Brevet FR2160405A1 — publié le 19730629

L'invention concerne un lubrifiant de refroidissement, émulsifiable dans l'eau, utilisable dans la fabrication de tubes soudés par formage à froid et contenant des émulsifiants et des substances actives anticorrosives. Pour la fabrication de tubes, on part de tôles laminées à chaud et, par des opérations en plusieurs éta- pes à la cintreuse, on leur donne la forme d'un tube que l'on soude ensuite à son raccordement longitudinal. Cela fait, par un processus d'expansion, on porte le tube à la dimension prescrite, l'élargissement du tube pouvant s'effectuer hydrauliquement (élargissement du tube grsce à un fluide aqueux) ou mécaniquement (élargissement du tube grsce à un outil d'expansion muni de segments). On donne la préférence à l'expansion mécanique car cette méthode permet d'atteindre une plus grande précision. Il faut alors vérifier encore l'étanchéité après coup et, à cet effet, on remplit le tube, sous pression, d'un fluide aqueux contenant un lubrifiant de refroidissement. On peut de cette manière détecter les défauts éventuels du joint de soudure. Il faut qu'après cela les tubes soient exempts de graisse afin que l'on puisse les soumettre, sans opérations supplémentaires, à un traitement superficiel (décapage, bitumage etc.). Dans les différentes étapes opératoires que comprend la fabrication des tubes soudés, il faut des adjuvants qui jouent différents rôles.Ils doivent, lors du cintrage, former un film lubrifiant entre l'outil et la paroi du tube ; ils doivent avoir une action de refroidissement car dans les différents processus il se produit un échauffement appréciable ; ils ne doivent pas laisser eux#mAemes de résidus nuisibles à la suite du traitement et en outre ils doivent avoir encore une action dégraissante afin d'éliminer des parois du tube les résidus d'huile qui proviennent de fuites ou d'huile appliquée aux surfaces de glissement dans l'appareil d'expansion. Enfin, ils doivent aussi être biodégradables. A cet effet, on utilise principalement des émulsions aqueuses de lubrifiants, dites lubrifiants de refroidissement. L'avantage de ces émulsions est qu'elles ont une forte action lubrifiante et qu'en même temps elles ont une action de refroidissement grâce à la présence de l'eau. Toutefois, les lubrifiants de refroidissement utilisés jusqu'à présent dans la fabrication de tubes soudés ne conduisent pas à des résultats satisfaisants. Ainsi, comme additif formateur de film lubrifiant, on a déjà employé des huiles à forer contenant de l'huile minérale. Celles-ci sont essentiellement formées d'huile minérale (60 à 80 %), d'émulsifiants, d'additifs anticorrosifs et d'antiseptiques. On les met en Jeu sous la forme d'émulsions aqueuses d'une concentration de 3 à 10 % dans les installations de cintrage et d'expansion et aussi comme additif à l'eau de pression. Toutefois, l'inconvénient de ces émulsions est qu'elles laissent elles-mmes un film d'huile sur les tubes. En outre, elles n'ont pas d'action dégraissante et ne sont pas biodégradables. On connatt aussi des lubrifiants de refroidisse- ment miscibles à l'eau et à faible teneur en huile minérale (environ 10 à 40 %). Mais avec ceux-ci non plus on n'obtient pas de tubes exempts d'huile et de graisse. On a déJà utilisé aussi des agents exempts d'huile minérale. Ce sont des mélanges d'eau, d'émulsifiants et d'additifs anticorrosifs. Il est vrai que ces produits ne laissent pas eux-me#mes de film d'huile sur les tubes et qu'ils sont aussi biodégradables, mais ils n'ont pas d'action dégraissante permettant d'éliminer des parois la salissure due aux fuites d'huile, à d'autres huiles pour surfaces de glissement etc., de sorte que ces produits ne conviennent pas non plus à la fabrication de tubes soudés exempts de graisse. Or la Demanderesse a trouvé que ces inconvénients ne se produisent pas si, dans la fabrication de tubes soudés par formage à froid, on utilise un lubrifiant de refroidissement émulsifiable dans~lteau qui contient : de 30 à 80 %, de préférence de 50 à 70 %, de polyols ou d'éthers ou esters de ceux-ci ; de 5 à 30 %,de préférence de 5 à 20 % d'un détergent ; de 5 à 30 %, de préférence de 10 à 20 %, d'un émulsifiant ou d'un mélange d'émulsifiants ; de 3 à 20 %, de préférence de 5 à 10 %, d'additifs de glissement exempts d'huile minérale ; de 5 a 20 % d'autres additifs, tels que dessibstances anticorrosives, des bactéricides, des fongicides, des améliorateurs d'odeur. L'avantage du lubrifiant de refroidissement émulsifiable dans l'eau selon l'invention, relativement aux produits connus est qu'il présente à la fois un excellent pouvoir émulsifiant et une excellente action dégraissante de sorte que l'on obtient des tubes absolument exempts d'huile que l'on peut soumettre directement à tout traitement de surface tel que le décapage, la phosphatation, le revêtement ect... Le produit selon l'invention assure un bon film lubrifiant lors des processus de cintrage, dans l'appareil mécanique d'expansion il détache des parois du tube le lubrifiant (huile pour surfaces de glissement) utilisé lors de l'expansion et dans le processus d'essai sous pression qui vient ensuite il absorbe encore les derniers résidus d'huile et les fractions d'huiles étrangères.Le lubrifiant de refroidissement selon l'invention est en outre biodégradable de sorte qu'il ne se pose