Brevet FR2182693A1 — publié le 19731214

La présente invention est relative à un perfectionnement aux pièces métalliques, notamment en forme de plaques ou de bandes de feuillard de grande surface et d'épais- seur relativeent faible, destines .-t être immergées dans un milieu formant électrolyte.Des pièces de ce genre qui sont soit connectées à lîn pôle d'une source de courant pour servir (i' élec- trode (notamment dans les opérations d'électrolyse), soit sous ses au passage de courants d'équilibrage d'un réseau ou de courants vagabonds comme dans le cas de prises de terre enfouies dans le sol, ou d'anodes d-ns le cas de dispositifs de protection cathodique, présentent l'inconvénient de présenter une résistance ohmique relativement élevée de sorte que la densité de courant qu'elles émettent ou quelles reçoivent n'est pas uniforme et tend à augmenter dans les zones voisines de leur connexion au conducteur qui les relie au circuit aux dépens des zones plus éloignées de cette connexion.Il en résulte, dans le cas de réalisations de revêtement électrolytique un manque d'uniiormité du revêtement, et, dans le cas de plaques enfouies dans le sol, une corrosion relativement rapide dans certaines zones mettant ces plaques hors service au bout d'une durée de vie relativement courte. La présente invention permet de remédier à ces inconvénients et le perfectionnement qui en fait l'objet est caractérisé par le fait que les pièces destinées a etre immergees ou enfouies dans un milieu susceptible de se comporter comme un électrolyte sont établies de manière à présenter des nervures saillantes s'étendant, daine façon continue sur la totalité de l'une au moins des faces de la pièce et de préférence uniformément réparties sur la ou lesdites faces. Les nervures ménagées à la surface le ces pièces et qui ont une section transversale supérieure à celle de la pièce elle-même, forment un rusea,1 de conducteurs de resistan- ce pratiquement négligeable de sorte que, lorsque cette pièce est connectée ù un pôle positif ou négatif d'une source de courant, elle constitue pratiquement une surface équipotentielle assurant une répartition uniforme de la densité de courant qui la traverse.Il en résulte, lors d l'apparition de phénomènes électroly- tiques, un apport uniforme ou une dissolution uniforme des ions métal à la surface de cette pièce et donc, soit un revêtement uniforme, soit une usure uniforme de la pièce, sans sur A titre d'exemples on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé quelques applications du perfectionnement faisant l'objet de l'invention. Les figures 1 à 5 sont des vues explicatives concernant les techniques courantes de l'électrolyse. La figure 1 est une vue de face d'une plaque perforée. La figure 2 est une coupe faîte suivant la ligne II-Il de 3-i figure 1. La figure 3 est une vue, à très grande échelle, d'une fente de la plaque perforée. La figure 4 est une élévation, en coupe, d'une pièce cylindrique à traiter par électrolyse et reposant sur une contre-pièce de ne me section et de même nature de métal. La figurè 5 est une vue schématique, en perspective, d'une pièce cylindrique à traiter par électrolyse. Les figures 6, 7 et 8 illustrent le perfectionnement selon l'invention dans le domaine de l'électrolyse. La figure 6 est une perspective d'une plaque me;tallique à nervures. La figure 7 est une vue perspective, en coupe d'un bain d'éleetrolyse pour le traitement d'une plaque perforée à nervures. La figure 8 est une vue schématique, en coupe, d'une liaison de transmission téléphonique par câble sous marin avec plaques de prise de terre. La figure 9 représente une application de l'invention à un dispositif de protection cathodique. On éprouve actuellement es difficultés pour l'obtention, par électrolyse, d'un revêtement de protection uniforme en chrome dur sur des pièces métalliques de grande surface, en particulier celles qui présentent une faible épaisseur par rapport à leur surface ainsi que sur celles qlli présentent des formes complexes avec des angles vifs saillants ou rentrants et notamment sur des tôles ou feuillards perforés ou non, que l'on désire protéger par un apport constituant un revêtement d'une certaine épaisseur, en principe supérieur à 5 ou 10 microns. Il se produit, en effet, dans les installations ordinaires des courants de convexion qui contrarient la formation d'un revêtement d'une épaisseur constante.De plus, des arborescences gênantes et difficiles à détruire apparaissent sur les angles saillants et des manques se produisent dans les angles rentrants. Dans le cas de filtres plans 