FR2692972A1 - Localised repair of heat exchanger tubes - uses neutral atmos. during welding of replacement section to prevent oxidn. in weld - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE DE REPARATION D'UN TUBE D'ECHANGEUR DE
CHALEUR DETERIORE LOCALEMENT.METHOD FOR REPAIRING A TUBE FOR A HEAT EXCHANGER
LOCALLY DETERIORATED HEAT.
DESCRIPTION
L'invention concerne un procédé permettant de réparer un tube d'échangeur de chaleur comportant des détériorations locaLes telles que des fissures.DESCRIPTION
The invention relates to a method for repairing a heat exchanger tube having local damage such as cracks.
L'invention s'applique en particulier à la réparation des tubes des générateurs de vapeur équipant les centrales nucléaires. En effet, ces tubes se trouvent dans un environnement particulièrement corrosif qui conduit à l'apparition fréquente de fissures ou de détériorations locales, notamment dans la zone immédiatement adjacente à la partie des tubes fixée à la plaque à tubes. The invention applies in particular to the repair of tubes of steam generators fitted to nuclear power plants. In fact, these tubes are found in a particularly corrosive environment which leads to the frequent appearance of cracks or local deterioration, in particular in the area immediately adjacent to the part of the tubes fixed to the tube plate.
Lorsqu'un tube de générateur de vapeur est fissuré sous l'effet de la corrosion sous tension ou percé par des corps migrants, une intervention est nécessaire afin d'éviter toute contamination du circuit secondaire du réacteur par le fluide circulant dans le circuit primaire. When a steam generator tube is cracked under the effect of corrosion under tension or pierced by migrating bodies, intervention is necessary to avoid any contamination of the secondary circuit of the reactor by the fluid circulating in the primary circuit.
Un premier type d'interventions consiste à boucher le tube détérioré à chacune de ses extrémités. A first type of intervention consists in plugging the damaged tube at each of its ends.
Cependant, lorsqu'une telle opération est renouvelée sur un grand nombre de tubes du générateur de vapeur, elle conduit à réduire sensiblement le rendement de cet appareil, ce qui peut nécessiter son remplacement à moyen terme.However, when such an operation is repeated on a large number of tubes of the steam generator, it leads to a significant reduction in the efficiency of this device, which may require its replacement in the medium term.
Pour cette raison, il apparaît souhaitable de ne pas obturer les tubes détériorés, mais de les réparer afin de préserver un rendement optimal du générateur de vapeur. Cette réparation pose toutefois de nombreuses difficultés pratiques, car elle doit se faire à l'intérieur même du générateur de vapeur, par des accès qui sont pour l'essentiel limités aux trous d'homme formés dans la boîte à eau par laquelle le fluide primaire entre dans le générateur de vapeur, puis le quitte. For this reason, it appears desirable not to seal the deteriorated tubes, but to repair them in order to preserve an optimal output of the steam generator. However, this repair poses many practical difficulties, because it must be done inside the steam generator, by accesses which are essentially limited to the manholes formed in the water box through which the primary fluid enters and exits the steam generator.
Une technique de réparation connue consiste à venir placer à l'intérieur de chaque tube détérioré, dans la zone à réparer, une manchette de renforcement du tube. Habituellement, cette manchette comporte un tron çon de tube réalisé dans un alliage métallique identique à celui du tube à réparer. Un revêtement réalisé en un matériau de brasage tel que du nickel ou du chrome peut recouvrir le tronçon de tube sur au moins une partie de sa longueur. La fixation de manchettes à L'intérieur des tubes à réparer peut aussi se faire par soudage ou par expansion mécanique. A known repair technique consists in placing inside of each deteriorated tube, in the area to be repaired, a cuff for reinforcing the tube. Usually, this cuff comprises a section of tube made of a metal alloy identical to that of the tube to be repaired. A coating made of a brazing material such as nickel or chromium can cover the tube section over at least part of its length. The fixing of cuffs inside the tubes to be repaired can also be done by welding or by mechanical expansion.
Si elle ne rend pas les tubes réparés totalement inopérants, cette solution connue se traduit toutefois par une réduction sensible du rendement du générateur de vapeur, si elLe est appliquée à un grand nombre de tubes. If it does not make the repaired tubes completely inoperative, this known solution however results in a significant reduction in the efficiency of the steam generator, if it is applied to a large number of tubes.
