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WO1987006185A1 - Profile cintre antiabrasion et son procede de fabrication - Google Patents

Profile cintre antiabrasion et son procede de fabrication Download PDF

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Publication number
WO1987006185A1
WO1987006185A1 PCT/FR1987/000113 FR8700113W WO8706185A1 WO 1987006185 A1 WO1987006185 A1 WO 1987006185A1 FR 8700113 W FR8700113 W FR 8700113W WO 8706185 A1 WO8706185 A1 WO 8706185A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
abrasion
elongated
bodies
resistant
profiled
Prior art date
Application number
PCT/FR1987/000113
Other languages
English (en)
Inventor
Michel Huvey
Pierre GROULT (décédé)
Original Assignee
Institut Français Du Petrole
GROULT, Josette, représentant de GROULT, Pierre (d
GROULT, Thérèse, héritière de GROULT, Pierre (décé
GROULT, Maria-Santa, héritière de GROULT, Pierre (
GROULT, Vanina, héritière de GROULT, Pierre (décéd
GROULT, Henri, héritier de GROULT, Pierre (décédé)
GROULT, Barthélémy, héritier de GROULT, Pierre (dé
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institut Français Du Petrole, GROULT, Josette, représentant de GROULT, Pierre (d, GROULT, Thérèse, héritière de GROULT, Pierre (décé, GROULT, Maria-Santa, héritière de GROULT, Pierre (, GROULT, Vanina, héritière de GROULT, Pierre (décéd, GROULT, Henri, héritier de GROULT, Pierre (décédé), GROULT, Barthélémy, héritier de GROULT, Pierre (dé filed Critical Institut Français Du Petrole
Priority to BR8707265A priority Critical patent/BR8707265A/pt
Publication of WO1987006185A1 publication Critical patent/WO1987006185A1/fr
Priority to NO875068A priority patent/NO875068L/no

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    • Y10T428/2973—Particular cross section
    • Y10T428/2975—Tubular or cellular

Definitions

  • the present invention relates to an elongated body made of reinforced plastics material, capable of withstanding abrasion and its manufacturing process.
  • Such profiled bodies are, in particular but not exclusively, usable for manufacturing light tubes with high resistance by helical winding of the profiles.
  • Such tubes thus composed are for example described in patent US-A-4,013,100.
  • French patent FR-A-2,494,401 has already proposed an elongated profit in reinforced plastic material, capable of withstanding abrasion on at least three of its faces and a process allowing its manufacture.
  • the proposed profit is quite expensive, on the one hand mainly because of the anti-abrasion materials (quantity x elementary price ) which it uses and on the other hand because of the production costs.
  • the present invention provides an abrasion resistant profile and a method of manufacturing the same which alleviates the disadvantages of the patent FR-A-2,494,401 cited above.
  • the wear of the lower and upper surfaces corresponds to the contact zones where the effect of a high sliding speed and a high friction accumulate, in particular linked to a high contact load between the upper faces of the profiled bodies of a first ply and the lower faces of the profiled bodies of a second ply in contact with the first according to said faces.
  • an appropriately chosen abrasion-resistant material may be interposed between them and, in addition, for reasons of stability thereof, it will be possible without inconvenience, to make you integral with one or the other of the surfaces.
  • the quantity thereof is reduced to a minimum and, because of its high price, the cost of the abrasion-resistant profiled bodies is reduced as much as possible.
  • the present invention proposes, according to a particularly economical manufacturing method, to produce abrasion-resistant profiles by joining the abrasion-resistant material to the upper surface of the profiled bodies and simultaneously producing several profiles.
  • the present invention in addition to the economic advantages which it brings, makes it easier to install the profiled bodies during stranding of the reinforced tubes and cables, in particular those which include a large number of profiled bodies per reinforcement ply.
  • the present invention also offers, with the same advantages as already described, the possibility of manufacturing profiled bodies which include an abrasion-resistant material both on the lower surface and on the upper surface.
  • the method makes it possible, in particular for your tubes comprising three overlapping plies of profiles, to limit the number of profiles resistant to abrasion.
  • abrasion-resistant profiles to form both the lower surface and the upper surface to form the central ply, it is sometimes unnecessary to use abrasion-resistant profiles to constitute the extreme plies.
  • This method of manufacturing an elongated body of reinforced material said elongated body being capable of resisting abrasion and comprising a lower surface and an upper surface, said method using an elongated groove forming a mold which is filled with the reinforced material , is in particular characterized in that before filling the throat with the reinforced material, place on the bottom and / or your walls of your throat a first layer of abrasion-resistant material and / or after filling the groove with the reinforced material, it is covered with a second layer of abrasion-resistant material, and characterized in that after having carried out one and / or the other of the steps The throat is separated from the reinforced material comprising the layer or layers of abrasion-resistant material.
  • the first layer of abrasion-resistant material may be applied before the treatment which stabilizes the shape of the readable stabilized material.
  • said elongated bodies may be formed in the hollow profile arranged helically on a mandrel, and after having formed said elongated body comprising the layer or layers of abrasion-resistant material, it may be separated of the hollow profile.
  • the mold may comprise several substantially " parallel grooves making it possible to simultaneously produce several elongated bodies capable of resisting abrasion.
  • the layer or layers of abrasion-resistant material may be in the form of a ribbon.
  • the ribbon may include a restriction zone between each elongated body. After having separated the mold profile from the elongated profiled bodies coated with the abrasion-resistant tape, it will be possible to divide longitudinally between the elongated bodies the said ribbon in order to simultaneously produce several elongated profiled abrasion-resistant bodies.
