Brevet FR2098457A1 — publié le 19720310

La présente invention concerne généralement et a essentiellement pour objet un procédé de fabrication d'éléments composants résistant à des matières ou substances chimiques ou des pièces ou organes inaltérables ou incorrodables analogues et, à titre de produits industriels nouveaux, les articles obtenus par l'exécution de ce procédé ainsi que les diverses applications et utilisations résultant de leur mise en oeuvre. L'emploi de matières plastiques ou de corps synthétiques analogues, pour réaliser un revêtement, recouvrement ou garnissage chimiquement résistant pour des valves, soupapes, vsnnes ou clapets, des pompes, des tuyauteries ou conduits tubulaires métalliques et analogues, est bien connu. La matière connue sous le nom de "Penton" (polyester chloré) est utilisée d'une façon étendue comme revêtement et là où une résistance chimique même plus grande est exigée, on emploie du polytrifluoromonochloroéthylène (P.T.F.C.E.). Tous deux peuvent réaliser des revetements exemptsde trous d'épingle ou analogues avec une excellente adhésion au métal.Des revêtementsen polytétrafluoroéthylène (P.T.F.E.) sont par ailleurs bien connus pour leur porosité et ils sont par conséquent normalement utilisés comme revêtement ou garnissage analogue qui n'est pas fermement ou solidement lié de façon adhérente à la surface métallique. Geci crée des problèmes dans des conditions de dépression ou d'états sous vide. Deux méthodes bien connues pour appliquer le revêtement sont le moulage par soufflage et le moulage isostatique. La fabrication d'éléments composants chimiquement résistants, réalisés entièrement n matières plastiques, est également ben connue. Des exemples en sont : le polétrafluoro- éthylène (P.T.F.E.), l'éthylène-propylène fluoré (F.E.P.), le polytrifluorochloréthylène (P.T.F.C.E.), le polJTpropTlHne, le polyéthylène, le chlorure de polyvinyle (P.X.C.) parmi les matières thermoplastiques et, à un degré ncde, les époxydes, les polyesters, les mélanines et les alkydes phénoliques, parmi les matières plastiques thermodurcissables. Parmi les matières plastiques disponftles, le polytétra- fluoroéthylène (P.T.F.E.) possède la plus haute résistance chimique, étant attaqué seulement par les métaux alcalins, à l'état fondu ou en solution,et peut-être par certains gaz fluorés. Ceci signifie qu'il peut remplacer de façon satiailsante des métaux tels que l'acier inoxydable et le titane dans des limites de température et de contraintes mécaniques. il est possible de fabriquer, par exemple, une pompe entièrement en polytétrafluoroéthylène qui est meilleur marché que sa contre-partie en acier inoxydable, particulièrement si un certain nombre d'opérations d'usinage doit être exécuté. Cependant, le polytétrafluoroéthylène, en commun avec la plupart des matières plastiques thermoplastiques, possède une stabilité thermique médiocre et une résistance médiocre au fluage, ce qui peut créer des problèmes dansle cas où des tolérances étroites doivent être mainenueT.ar r-allIeurs,~~les résines thermodurcissables, quand elles sont utilisées avec des charges ou matières de remplissage inertes, présentent une stabilité thermique et une résistance au fluage supérieures. Conformément à cette invention, il est prévu un procédé de formation, d'élaboration ou de préparation d'un élément composant résistant à des substances chimiques, qui consiste à former ou à façonner un revêtement ou une coque ou enveloppe en une résine d'hydrocarbure fluoré, à supporter ledit revêtement, recouvrement ou garnissage dans un moule et à mouler, contre ledit revêtement, un corps ou une masse en une matière non métallique. La matière moulable peut être introduite par l'une quelconque des techniques bien connues telles que le transfert, la compression, l'action de gravité ou la pression. L'invention consiste également en un élément composant résistant à des substances chimiques et comprenant un corps ou une masse en une matière non métallique moulée ou coulée donnant de la résistance mécanique à l'élément composant et un revêtement, recouvrement, garnissage ou une coque ou enveloppe analogue en une résine d'hydrocarbure fluoré pour donner de la résistance à des-substances chimiques. Ainsi est produit un élément composant fini qui est conforme ou compatible et exact ou précis en grandeur ou en dimension et en forme en nécessitant peu d'usinage final ou aucun usinage final. Un revêtement en polytétrafluoroéthylène peut être produit par usinage à partir d'une billette ou d'un lopin convenablement conformé et par moulage isostatique ou par moulage par soufflage quand une forme compliquée est exigée. Quand il est désiré d'employer de