Une autre solution connue pour réparer les tubes endommagés des générateurs de vapeur consiste à couper le tube au-delà de la partie endommagée, à extraire par la boîte à eau un tronçon de tube comportant la partie endommagée, à mettre en place par la boîte à eau un tronçon de tube de remplacement, et à souder bout à bout, par L'intérieur du tube et sous atmosphère de gaz neutre (généralement de l'argon), le tronçon de tube de remplacement à la partie restante du tube. Another known solution for repairing damaged tubes of steam generators consists in cutting the tube beyond the damaged part, in extracting by the water box a section of tube comprising the damaged part, to be put in place by the water a section of replacement tube, and weld end to end, through the interior of the tube and under an atmosphere of neutral gas (generally argon), the section of replacement tube to the remaining part of the tube.
Dans la pratique, cette solution s'est toutefois révélée peut satisfaisante. En effet, en L'absence d'un confinement du gaz neutre autour du tube, l'oxydation de la soudure dans cette région ne peut être empêchée. In practice, however, this solution has proved somewhat satisfactory. Indeed, in the absence of confinement of the neutral gas around the tube, the oxidation of the weld in this region cannot be prevented.
Une solution à ce problème pourrait être de réaliser la soudure bout à bout des deux tronçons de tubes séparément par l'intérieur et par l'extérieur du tube, comme L'enseigne le document FR-A-2 655 898. One solution to this problem could be to carry out the butt welding of the two sections of tubes separately from the inside and from the outside of the tube, as taught in document FR-A-2 655 898.
Cependant, cette technique n'est pas applicable à la réparation d'un générateur de vapeur car il n'est pratiquement pas possible d'introduire un dispositif de soudage autour du tube par le secondaire du générateur de vapeur jusqu'à proximité immédiate de la plaque à tubes.However, this technique is not applicable to the repair of a steam generator because it is practically not possible to introduce a welding device around the tube through the secondary of the steam generator until it is in close proximity to the tube plate.
La même remarque s'applique à la technique décrite dans le document FR-A-2 652 772, qui propose de placer autour des extrémités adjacentes de deux tubes à souder bout à bout une enceinte délimitant autour de cette zone une chambre annulaire dans laquelle l'atmosphère peut être contrôlée. The same remark applies to the technique described in document FR-A-2 652 772, which proposes placing around the adjacent ends of two tubes to be butt welded an enclosure delimiting around this zone an annular chamber in which the atmosphere can be controlled.
L'invention a précisément pour objet un procédé permettant de réparer un tube d'échangeur de chaleur en remplaçant le tronçon de tube endommagé par un tronçon de tube de remplacement que l'on soude bout à bout à la partie restante du tube sans risque d'oxydation de la soudure par l'extérieur et sans qu'une intervention par la partie secondaire du générateur de vapeur soit nécessaire. The invention specifically relates to a method for repairing a heat exchanger tube by replacing the damaged tube section with a replacement tube section which is welded end to end to the remaining part of the tube without risk of d oxidation of the weld from the outside and without intervention by the secondary part of the steam generator being necessary.
Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un procédé de réparation d'un tube d'échangeur de chaleur comportant au moins une partie endommagée proche d'une extrémité du tube fixée dans une perforation d'une plaque à tubes, consistant à - couper le tube au-deLà de la partie endommagée ; - extraire par ladite perforation un tronçon de tube
endommagé comportant la partie endommagée et ladite
extrémité '; - introduire par ladite perforation un tronçon de tube
de remplacement ; - souder bout à bout, par l'intérieur du tube et sous
atmosphère de gaz neutre, le tronçon de tube de rempla
cement à un tronçon restant du tube ; caractérisé par le fait qu'avant de souder le tronçon de tube de remplacement au tronçon restant du tube, on introduit par ladite perforation un organe de confinement du gaz neutre, et on place ledit organe autour d'une région à souder.According to the invention, this result is obtained by means of a method of repairing a heat exchanger tube comprising at least one damaged part close to one end of the tube fixed in a perforation of a tube plate , consisting in - cutting the tube beyond the damaged part; - extract by said perforation a section of tube
damaged comprising the damaged part and said
end '; - Introduce by said perforation a section of tube
of substitution ; - weld end to end, inside the tube and under
neutral gas atmosphere, the replacement tube section
cementing to a remaining section of the tube; characterized in that before welding the replacement tube section to the remaining section of the tube, there is introduced by said perforation a neutral gas confinement member, and said member is placed around a region to be welded.