  • the profiled bodies can be separated from one another during the use of the reinforced body, the reinforced body comprising the profiled bodies.
  • the invention also provides a benefited body obtained by the implementation of the method.
  • the invention further provides a curved elongated body resistant to abrasion, in particular characterized in that the upper surface and / or the lower surface of the elongated body are resistant to abrasion and in that at most part of the surfaces side of the body is resistant to abrasion.
  • the internal walls of the mold may be coated with a non-stick product before filling it with the filaments of said crosslinkable material.
  • the elongated body may include an abrasion-resistant material only on its upper surface and / or its lower surface.
  • the invention further provides a tape having at least one face and grouping elongated bodies arranged in parallel, the bodies to be used simultaneously.
  • This tape is characterized in that each of the elongated bodies has an integral surface with a part of the face of the tape and characterized in that during the use of the elongated bodies, said strip is adapted so that the elongated bodies acquire relative freedom of movement therebetween.
  • FIG. 1 is a cross-section view of a profile according to the invention with abrasion protection on its upper surface and resting on an internal reinforcement ply of a reinforced pipe,
  • FIG. 2 details a profile according to the invention comprising an abrasion protection on its lower and upper faces.
  • FIG. 3 represents a forming mold according to the invention during the production of abrasion resistant profiles on their upper part
  • FIG. 4 illustrates a forming mold according to the invention during the production of abrasion-resistant profiles on their lower and upper faces
  • FIG. 5 shows in detail the forming of the profiles joined together by an abrasion-resistant tape comprising restriction zones between each profiled body
  • FIG. 6 shows diagrammatically a method according to the invention for manufacturing profiled bodies with recycling of the profiled mold
  • FIG. 7 schematically shows a method according to the invention for manufacturing abrasion resistant profiles on their lower and upper faces.
  • FIG. 8 schematically illustrates a stranding process using a unitary assembly according to the invention.
  • FIG. 8A shows schematically the grid for separating and arranging the profiles used when stranding the reinforced tubes.
  • the profiled body 1 is coated on its upper surface with an abrasion-resistant material 2.
  • the profiled body rests in service on the part 3 which can be either a reinforcement reinforcement of an internal ply, or a sheath sealing of a flexible pipe.
  • the profiled body 1 can comprise, in addition to protection of its upper surface, by an abrasion-resistant material which protects both the profile itself and possibly also the profiles of the upper reinforcing ply, protection against abrasion of its lower surface using an abrasion-resistant material which, as for the upper surface, protects both the profile and possibly the profiles of the lower reinforcing ply.
  • Figures 1 and 2 show the profiled body provided with its anti-abrasive protection ( s) after manufacture
  • Figures 3, 4 and 5 illustrate different embodiments of these profiles according to the invention.
  • abrasion-resistant profiled bodies are produced simultaneously in a multi-groove profiled mold 5 which may for example be made of polyamide 11.
  • the abrasion-resistant material is composed of a strip of abrasion-resistant material 6 which can be a plastic material which is fitted into the external partitions 5c and 5d of the mold up to the level of its internal partitions 5a and 5b and which cover simultaneously all the profiles.
  • the ends of the external vertical walls of the mold or external partitions are here adapted to facilitate centering of the ribbon in the mold.
  • the ribbon is adapted to be joined to each of the profiled bodies and not to adhere to the mold. This joining can be carried out by gluing or by mechanical anchoring.
  • the mold is adapted to facilitate the demolding of the profiled bodies 5, connected together by the ribbon 6.
  • stabilizable material is meant the bodies which can take a stable form by a physical or chemical process such as fusion with cooling or crosslinking.
  • These materials can be, for example, thermoplastics, thermosets or etastomers.
  • each of the mold grooves 5 On the bottom of each of the mold grooves 5 is disposed an abrasion-resistant material 4 which will constitute your wear protection of your lower surface of the profiled bodies.
  • the abrasion-resistant material is covered with reinforcing filaments impregnated with resin with means adapted to secure the abrasion-resistant material.
  • the upper side of all profiles is then covered with a ribbon abrasion-resistant material adhering to the upper surfaces.
  • FIG. 4 shows the arrangement in a mold of the different materials, tors of your production of profiled bodies resistant to abrasion both on their lower and upper surfaces.
  • FIG. 5 illustrates a preferred embodiment in which an abrasion-resistant tape of variable thickness 7 is used comprising frank restrictions 8 situated above the internal partitions of the mold 5. This tape being secured to the profiled bodies 1 as described below. above. The restrictions extend in your direction of elongation of the tape made of abrasion-resistant material.
  • the thickness of the tape at the restrictions can therefore be very small (a few hundredths of a millimeter for example).
  • the material at the restriction level can be either the abrasion-resistant material itself or another material.
  • the reference 5 relates to the multigorge mold which is used for your manufacture of the profiled bodies and to The addition of abrasion-resistant material. The largest face of the mold resting on the mandrel or the drum 11.
  • the shaft 23 of the drum 11 is connected to means for driving this drum in rotation, which for example comprises a chain 21 meshing on a toothed pinion 22 wedged on the shaft 23.
  • the shaft 23 rests on the bearing 19 by means of bearings, this bearing being integral with a chassis 20.
  • the profiled mold Before being wound on the mandrel 11, the profiled mold passes between the guide rollers 16 and the tension rollers 17.