1, cylindriques ou tronconiques, présentant des perforations rectangulaires 2 comme il apparat plus spécialement sur les figures 1, 2 et 3, les défauts précédemment indiqués apparaissent systématiquement lors de l'apport, par électrolyse, d'un revêtement protecteur tel notamment qu'un chromage dur ou un nickelage. Comme illustré plus spécialement par la figure 3 qui représente une fente 2, à très grande échelle, le revêtement 3 qui se forme lors d'un traitement par électrolyse, confère à cette lumière 2 une forme en diabolo avec des manques dans les angles rentrants 4. Si un tel filtre 1 a été établi pour le passage d'éléments en suspension d'une grosseur inférieure à une valeur donnée, la forme en dia bolo,-ne permet plus un filtrage sélectif.En outre, lorsque ces filtres présentent une grande surface, l'épaisseur de l'apport à l'intérieur de fentes n'est pas uniforme de sorte que les largeurs de fente sont différentes d'une zone à l'autre du filtre. On s'est efforcé d'améliorer les techniques courantes à l'aide d'artifices consistant à utiliser une fausse pièce 6 en opposition avec la pièce à traiter, telle qu'une pièce 5 (figure 4), fausse pièce sur laquelle se forment les arborescences 6 du métal d'apport, ou, comme représenté en figure 5, en utilisant des fils métalliques 7 reliés à la cathode 8 du bain d'électrolyse, ces fils attirent les arborescences et en préservent la pièce. L'amélioration obtenue est souvent aléatoire, la mise en place est longue à mettre au point et les moyens utilisés sont coûteux. L'invention permet de remédier à ces inconvénients et consiste, comme représenté notamment par la figure 6, à réaliser la pièce à traiter 9, de maniere que celle-ci, qui présente une grande surface et une épaisseur relativement faible, soit établie avec des nervures 10 s'étendant régulièrement sur la totalité de l'une au moins des faces de la pièce 9.Ces nervures sont de préférence parallèles, comme illustré sur la figure 6 et suffisamment rapprochées pour constituer des zones de moindre résistance au paysage d'un courant électrique de grande intensité de manière à uniformiser le potentiel électrique et donc la densité de courant sur l'ensemble de la pièce 9. Dans le cas notamment d'un traitement de cette pièce 9 dans un bain d'électrolyse, il est possible d'obtenir un revêtement protecteur d'une épaisseur pratiquement constante. Les nervures, au lieu d'être rectilignes, comme indiqué précédemment, pourraient être courbes ou en lignes brisées parallèles. On pourrait également prévoir des nervures suivant au moins deux séries non parallèles de manière à constituer un réseau saillant à mailles. Sur la figure 7, on a représenté un bain d'électrolyse 11 dans lequel est immergé un feuillard 12 perforé de rangées de fentes parallèles rectangulaires 13, comparables aux fentes 2 du feuillard I de la figure 1, mais ce feuillard 12 comporte, entre les rangées de fentes 13, des nervures parallèles 14 sur l'une des faces de ce feuillard. Les éléctrodes du bain d'électrolyse 11 sont représentées par une anode 15 reliée à un fil 16 (+) et par le feuillard à traiter 12 lequel constitue la cathode. Un fil t7 (-) est relié au feuillard 12 par l'intermédiaire d'une barrette de contact 18 fixée le long de ce feuillard et assurant aussi. le contact avec l'une des extrémités des barrettes 14. Pendant le traitement dans le bain d'électrolyse 11, le courant électrique à forte intensité et faible tension passe principalement par les nervures 14, qui jouent le rôle de canaux de drainage grace à leur plus grande section, donc avec moins de chute de tension, permettant ainsi la formation d'un apport constituant un revete- ment de protection pratiquement d'une même épaisseur sur lten- semble du feuillard 12 ainsi que dans les fentes 13. La figure 8 montre schématiquement, en coupe, une liaison téléphoniqueparuncâble sous-marin 20 qui part d'un émetteur 21 pour aboutir à un récepteur 22 et vice versa. Dans ces installations et sous réserve Xu-'Une différene de potentiel tellurique existe entre les deux points reliés par le câble on utilise des électrodes de retour du courant immergées près des côtes et constituées par des plaques 23 et 24, ces plaques sont sujettes à des corrosions disparates par effets électrolytiques ce qui nuit à leur efficacité et à leur longévité. Le fait de constituer ces plaques avec des nervures, comme indiqué précé demment, permet d'éliminer ces corrosions disparates et assure une plus grande-longévité de ces plaques qui peuvent être en. acier inoxydable pourvues éventuellement d'un revêtement de protection