l'éthylène-propylène fluoré, il peut être produit à partir d'un film ou d'une pellicule analogue par formage ou façonnage sous vide. Toutes cesXechniques sont capables de produire des revêtements avec une section mince qui, dans le cas du polytétrafluoroéthylène, n'est pas inférieure à 1 mm pour procurer une résistance chimique adéquate ou suffisante de longue durée. Le polytétrafluoroéthylène est bien connu pour ses propriétés non collantes ou non adhérentes et, afin d'obtenir une bonne adhésion, il est nécessaire d'attaquer ou de graver chimiquement la surface. Ceci peut être exécuté en traitant le polytétrafluoroéthylène avec l'une des solutions de sodium bien connues, telle que le complexe sodium-naphtalène. Dans certains cas, il est avantageux d'épaissir localement le polytétrafluoroéthylène pour créer l'accrochage ou la liaison à la résine. Si on leésire, pour améliorer l'adhésion, la surface du revêtement ou de la coque ou enveloppe peut être apprêtée ou enduite avec une peinture d'impression ou de fond en résine adhésive, telle qu'une résine époxy ou une résine phénolique modifiée.La couche première, d'impression ou de fond en résine peut être traitée durcie entièrement ou partiellement pour réaliser une adhésion satisfaisante. Dans certains cas, une couche en matière élastom-re peut être appliquée à la surface du revêtement ou de la coque ou enveloppe avant que le corps soit moulé contre ladite surface. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéris- tiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront pl-ls clairement à la lecture de la description explicative qui a suivre en se reportant aux dessins schématiq-ies a-.nexés, donìlWs i-,-quement à titre d'exemples non limitatifs lllustrallt di-Jers mo32s de réalisation de plusieurs articles faits conforme ment a cette invention et dans lesquels - la figure 1 représente une vue en coupe d'un corps ou boîtier de pompe typique;; - la figure 2 et une vue en coupe d'une contre-plaque de pompe ou analogue r - la figure 7 représente une coupe à travers une forme d'exécution modifiée du corps ou boîtier de pompe; - la figure 4 est une section transversale d'un palier; et - la figure 5 est une coupe transversale d'un isolateur ou isolant typique; et - la figure 6 est une coupe transversale à travers une valve, soupape ou vanne analogue à papillon ou à volet obturateur pivotant analogue. En se référant aux dessins et tout d'abord à la figure 1, le revêtement ou garnissage 2, réalisé en polytétrafluoroéthylène, est préformé et la surface 4 est attaquée ou gravée chimiquement. Ce revêtement 2 est disposé et maintenu dans un moule et la matière plastique thermodurcissable est moulée contre le revêtement formant le corps 6. La figure 2 représente une contre- -plaque de pompe ou analogue comprenant un corps 8 en matière thermodurcissable. Le revêtement chimiquement résistant 10 est.en polytétrafluoroéthylène ou formé sous vide en éthylène-propylène fluoré. La contre-plaque est constituée de la même manière que le corps ou boîtier de pompe de la figure 1. La figure 3 représente un boîtier ou une enveloppe de pompe dans lequel la partie principale ou corps 12 est en résine thermodurcissable et un revêtement 14 en polytétrafluoroéthylène chargé ou analogue est employé, le but étant que le revêtement 14 puisse aussi agir comme palier, coussinet ou analogue comme cela est indiqué en 16. En variante, seule la partie du revêtement, qui se trouve dans la région ou au voisinage du coussinet de palier 16, a besoin d'être réalisée en un polymère chargé, le corps principal 14 étant en polymère pur. La figure 4 représente un détail d'un palier ou coussinet semblable à celui représenté sur la figure 4. Dans ce cas, une douille ou bague t8 en acier inoxydable ou en une autre matière appropriée est montée, laquelle reçoit ou loge le coussinet de palier 20 en polytétrafluoroéthylène chargé. Le but de la douille ou du manchon métallique 18 est de réduire la contrainte dans le revêtement en poîytétrafluoroéthylène et de permettre au coussinet de palier 20 d'être remplacé. La charge pour le polytétrafluoroéthylène est de préférence de la poudre de graphite ou de la fibre de verre, ayant une bonne résistance chimique. Il y a quelques applications dans lesquelles, la porcelaine est inappropriée ou nécessite beaucoup de nettoyage ou de purification. Des disjoncteurs ou interrupteurs électriques analogues de circuit, employant de l'hexafluorure de soufre comme milieu, moyen ou agent isolant, constituent un cas où la porcelaine est inappropriée car elle est attaquée par les produits de décomposition formés quand les contacts sont ouvert en charge. Il peut aussi être employé pour des