PROCEDE POUR FORMER DES TRONCONS DE CONDUITE COURBES AVEC DES TUBES EN ACIER MUNIS D'UN REVETEMENT DE MORTIER

Description

[0001] La présente invention concerne un procédé pour former des tronçons de conduite courbes avec des tubes en acier munis d'un revêtement de mortier à l'intérieur du tube.

[0002] Il est connu de réaliser des conduites d'adduction d'eau de grand diamètre avec des tubes en acier munis intérieurement d'une couche de protection constituée d'un mortier de ciment et extérieurement d'un revêtement de protection de PE ou de PP. Si le suivi d'un tracé rectiligne est facile avec ces tubes, le suivi d'un tracé courbe est une opération encore très fastidieuse.

[0003] Il importe en effet de noter que le revêtement de mortier de ces tubes est appliqué par centrifugation, ce qui ne peut se faire que sur des tubes droits. Or, une couche de mortier de protection appliquée sur la surface interne d'un tube droit, ne permet plus que de faibles déformations du tube droit. Ceci implique que quasi tous les tronçons de conduite courbes sont actuellement obtenus par soudage bout à bout de segments de coude, qui sont découpés sur des tubes droits munis de leur revêtement intérieur de mortier. Deux approches sont connues pour la mise en oeuvre de ce procédé, qui nécessite d'effectuer des coupes et soudures elliptiques.

[0004] Selon la première approche, on effectue les coupes et soudures elliptiques sur des machines en atelier, et on fabrique ainsi en atelier des éléments courbes servant à réaliser un tronçon de conduite courbe sur le chantier. Cette approche permet d'obtenir une bonne qualité, mais nécessite naturellement une étude de tracé très précise, qu'il faut impérativement respecter sur le chantier. La pose de la conduite en acier s'apparente dès lors fortement à la pose d'une conduite en fonte.

[0005] Selon la deuxième approche, on effectue les coupes et soudures elliptiques manuellement sur chantier. Si le tube à découper est déjà revêtu extérieurement de PE ou PP, ce qui est le plus souvent le cas, on doit d'abord enlever ce revêtement à l'endroit de la coupe elliptique. A cette fin, il faut généralement chauffer le tube par l'intérieur à cet endroit, ce qui est non seulement une opération pénible, mais endommage aussi le revêtement intérieur en mortier de ciment. Les coupes et soudures elliptiques sont ensuite réalisées manuellement sur les zones ainsi préparées. La réfection de la couche de mortier dégradée doit aussi être effectuée manuellement. En effet, à cause des discontinuités géométriques au niveau des soudures elliptiques, il est exclu d'effectuer cette réfection avec des engins mécaniques, tels que généralement utilisés sur le chantier pour la réfection du béton au niveau d'un joint de soudure entre deux tubes droits. La dernière étape concerne la réparation du revêtement extérieur de PE ou PP au niveau des soudures elliptiques. La fabrication des tronçons de conduite courbes sur chantier a dès lors un caractère artisanal et rébarbatif, ce qui entraîne en général une qualité d'exécution médiocre.

[0006] L'objet de la présente invention est de proposer un procédé plus simple pour former des tronçons de conduite courbes de bonne qualité avec des tubes en acier munis d'un revêtement de mortier qui recouvre la surface interne du tube. Conformément à l'invention, ce problème est résolu par un procédé selon la première revendication.

[0007] Pour former des tronçons de conduite courbes avec des tubes en acier munis d'un revêtement de mortier qui recouvre la surface interne du tube, la présente invention propose de creuser au moins une gorge annulaire dans le revêtement de mortier et de cintrer ensuite le tube en acier au niveau de cette gorge annulaire. Cette dernière constitue une discontinuité dans le revêtement de mortier, qui permet un cintrage local du tube en acier sans ruiner le revêtement indéformable de mortier. Après cintrage du tube, on peut refermer la ou les gorges avec du mortier, afin de restituer la continuité de la couche de revêtement de mortier à l'intérieur du tube. Le procédé selon l'invention permet d'éviter les nombreuses coupes et soudures elliptiques, qui sont actuellement indispensables pour réaliser des tronçons de conduite courbes constituées de tubes en acier munies d'un revêtement de mortier intérieur. Le présent procédé permet dès lors de sauvegarder la continuité du tube en acier et généralement aussi de son revêtement extérieur en PE ou PP. La géométrie "cylindrique" interne du tube est elle aussi conservée, c'est-à-dire il n'y a plus les discontinuités de section typiques pour les coudes assemblés par soudures elliptiques. Mais surtout, le procédé selon l'invention permet de réaliser de façon économique des tracés compliqués, à courbure progressive, permettant une adaptation parfaite au terrain. Reste à noter que le procédé est parfaitement applicable sur chantier ambulant, avec des engins déjà employés sur chantier (telle qu'une cintreuse de tubes en acier) ou faciles à développer (tel qu'un dispositif de coupe à jets d'eau proposé plus bas), et ceci avec une excellente qualité de mise en oeuvre.