Afin que l'organe de confinement du gaz neutre puisse être introduit par la perforation de la plaque à tubes correspondant au tube à réparer, différents modes de réalisation sont proposés. In order for the neutral gas confinement member to be introduced by the perforation of the tube plate corresponding to the tube to be repaired, various embodiments are proposed.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, on utilise comme organe de confinement une manchette réalisée en un matériau à mémoire de forme, que l'on introduit par ladite perforation dans un état rétracté, dans lequel la manchette et le tube présentent sensiblement un même diamètre, que l'on fait ensuite passer dans un état expansé pour permettre l'introduction dans cette manchette d'extrémités adjacentes du tronçon de tube de remplacement et du tronçon restant du tube, puis que l'on ramène dans son état rétracté. According to a first embodiment of the invention, a cuff made of a shape memory material is used as the confinement member, which is introduced by said perforation in a retracted state, in which the cuff and the tube have substantially the same diameter, which is then passed into an expanded state to allow the introduction into this cuff of adjacent ends of the replacement tube section and of the remaining section of the tube, then returned to its retracted state .
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, on utilise comme organe de confinement une manchette que l'on place sur une extrémité du tronçon de tube de remplacement, de telle sorte qu'une partie de la manchette faisant saillie au-delà de cette extrémité présente un diamètre réduit, on introduit le tronçon de tube de remplacement portant la manchette par ladite perforation, puis on procède à une expansion radiale de ladite partie de la manchette, avant de l'introduire sur le tronçon restant du tube. According to a second embodiment of the invention, a cuff is used as the confinement member which is placed on one end of the section of replacement tube, so that a part of the cuff protruding beyond this end has a reduced diameter, the replacement tube section carrying the cuff is introduced by said perforation, then a radial expansion of said part of the cuff is carried out, before introducing it onto the remaining section of the tube.
Enfin, selon un troisième mode de réalisation de l'invention, on utilise comme organe de confinement une extrémité du tronçon de tube de remplacement, et l'on procède à une expansion radiale de cette extrémité après avoir introduit le tronçon de tube de remplacement par ladite perforation, et avant d'introduire ladite extrémité sur le tronçon restant du tube. Finally, according to a third embodiment of the invention, one end of the replacement tube section is used as the confinement member, and this end is radially expanded after having introduced the replacement tube section by said perforation, and before introducing said end on the remaining section of the tube.
Dans le deuxième et dans le troisième modes de réalisation de l'invention, on procède à l'expansion radiale après avoir traversé une dernière plaque entretoise précédant la région à souder, lorsque la partie endommagée du tube est située au-delà d'une plaque entretoise de l'échangeur. In the second and in the third embodiments of the invention, the radial expansion is carried out after passing through a last spacer plate preceding the region to be welded, when the damaged part of the tube is located beyond a plate exchanger spacer.
On décrira à présent, à titre d'exemples non limitatifs, différents modes de réalisation de l'invention en se référant aux dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe longitudinale illustrant de façon schématique un générateur de vapeur dont les tubes détériorés localement peuvent être réparés à l'aide du procédé selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue illustrant à plus grande échelle et en coupe partielle le principe du procédé de réparation selon l'invention ;
- la figure 3 illustre trois étapes successives de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, dans un premier mode de réalisation selon lequel l'organe de confinement est constitué par une manchette réalisée en un matériau à mémoire de forme ;
- la figure 4 est une vue comparable à la figure 3 illustrant deux étapes successives de mise en oeuvre du procédé selon l'invention dans un deuxième mode de réalisation selon lequel l'organe de confinement est constitué par une manchette que l'on place à l'extrémité du tronçon de tube de remplacement ; et
- la figure 5 est une vue comparable aux figures 3 et 4 illustrant un troisième mode de réalisation de l'invention, dans lequel l'organe de confinement est constitué par une extrémité du tronçon de tube de remplacement.We will now describe, by way of nonlimiting examples, various embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings, in which
- Figure 1 is a longitudinal sectional view schematically illustrating a steam generator whose locally damaged tubes can be repaired using the method according to the invention;
- Figure 2 is a view illustrating on a larger scale and in partial section the principle of the repair method according to the invention;
- Figure 3 illustrates three successive stages of implementation of the method according to the invention, in a first embodiment according to which the confinement member is constituted by a cuff made of a shape memory material;
- Figure 4 is a view comparable to Figure 3 illustrating two successive stages of implementation of the method according to the invention in a second embodiment according to which the confinement member is constituted by a cuff which is placed at the end of the replacement tube section; and
- Figure 5 is a view comparable to Figures 3 and 4 illustrating a third embodiment of the invention, in which the confinement member is constituted by one end of the replacement tube section.