obtenu par un traitement électrolytique, ces plaques à nervures étant pourvues ou non de perforations. L'invention s'étends non seulement aux pièces métalliques à nervures ou similaires faisant corps avec les pièces destinées ou non a recevoir, par électrolyse, un revête- ment approprie, mais également N de telles pièces pourvues d'un revêtement. Les nervures ou similaires peuvent tre rapportées sur les pièces ou en faire partie intégrante. S'agissant de pièces métalliques enfouies dans le sol, l'invention s 'applique avantageusement à la rtalisation de prises de terre sous forme de plaques nervurées ainsi qu'à la réalisation sous cette forme d'anodes des dispositifs utilisés pour la protection cathodique d'autres pièces métalliques enfouies dans le sol, telles que des canalisations, des réservoirs, des pipes-lines et analogues.On sait que le principe de cette protection consiste à inclure les organes à protéger dans un circuit à courant continu se fermant par le sol entre la pièce à protéger serant de cathode et une autre pièce en métal plus électro-négatif servant d'anode de façon à amener à l'entreface métal-sol électrolyte de la pièce 't protéger un excès d'électrons, c'est-à-dire un excès de charges négatives, d'où abaissement du potentiel du métal par rapport à l'électrolyte pour éviter le départ des ions métalliques positifs de la cathode dans l'électrolyte : on compense ainsi l'influence des courants dits vagabonds (par exemple des courants engendrés dans le sol par le voisinage des rails d'une voie ferrée électrifiée) provoquant l'oxydation et la corrosion des canalisations.Dans ces dispositifs, l'annode, qui est au contraire sacrifiée, est généralement constituée par des pieux métalliques, des barres ou aes tronçons de rail enfoncés verticalement dans le sol. La figure 9 représente sellerlatiquement une telle installation de protection d'une canalisation 2 au moyen d d'une anode dite de soutirage ou déversoir, contre les courants se propageant dans le sol depuis une voie ferrée 26 dont la caténaire 27 est alimentée en courant continu par une sous-station schèmatiquement représentée par une génératrice 28 dont le pôle positif est relié à la caténaire et le pôle négatif à la voie.La canalisation 25 est reliée par l'intermédiaire d'une diode ou d'un pont redresseur 29 à une anode de soutirage 30 enfouie dans le sol et constituée conformément à l'invention par une plaque de grande surface munie de nervures. En assurant ulule meilleure répartition du courant à la surface de l'anode de soutirage 29, l'invention permet d augmenter l'intensité du courant imposé dans le circuit ainsi créé et donc d'augmentater l'efficacité de l'installation tout en améliorant la longévité de l'anode de soutirage. ()n observera en outre qu'en pratiquant sur la plaque des perforations analogues N celles d'un tandis, on augmente dans une forte proportion sa surface active, cette augmentation résultant des surfaces internes des perforations. REVENDICATIONS t. Perfectionnement aux pièces métalliques destinées à être immergées dans un milieu formant électrolyte et appelées à recueiLlir ou à émettre des courants électriques notamment aux pièces ayant une faible épaisseur par rapport à leur surface, caractérisé par le fait que ces pièces sont établies de manière à présenter des nervures saillantes s'étendant d'une façon continue sur la totalité de l'une au moins des faces de la pièce et de préférence uniformément réparties sur la ou lesdites faces. 2. Perfectionnement suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la pièce métallique munie de nervures, par exemple une plaque ou une bande de feuillard éventuellement perforée, est traitée dans un bain électrolytique pour recevoir un revêtement protecteur notamment par chromage dur ou nickelage. 3. Perfectionnement suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la pièce munie de nervures est constituée par une plaque utilisée comme prise de terre enfouie dans le sol. 4. Perfectionnement suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la pièce munie de nervures est constituée par une plaque munie de nervures et utilisée comme électrode pour le circuit de retour par l'eau de mer dans des liaisons par câbles de télécommunications sous-marins, deux plaques étant respectivement immergées dans l'eau de mer aux deux extrémités du câble. 5. Perfectionnement suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la pièce munie de nervures est constituée par une plaque munie de nervures utilisée comme anode enfouie dans le sol dans les dispositifs de protection cathodique.