[0008] Le creusement de la gorge annulaire peut se faire de nombreuses façons, par exemple à l'aide d'une meule tronçonneuse ou d'un burin hydraulique.

[0009] Cependant, afin d'éviter un endommagement du tube en acier, on préfère creuser la gorge annulaire à l'aide d'un jet d'eau haute pression. On utilise à cette fin avantageusement un dispositif de coupe spécial, comprenant un support rotatif centré dans le tube et muni d'une ou plusieurs buses alimentées en eau sous haute pression.

[0010] Le tube en acier peut être cintré à l'aide d'une cintreuse de tubes classique. Cette dernière comprend un sabot de cintrage fixe situé au niveau de la gorge annulaire creusée dans le revêtement de mortier, ainsi qu'un sabot de cintrage mobile et un sabot de butée situés de part et d'autre de cette gorge annulaire.

[0011] Il sera apprécié qu'on présente également des dispositifs spéciaux pour la mise en oeuvre du procédé, qui ne forment pas l'objet de l'invention.

[0012] D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée d'un mode de réalisation avantageux, qui est décrit ci-dessous à titre d'illustration, en se référant aux dessins annexés. Ceux-ci montrent de façon schématique:

Fig.1:

une coupe transversale à travers un tube en acier muni d'un revêtement interne de mortier, lors du creusement d'une gorge annulaire dans le revêtement interne à l'aide d'un dispositif spécial;

Fig.2:

une vue en perspective du tube de la Fig. 1, lors du creusement d'une gorge annulaire dans le revêtement interne de mortier à l'aide d'un dispositif spécial;

Fig.3:

une coupe longitudinale du tube de la Fig. 1, dans une cintreuse de tubes;

Fig.4:

une vue en plan d'un tronçon de conduite courbe réalisé selon le procédé de la présente invention;

Fig.5:

une coupe longitudinale du tube après cintrage, lors du remplissage des gorges annulaires avec du mortier à l'aide d'un engin de réfection.

[0013] Les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires sur les Figures.

[0014] Sur la Figure 1 on voit un dispositif de coupe spécial 10 en train de creuser une gorge annulaire 12 dans un mortier de ciment 14, qui forme une couche de protection interne d'un tube en acier 16 de grand diamètre. Cette gorge annulaire 12 s'étend en direction radiale jusqu'à la surface intérieure 18 du tube en acier 16. Elle est creusée à l'aide de jets d'eau 20 émis par deux buses 22, qui sont raccordées à une alimentation d'eau 24 sous haute pression et montées sur un support rotatif 26. Ce dernier est centré dans le tube 16 par l'intermédiaire de trois bras de centrage 28 espacés de 120°. Chacun des bras 28 est muni d'un galet 30, de façon à ce que le support rotatif 26 puisse être entraîné en rotation autour de l'axe du tube 16. Pour effectuer une gorge annulaire 12 complète de 360°, il suffit de tourner le support rotatif 26 de 180° dans un sens, respectivement de 90° dans un premier sens et de 90° dans le sens opposé. S'il est nécessaire d'élargir une gorge ainsi formée, il suffit de déplacer le support rotatif 26 en direction axiale pour effectuer une deuxième gorge à proximité immédiate de la première gorge. Reste à noter que les bras de centrage 28 sont de préférence des bras télescopiques, afin de pouvoir centrer le support rotatif 26 dans des tubes de différents diamètres intérieurs.

[0015] Sur la Figure 2 on voit que le support rotatif 26 est muni d'un arbre d'entraînement 32 agencé dans l'axe du tube. Cet arbre 32 sert à entraîner le support rotatif 26 en rotation et à le positionner en direction axiale dans le tube 16. A une certaine distance du support de coupe 10, l'arbre 32 est avantageusement supporté par un support de guidage 34, qui est de construction semblable au support rotatif 26 décrit plus haut. L'arbre 32 peut être entraîné soit manuellement, soit par un ou des moteurs. Cette remarque concerne aussi bien le mouvement de rotation, que le mouvement de translation.

[0016] Si on doit creuser plusieurs gorges espacés en direction axiale dans un tube 16, on réalise de préférence d'abord la gorge 12' qui est la plus éloignée de l'ouverture 38 du tube 16 à travers laquelle on a introduite le dispositif de coupe 10. Ensuite en retire ce dernier progressivement vers l'arrière, pour réaliser l'une après l'autre les autres gorges 12", 12. La gorge 12 située le plus près de l'ouverture 38 du tube 16 à travers laquelle on a introduite le dispositif de coupe 10, sera réalisée en dernier lieu.

