Brevet FR2003474A1 — publié le 19691107

L'invention se rapporte à un procédé et un dispositif de revêtement intérieur de corps métalliques creux en particulier de tubes, avec une couche de matière synthétique calorifuge, la masse plastifiée par pression et par chaleur étant refoulée par un canal de formage. les matières thermo-durcissables conviennent bien, par suite de leur résistance à la chaleur et de leur tenue aux effets chimiques, pour le revêtement intérieur de corps métalliques creux qui sont sollicités du point de vue thermique et qui sont traversés par des liquides ou des gaz agressifs. Pui que l'intervalle de temps pendant lequel les matières thermodurcissables sont déformables est relativement petit et que leur durcissement subséquent est définitif, des difioultés se présentent surtout lorsque l'on doit appliquer des revêtements sur les faces intérieures de corps métalliques creux, par exemple de tubes. C'est pourquoi on a mis au point pour cela déåd plusieurs procédés qui, jusqu'à présent, ne donnent cependant pas de résultats satistaisants à tous les points de vue. On connatt, par exemple le procédé dit au sac de caout chouc, dans lequel, au moyen d'un sac en caoutchouc gonflable introduit dans l'espace intérieur d'un corps creux, on applique sous pression des revêtements de matière synthétique sur les parois du corps creux, le cas échéant avec chauffage simultané de ces parois,jusqu' au durcissement complet de la matière synthétique.(Yoir l'ouvrage de Ullmann, "Kunststoffe" tome 11, page 62). Ce procédé n1 est applicable que lorsque les corps creux à revêtir ont un diamètre suffisamment grand0 On connaît en outre un procédé de rev#tement inté- rieur de tubes, dans lequel on colle dans le tube revêtir un tuyau préparé à partir de tissus de fibres pré imprégnés imbibés de matière synthétique dits Prepegsu. Cela présente l'inconvénient que le durcissement de la matière synthétique n'a pas lieu sous pression et que l'homogénéité du revêtement ainsi que la liaison entre métal et matière synthétique sont donc insuffisants. Pour éviter ces inconvénients, on a également déjà proposé de munir les tubes à revêtir,à titre complémentaire, d'un mandrin intérieur concentrique et de bourrer la fente annulaire subsistant entre la face intérieure du tube et la surface du mandrin, en plusieurs phases successives, de plus petites quantités d'un produit de départ constitué par une matière synthétique en forme de poudre ou de flocons. Après l'introduction de chacune de ces quantités partielles, on pré-comprime le contenu au moyen d'un manchon de pression. On répète le bourrage et la pré-compression jusqu'à ce que la matière synthétique introduite dépasse la longueur prescrite du tube à revêtir d'environ 25 ffi , car la masse de résine synthétique se rétrécit et diminue de volume lors du chauffage subséquent du tube avec élévation simultanée de la pression.La partie du-tube, dépassant la longueur prescrite du tube à revêtir et revêtue partiellement de restes de matière synthétique en excès doit, lors de la mise en oeuvre de ce procédé, titre découpée comme chute. En outre, les revêtements présentent parfois des retassures et des fissures indésirables, dues à la pré-compression en phases successives de la matière synthétique introduite. Il n'est pas rare que cela entrasse un décollement et un détachement de parties plus ou moins importantes du rev#tement. L'invention a pour objet un procédé et un dispositif permettant de revêtir des corps creux métalliques, en particulier des tubes, d'une manière économique et en une seule opération de matières thermo-durcissables, l'action conjuguée des températures et des pressions nécessaires à la plastification de la matière pouvant autre influencée de manière que l'on soit en mesure de modifier en cas de besoin les deux facteurs pendant l'exécution du revêtement pour obtenir, entre autres, un revêtement de structure homogène et une liaison intime de celui-ci avec le support métallique. L'invention est caractérisée par le fait que l'on plastifie les matières thermo-durcissables se présentant à l'état solide, par pré-compression dans des cuves d'alimentation chauffées et qu'on les applique, par élévation subséquente de la pression à travers les orifices d'une buse sous pression, sur les surfaces à revêtir, le cas échéant chauffées également, du corps creux, le procédé conforme à l'invention assure d'une façon avantageuse un chauffage uniforme des matières de départ solides, devant être plastifiées.Il permet de plus d'utiliser, en dehors des matières de départ se présentant sous la forme de poudre ou de flocons, également des chutes provenant du décou- page de @@@@@@ et des copeaux qui jusqu'a présent étaient considérée e rebut. Finalement5 il permet de produire des revêtements homogènes, sans défaut, correspondant également à la cote descrite en direction axiale de la pièce à revetir, ceci pour tes tubes de formes variées. Il est vrai que pour le boudinage de matières synthétiques, on connaît entre autres déjà un dispositif dans lequel la mise en forme par pression et chauffage de la masse plastifiée a lieu dans un canal de formage chauffé. La section transversale souhaitée du produit boudiné peut autre obtenue de façons diverses.Ou bien des organes de profilage contenus dans le canal de formage coopèrent avec un poinçon