  • the mold 5 has several longitudinal grooves which, as the winding on the drum 11 are filled with filaments 12 high resistance, or rovings, previously impregnated with a stabilizable plastic suitable for not adhere to the internal walls of the grooves and capable of adhering to said filaments, this mixture of filaments and stabilizable material forming the profiled body 1.
  • the lined mold is then covered with the abrasion-resistant material 6, capable of adhering to the upper faces of the profiled bodies, for example, either by gluing or by mechanical anchoring.
  • the abrasion-resistant material may have the form of a ribbon as shown in FIG. 6, or be made up of several ribbons.
  • a pressure roller 14 can be used to facilitate assembly.
  • a slight pull on the element 6 can also ensure the nesting of the ribbon in the mold by capstan effect.
  • a counterform as described in French patent FR-A-2,312,356 can be used, before the supply of element 6, to achieve a good distribution of filaments in the mold grooves.
  • the mold 5 has several longitudinal grooves which, as it is wound on the drum 11, are first each lined with an abrasion-resistant material which may have the shape of a ribbon, then supplemented by high-resistance filaments, previously impregnated with resin adapted not to adhere to the internal walls of the grooves, but capable of adhering to said filaments and to the abrasion-resistant material. Said filaments impregnated with resin are then covered with an antiabrasive material 6 capable of adhering to the filaments.
  • the abrasion-resistant material may have the form of a ribbon, as shown in FIG. 7, or be made up of several ribbons.
  • the lining of the profiled mold can be carried out without drawback, either at several points on the same generatrix of the mandrel as illustrated in FIG. 7, or at several points on different generatrixes of the mandrel.
  • the profiled mold 5 thus packed then passes through an oven 15 where it is subjected to a heat treatment capable of giving a stable shape to the reinforced plastic material which it contains and possibly of joining the material (s) abrasion-resistant filaments impregnated with resin.
  • the oven 15 is supplied with energy by any suitable means, such as, for example, the cable 15a, if electric heating means are used.
  • the reference 18 designates a storage coil for the profiled mold, which, passing between the guide rollers 16 and tension 17, will be filled with said filaments.
  • This extraction is carried out for example at a point situated outside the mandrel, by bending the mold 5 by means of the rollers 13 and 13a, towards the axis of the mandrel.
  • the mold can then be either stored or reused continuously, after passing through a device 25 for cleaning the mold by suitable means.
  • the exposed profiled bodies are then transported to Storage or use locations.
  • Figure 8 shows schematically the stranding of a reinforcing ply of a cylindrical body made with the profiled bodies resistant to abrasion. These profiled bodies 1 are linked together by their upper part by a ribbon 6 as illustrated in FIGS. 3, 4 and 5 and form the unitary assembly 33.
  • This unitary assembly 33 is initially stored on one or more coils 31.
  • This or these coils 31 can for example be braked by appropriate means so that your profiles are stretched when laid.
  • the unitary assembly circulates on an orientation roller 32 intended to preserve the installation angle of the assembly 33 on the core 30.
  • the unitary assembly is then divided by cutting between the profiles before passing through the die 35 and constituting the laid strand 36 of the sheet being laid 37. If the laying is correct without a die, it can be removed.
  • the division of the assembly can be carried out for example, by thermal cutting, mechanical cutting, laser cutting, cutting with water under pressure.
  • the cutting is possibly carried out mechanically by means of the separators 38 of the grid 34.
  • the grid 34 and possibly the die 35 follow the rotation of the profiles around the core 30.
  • the grid 34 is synchronized in rotation with the cage 40 by an appropriate means such as an attachment or an auxiliary return shaft.
  • the profiles, passing through the grid 34, can also drive it in rotation.
  • the grid 34 as the die 35 are generally immobile in translation along the axis of the core 30.
  • the cutting of the ribbon may be fine or, on the contrary, wide depending on the configuration of the sheet and the mutual risks of peeling of the abrasion protection of two profiles touching at the level of their upper protection.
  • the installation angle, the type of profile it may be, in certain cases, necessary to cut the unitary assembly in line with each of the lateral faces of each of the profiles making up the together.
  • the cage 40 is maintained by the cage rollers 39.
  • a multigorge mold is preferably used but it is conceivable to produce all the profiles, either one by one in a single groove and on a single mandrel, or several at the same time in several molds and on the same mandrel, the latter possibility being advantageous when the demolding efforts would lead to unacceptable deformations of the mold.
  • the anti-abrasion material used to produce the anti-abrasion protection of the profile can consist for example of materials thermoplastics such as polyamide 11, thermosetting materials or elastomers correctly formulated to resist abrasion, solid lubricants or any other means of combating wear reported on the profiled body.
  • abrasion protection is carried out by physical or chemical treatment of La or of the surfaces of the profiled body.
  • abrasion protection is polyamide 11 (generally designated by the Rilsan trademark) and the profiled body reinforced with glass fibers impregnated with epoxy resin, it is possible, for example, to make the connection between the protection and the profiled body, SCOTCH- ELD 2216 B / A epoxy glue which is a registered trademark of The Minnesota Mining Company and Manufacturing Co.
  • the abrasion-resistant materials are different for one or the other. 'other surfaces and that they are adapted to achieve together a rubbing couple of abrasion-resistant materials which would be used during the contacts between the external and internal reinforcement plies.
  • the profiles are composed of thermosetting material reinforced with glass filaments, carbon or other materials with high resistance to tensile forces. It will not depart from the scope of the present invention by fitting, according to the method described, and by making metal reinforcing bars having abrasion-resistant qualities, for example, only on their lower and / or upper faces.