[0017] Sur la Figure 3 on voit, dans une cintreuse 42 de tubes classique, un tube en acier 16 muni d'un revêtement interne de mortier 14. Dans ce revêtement 14 on a préalablement creusé trois gorges annulaires 12, 12", 12"' espacées en direction axiale. La cintreuse 42 comprend un sabot de cintrage 44 fixe, qui est situé au niveau de la gorge annulaire médiane 12, ainsi qu'un sabot de cintrage mobile 46 et un sabot de butée 48 situés de part et d'autre de la gorge annulaire médiane 12. D'un côté du sabot de cintrage fixe 44, le sabot de cintrage mobile 46 applique sur le tube 16 un moment de cintrage pour cintrer le tube 16 autour du sabot de cintrage fixe 44. De l'autre côté du sabot de cintrage fixe 44, le moment de réaction est repris par le sabot de butée 48. Lors du cintrage, la paroi 16 en acier du tube subit une déformation plastique au niveau du sabot de cintrage fixe 44. La gorge annulaire 12 dans le revêtement de mortier constitue une discontinuité axiale de ce revêtement 14 indéformable au niveau du sabot de cintrage fixe 44, de façon à ce que celui-ci ne soit pas affecté par le cintrage local du tube en acier 16. En d'autres mots, cette discontinuité évite la naissance de tensions dans le revêtement de mortier 14, qui entraîneraient sa ruine. Les deux gorges supplémentaires 12", 12"', situées du côté du sabot de butée 48 et du sabot mobile 46, contribuent à une élimination complète de tensions de cintrage dans le revêtement de mortier 10 indéformable. Ces gorges 12", 12"' sont en outre des endroits de cintrage supplémentaires, pour lesquels on peut répéter l'opération de cintrage susmentionnée, afin de réaliser progressivement la courbure voulue.

[0018] La Figure 4 montre un tronçon de conduite courbe 50 réalisé selon le procédé de la présente invention. Les multiples gorges annulaires 12, 12', 12", 12"', qui ont été creusées dans le revêtement interne de mortier 10 du tube en acier 16 préalablement au cintrage, sont repérés par des traits. On voit que ce procédé permet, avec un minimum de soudures, des tracés complexes avec une courbure quasi continue. Il sera encore apprécié qu'un revêtement externe de PE ou PP, qui a été appliqué en usine sur le tube droit, reste le plus souvent intact lors de l'opération de cintrage.

[0019] La Figure 5 montre le remplissage des gorges annulaires 12 avec du mortier à l'aide d'un engin de réfection mécanique 52, tel qu'il est par exemple utilisé pour la réfection du revêtement de mortier 14 au niveau des joints de soudure entre tubes droits. Il sera apprécié que l'utilisation d'un tel engin mécanique 52 devient possible, puisque le cintrage à froid évite les discontinuités dans la géométrie "cylindrique" de la section de passage du tube 16, qui sont typiques pour des tronçons de conduite courbes obtenus par coupes et soudures elliptiques.

Revendications

1. Procédé pour former des tronçons de conduite courbes avec des tubes en acier (16) munis d'un revêtement de mortier (14) qui recouvre la surface interne (18) du tube (16),
caractérisé en ce que

l'on creuse au moins une gorge annulaire (12) dans ledit revêtement de mortier (14); et

l'on cintre ledit tube en acier (16) au niveau de ladite gorge annulaire (12).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, après le cintrage du tube (16), on referme ladite gorge annulaire (12) avec du mortier.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on creuse ladite gorge annulaire (12) dans ledit mortier à l'aide d'un jet d'eau (20) sous haute pression.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que pour le creusement de ladite gorge annulaire (12), on utilise un dispositif de coupe (10) comprenant un support rotatif (26) centré dans ledit tube (16) et muni d'une ou plusieurs buses (22) alimentées en eau sous haute pression.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit support rotatif (26) est centré dans le tube (16) à l'aide de trois bras télescopiques (28).

6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit support rotatif (26) est muni d'un arbre d'entraînement (32) agencé dans l'axe du tube (16); un support de guidage (34) centré dans le tube (16) à l'aide de trois bras télescopiques (28) guidant ledit arbre d'entraînement (32) à une certaine distance dudit support rotatif (26).

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit tube en acier (16) est cintré à l'aide d'une cintreuse (42) qui comprend un sabot de cintrage fixe (44) situé au niveau de ladite gorge annulaire (12), ainsi qu'un sabot de cintrage mobile (46) et un sabot de butée (48) situés de part et d'autre de ladite gorge annulaire (12).