On a représenté schématiquement sur la figure 1 un générateur de vapeur utilisé dans une centrale nucléaire, pour assurer le transfert thermique entre l'eau primaire contenue dans le circuit primaire du réacteur et l'eau-vapeur secondaire contenue dans le circuit secondaire du réacteur. There is shown schematically in Figure 1 a steam generator used in a nuclear power station, to ensure the heat transfer between the primary water contained in the primary circuit of the reactor and the secondary water-vapor contained in the secondary circuit of the reactor.
Ce générateur de vapeur comprend de façon connue une enveloppe extérieure 10, d'axe vertical, dont le volume intérieur est divisé en deux parties par une plaque perforée 12 appelée plaque à tubes. This steam generator comprises in known manner an outer casing 10, of vertical axis, the interior volume of which is divided into two parts by a perforated plate 12 called a tube plate.
La plaque à tubes 12 est située immédiatement au-dessus du fond bombé de l'enveloppe 10 et délimite avec ce dernier une boîte à eau séparée en un collecteur d'entrée 14 d'eau primaire et un collecteur de sortie 16 d'eau primaire par une cloison verticale 18.The tube plate 12 is located immediately above the convex bottom of the casing 10 and delimits with the latter a water box separated into an inlet manifold 14 for primary water and an outlet manifold 16 for primary water by a vertical partition 18.
Les collecteurs d'entrée 14 et de sortie 16 de l'eau primaire sont reliés l'un à l'autre par un faisceau de tubes en U inversé 20 qui sont fixés par dudgeonnage et par soudage dans les perforations 32 (figure 2) de la plaque à tubes 12, de telle sorte que les deux extrémités de chacun des tubes 20 débouchent respectivement dans le collecteur d'entrée 14 et dans le collecteur de sortie 16 de l'eau primaire. The primary water inlet 14 and outlet 16 collectors are connected to each other by a bundle of inverted U-shaped tubes 20 which are fixed by swaging and by welding in the perforations 32 (FIG. 2) of the tube plate 12, so that the two ends of each of the tubes 20 open respectively into the inlet manifold 14 and into the outlet manifold 16 of the primary water.
L'eau secondaire est admise à l'intérieur de l'enveloppe 10 du générateur de vapeur par un collecteur d'entrée 22 de l'eau secondaire, de forme torique, situé au-dessus du faisceau de tubes 20. L'eau secondaire redescend jusqu'à la plaque à tube 12 dans un espace annulaire 23 formé entre l'enveloppe extérieure 10 et une enveloppe intérieure 24 entourant le faisceau de tubes 20. The secondary water is admitted inside the envelope 10 of the steam generator by an inlet manifold 22 of the secondary water, of toric shape, situated above the bundle of tubes 20. The secondary water descends to the tube plate 12 in an annular space 23 formed between the outer envelope 10 and an inner envelope 24 surrounding the bundle of tubes 20.
L'eau secondaire remonte ensuite à l'intérieur de l'enveloppe 24 en récupérant, au contact des tubes 20, la chaleur véhiculée par l'eau primaire circulant dans ces derniers. L'eau secondaire à l'état liquide se transforme ainsi en vapeur d'eau qui sort du générateur de vapeur par une tubulure 26 prévue à l'extrémité supérieure de l'enveloppe 10, après avoir traversé des dispositifs de séchage (non représentés). The secondary water then rises inside the envelope 24 by recovering, in contact with the tubes 20, the heat conveyed by the primary water circulating in the latter. The secondary water in the liquid state thus transforms into water vapor which leaves the steam generator through a tube 26 provided at the upper end of the casing 10, after having passed through drying devices (not shown). .