  • the elongated bodies may include any moldable material, and / or stabilizable and / or reinforced.

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Abstract

Le profilé (1) en général en matière plastique armée cintrée comporte uniquement sur sa partie inférieure (4) et/ou sa partie supérieure (6) un matériau antiabrasion. Plusieurs profilés antiabrasion sont produits à l'intérieur d'un moule profilé (5) avec plusieurs gorges dans lesquelles on dipose le matériau antiabrasion des faces inférieures (4), puis les filaments de renfort imprégnés de résine stabilisable et enfin le matériau antiabrasion des faces supérieures (6). On enroule le moule autour d'un mandrin puis on procède à la stabilisation de la matière plastique avant de démouler les profilés qui forment un ensemble unitaire divisible notamment lors du toronnage des armures. L'invention s'applique notamment à la fabrication de profilés antiabrasion destinés à servir dans les armures pour des tubes flexibles.

Description

PROFILE CINTRE ANTIABRASION ET SON PROCEDE DE FABRICATION
La présente invention concerne un corps altongé en matière ptastique armée, capable de résister à l'abrasion et son procédé de fabrication.
De tels corps profilés sont, en particulier mais non exclusivement, utilisables pour fabriquer des tubes légers à haute résistance par enroulement hélicoïdal des profilés. De tels tubes ainsi composés sont par exempte décrits dans le brevet US-A-4.013.100.
On a déjà proposé, par exemple dans te brevet français FR-A-2.312.356, de réaliser un profilé en matière plastique armée en garnissant d'un mélange de filaments et de matière plastique réticulable, une gorge allongée formant moule, enroulée sur la paroi d'un tambour, le profité étant extrait de cette gorge après traitement thermique.
Lors des essais en fatigue de ftexion d'éléments fabriqués avec des profilés de ce type, on observe une abrasion importante des différentes couches ainsi constituées, cette abrasion pouvant conduire à une mise hors-service prématurée du tube.
Le brevet français FR-A-2.494.401 a déjà proposé un profité allongé en matière plastique armée, capable de résister à l'abrasion sur au moins trois de ses faces et un procédé permettant de le fabriquer. Cependant, le profité proposé revient assez cher, d'une part à cause surtout des matériaux antiabrasion (quantité x prix élémentaire) qu'il emploie et d'autre part du fait des coûts de production. Ces derniers étant d'autant plus élevés que la largeur des profilés est faible (dimension de la section droite du profilé selon une perpendiculaire au rayon, ta hauteur étant la dimension selon le rayon), car la production en surface couvrante de profilé par machine de production est d'autant plus faible (production en surface couvrante = produit du débit de production en longueur par la largeur du profilé).
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La présente invention propose un profilé résistant à l'abrasion et un procédé de fabrication de celui-ci qui atténue tes inconvénients du brevet FR-A-2.494.401 cité ci-avant.
''-' Lors des essais de fatigue de tubes flexibles comportant plusieurs nappes de renfort, on peut observer que l'usure est irrégulièrement répartie selon les faces considérées du profilé et que dans tous les types de tubes et configurations de service observés, l'usure des surfaces inférieure (face interne du profité) et supérieure (face
"~ externe du profilé) est extrêmement sévère et constitue un grave danger pour les tubes, alors que l'usure des faces latérales n'a aucune conséquence sérieuse à très long terme.
En effet, l'usure des surfaces inférieures et supérieures correspond 25 aux zones de contact où s'accumulent l'effet d'une forte vitesse de glissement et d'un frottement élevé notamment lié à une forte charge de contact entre Les faces supérieures des corps profilés d'une première nappe et les faces inférieures des corps profilés d'une seconde nappe en contact avec la première selon Lesdites faces.
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Pour remédier à cette détérioration des surfaces, on peut intercaler entre-elles un matériau antiabrasion convenablement choisi et en plus, pour des raisons de stabilité de celui-ci, on pourra sans inconvénient, te rendre solidaire de l'une ou l'autre des surfaces. Ainsi, en n'utilisant qu'une seule couche de matériau antiabrasion, on réduit au minimum la quantité de celui-ci et du fait de son prix élevé, on diminue au maximum le coût des corps profilés résistants à l'abrasion.
La présente invention propose, selon un procédé de fabrication particulièrement économique, de réaliser des profilés résistants à L'abrasion en solidarisant le matériau antiabrasion à la surface supérieure des corps profilés et en produisant simultanément plusieurs profilés.
La présente invention, en plus des avantages économiques qu'elle apporte, permet de faciliter la pose des corps profilés lors du toronnage des tubes renforcés et des câbles, en particulier ceux qui comportent un grand nombre de corps profilés par nappe de renfort.
La présente invention offre en outre, avec les mêmes avantages que déjà décrits, la possibilité de fabriquer des corps profilés qui comportent un matériau antiabrasion à la fois sur la surface inférieure et sur ta surface supérieure.
Le procédé permet, notamment pour tes tubes comportant trois nappes superposées de profilés, de limiter le nombre de profilés résistant à l'abrasion. En effet, en utilisant pour former la nappe centrale des profilés résistant à l'abrasion à ta fois sur leur surface inférieure et sur leur surface supérieure, il est parfois inutile d'employer des profilés résistant à l'abrasion pour constituer les nappes extrêmes.
