisseur uniforme sur toute sa circonférence.
[0146] Un troisième procédé de fabrication va maintenant être décrit.
[0147] Le troisième procédé de fabrication diffère du deuxième procédé de fabrication en ce que la face externe 24 du noyau central 4 est chauffée avant et pendant la pulvérisation, avantageusement à la température d’extrusion.
[0148] Dans le troisième procédé, la poudre est projetée sur la face externe 24 du noyau central 4 à chaud, c’est-à-dire à une température, par exemple, comprise entre 150°C et 240°C.
[0149] Par exemple, la pulvérisation est effectuée au moyen d’un pulvérisateur à chaud ou d’un pistolet pulvérisateur.
[0150] Par exemple, la pulvérisation est effectuée à proximité de la tête d’extrusion de la gaine de pression 10. Des particules de matériau fusible 30 pénètrent alors dans la gaine de pression sans endommager cette couche en formation. Le reste du matériau fusible 30 projeté forme un film liquide sur la gaine de pression. La conduite 2 passe ensuite dans des bacs de refroidissement permettant la solidification de la gaine de pression et du film de matériau fusible 30.
[0151] La force et la vitesse de pulvérisation sont adaptées en fonction de la viscosité du polymère fondu formant la gaine de pression 10 pour favoriser la pénétration du matériau fusible dans la gaine de pression 10.
[0152] Un tel chauffage permet de renforcer la pénétration du matériau fusible 30 dans la face externe du noyau central 4 au cours de la pulvérisation. Ainsi, l’ancrage mécanique de la couche de protection à la perméation 12 au noyau central 4 est renforcé.
[0153] Dans une variante de ce troisième procédé, une couche thermo-rétractable est disposée autour de la face externe 24 de la gaine de pression 10 sur laquelle a été projeté le matériau fusible 30 sous forme de poudre. Puis, la gaine polymérique 8 est extrudée par-dessus la couche thermo-rétractable. La présence de la couche thermorétractable permet l’obtention d’une couche de protection à la perméation 12 continue et présentant une épaisseur uniforme sur toute sa circonférence.
[0154] Un quatrième procédé de fabrication de la conduite va maintenant être décrit. Le quatrième procédé de fabrication diffère du deuxième procédé de fabrication en ce que le matériau fusible 30 est fourni sous forme d’une suspension. La suspension contient le matériau fusible 30 mélangé avec une substance porteuse, par exemple un polymère ou une huile.
[0155] La pulvérisation est alors une projection de type aérosol. Au cours de l’extrusion de la gaine de pression 10, le chauffage permet une ségrégation de la substance porteuse et du matériau fusible 30. La substance porteuse forme alors un film de protection de la couche de protection à la perméation 12.
Claims (1)
-
Revendications [Revendication 1] Procédé de fabrication d’une conduite flexible (2), comprenant les étapes suivantes : - fourniture d’un noyau central (4) comprenant une gaine de pression (10) définissant un passage (22) de transport d’un fluide d’axe central (A-A’), - enroulement d’au moins une couche d’armures de traction (14, 16) à l’extérieur du noyau central (4), caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes : - dépôt mécanique d’un matériau fusible (30) sur la face externe (24) du noyau central (4), - extrusion d’une gaine polymérique (8) par-dessus le matériau fusible (30), la température d’extrusion étant supérieure à la température de fusion du matériau fusible (30), le matériau fusible (30) déposé sur la face externe (24) formant une couche de protection à la perméation (12) du fluide suite à l’étape d’extrusion, la couche de protection à la perméation (12) étant continue. [Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, dans lequel la température de fusion du matériau fusible (30) est inférieure ou égale à 232°C et avantageusement supérieure à 60°C, notamment supérieure à 90°C, et de préférence comprise entre 130°C et 232°C. [Revendication 3] Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le matériau fusible (30) est un métal ou un alliage de métaux, de préférence un alliage comprenant entre 20% et 70% en masse de bismuth et entre 20% et 70% en masse d’étain. [Revendication 4] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant, en outre, le dépôt d’une bande de polymère thermo-rétractable sur le matériau fusible (30), avant l’étape d’extrusion. [Revendication 5] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la température d’extrusion de la gaine polymérique (8) est comprise entre 130°C et 240°C. [Revendication 6] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la face externe (24) du noyau central (4) présente une ondulation. [Revendication 7] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le dépôt mécanique comprend la fourniture d’une bande (34) de matériau fusible (30), l’enroulement à pas court de la bande (34) autour du noyau central (4), avantageusement la bande (34) étant enroulée avec un re- couvrement (36). [Revendication 8] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le dépôt mécanique comprend la fourniture d’une poudre ou d’une suspension comprenant du matériau fusible (30), la pulvérisation de la poudre ou de la suspension sur la face externe (24) du noyau central (4). [Revendication 9] Procédé selon la revendication 8 dans lequel la face externe (24) du noyau central (4) est chauffée avant et pendant la pulvérisation, avantageusement à la température d’extrusion. [Revendication 10] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le noyau central (4) comprend, en outre, une carcasse métallique (26). [Revendication 11] Conduite flexible (2) comportant : - un noyau central (4) comprenant une gaine de pression (10) définissant un passage (22) de transport d’un fluide d’axe central (A-A’); le noyau central (4) présentant une face externe (24); - au moins une couche d’armures de traction (14, 16) enroulée à l’extérieur de la gaine de pression (10), caractérisé en ce que la conduite flexible (2) comporte : - une couche de protection à la perméation (12) du fluide formée à partir d’un matériau fusible (30) déposé mécaniquement sur la face externe (24) du noyau central (4), - une gaine polymérique (8) ayant été extrudée par-dessus la couche de protection à la perméation (12) du fluide, à une température d’extrusion supérieure à la température de fusion du matériau fusible (30), la couche de protection à la perméation (12) étant continue. [Revendication 12] Conduite flexible selon la revendication 11 dans lequel la couche de protection à la perméation (12) présente une épaisseur inférieure à 300 pm uniforme sur la circonférence du noyau central (4). 1/2
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