Des plaques entretoises horizontales 27 sont montées à intervalles réguliers dans l'enveloppe intérieure 24, pour assurer le maintien des tubes 20 du faisceau et empêcher leur entrée en vibrations. Ces plaques 27 sont perforées pour permettre le passage des tubes 20 et la circulation ascendante de l'eau-vapeur secondaire dans l'enveloppe 24. Horizontal spacer plates 27 are mounted at regular intervals in the inner casing 24, to maintain the tubes 20 of the bundle and prevent their entry into vibration. These plates 27 are perforated to allow the passage of the tubes 20 and the upward circulation of the secondary water-vapor in the envelope 24.
Entre les périodes d'arrêt et de fonctionnement du réacteur, les tubes 20 sont soumis à des contraintes thermiques importantes qui tendent à les endommager, notamment dans la zone située au voisinage immédiat de la plaque à tubes 12. En effet, cette zone est soumise à une corrosion particulièrement intense car des boues véhiculées par l'eau secondaire ont tendance à s'y déposer. Between the periods of shutdown and of operation of the reactor, the tubes 20 are subjected to significant thermal stresses which tend to damage them, in particular in the zone situated in the immediate vicinity of the tube plate 12. In fact, this zone is subjected particularly intense corrosion because sludge carried by secondary water tends to settle there.
Des arrêts périodiques du réacteur permettent de contrôler les tubes 20 et de détecter ceux qui présentent des défauts tels que des fissures ou des perfora t ions. Periodic shutdowns of the reactor make it possible to control the tubes 20 and to detect those which have defects such as cracks or perforations.
Conformément à l'invention, on procède aussi lors de ces arrêts à la réparation des tubes 20 qui présentent des détériorations locales telles que des fissures. In accordance with the invention, the tubes 20 which have local deterioration such as cracks are also repaired during these stops.
Pour cela et comme l'illustre très schématiquement la figure 2, on vient couper le tube 20 à réparer en un emplacement 28 situé au-delà de la partie endommagée, par rapport à la plaque à tubes 12. La découpe du tube 20 à réparer est effectuée de façon connue à l'aide d'un outil de coupe qui est introduit, à partir du collecteur d'entrée 14 ou du collecteur de sortie 16 de l'eau primaire, dans le tube concerné, jusqu'à l'emplacement désiré. For this and as illustrated very schematically in Figure 2, we just cut the tube 20 to be repaired at a location 28 located beyond the damaged part, relative to the tube plate 12. The cutting of the tube 20 to be repaired is carried out in a known manner using a cutting tool which is introduced, from the inlet manifold 14 or the outlet manifold 16 of the primary water, into the tube concerned, up to the location longed for.
Le tronçon de tube endommagé situé entre l'emplacement 28 de la découpe et la face inférieure de la plaque à tubes 12 est ensuite extrait par le collecteur 14 ou 16. Pour cela, on désoude l'extrémité correspondante de ce tronçon de tube de la plaque à tubes 12. The damaged tube section located between the location 28 of the cutout and the underside of the tube plate 12 is then extracted by the collector 14 or 16. To do this, the corresponding end of this tube section is dewelded. tube plate 12.
Un organe de confinement 30 est ensuite introduit dans la partie secondaire du générateur de vapeur, située au-dessus de la plaque à tubes 12, par la perforation 32 dans laquelle était fixé le tronçon de tube endommagé extrait auparavant. Différentes techniques permettant d'introduire l'organe de confinement 30 seront décrites ultérieurement. A confinement member 30 is then introduced into the secondary part of the steam generator, located above the tube plate 12, through the perforation 32 in which was fixed the damaged section of tube previously extracted. Different techniques for introducing the containment member 30 will be described later.
On introduit également par la perforation 32 un tronçon de tube de remplacement neuf, désigné par la référence 21 sur la figure 2, dont les dimensions et la constitution sont identiques à celles du tronçon de tube endommagé extrait précédemment. Selon la technique utilisée pour introduire l'organe de confinement illustré par la manchette 30 sur la figure 2, l'introduction du tronçon de tube de remplacement 21 peut se faire après celle de l'organe de confinement ou simultanément à celle-ci. A new replacement tube section is also introduced through the perforation 32, designated by the reference 21 in FIG. 2, the dimensions and construction of which are identical to those of the damaged tube section extracted previously. According to the technique used to introduce the confinement member illustrated by the cuff 30 in FIG. 2, the introduction of the replacement tube section 21 can be done after that of the confinement member or simultaneously with it.