Ce procédé de fabrication de corps allongé en matière, armée, Ledit corps allongé étant capable de résister à l'abrasion et comportant une surface inférieure et une surface supérieure, ledit procédé utilisant une gorge allongée formant moule que l'on garnit de la matière armée, est notamment caractérisé en ce qu'avant de garnir la gorge de La matière armée, on place sur te fond et/ou tes parois de ta gorge une première couche de matériau antiabrasion et/ou après avoir garni la gorge de la matière armée, on la recouvre d'une deuxième couche de matériau antiabrasion, et caractérisé en ce qu'après avoir effectué l'une et/ou l'autre des étapes précédentes on sépare La gorge de La matière armée comportant la ou les couches de matériau antiabrasion.
Lorsque la matière armée est un mélange de matière plastique stabilisable et de filaments à haute résistance, on pourra appliquer La première couche de matériau antiabrasion avant de procéder au traitement permettant de stabiliser La forme de La matière stabi Lisable.
Pour ta fabrication de corps allongés cintrés avec un moule profilé creux, on pourra former lesdits corps allongés dans le profilé creux disposé en hélice sur un mandrin, et après avoir formé ledit corps allongé comportant la ou les couches de matériau antiabrasion, on pourra le séparer du profilé creux.
Le moule pourra comporter plusieurs gorges sensiblement"parallèles permettant de produire simultanément plusieurs corps allongés capables de résister à l'abrasion.
La ou les couches de matériau antiabrasion pourront être sous la forme d'un ruban.
On pourra recouvrir simultanément toutes les surfaces supérieures des corps allongés à protéger de l'abrasion, d'un seul ruban de matériau antiabrasion.
Le ruban pourra comporter une zone de restriction entre chaque corps allongé. Après avoir séparé le profilé formant moule des corps allongés profilés revêtus du ruban antiabrasion, on pourra diviser longitudinalement entre les corps allongés ledit ruban pour produire simultanément plusieurs corps allongés profilés résistants à l'abrasion.
On pourra séparer les corps profilés les uns des autres au cours de l'utilisation du corps renforcé, le corps renforcé comportant les corps profilés.
L'invention fournit également un corps profité obtenu par la mise en oeuvre du procédé.
L'invention fournit en outre un corps allongé cintré résistant à l'abrasion, notamment caractérisé en ce que la surface supérieure et/ou la surface inférieure du corps allongé sont résistantes à l'abrasion et en ce qu'au plus une partie des surfaces latérales du corps est résistante à l'abrasion.
On pourra enduire les parois internes du moule d'un produit antiadhérent avant de le garnir des filaments de ladite matière réticulabte.
Le corps allongé pourra comporter un matériau antiabrasion uniquement sur sa surface supérieure et/ou sa surface inférieure.
L'invention fournit en outre un ruban ayant au moins une face et regroupant des corps allongés disposés parallèlement, les corps devant être utilisés simultanément. Ce ruban est caractérisé en ce que chacun des corps allongés comporte une surface solidaire avec une partie de La face du ruban et caractérisé en ce qu'au cours de L'utilisation des corps allongés, ledit ruban est adapté à ce que les corps allongés acquièrent entre eux une liberté de mouvement relatif.
L'invention est illustrée par les figures annexées où :
- La figure 1 est une vue en section droite d'un profilé selon l'invention avec une protection antiabrasion sur sa surface supérieure et reposant sur une nappe de renfort interne d'une conduite renforcée,
- la figure 2 détaille un profilé selon l'invention comportant une protection antiabrasion sur ses faces inférieure et supérieure.
- la figure 3 représente un moule de formage selon l'invention au cours de La production de profilés résistants à l'abrasion sur Leur partie supérieure,
- la figure 4 illustre un moule de formage selon l'invention au cours de la production de profilés résistants à l'abrasion sur leurs faces inférieure et supérieure,
- la figure 5 montre en détail le formage des profilés réunis par un ruban antiabrasion comportant des zones de restriction entre chaque corps profilé,
- la figure 6 schématise un procédé selon l'invention de fabrication de corps profilés avec recyclage du moule profilé,
- La figure 7 représente schématiquement un procédé selon l'invention de fabrication de profilés résistants à l'abrasion sur leurs faces inférieure et supérieure. - la figure 8 illustre schématiquement un procédé de toronnage utilisant un ensemble unitaire selon l'invention, et
- la figure 8A schématise la grille de séparation et d'agencement des profilés utilisée lors du toronnage des tubes renforcés.
Sur la figure 1, le corps profilé 1 est revêtu sur sa surface supérieure d'un matériau antiabrasion 2, Le corps profilé repose en service sur la partie 3 qui peut être, soit une armature de renfort d'une nappe interne, soit une gaine d'étanchéité d'une conduite flexible.
Comme présenté sur la figure 2, Le corps profilé 1 peut comporter en plus d'une protection de sa surface supérieure, par un matériau antiabrasion qui protège à la fois Le profilé lui-même et éventuellement aussi les profilés de la nappe de renfort supérieure, une protection contre l'abrasion de sa surface inférieure à L'aide d'un matériau antiabrasion qui, comme pour la surface supérieure, protège à la fois .le profilé et éventuellement les- profilés de La nappe de renfort inférieure.
Alors que les figures 1 et 2 montrent le corps profilé muni de sa ou ses protection(s) antiabrasive(s) après fabrication, les figures 3, 4 et 5 illustrent différents modes de réalisation de ces profilés selon l'invention.
SeLon L'invention, plusieurs corps profilés résistants à L'abrasion sont produits simultanément dans un moule profilé multigorge 5 qui peut être par exempte en polyamide 11.
