C. Œil

D. Raccord \

E. Rosette \

F. Ecrou de serrage.

La clef et le boisseau sont d'abord tournés puis rodés à Témeri fin et au rouge d'Angleterre. L'usure résultant de cette opération produit souvent des épaulements en a a et bb; dès lors, la clef ne cède

pas ii l'action de l'écrou F et le robinet cesse d'être étanche. On évite cet inconvénient en pratiquant au tour un léger rétrécissement de la clef dans ces piirties.

La rosette est percée d'un carré et tourneaveclaclef; le jeu entre Técrou Gl le carré de la clef doit être assez grand pour permettre plusieurs rodages.

Lm manette de manœuvre est rapportée par un carré avec écrou, ou bien veuiir de fonte avec la clef ; elle est garnie de bois.

I,:t ligure 229 représente un robinet à trois voies.

Fig. 229.

l*i's raccords se font soit par des brides (a), soit par des écrous aver tûwv un bronze tourné et soudé à l'extrémité du tuyau à raccorder, comme i^îj 11.

Lu cône est souvent remplacé par une simple collerette rabattue à l'exlr(>nnLé du tuyau à raccorder; on fait alors le joint avec une rondelle de plumb enduite de céruse ou une bande de caoutchouc.

Ptîiir les grandes ouvertures, on emploie des tiroirs glissants, simples ou A jîil«jusies(fig. 215), ou des soupapes à vis.

ACCESSOIRES DES CHAUDIERES

Soupape d" arrêt de la manne (fîg. 230). Soupape à vis pour grosse conduite de vapeur (fig. 231). Le joint entre la lige tournante et le chapeau est obtenu par le cône a poussé par le ressort à boudin b. -,

Sifflet de locomotive (fig. 232).

A. Cloche en bronze contre les bords de laquelle vient

Fig. 230.

Fig. 231.

Fig. 232.

se briser le jet de vapeur lancé par l'ouverture annulaire a a ;

D. Levier de manœuvre ; il appuie sur la soupape B et est soutenu au repos par le ressort c.

zoy, Tay-antcrte. — Les tuyaux pour machines à vapeur se font en cuivre, en fonte, en fer ou en tôle rivée.

Les tuyaux en cuivre sont les plus employés ; ceux de petit diamètre sont en cuivre rouge étiré et sans soudure. On les courbe facilement ; les assemblages se font par des raccords à vis décrits au paragraphe précédent.

Ceux de plus grand diamètre s'obtiennent au moyen de bandes de tôle de cuivre^cintrées et soudées à la soudure forte. Pour les courber, on les remplit préalablement de résine qui les empêche de s aplatir. Ils s'assemblent au moyen de brides en fonte ou en fer soudées au tube (fig. 233 a) ou pressant sur des collerettes (b) avec interposition de rondelles de plomb ou de chanvre gras.

Les tuyaux en fonte s'obtiennent à la 'fonderie avec leurs formes définitives, sauf le gras pour Tajustago des portées. Les assemblages se font k brides ; on emploie aussi des joints en caoutchouc, de différents systèmes, et qui rendent de bons services.

Les tuyaux en fer soudé ou étiré se fabriquent aujourd'hui couramment sous des diamètres allant jusqu'à 0™25

~ jv Tf Tf

Fig. 233.

et au delà. On les assemble h l'aide de manchons filetés (fig.234) pour les

274 CHAPITRl XIV

pf tils diamètres,el au moyen de collets rabattus et de brides, pour les gros

tuyaux.

Fig. 234.

On n'emploie guère la tôle rivée que pour les gros diamètres ; les as- Si'inblages se font comme pour les tuyaux en cuivre, ou mieux au moyen ih* brides en fonte ou en fer rivées.

Lus grandes conduites de vapeur exigent des précautions spéciales :

On a soin de ménager, de distance en distance, des joints de dilatation, couï^titués d'ordinaire par de simples presse-étoupe ou par des bouts de tuyaux de cuivre recourbés en col de cygne. A chaque point bas, on disposi^ un robinet de purge, ou mieux, un réservoir muni d'un purgeur auttimatique ; flotteur qui soulève une soupape de purge quand le niveau de l'eau vient à s'élever.

Lorsque plusieurs chaudières desservent un même moteur, chaque corps de chaudière doit avoir sa soupape d'arrôt, branchée sur la conduite de vnpour, et son robinet d'alimentation, branché sur la conduite d'eau sous pression. Il serait très imprudent d'avoir,entre les diflFérentes chaudières,des communications permanentes d'eau et de vapeur; à l'état statique, le niveau de Teau s'établirait bien à la même hauteur dans les différents corps ; mais si Ton vient à ouvrir les prises de vapeur, il se produit vite, d'un corps à l'autre, des différences de pression amenant des dénivellations variables et trùs dangereuses ; d'ailleurs, on sMnterdirait ainsi la faculté de mettre hnrs feu un ou plusieurs corps, pour le nettoyage et les réparations.