Lorsque l'introduction de ces deux pièces est terminée, on se trouve dans la situation illustrée sur la figure 2, dans laquelle un faible jeu existe entre l'extrémité supérieure du tronçon de tube de remplacement 21 et l'emplacement 28 de la découpe sur le tronçon restant du tube 20. Les extrémités adjacentes de ces deux tronçons de tubes sont entourées par l'organe de confinement 30, de telle sorte que l'espace délimité entre les extrémités en vis-à-vis des deux tronçons de tubes soit confiné par cet organe 30. When the introduction of these two parts is complete, we find ourselves in the situation illustrated in FIG. 2, in which a slight clearance exists between the upper end of the replacement tube section 21 and the location 28 of the cutout on the remaining section of the tube 20. The adjacent ends of these two sections of tubes are surrounded by the confinement member 30, so that the space delimited between the opposite ends of the two sections of tubes is confined by this organ 30.
On introduit ensuite par le tronçon de tube de remplacement 21, depuis le collecteur d'entrée 14 ou le collecteur de sortie 16, un outil de soudage rotatif équipé d'un dispositif d'injection de gaz neutre tel que de l'argon permettant de réaliser la soudure sous atmosphère non oxydante. Grâce au confinement assuré par l'organe 30, l'atmosphère de gaz neutre se trouve également présente à l'extérieur des extrémités des tubes à souder, ce qui permet d'éviter qu'une oxydation de la soudure ne se produise dans cette région. On réalise ainsi une réparation efficace du tube endommagé sans que le rendement du générateur n'en soit diminué. Then is introduced by the replacement tube section 21, from the inlet manifold 14 or the outlet manifold 16, a rotary welding tool equipped with a neutral gas injection device such as argon allowing weld under a non-oxidizing atmosphere. Thanks to the confinement provided by the member 30, the atmosphere of neutral gas is also present outside the ends of the tubes to be welded, which prevents oxidation of the weld from occurring in this region. . An efficient repair of the damaged tube is thus carried out without the generator efficiency being reduced.
Sur la figure 3, on a représenté schématiquement un premier mode de réalisation de l'invention permettant d'introduire l'organe de confinement 30 par la perforation 32 réalisée dans la plaque à tubes 12 en face de la partie du tube 20 à réparer. Dans ce cas, l'organe 30 est constitué par une manchette 30a réalisée en un matériau à mémoire de forme, de telle sorte que son diamètre augmente ou diminue, lorsque l'on franchit un seuil de température donné. In Figure 3, there is shown schematically a first embodiment of the invention for introducing the containment member 30 by the perforation 32 formed in the tube plate 12 opposite the part of the tube 20 to be repaired. In this case, the member 30 is constituted by a cuff 30a made of a shape memory material, so that its diameter increases or decreases when a given temperature threshold is crossed.
Ainsi, la manchette de confinement 30a présente par exemple, au-delà du seuil de température considéré, un diamètre sensiblement égal à celui du tube 20 à réparer. Dans ces conditions, et comme on l'a illustré à gauche sur la figure 3, la manchette 30a peut être introduite sans difficulté par la perforation 32 de la plaque à tubes 12. On introduit ensuite le tronçon de tube de remplacement 21, puis on accroît le diamètre de la manchette de confinement 30a en la refroidissant en dessous du seuil de température correspondant à son changement d'état. Cette situation est illustrée au centre sur la figure 3. Thus, the confinement cuff 30a has for example, beyond the temperature threshold considered, a diameter substantially equal to that of the tube 20 to be repaired. Under these conditions, and as illustrated on the left in FIG. 3, the cuff 30a can be inserted without difficulty by the perforation 32 of the tube plate 12. The replacement tube section 21 is then introduced, then increases the diameter of the confinement sleeve 30a by cooling it below the temperature threshold corresponding to its change of state. This situation is illustrated in the center in Figure 3.
Le diamètre intérieur de la manchette de confinement 30a est alors tel que cette manchette peut être introduite en partie sur l'extrémité inférieure du tron çon restant du tube 20 et en partie sur l'extrémité supérieure du tronçon de tube de remplacement 21, comme on l'a illustré à droite sur la figure 3. The internal diameter of the confinement sleeve 30a is then such that this sleeve can be introduced partly on the lower end of the remaining section of the tube 20 and partly on the upper end of the replacement tube section 21, as is illustrated it on the right in figure 3.