Sur la figure 3, le matériau antiabrasion est composé d'un ruban de matériau antiabrasion 6 qui peut être une matière plastique qui est emboîtée dans Les cloisons externes 5c et 5d du moule jusqu'au niveau de ses cloisons internes 5a et 5b et qui recouvrent simultanément tous les profilés.
Les extrémités des parois verticales extérieures du moule ou cloisons externes sont ici adaptées à faciliter le centrage du ruban dans le moule.
Le ruban est adapté à se solidariser à chacun des corps profilés et à ne pas adhérer au moule. Cette solidarisation peut être réalisée par collage ou par ancrage mécanique.
Par contre, le moule est adapté à faciliter le démoulage des corps profilés 5, reliés ensemble par le ruban 6.
On pourra à cet effet, garnir tes gorges du moule de produits anti- adhérents tels qu'un agent de démoulage d'un type courant dans l'industrie des matières plastiques avant de garnir ces gorges de filaments et de matière plastiques stabi lisabtes.
Par matériau stabi tisable, on entend les corps pouvant prendre une forme stable par un processus physique ou chimique tel que fusion avec refroidissement ou réticulation. Ces matériaux peuvent être par exemple des thermoplastiques, des thermodurcissables ou des étastomères.
On pourra aussi utiliser comme agent de démoulage des feuilles de matière plastique antiadhérentes au moins sur une de leurs faces et placées à L'intérieur du moule.
Sur le fond de chacune des gorges du moule 5 est disposé un matériau antiabrasion 4 qui constituera ta protection antiusure de ta surface inférieure des corps profilés. Dans chacune des gorges, le matériau antiabrasion est recouvert de filaments de renfort imprégnés de résine avec des moyens adaptés pour solidariser le matériau antiabrasion. La face supérieure de tous les profilés est alors recouverte d'un ruban de matériau antiabrasion adhérant aux surfaces supérieures.
La figure 4 montre la disposition dans un moule des différents matériaux, tors de ta réalisation de corps profilés résistant à l'abrasion à la fois sur leurs surfaces inférieure et supérieure.
La figure 5 illustre un mode de réalisation préféré où l'on utilise un ruban antiabrasion d'épaisseur variable 7 comportant des restrictions franches 8 situées au-dessus des cloisons internes du moule 5. Ce ruban étant solidarisé aux corps profilés 1 comme décrit ci-dessus. Les restrictions s'étendent dans ta direction d'allongement du ruban réalisé en matériau antiabrasion.
Ces restrictions ont essentiellement comme but :
. que le ruban couvre tous les profites du moule,
. que tous les profilés une fois démoulés constituent un ensemble unitaire facilement stockable et anipulable,
. et que ta séparation des profilés se fasse facilement, soit au moment du toronnage, soit en cours de service du tube, du câble ou du corps renforcé sans pour autant, dans ce dernier cas, produire des effets néfastes tels des désorganisations des nappes de renfort utilisées par exemple dans les tubes armés et les câbles et nuire à l'agencement des nappes de renfort.
L'épaisseur du ruban au niveau des restrictions peut donc être très faible (quelques centièmes de millimètre par exemple). La matière au niveau des restrictions peut être soit le matériau antiabrasion lui- même, soit un autre matériau.
Dans tes figures 6 et 7, la référence 5 est relative au moule multigorge qui sert à ta fabrication des corps profilés et à L'adjonction du matériau antiabrasion. La plus grande face du moule reposant sur le mandrin ou le tambour 11.
L'arbre 23 du tambour 11 est relié à des moyens d'entraînement en rotation de ce tambour, qui comportent par exempte une chaîne 21 engrenant sur un pignon denté 22 calé sur l'arbre 23.
L'arbre 23 repose sur te palier 19 par l'intermédiaire de roulements, ce palier étant solidaire d'un châssis 20.
Avant d'être bobiné sur Le mandrin 11, le moule profilé passe entre Les galets de guidage 16 et de tension 17.
Dans La figure 6, Le moule 5 présente plusieurs gorges Longitudinales qui, au fur et à mesure de l'enroulement sur le tambour 11 sont remplies de filaments 12 à haute résistance, ou rovings, préalablement imprégnés d'une matière plastique stabitisable adaptée à ne pas adhérer aux parois internes des gorges et capable d'adhérer auxdits filaments, ce mélange de filaments et de matière stabitisable formant le corps profilé 1.
Le moule garni est ensuite recouvert du matériau antiabrasion 6, capable d'adhérer aux faces supérieures des corps profilés, par exemple, soit par collage, soit par ancrage mécanique.
Le matériau antiabrasion pourra avoir la forme d'un ruban comme montré sur la figure 6, ou être constitué de plusieurs rubans. On peut utiliser un galet presseur 14 pour faciliter l'assemblage.
Une légère traction sur l'élément 6 peut également assurer l'emboîtement du ruban dans Le moule par effet de cabestan.
Une contre forme, comme décrite dans Le brevet français FR-A-2.312.356 peut être utilisée, avant l'amenée de l'élément 6, pour réaliser une bonne répartition des filaments dans les gorges du moule.
Dans la figure 7, le moule 5 présente plusieurs gorges longitudinales qui, au fur et à mesure de l'enroulement sur le tambour 11, sont d'abord chacunes garnies d'un matériau antiabrasion qui pourra avoir la forme d'un ruban, puis complétées par des filaments à haute résistance, préalablement imprégnés de résine adaptée à ne pas adhérer aux parois internes des gorges, mais capable d'adhérer auxdits filaments et au matériau antiabrasion. On recouvre ensuite lesdits filaments imprégnés de résine d'un matériau antiabrasîon 6 capable d'adhérer aux filaments.