de section circulaire ou bien un canal de formage profilé coopère avec un poinçon également profilé.la contre-pression s'opposant à l'écoulement de la masse lar le canal est produite au début du boudinage par une nièce matallique avancée par la masse pénétrant dans le canal et lors du boudinage en continu par une mSchoire de serrage disposée à l'extrémité du canal (brevet allemand n0 651 487). bu égard à l'homogénéité élevée que doit présenter un revêtement de matière synthétique calorifuge ainsi qu'à la bonne adhérence de celui-ci à la face intérieure du corps métallique creu%---, les dispositifs connus ne conviennent pas à la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. Par conséquent, l'invention vise également un dispositif de alise en oeuvre du procédé conforme à l'invention précédemment décrit, ce dispositif étant caractérisé par une cuve d'alimentation chauffée par une buse amovible et remplaçable, faisant suite à cette cuve et par un porte-pièce chauffé, relié par conjugaison de forme à la buse. Un dispositif de moulage réalisé ainsi en plusieurs parties facilite, entre autres, le changement des pièces à revêtir et la variation des températures de la cuve d'alimentation et du porte-pièce. Suivant un mode de réalisation préféré, la buse et le porte-pièce sont pourvus d'un logement pour un noyau s'étendant concentriquement à l'intérieur du corps creux. Ainsi , le noyau est fixé par des moyens les plus simples de façon sûre, mais facilement amovible dans sa position, ce mode de fixation permettant l'utilisation de noyaux de différents diamètres. En outre, par suite du guidage conforme à l'invention du noyau, aucun tretoise ou autre dispositif semblable n'est nécessaire en le noyau et la surface intérieure à recouvrir du corps creu- tallique, contrairement au dispositif connu de mise en oeuvra du procédé précité de boudinage, de sorte que le revêtement doit être interrompu en aucun endroit. Une autre caractéristique avantageuse du dispositif conforme à l'invention réside dans le fait qu'une pièce annulai re connue, qui peut être déplacée par la masse pénétrant dar, corps creux peut coulisser sur le noyau, à l'intérieur du corps creux dont la face intérieure doit être revêtue 9 cette pis annulaire a pour but, d'une part, d'assurer la position centrale du noyau à l'intérieur du corps creux et, d'autre part, d'oppo- ser à la masse visqueuse de moulage pénétrant dans l'espace in- térieur du corps creux, par suite de sa résistance au déplace- ment sur le noyau, une force antagoniste déterminée qui sert à la compression de la masse pénétrant dans le corps creux. Finalement, il entre dans le cadre de l'invention q la capacité de la cuve d'alimentation dépasse le volume du re- vêtement à préparer au moins d'autant que le volume de la ma- tière synthétique de départ est supérieur à celui du revêtement durci qui subit un retrait lors de son durcissement. l'excédent peut être limité d'une façon avantageuse à une valeur telle que la pression de moulage nécessaire puisse être exercée au moyen du piston de compression, mais qu'il n'existe pas de qnantité tités excé dentaires notables qui conduiraient à des difficul- tés en ce qui concerne l'enlèvement de la piècc# revêtue ho du porte-pièce ou en ce qui concerne la préparation du disposi- tif de moulage en vue de l'opération de moulage suivante. Pour la description plus détaillée du procédé conforme à l'invention on va se reporter au dessin annexé qui représente un exemple non limitatif du dispositif servant à sa mlse en oeuvre, le dispositif sert au revêtement intérieur de tronçons de tubes d'acier avec un polymère résistant à la chaleur. La figure 1 est une coupe longitudinale d'un moule à injection pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'inven- tion. la figure 2 est une coupe transversale suivant @@@@@ de la figure l. Le dispositif se compose essentiellement d'une installation de mise sous pression, par exemple d'une presse hydraulique A, d'une cuve d'alimentation 3, d'une buse C reliée par conjugaison de forme à la cuve et d'un porte-pièce D sur lequel est placée la buse, La tige de piston 2 coulissant dans le sens longitudinal dans le guide 1 d'une presse hydraulique par ailleurs non représentée est guidée dans l'axe du cylindre d'alimentation 3. Elle se termine par une partie renflée 4 formant le piston proprement dit et pénètre dans le cylindre d'alimentation 3. Le piston 4 peut, en glissant sur la face intérieure du cylindre, être déplacé sur toute la longueur de ce cylindre dont l'extré- mité inférieure est engagée dans un évidement 5 dimensionné de façon correspondante d'une buse 6. La pièce 8 à revêtir est maintenue par conjugaison de forte dans un autre évidement 7 à l'extrémité opposée de la buse 6 dans le fond central 9 de la buse 6, on a pratiqué des orifices 11 à 14, figure 2, disposés sur un cercle, orifices à travers lesquels l'espace intérieur du cylindre d'alimentation 3 et l'espace intérieur de la pièce tubulaire 8 8 à revêtir communiquent l'un avec l'autre.Au centre de lasur- face supérieure de délimitation de l'évidement 7, on a pratiqué dans la buse 6 un trou borgne 15 pour guider la pointe de centrage d'un noyau allongé 17 en forme de mandrin qui traverse la pièce 8 en direction longitudinale.l'autre extrémité du noyau est guidée de façon centrale en 19 dans la