Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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GAINE SOUPLE EN PVF~ ET SON APPLICATION
AUX FLEXIBLES METALLIQUES
La présente invention concerne une gaine souple en PVF3 et son
application aux flexibles métalliques.
ll est courant d'utiliser des flexibles pour l'exploitation de pétrole et de gazen mer. Ces flexibles sont constitués d'un tube flexible interne en acier, d'une gaine
en matière plastique dont la fonction est d'assurer l'étanchéité aux pétroles et aux
gaz et d'armatures métalliques. De tels flexibles sont par exemple écrits dans le
brevet européen EP 166 385.
Comme gaine thermoplastique d'étanchéité, on utilise des polyamides qui
conviennent lorsque la température d'exploitation des fluides ne dépasse pas 80 à
100 C.
A plus haute température, par exemple, jusqu'à 130 ou 140 C, on utilise le
polyfluorure de vinylidène. Mais ce polymère étant semi-cristallin et sa rigidité
élevée, son utilisation n'est pas possible telle quelle dans une structure destinée à
être enroulée et déroulée parfois à très basse température sans avoir recours à une
plastification interne ou externe.
Un exemple de plastification interne est donné dans le brevet EP 166 385
cite précédemment: on copolymérise le fluorure de vinylidène avec un monomère
fluroré. On augmente ainsi la souplesse de la gaine mais on diminue généralementsa température d'utilisation, on augmente sa permeabilité aux gaz et constate une
sensibilité accrue (par rapport à l'homopolymère) à l'éclatement en déco"" ression
brutale rendant son utilisation dangereuse pour certaines températures et pressions
de service élevées.
L'utilisation de plastifiants externes est citée dans les brevets français
2 560 884, 2 592 655 et 2 618 791. Certains plastifiants rendent possible l'utilisation
du PVDF homopolymère lors de la manutention des flexibles en l'assouplissant.
Mais en service, il est constaté que la gaine retrouve peu à peu sa rigidité d'origine
par départ du plastifiant généralement très compatible avec le PVDF. Non
seulement la rigidité augmente, mais également une fragilisation apparait du fait de
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la création de tensions internes dues au depart du plastifiant et la tendance auretrait ~llpêché de la gaine.
On a trouve que tous ces inconvénients dûs à la necessaire plastification
s interne ou externe du PVDF étaient supprimés pour l'utilisation d'un polymère
com,~,rel lant des motifs trifluoroéthylène. La demanderesse a découvert qu'on
pouvait faire des gaines (ou des tuyaux) particulièrement souples, en utilisant un
polymère co"~prenant des motifs trifluoroéthylène.
lo On obtient ainsi des gaines ayant une température d'utilisation très
supérieure à celles réalisées en PVD~. De plus, la gaine est beaucoup plus souple.
Outre le trifluoroéthylène (VF3), le polymère des gaines de l'invention peut
comprendre aussi les restes des motifs chlorotrifluoroéthylène, tetrafluoroéthylène,
hexafluoropro~,ene, fluorure de vinylidène, ou éthylène.
On ne sortirait pas du cadre de l'invention en y ajoutant des charges, des
pigments ou même un peu de plastifiants du type ester ou sulfonamide.
L'invention concerne aussi un tube métallique flexible recouvert d'une gaine
selon la présente invention.
Le flexible obtenu est particulièrement utile pour le transport
d'hydrocarbures liquides ou gazeux à température élevée. Ce flexible peut alors être
recouvert de couches de protection telles que des caoutchoucs, des toiles
métalliques ou textiles
Pour le transport du gaz, on préfère que le polymère de la gaine soit
essentiellement l'homopolymère du trifluoroéthylène.
L'invention concerne aussi des câbles recouverts de la gaine de l'invention.
Que ce soit les câbles ou les tubes flexibles, on peut recouvrir cette gaine
par un procédé d'extrusion.
Le câble peut être un fil métallique ou un toron ou plusieurs torons formant
un câble métallique.
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ExemPles
Autour d'un tube flexible d'acier de 32 mm de diambtre constitué de spires
entre lesquelles se trouvent des creux et interstices permettant son articulation, on
5 extrude une gaine thermoplastique de 5 mm d'épaisseur.
Pour comparer l'aptitude à l'enroulement de différents matériaux constituant
la gaine, on dispose du mode opératoire suivant:
Le tube gainé est placé sur deux supports fixes. Au moyen d'un galet de
cinlrayQ de 75 mm de rayon, on appuie à équidistance des points d'appui du tube.On applique sur le galet la pression nécessaire pour déformer le tube gainé et lui
donner le rayon de courbure du galet. La hauteur d'enfoncement du galet indique
l'aptitude à la déformation du flexible. La hauteur maximum est de 170 mm: elle
15 correspond à l'enroulement parfait du tube gainé sur le galet. Si avant enroulement
parfait du tube gainé il y a rupture, on note la hauteur. Plus elle est élevée, plus le
flexible est apte à la flexion.
On effectue, de plus, le test à différentes températures.
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ExemPle 1
Hauteur d'enfoncement du galet avant rupture
(en mm -170 mm correspond au maximum)
Ecl~~nlillon I ll lll IV
20 C 120 170 170 170
-30 C 80 150 100 160
Gaine l: homopolymère de VF2 - Foraflon 1 000 de ELF ATOCHEM.
Gaine ll: homopolymère de VF2 + 7.5 % en poids de N-butylbenzène
10 sulfonamide.
Gaine lll: copolymère de VF2 et d'hexafluoropropène dans le rapport
molaire 95/5.
Gaine IV: I'homopolymère de VF3.
.
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ExemPle 2
On soumet les 4 tubes flexibles gainés a un vieillissement thermique
pendant 3 mois a 150 C. On effectue ensuite les tests comme décrit précédemment.
Hauteur d'enfollce."e.lt du galet avant rupture
(en mm 170 mm correspond au maximum)
Echantillon I ll lll IV
20 C 100 90Gaine fondue 170
inutilisable
- 30~ C 40 40Gaine fondue 140
inutilisable
ZO
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ExemPle 3
Les 4 flexibles sont soumis a un vieillissement thermique pendant 3 mois a
180 C. On effectue ensuite les tests comme décrits précedel"",e"t.
Hauteur d enfoncement du galet avant rupture
(en mm -170 mm correspond au maximum)
Echantillon I ll lll IV
20 C Gaines Gaines Gaines 160
inutllisablesinutTlisablesinutilisables
- 30 C fondue - fondue - fondue - 110
déror"~ée déformée déformée