Le matériau antiabrasion pourra avoir la forme d'un ruban, comme montré sur la figure 7, ou être constitué de plusieurs rubans.
Comme illustré sur la figure 6, on pourra utiliser un galet presseur 14 ou réaliser un effet de cabestant avec le ruban 6.
Le garnissage du moule profilé peut s'effectuer sans inconvénient, soit sur plusieurs points d'une même génératrice du mandrin comme l'illustre la figure 7, soit en plusieurs points sur différentes génératrices du mandrin.
Dans les figures 6 et 7, le moule profilé 5 ainsi garni passe ensuite dans un four 15 où il est soumis à un traitement thermique capable de donner une forme stable à la matière plastique armée qu'il renferme et éventuellement de solidariser le ou les matériaux antiabrasion des filaments imprégnés de résine.
Le four 15 est alimenté en énergie par tout moyen approprié, tel que par exemple, Le câble 15a, si l'on utilise des moyens de chauffage électriques.
Sur la figure 7, La référence 18 désigne une bobine de stockage du moule profilé, qui, passant entre Les galets de guidage 16 et de tension 17, va être rempli desdits filaments.
Après stabilisation, on pourra, comme montré sur les figures 6 et 7, extraire du moule profilé 5 les corps profilés recouvert de matériau antiabrasion qui y ont été formés.
On réalise par exemple cette extraction en un point situé à l'extérieur du mandrin, en courbant le moule 5 grâce aux galets 13 et 13a, vers l'axe du mandrin.
Selon que l'on voudra ou non recycler en continu le moule 5 par l'intérieur ou l'extérieur du mandrin, on peut, soit comme illustré sur la figure 6, faire passer Le moule dans Le mandrin 11 puis dans l'arbre 23 vers La gauche de la figure et sur te galet de renvoi 2-4 (le mandrin 11 et l'arbre 23 auront été tous deux alésés), soit, comme illustré sur La figure 7, faire sortir Le moule multigorge entre Les groupes de corps profilés formés et éventuellement le recycler à la place de La bobine 18.
Le moule peut être alors soit stocké, soit réutilisé en continu, après passage dans un dispositif 25 de nettoyage du moule par un moyen convenable.
Les corps profilés dégagés sont ensuite acheminés vers les Lieux de stockage ou d'utilisation.
La figure 8 schématise le toronnage d'une nappe de renfort d'un corps cylindrique effectué avec les corps profilés résistants à l'abrasion. Ces corps profilés 1 sont liés ensemble par leur partie supérieure par un ruban 6 comme illustré aux figures 3, 4 et 5 et forment l'ensemble unitaire 33.
Cet ensemble unitaire 33 est initialement stocké sur une ou plusieurs bobines 31. Cette ou ces bobines 31 peuvent être par exemple freinées par des moyens appropriés de façon à ce que tes profilés soient tendus à leur pose.
Ce mode de tension des profilés pourrait être sans inconvénient réalisé autrement.
L'ensemble unitaire circule sur un galet d'orientation 32 destiné à conserver l'angle de pose de l'ensemble 33 sur le noyau 30.
L'ensemble unitaire est ensuite divisé par coupage entre les profilés avant de passer dans la filière 35 et de constituer le brin posé 36 de la nappe en cours de pose 37. Si la pose est correcte sans filière, celle-ci peut être enlevée.
La division de l'ensemble peut être réalisé par exemple, par coupe thermique, coupe mécanique, coupe laser, coupe à l'eau sous pression.
Sur la figure 8, ou comme détaillé sur la figure 8A, La coupe est éventuellement réalisée mécaniquement grâce aux séparateurs 38 de la grille 34.
La grille 34 et éventuellement la filière 35 suivent La rotation des profilés autour du noyau 30.
La grille 34 est synchronisée en rotation avec la cage 40 par un moyen approprié tel une solidarisation ou un arbre auxiliaire de renvoi.
Les profilés, en passant dans La grille 34, peuvent aussi l'entraîner en rotation.
La grille 34 comme la filière 35 sont généralement immobiles en translation suivant l'axe du noyau 30. La coupe du ruban pourra être fine ou au contraire Large selon la configuration de La nappe et les risques mutuels de pelage de la protection antiabrasion de deux profilés se touchant au niveau de leur protection supérieure.
En effet, suivant Le diamètre du noyau 30, L'angle de pose, le type de profilé, il peut être, dans certains cas, nécessaire de couper L'ensemble unitaire au droit de chacune des faces Latérales de chacun des profilés composant l'ensemble.
Dans le mode de toronnage d'une nappe de renfort schématisé à la figure 8, on suppose que le noyau 30 est animé d'une translation vers la droite de La figure et est immobile en rotation alors que la cage 40, support des bobines 31 et des galets 32, est immobile en translation mais tourne autour du noyau 30 selon le sens permettant de recouvrir le noyau 30.
Toutes Les combinaisons de mobilité du noyau 30 et de la cage 40 sont possibles, du moment que Le mouvement relatif de l'un par rapport à l'autre soit un vissage (droit ou gauche suivant le cas).
Sur la figure 8, le maitien de la cage 40 est effectué par les galets de cage 39.
Dans Les procédés de fabrication de corps profilés résistants à l'abrasion exposés, on utilise préférentiellement un moule multigorge mais il est concevable de réaliser tous les profilés, soit un à un dans une seule gorge et sur un seul mandrin, soit plusieurs à la fois dans plusieurs moules et sur un même mandrin, cette dernière possibilité pouvant être intéressante lorsque Les efforts de démoulage conduiraient à des déformations inadmissibles du moule.