Lm longues conduites occasionnent des condensations abondantes, que Inn combat au moyen d'enveloppes en corps non conducteurs : feutre cHuvprt de grosse toile ; douves de bois ou de liège maintenues par de la tuile, des cercles ou du fil de fer ; argile pétrie avec de la paille hachée : des êtoupes ou des tresses de foin ; feuilles de toile mince ; compositions diverses, appelées calorifuges, etc.

:fflS. Détériorations de* chaadlére«. — Les chaudières, mises en st rvtce, se détériorent plus ou moins vite ; les détériorations sont quelquefuîs fort lentes ; dans certains cas, elles se produisent avec une telle rapiiUtô qu'au bout de quelques semaines, le générateur est hors de service. Snicï sous quelles formes se présentent les détériorations les plus fréquentes.

Corrosions intérieures. — Elles ont l'aspect de vermiculures, de piqûres disséminées, d'érosions plus ou moins étendues. Fréquemment elles se lociiHsent en sillons le long de la pince intérieure des clouures ; elles percent la tôle sur toute son épaisseur. Ces corrosions ne se produi-

ACCESSOIRES DES CHAUDIERES 278

sent d*ordinaire que dans la partie immergée de la tôle, elles sont dues, sans doute, à l'action corrosive de Teau sur le métal ; mais les circonstances qui favorisent cette action sont encore mal connues. '

Les parties où le métal a été travaillé, maté ou piqué sans précaution, lors des nettoyages ; celles où il subit des efforts de tension ou de pression exagérés, senties plus exposées aux corrosions. Les eaux acides et, dans certains cas, les eaux grasses attaquent très énergiquement la tôle. Les chaudières froides sont rongées rapidement dans toutes les parties où on laisse l'eau séjourner.

Corrosions extérieures, — Les parties les plus froides des chaudières, les réchauffeurs d'eau d'alimentation, par exemple, qui condensent les eaux acides des fumées, sont quelquefois proniptement corrodées.

Toute humidité permanente détermine des corrosions rapides, les fuites des clouures, même les plus faibles, sont, à ce point de vue, fort dangereuses ; l'eau qui suinte coule le long des coutures et y produit des sillons profonds.

Dans les chaudières de locomotives, il se produit souvent un sillon extérieur dans la partie emboutie de la plaque tubulaire de la boîte à fumée, joignant le corps cylindrique ; il semble dû à des causes multiples. Cette partie a des formes assez contournées et elle subit les efforts résultant de la dilatation inégale des tubes en laiton et du corps cylindrique en fer.

Fentes et cliques, — Le bord de la tôle se crique assez souvent au droit d'un rivet ; cet effet peut provenir de l'aigreur du métal, d'une rivure faite sans précautions, de dilatations brusques et inégales ou d'efforts anormaux résultant soit d'un tassement dans les maçonneries soit d'obstacles à la libre dilatation de la chaudière.

Les criques dans le corps de la tôle, lorsqu'elle est de bonne qualité, sont beaucoup plus rares.

Coups de feu. — La partie de la chaudière placée au-dessus du foyer est la plus exposée à la plupart des détériorations qu'on vient d'énumérer. De plus, elle reçoit assez souvent des coups de feu proprement dits, qui se pré* sentent sous les formes suivantes :

Gerçures, indiquant l'aigreur du métal altéré par des échauffements brusques et violents ;

Des soudures dans le corps de la tôle, si elle renferme des pailles ; la partie extérieure est alors promptement brûlée ;

Boursouflures ; s'il y a des incrustations, la tôle rougit et cède en se gonflant sous la pression de la vapeur.

Une chaudière avariée doit être promptement réparée, sans quoi l'explosion est imminente.

299. De» explorions. — Les circonstances dans lesquelles se produis sent les explosions sont trop variées pour qu'on puisse les examiner en dé-

tail. Nous renverrons, sur ce sujet, aux statistiques et aux rapports insérés dans les Annales des Ponts et Chaussées et des Mines,

Parmi les causes immédiates des explosions, nous citerons seulement celles que Ton rencontre le plus fréquemment :

Défauts de construction.