Dans la pratique, le contact entre la manchette de confinement 30a et les extrémités des deux tronçons de tubes est un contact avec frottement qui permet d'assurer le maintien de la manchette dans la zone concernée avant que le soudage ne soit réalisé. Par ailleurs, la manchette peut tout d'abord être introduite sur l'extrémité basse du tronçon restant du tube 20 à l'aide d'un outil approprié, après quoi le tronçon de tube de remplacement 21 est amené dans sa position définitive, ce qui a pour effet de le faire pénétrer dans la partie basse du manchon de confinement 30a. La manchette de confinement est ensuite ramenée à une température supérieure au seuil de changement d'état, de telle sorte qu'elle se rétracte et se trouve naturellement maintenue dans la position souhaitée pour assurer le confinement du gaz neutre lorsque la soudure est réalisée. Cette position est illustrée à droite sur la figure 3. In practice, the contact between the confinement cuff 30a and the ends of the two sections of tubes is a friction contact which makes it possible to maintain the cuff in the zone concerned before welding is carried out. Furthermore, the cuff can firstly be introduced on the lower end of the remaining section of the tube 20 using a suitable tool, after which the replacement tube section 21 is brought into its final position, this which has the effect of making it penetrate into the lower part of the confinement sleeve 30a. The confinement sleeve is then brought to a temperature above the change of state threshold, so that it retracts and is naturally maintained in the desired position to ensure the confinement of the neutral gas when the welding is carried out. This position is illustrated on the right in Figure 3.
On a représenté sur la figure 4 un deuxième mode de réalisation de L'invention, dans lequel l'organe de confinement est également constitué par une manchette 30b. Toutefois, dans ce cas, la manchette 30b est réalisée en un métal ou un alliage traditionnel, de préférence semblable à celui qui constitue les tubes 20. FIG. 4 shows a second embodiment of the invention, in which the confinement member also consists of a cuff 30b. However, in this case, the cuff 30b is made of a metal or a traditional alloy, preferably similar to that which constitutes the tubes 20.
Dans ce deuxième mode de réalisation de l'in- vention, La manchette 30b est préalablement montée à l'extrémité supérieure du tronçon de tube de remplacement 21. Ce montage est réalisé par emmanchement à force. In this second embodiment of the invention, the sleeve 30b is previously mounted at the upper end of the replacement tube section 21. This assembly is carried out by force fitting.
L'extrémité supérieure de la manchette 30b située au-dessus de l'extrémité du tronçon de tube de remplacement 21 présente un diamètre réduit et, par exemple, une forme tronconique facilitant l'introduction de l'ensemble formé par le tronçon de tube de remplacement 21 et par la manchette 30b au travers de la perforation correspondante 32 de la plaque à tubes 12.The upper end of the cuff 30b located above the end of the replacement tube section 21 has a reduced diameter and, for example, a frustoconical shape facilitating the introduction of the assembly formed by the tube section replacement 21 and by the cuff 30b through the corresponding perforation 32 of the tube plate 12.
Il est à noter que la manchette 30b est suffi samment fine pour pouvoir être introduite par la perforation correspondante 32, compte tenu du fait que le diamètre des perforations de la plaque à tubes est légèrement supérieur au diamètre extérieur des tubes. It should be noted that the cuff 30b is sufficiently fine to be able to be introduced by the corresponding perforation 32, taking into account the fact that the diameter of the perforations of the tube plate is slightly greater than the outside diameter of the tubes.
Lorsque l'extrémité haute du tronçon de tube de remplacement 21 portant la manchette de confinement 30b a été introduite au-dessus de la plaque à tubes 12 ou de la plaque entretoise 27 la plus proche de l'em- placement 28 de la découpe du tronçon restant du tube 20 (à gauche sur la figure 4), on procède à l'expansion radiale de la partie de diamètre réduit de la manchette 30b. Cette expansion radiale permet d'amener la partie supérieure de la manchette 30b à un diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre extérieur du tube 20. When the upper end of the section of replacement tube 21 carrying the confinement sleeve 30b has been introduced above the tube plate 12 or the spacer plate 27 closest to the location 28 of the cutout of the remaining section of the tube 20 (on the left in FIG. 4), the portion of reduced diameter of the cuff 30b is radially expanded. This radial expansion makes it possible to bring the upper part of the cuff 30b to an inside diameter substantially equal to the outside diameter of the tube 20.