Le matériau antiabrasîon utilisé pour réaliser la protection antiabrasion du profilé peut être constitué par exemple de matériaux thermoplastiques comme le polyamide 11, de matériaux thermodurcissables ou d'élastomères correctement formulés pour résister à l'abrasion, de lubrifiants solides ou tout autres moyens de lutte contre l'usure rapporté sur le corps profilé.
On ne sortira pas du cadre de la présente invention si la protection antiabrasion est réalisée par traitement physique ou chimique de La ou des surfaces du corps profilé.
Si La protection antiabrasion est du polyamide 11 (généralement désigné par la marque de fabrique Rilsan) et Le corps profilé armé de fibres de verre imprégnées de résine époxyde, on peut par exemple utiliser, pour réaliser La solidarisation de la protection et du corps profilé, La colle époxyde SCOTCH- ELD 2216 B/A qui est une marque déposée par La Société Minnesota Mining et Manufacturing Co.
Dans Le cas, par exemple, où Les corps profilés comportent deux protections antiabrasion, l'une sur sa surface inférieure, l'autre sur sa surface supérieure, il est tout à fait possible que Les matériaux antiabrasion soient différents pour L'une ou l'autre des surfaces et qu'ils soient adaptés à réaliser ensemble un couple frottant de matériaux antiabrasion qui serait mis à profit lors des contacts entre des nappes de renfort externe et interne.
Dans la description de la présente invention, les profilés sont composés de matériau thermodurcissable armé de filaments de verre, de carbone ou d'autres matériaux à forte résistance aux efforts de traction. On ne sortira pas du cadre de La présente invention en posant, selon le procédé décrit, et en réalisant des barres de renfort en métal possédant des qualités antiabrasion, par exemple, uniquement sur leurs faces inférieure et/ou supérieure.
D'une manière générale, les corps allongés pourront comporter tout matériau moulable, et/ou stabi lisable et/ou renforcé.

Claims

- 16 -R E V E N D I C A T I O N S
1. - Procédé de fabrication de corps allongé (1) en matière armée, ledit corps allongé étant capable de résister à l'abrasion et comportant une surface inférieure (4) et une surface supérieure (2), Ledit procédé utilisant une gorge (5) allongée formant moule que l'on garnit de ladite matière armée, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'avant de garnir Ladite gorge (5) de Ladite matière armée, on place sur le fond et/ou tes parois de ladite gorge une première couche de matériau antiabrasion (4) et/ou après avoir garni ladite gorge de ladite matière armée, on ta recouvre d'une deuxième couche de matériau antiabrasion (2), et caractérisé en ce qu'après avoir effectué l'une et/ou l'autre des étapes précédentes on sépare ladite gorge de la matière armée comportant la ou les couches de matériau antiabrasion (2, 4).
2. - Procédé selon ta revendication 1, dans lequel ladite matière armée est un mélange de matière plastique stabilisable et de filaments à haute résistance, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on applique la première couche de matériau antiabrasion avant de procéder au traitement permettant de stabiliser ta forme de ladite matière stabilisable.
3. - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, appliqué à la fabrication de corps allongés cintrés, et dans lequel ledit moule (5) est un profilé creux, caractérisé en ce que l'on forme lesdits corps allongés dans ledit profilé creux disposé en hélice sur un mandrin
(11), et en ce qu'après avoir formé ledit corps allongé (1) comportant la ou lesdites couches de matériau antiabrasion, on te sépare dudit profité creux (5) .
4. - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit moule (5) comporte plusieurs gorges sensiblement parallèles permettant de produire simultanément plusieurs corps (1) allongés capables de résister à l'abrasion.
5. - Procédé selon L'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que La ou Lesdites couches de matériau antiabrasion sont sous La forme d'un ruban.
6. - Procédé selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'on recouvre simultanément toutes Les surfaces supérieures desdits corps allongés à protéger de l'abrasion, d'un seul ruban de matériau antiabrasion (6).
7. - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit ruban comporte une zone de restriction (8) entre chaque corps allongé H .
8. - Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'après avoir séparé te profilé formant moule desdits corps allongés profilés revêtus dudit ruban antiabrasion (6 ou 7), on divise longitudinatement entre les corps allongés (1) ledit ruban (6 ou 7) pour produire simultanément plusieurs corps allongés profilés résistants à l'abrasion.
9. - Procédé selon ta revendication 6, caractérisé en ce que l'on sépare les corps profilés tes uns des autres au cours de l'utilisation du corps renforcé, ledit corps renforcé comportant lesdits corps profilés.
10. - Corps profilé (1) obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 9.
11. - Corps allongé cintré résistant à l'abrasion, caractérisé en ce que la surface supérieure et/ou la surface inférieure dudit corps allongé sont résistantes à L'abrasion et en ce qu'au plus une partie des surfaces latérales dudit corps est résistante à l'abrasion.
12. - Ruban (6, 7) ayant au moins une face et regroupant au moins deux corps allongés (1) disposés parallèlement, lesdits corps devant être utilisés simultanément, caractérisé en ce que chacun des corps allongés (1) comporte une surface solidaire d'une partie de Ladite face du ruban et en ce qu'au cours de L'utilisation des corps allongés, ledit ruban (6, 7) est adapté à ce que Les corps allongés (1) acquièrent entre eux une liberté de mouvement relatif.
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