isolateurs ou isolants de pylone , de poteau ou de borne ou pour des colonnes isolantes dans des régions fortement polluées. En se référant à la figure 5 qui est une vue en coupe transversale d'un isolateur, le revêtement ou la couche 22 en polytétrafluoroéthylène préformé est dans ce cas appliqué de façon à être adjacent au moule et deux pièces métalliques rapportées ou dtinsertion 24 sont supportées, l'une au sommet et l'autre à la base uu moule. Le corps en résine 26 est coulé dans le moule. Dans le cas d'une vanne à papillon ou analogue, une fermeture complète est obtenue, dans la pratique normale, en réalisant l'une de surfaces conjuguées ou les deux en une matière élastomère et en s'assurant que le papillon obturateur est monté avec un ajustement serre ou à interférence à l'interleur du corps de la vanne en déformant ainsi la matière élastomère quand la vanne est fermée.Le poÉtétrafr.oroêthylèn possède des propriétés élastomères médiocres et pour surmonter ce problème, il est proposé qu'une couche er une saat-ère élastomère soit interposée entre le revêtement ou l'snveloole et le corps. Une forme d'exécution de la vanne à papillon réalisée conformément à cette invention est représertée sur la figure 6. Un anneau ou une couronne 28 n une matière élastomère est interpos entre l'enveloppe 30 en polytétrafluoroéthylène et le corps 32. te papillon obturateur 34 est en contact formant joint étanche avec la couche 30. La température de fonctionnement de l'élémenveonstituant composé est limitée non par le polytétrafluoroéthylène mais par la résine principale, Quand il est nécessaire d'élever la température de fonctionnement jusqu'à une valeur minimale à laquelle le polytétrafluoroéthylène peut résister, la résine thermcdurcissable peut être remplacée par une matière à base de ciment et d'amiante telle que la matière connue sous le nom de Rosite ou un fibrociment analogue La résine thermodurcissable peut être remplacée par de la résine thermoplastique dans certains cas. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. REVENDICATIONE3 1.- Procédé de fabrication ou de formage d'un élément composant résistant à des substances chimiques, caractérisé en ce qu'il consiste : à former ou à façonner un revêtement ou une enveloppe en une résine d'hydrocarbure fluoré ; à supporter ledit revêtement dans un moule et à mouler, contre ledit revdtement, un corps en une matière non métallique. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface du revêtement ou de l'enveloppe précité, qui doit recevoir ou loger le corps moulé précité, est traitée de façon à améliorer l'adhésion entre ledit revêtement et ledit corps. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface du revêtement ou de l'enveloppe précité est attaquée ou gravée chimiquement avant que le corps précité soit moulé contre elle pour améliorer l'adhésion dudit corps audit revêtement ou à ladite enveloppe. 4.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface du revêtement précité, qui doit recevoir le corps moulé précité, est attaquée ou gravée chimiquement et traitée avec un enduit formant couche de peinture d'apprêt, d'impression ou première en résine au moins partiellement traitée ou durcie avant que ledit corps soit moulé contre ledit revêtement. 5.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que June couche de matière élastomère est appliquée à au moins une portion de la surface du revêtement ou de l'enveloppe précitée avant que le corps précité soit moulé contre ledit revêtement ou ladite enveloppe. 6.- élément composant résistant à des substances chimiques, caractérisé en ce qu'il est obtenu par l'exécution du procédé selon l'une des revendications précédentes. 7.- Elément composant selon a rvendication C, caractérisé en ce qu'il comprend: un corps en matie non métall que moulée ou coulée donnant de la résistance mécanique audit élément composant et un revêtement ou une enveloppe en une résine d'hydrocarbure fluoré pour donner de la résistance à des substances chimiques. 8.- Elément composant selon la revendication 7, caractérisé en ce que le corps précité est en résine thermodurcissable. 9.- Elément composant selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'une couche en matière élastomère est interposée entre le corps précité et le revêtement ou 'enveloppe précité. 10.- Elément composant selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'au moins une partie du revêtement ou de 'l'enveloppe précité est réalisée en du polytétrafluoroéthylène chargé. 11.- Elément composant selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'au moins une pièce métallique rapportée ou d'insertion est incorporée audit élément composant.