Mauvaise qualité du métal : La tôle pour chaudière doit être douce et bien soudée. Une tôle est dite douce quand elle s'allonge notablement à la traction avant de se rompre ; cette qualité essentielle permet au métal de résister aux efforts résultant du brochage qui précède la rivure, et aux dilatations inégales, inévitables pendant le service ; elle n'est peut-être pas suffi samment constatée par l'épreuve des chaudières à la pression. Les tôles aigres se rompent sans prévenir et donnent une grande gravité aux accidents qui se produisent ;

Epaisseur insuffisante ;

Faiblesse des armatures : Le calcul des armatures des fonds plats et des tirants est difficile et incertain ; un grand nombre d'explosions sont dues à cette cause ;

Poches de vapeur dans les bouilleurs ou les réchauffeurs, provenant des dégagements insuffisants de là vapeur formée ;

Moyens de visite et de nettoyage incomplets.

Défaut d'entretien :

Les détériorations qui se produisent dans les générateurs peuvent très promptement amener des explosions ; on se met à l'abri de cette cause d'accidents par des visites fréquentes et attentives, toujours suivies des réparations reconnues utiles, et par des essais à la pression hydraulique périodiquement renouvelés.

Le défaut de nettoyage, tant intérieur qu'extérieur, est une des causes les plus fréquentes d'explosion.

Mauvais fonctionnement des soupapes de sûreté :

On aurait peine à croire que certains chauffeurs puissent pousser l'injprudence jusqu'à surcharger ou même attacher leurs soupapes, si des faits, malheureusement trop nombreux, ne venaient démontrer la fréquence de cette étrange pratique.

Si, dans une chaudière, on ferme tous les orifices par lesquels la vapeur peut s'échapper, la pression s'élève rapidement et dépasse, en quelques minutes, les limites de résistance des parois. Un calcul bien simple et des expériences nombreuses le démontrent péremptoirement (1).

(1) Soit une chaudière de locomotive ; surface de chauffe, 100 mètres carrés ; réservoir d'eau, 3 mètres cubes ; vaporisation : 40 litres par heure et par mètre carré de surface de chauffe ; timbre :8k.

La vaporisation, par heure : de 100 x 40 = 4.000 litres d'eau, correspond à une ab-

ACCESSOIRES DES CHAUDIERES 277

Sans être chargées, les soupapes sont parfois collées par l'oxyde sur leur siège. Le chauffeur doit toujours s'assurer qu'elles lèvent librement.

Il faut veiller avec soin à ce que les manomètres soient toujours en bon état et bien réglés.

Baisse du plan d'eau :

Quand Feau vient à découvrir des portions de parois chauffées par les flammes, ces parois rougissent, perdent leur cohésion et cèdent à la pression ; si le chauffeur, se voyant en faute, veut rétablir son niveau avant que l'explosion ne se soit produite, le contact de l'eau détermine dans le métal rougi des contractions brusques qui peuvent en amener la rupture, et, dans tous les cas, en diminuent la ténacité. C'est la négligence du chauffeur qui est la cause ordinaire de cet accident, d'ailleurs fréquent, et cette négligence se traduit, non seulement par un défaut de surveillance momentané, mais encore par le mauvais état des appareils indicateurs du niveau de Teau.

Les enquêtes faites régulièrement par les Ingénieurs de l'Etat, à la suite des accidents qui surviennent aux générateurs, ont jeté de vives lumières sur les causes des explosions. 11 est arrivé, dans certains cas que, par la force des choses^ Tinstruction a dû rester incomplète; mais lorsqu'il a été possible de retrouver des témoins, personnels ou matériels, de l'accident, celui-ci a pu être expliqué par des causes toutes naturelles. Quant aux phénomènes plus ou moins mystérieux que Ton a invoqués souvent : inflam' matioD de mélanges détonnants ; courants électriques, eau à l'état sphéroldal, rien n'est venu, jusqu'ici, en confirmer la réalité, et il convient de les reléguer au rang des hypothèses sans preuves.

Les conséquences des ruptures de chaudières, ont tous les degrés de gravité, depuis la simple fuite, l'ouverture d'une fissure, jusqu'à la projection en masse et à grandes distances des débris de l'appareil avec brûlures par l'eau et la vapeur, renversement des toitures et murailles, incendies, et cortège de nombreuses victimes.

Les accidents ont généralement bien moins de gravité quand la tôle est douce, le réservoir d'eau petit et la pression de vapeur faible.

La véritable sécurité repose dans une construction et un entretien soignés et bien entendus, et des visites fréquentes et complètes faites par des hommes compétents.