plaque de base 18 du porte-pièce D. La pièce 8 à rev#tir est engagée dans une gorge annulaire 20 pratiquée dans la plaque de base 18 de façon concentrique à l'évidement 19. Sur le noyau 17 peut coulisser longitudinalement une pièce annulaire 21 dont les cotes sont adaptées au diamètre intérieur de la pièce 8 à revêtez et au diamètre extérieur du noyau 17. La pièce annulaire 21 est légèrement freinée dans son mouvement longitudinal par un anneau ou segment élastique 22, de sorte qu'une force déterminée doit être exercée pour pousser la pièce annulaire 21 le long du noyau 7 en forme de mandrin. le cylindre d'alimentation 3 est entouré d'une manchette chauffante 23 qui peut être portée graduellement aux températures souhaitées par un fil électrique de chauffage 24 enroulé en hélice. D'une manière semblable, la pièce 8 à revêtir est entourée d'une manchette chauffante 27 analogue, montée sur la plaque de base 18 et renfermant un fil électrique de chauffage 26 enroulé en hélice. La puissance de la manchette chauffante 23 est inférieure à celle de la manchette chauffante 25. la buse 6 peut également autre entourée d'une manchette chauffante qui n'est cependant pas représentée sur le dessin. On va décrire #aintenant le mode de fonctionnement du dispositif. On remplit le cylindre d'alimentation 3, du produit de départ pour le revêtement 27, par exemple d'une masse 29 de matière synthétique sèche se présentant sous la forme d'une poudre ou de flocons ou encore de chutes provenant du découpage de mats". On plastifie la matière par la pression et la chaleur ; tout d'abord, en faisant exécuter une course limitée au piston 4 on exerce sur la matière se trouvant dans le eylin- dre d'alimentation une pression telle que son volume diminue légèrement.Puisque la matière est uniformément chauffée par la chaleur de rayonnement du dispositif de chauffage, elle devient plastiquement déformable de sorte que lors de l'exécution de la partie restante de la course du piston, la matière pénbtre par les orifices 11 à 14 de la buse dans l'espace intérieur de la pièce 8 à revêtir, La masse plastique de moulage pousse devant elle la pièce annulaire 21 coulissant sur le noyau 17, de mdme que l'anneau de freinage 22 élastique. La masse visqueuse de moulage se solidifie par suite de la résistance au déplacement et elle est pressée en m8me temps contre la paroi de la pièce 8 à revêtir, à laquelle elle adhère intimement après le durcissement. Puisque,aussi bien des polymères chargés que des polymères non chargés se rétrécissent considérablement pendant le formage, la capacité du cylindre d'alimentation 3 est choisie assez grande pour que la quantité de matière synthétique non comprimée et non plastifiée , que le cylindre renferme sous forme de poudre ou analogue, suffise pour le moulage d'un revête- ment. lorsque le piston d'injection 4 a effectué une course suffisante pour que sa face frontale atteigne la surface du fond intermédiaire 9, l'anneau ou segment 22 a également été poussé sur le noyau 17 par la masse plastifiée de moulage jusqu'à sa position extrtme dans laquelle il repose sur le guide annulai re 28 de la plaque de base 18 et le revêtement du corps creux est ainsi achevé. les carottes de résine synthétique subsistant dans les ouvertures 11 à 14 de la buse peuvent entre cisaillées d'une manière simple, après durcissement complet de la masse par un mouvement de rotation brusque de la buse 6 sur la pièce 8e Le porte-pièce D est retiré vers le bas de la pièce 8, avec le noyau 17 de forme légèrement conique0 REVEN#ICAT IONS lo Procédé de revêtement de corps creux métalliques, en particulier de tubes, avec une couche de matière synthétique calorifuge, la masse de moulage plastifiée par pression et chaleur étant refoulée par un canal de formage, caractérisé par le fait que l'on pastifie des matières thermodurcissables se présentant à l'état solide par pré-compression dans des cuves d'alimentation chauffées et qu'on les applique par élévation subséquente de la pression, à travers les orifices d'une buse sous pression sur les surfaces également chauffées de la pièce à revêtir. 20 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par une cuve d'alimentation chauffée par une buse amovible et remplaçable, faisant suite à cette cuve et par un porte-pièce chauffé, susceptible autre relié par conjugaison de forme à la buse. 3. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la buse et le porte-pièce sont pourvus d'un logement pour un noyau s'étendant de façon concentrique à l'intérieur du corps creux. 4. Dispositif selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le noyau porte, à l'intérieur de la pièce à revêtir une pièce annulaire connue par elle-m#me,susceptible d'être déplacée par la masse pénétrant dans la pièce à revêtir, cette pièce annulaire étant destinée, d'une part, à centrer le noyau et, d'autre part, à comprimer la masse de moulage visqueuse pénétrant à l'intérieur de la pièce à revêtir, par suite de la résistance au déplacement de la pièce annulaire. 50 Dispositif selon les revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la capacité de la cuve d'alimentation dépasse le volume du revêtement à préparer au moins d'autant que le volume de la matière synthétique de départ est supérieur à celui du revêtement durci qui subit un retrait lors de son durcissement.