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une réfection du revêtement de mortier (14) au niveau de ladite gorge annulaire (12) se fait après cintrage à l'aide d'un engin mécanique de réfection (52) introduit dans le tube (16).

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce

l'on creuse au plusieurs gorges annulaires (12, 12', 12", 12"') axialement espacées dans ledit revêtement de mortier (14) d'un tronçon de conduite droit de tube; et

l'on cintre ensuite ledit tube en acier (16) au niveau de ces gorges annulaires (12, 12', 12", 12"') de façon à obtenir une courbure quasi continue.

Claims

1. Method for forming curved conduit sections with steel tubes (16) provided with a mortar coating (14) which covers the internal surface (18) of the tube (16),
characterized in that
at least one annular groove (12) is hollowed out in said mortar coating (14); and said steel tube (16) is bent at said annular groove (12).

2. Method according to claim 1, characterized in that after bending the tube (16), said annular groove is closed up with mortar.

3. Method according to claim 2, characterized in that said annular groove (12) is hollowed out in said mortar by means of a high pressure water jet (20).

4. Method according to any of claims 1 to 3, characterized in that a cutter device (10) comprising a rotary support (26) centered in said tube (16) and provided with one or more nozzles (22) supplied with water under high pressure, is used for hollowing out said annular groove (12).

5. Method according to claim 4, characterized in that said rotary support (26) is centered in the tube (16) by means of three telescopic arms (28).

6. Method according to claim 4 or 5, characterized in that said rotary support (26) is provided with a drive shaft (32) laid out in the axis of the tube (16); a guide support (34) centered in the tube (16) by means of three telescopic arms (28) guiding said drive shaft (32) at a certain distance from said rotary support (26).

7. Method according to any of claims 1 to 6, characterized in that said steel tube (16) is bent by a bender (42) which comprises a fixed bending shoe (44) located at said annular groove (12), as well as a mobile bending shoe (46) and a stop shoe (48) located on either side of said annular groove (12).

8. Method according to any of claims 1 to 7, characterized in that a restoration of the mortar coating (14) at said annular groove (12) is performed after bending, by a restoration mechanical machine (52) introduced into the tube (16).

9. Method according to any of claims 1 to 8, characterized in that several annular grooves (12, 12', 12", 12"') axially spaced apart in said mortar coating (14) of a straight tube conduit section are hollowed out; and
then said steel tube (16) is bent at these annular grooves (12, 12', 12", 12"') in order to achieve a quasi-continuous curvature.

Ansprüche

1. Verfahren zum Formen von gebogenen Rohrleitungsabschnitten mit Stahlrohren (16), deren Innenfläche (18) mit einer Mörtelbeschichtung (14) versehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass

in diese Mörtelbeschichtung (14) mindestens eine Ringnut (12) eingetieft wird und

das Stahlrohr (16) an dieser Ringnut (12) gebogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Biegen des Rohrs (16) die Ringnut (12) zugemörtelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (12) mit einem Hochdruckwasserstrahl (20) in den Mörtel eingetieft wird.

4. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Eintiefen der Ringnut (12) eine Schneidevorrichtung (10) verwendet wird, welche aus einem Drehgestell (26) besteht, das im Rohr (16) zentriert ist und eine oder mehrere mit Hochdruckwasser beaufschlagte Spritzdüsen (22) aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgestell (26) im Rohr (16) mittels dreier Ausfahrarme (28) zentriert ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgestell (26) eine axial zum Rohr (16) angeordnete Antriebswelle (32) aufweist, wobei ein mittels dreier Ausfahrarme (28) im Rohr (16) zentriertes Führungsgestell (34) die Antriebswelle (32) vom Drehgestell (26) beabstandet führt.

7. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlrohr (16) mittels einer Biegevorrichtung (42) gebogen wird, welche aus einem unbeweglichen, an der Ringnut (12) befindlichen Biegeschuh (44) sowie auf je einer Seite der Ringnut (12) aus einem beweglichen Biegeschuh (46) und einem Anschlagschuh (48) besteht.

8. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wiederherstellung der Mörtelbeschichtung (14) durch Nacharbeit an der Ringnut (12) nach dem Biegevorgang durch ein in das Rohr (16) eingeführtes mechanisches Nacharbeitswerkzeug (52) erfolgt.

9. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass

mehrere Ringnuten (12, 12', 12", 12"') in die Mörtelbeschichtung (14) eines geraden Abschnittes einer Rohrleitung axial beabstandet eingetieft werden und

das Stahlrohr (16) an diesen Ringnuten (12, 12', 12", 12"') zur Erreichung einer nahezu durchgehenden Biegung gebogen wird.

Dessins