Les CLSsocialions de propriétaires d'appareils à vapeur ont rendu, à cet

sorption de chaleur de 40.000 X 630 = 2.620.000 calories ; soit par minute : ' ' —

43.700 calories pouvant élever la température de l'eau contenue dans la chaudière de

c'est-à-dire porter en deux minutes la pression à 15 k par centimètre carré, si l'écoulement de la vapeur est supprimé.

égard, de sérieux services à Tindustrie et à l'humanité. La société organisée à Mulhouse a servi de modèle pour la fondation de sociétés analogues, qui fonctionnent aujourd'hui avec plein succès, à Lille, à Paris et dans d'autres centres industriels. Les appareils engagés dans Tassociation sont visités périodiquement par des Ingénieurs spéciaux, chargés de ce service, qui constatent Tétat des générateurs et indiquent au propriétaire les réparations à faire et les améliorations à introduire, tant dans Télat des chaudières et de leurs accessoires que dans la conduite des feux et la pratique du chauffeur.

En outre, sous la direction de ce personnel éminemment compétent, les études les plus fructueuses ont été entreprises et menées à bonne fin, études embrassant les points les plus variés de la construction, de la conduite et de l'entretien des appareils à vapeur, ainsi que la recherche des meilleures méthodes pour bien diriger Téducation et le service des chauf- ■ feurs.

300. Généralltéfli. — Les questions qui seront examinées dans ce chapitre sont d'un ordre essentiellement pratique ; elles se rapportent à Tachât des moteurs à vapeur, à leur installation et à leur conduite.

Lorsqu'il s*agit de monter une force motrice à vapeur, les études préparatoires se présentent habituellement dans Tordre suivant :

En premier lieu, il s'agit de définir le travail à exécuter (le mot « travail » étant pris dans son acception vulgaire) et les conditions, souvent fort multiples, auxquelles il est subordonné.

D'après cela, on trace le programme du moteur, on détermine sa puissance, son mode d'action, ses dispositions et proportions principales, les vitesses des différents organes, la pression de la vapeur, etc..

Les formes et la disposition des moteurs à vapeur sont aujourd'hui presque aussi variées que les usages auxquels ils sont adaptés ; mais, le plus souvent, une étude bien faite a pour efiFet de restreindre étroitement le choix du type à adopter.

Le programme étant bien arrêté, on passe à l'étude de détail du mécanisme. Souvent aussi ce programme sert de base à des marchés débattus avec des constructeurs spéciaux, et l'étude de détail se fait chez le constructeur et sous sa responsabilité.

Le moteur exécuté est monté sur place ; on procède alors aux essais, qui précèdent la réception. Puis commence la période de mise en service et d*entretien.

Dans ces différentes phases, les qualités personnelles de TIngénieur chargé de diriger l'installation jouent un rôle considérable. Les connaissances techniques et pratiques et, au moins au même degré, son bon sens, son tact, son jugement, l'étude attentive et intelligente des difficultés à surmonter doivent Tempêcher de faire fausse route et le conduire à la solution qui répond le mieux aux conditions du problème à résoudre.

Dans une matière aussi délicate, il ne saurait être question de règles absolues ; mais quelques indications générales pourront servir de guide. Il semble bon de les faire précéder d'un petit nombre d'exemples afin de préciser les points principaux sur lesquels Tattention doit être éveillée.

301. 1" Exemple: Moteur pour tin entrepreneur de Travaux publies. — Une puissance de 5 à 6 chevaux est, en général, suffisante. L'appareil doit être facilement transportable, travailler 10 à 12 heures par jour, pendant 3 ou 4 mois de Tannée, avec repos les dimanches et'fètes,être manœuvré par des mains assez brutales, se plier à des exigences variées de puissance et pouvoir, au besoin, fournir un fort coup de collier.

On voit d'ailleurs tout de suite que la question d'économie de combustible est accessoire.

On aura donc une chaudière légère (tubulaire) ; la machine sera montée sur la chaudière et le tout porté par des roues (forme locomobile). La machine sera très simple et robuste de construction ; vitesse assez grande : 100 à 150 tours ; pression de 6 à 7 kilog. ; pas de condensation ; échappement par la cheminée pour activer le tirage ; distribution simple par excentrique circulaire et tiroir en coquille ; détente aussi grande que le permet cette distribution, afin d'économiser la vapeur et, par suite, d'alléger la chaudière ; fort volant tourné à la jante, avec prolongement de Tarbre permettant d'y poser une poulie ; modérateur à grande vitesse agissant sur une valve.

La chaudière doit être avant tout légère et puissante ; donc grand foyer et surface de chauffe modérée, ce qui permettra, en augmentant la vitesse de rotation, de donner un coup de collier soutenu.

Le devis approché des dépenses est intéressant à examiner :