Elle peut être réalisée par tout moyen tel qu'un dispositif mécanique ou hydraulique.It can be carried out by any means such as a mechanical or hydraulic device.
Lorsque l'expansion radiale de la partie haute de la manchette 30b a été effectuée (à droite sur La figure 4), on met en place le tronçon de tube de remplacement 21, ce qui a pour effet d'introduire la partie haute de la manchette 30b sur l'extrémité basse de la partie restante du tube 20. When the radial expansion of the upper part of the cuff 30b has been carried out (on the right in FIG. 4), the replacement tube section 21 is put in place, which has the effect of introducing the upper part of the cuff 30b on the lower end of the remaining part of the tube 20.
Selon un troisième mode de réalisation de l'invention illustré sur la figure 5, l'organe de confinement n'est plus constitué par une manchette séparée mais par une collerette 30c, de plus grand diamètre, formée à la partie supérieure du tronçon de tube de remplacement 21. According to a third embodiment of the invention illustrated in FIG. 5, the confinement member is no longer constituted by a separate cuff but by a flange 30c, of larger diameter, formed at the upper part of the section of tube replacement 21.
Dans ce cas, le tronçon de tube de remplacement 21 est introduit par la perforation 32 correspondante de la plaque à tubes 12 alors qu'il présente sur toute sa longueur un diamètre uniforme. Lorsque l'extrémité haute du tronçon 21 arrive au-dessus de la plaque à tubes 12 ou de la plaque entretoise la plus proche de l'emplacement 28 de la découpe formée sur la partie restante du tube 20, la partie supérieure du tronçon de tube de remplacement 21 est expansée radialement, pour former la collerette 30c dont le diamètre intérieur est sensiblement égal au diamètre extérieur du tube 20. Cette expansion radiale peut être réalisée par tout moyen et notamment par un dispositif mécanique ou hydrau Crique. In this case, the replacement tube section 21 is introduced through the corresponding perforation 32 of the tube plate 12 while it has a uniform diameter over its entire length. When the upper end of the section 21 arrives above the tube plate 12 or the spacer plate closest to the location 28 of the cut formed on the remaining part of the tube 20, the upper part of the tube section replacement 21 is expanded radially, to form the flange 30c whose inner diameter is substantially equal to the outer diameter of the tube 20. This radial expansion can be achieved by any means and in particular by a mechanical or hydraulic device.
Le tronçon de tube de remplacement 21 est ensuite mis en place dans sa position définitive, ce qui a pour effet d'emboîter la collerette 30c sur l'extrémité inférieure de la partie restante du tube 20, comme l'illustre la figure 5. The replacement tube section 21 is then placed in its final position, which has the effect of fitting the collar 30c onto the lower end of the remaining part of the tube 20, as illustrated in FIG. 5.
Comme le font les manchons 30a et 30b dans les deux modes de réalisation précédents, la collerette 30c assure le confinement du gaz neutre qui est introduit dans le tube lors du soudage, ce qui permet d'éviter l'oxydation de la région extérieure de la soudure et garantit la bonne tenue de celle-ci. As the sleeves 30a and 30b do in the two previous embodiments, the flange 30c confines the neutral gas which is introduced into the tube during welding, which prevents oxidation of the external region of the soldering and guarantees the good behavior thereof.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits à titre d'exemples, mais en couvre toutes les variantes. Of course, the invention is not limited to the embodiments which have just been described by way of examples, but covers all the variants thereof.
Ainsi, le mode de réalisation décrit en se référant à la figure 5 peut être inversé, c'est-à-dire que c'est la partie inférieure coupée du tronçon restant du tube 20 qui peut être expansée avant que la partie haute du tronçon de tube de remplacement 21 ne soit introduite dans la collerette ainsi formée. Thus, the embodiment described with reference to FIG. 5 can be reversed, that is to say that it is the lower cut part of the remaining section of the tube 20 which can be expanded before the upper part of the section replacement tube 21 is introduced into the flange thus formed.
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|---|---|
| FR2692972B1 (en) | 1994-08-19 |
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