aucun problème d'eauxusées. On peut utiliser des polyols, tels que des glycols, des polyglycols, le glycérol, des esters de polyols, par exemple des esters dérivant d'acides gras et du polyéthy- lène-glycol, des éthers de polyols, par exemple des éthers de diols. On a eu des résultats particulièrement satisfaisants avec l'éther monobutylique du diéthylène-glycol. Comme détergents, on peut utiliser des substances non ionogènes et anioniques, en particulier des produits d'éthoxylation, tels que des éthers polyglycoliques d'alkylphénols, de préférence l'éther polyglycolique du nonylphénol à 7 moles d'oxyde d'éthylène. Comme émulsifiants, on utilise les émulsifiants usuels connus dans les lubrifiants, de préférence des esters d'acides carboxyliques, par exemple des esters de l'acide oléique et de polyglycols, des alcanolamides d'acide gras, un savon de triéthanolammonium tiré de l'oléine de la lanoline, des sels d'alcanolamines des acides oléique et abiétique ou des mélanges de ces émulsifiants. Comme additifs de glissement, on utilisera de préférence des esters d'acides phosphoriques, tels que des phosphates d'alkyl-arvl-#oly-(éthylène-oxyde), des esters d'acides gras, comme l'ester méthylique des acides gras de soja. Mais on peut encore utiliser d'autres additifs de glissement exempts d'huile minérale. Comme substances anticorrosives, on ajoute de préférence le diéthanolamide de l'acide oléique, le diéthanolamide de l'acide gras de coco ou des esters de sorbitan. En outre, les produits selon l'invention peuvent encore contenir d'autres additifs, tels que des bactéricides, des fongicides, des parfums. On applique des émulsions aqueuses d'une concentration de 0,1 à 10 % : lors du cintrage on utilise de préférence des émulsions aqueuses à 5 - 10 %, immédiatement après l'expansion mécanique on utilise de préférence des émulsions aqueuses à 0,1 5 % et lors de l'essai sous pression, de préférence des émulsions aqueuses à 2 - 4%. On peut encore renforcer l'effet de nettoyage dans l'appareil d'expansion en applicant ltémulsion sous pression. Après le processus d'essai sous pression, il est avantageux de nettoyer encore le tube intérieurement et extérieurement par arrosage à l'eau claire pour éliminer les dernières traces de l'agent aqueux de pression. Les tubes sont alors entièrement exempts de graisse, ce qu'on ne pouvait pas obtenir Jusqu'a lors avec les lubrifiants de refroidissement utilisés antérieurement dans la fabrication de tubes. On peut fabriquer de façon usuelle le lubrifiant de refroidissement émulsifiable dans l'eau selon l'invention, en mélangeant les ingrédients et on peut adopter une température de mélange d'environ 200C. Le lubrifiant de refroidissement selon l'invention est inerte à l'égard de l'aluminium et des alliages de cuivre, il ménage les outils, par exemple les pompes et les soupapes, et il est aussi sans inconvénient dermatologique. Les exemples suivants illustrent l'invention. Les pourcentages s'entendent en poids. EXEMPLE 1 Glycérol 63 % Produit de polyéthoxylation de nonylphénol à 7 moles d'oxyde d'éthylène 15 % Ester d'acide oléique et de polyglycol 5 % Oléine de lanoline 3% Triéthanolamine 6% Ester phosphorique d'un produit de polyéthoxylation d'un alkyl-phénol 1 % Diéthanolamide d'acide oléique 6 Dérivé de triazine (antiseptique) 1 %. La composition ci-dessus donne un lubrifiant de refroidissement émulsifiable dans l'eau avec lequel on obtient, à la concentration d'utilisation recommandée (émulsion aqueuse à 0,1 à 10 %) des tubes absolument exempts d'huile. EXEMPLE 2 45 % Propanediol-1,2 Produit de polyéthoxylation du nonylphénol 7 moles d'oxyde d'éthylène 12 ffi Ester d'acide oléique et de polyglycol 6 % Oléine de lanoline 3% Triéthanolamine 7% Ester phosphorique d'un produit de polyéthoxylation d'un alkyl-phénol 2 % Ester méthylique de l'acide gras de soja 18 % Diéthanolamide d'acide gras de coco 5 % Dérivé de triazine (antiseptique) 2 . On mélange les constituants à 200C et ils donnent un lubrifiant de refroidissement émulsifiable dans l'eau qui, outre une bonne action lubrifiante, présente aussi une excellente action dégraissante. On applique des émulsions aqueuses d'une concentration de 0,1 à 10 %. EXEMPLE 3 (Hydroxy-2 éthoxy)-1 butane c' est-à-dire éther monobutylique de ltéthylène-glycol) 60 ffi Ether de nonylphénol et de polyglycol à 7 moles d'oxyde d'éthylène 10 % Ester d'acide oléique et de polyglycol 4 % Oléine de lanoline 3% Triéthanolamine 8% Ester méthylique de l'acide gras de soja 8 % Ester de sorbitan 6% Dérivé de triazine (antiseptique) 1 %. La composition ci-dessus donne un lubrifiant de refroidissement émulsifiable dans l'eau qui a une excellente action dégraissante. EXEMPLE 4 : Ether monobutylique du diéthylène-glycol 52 % Ether de nonylphénol et de polyglycol à 7 moles d'oxyde d'éthylène 8 fui Ester d'acide oléique et de polyglycol 6 % oléine de lanoline 3% triéthanolamine 7 ester méthylique de l'acide gras de soja 17 % diéthanolamide d'acide oléique 6 % dérivé de triazine (antiseptique) 1 % La composition ci-dessus donne un lubrifiant de refroidissement émulsifiable dans l'eau avec lequel on obtient, à la concentration d'utilisation recommandée (émulsions aqueuses d'une concentration de 0,1 à 10 %) des tubes absolument exempts d'huile. EXEMPLE 5 Polyéthylène-glyeol 52 ffi Ether de nonylphénol et de polyglycol à 7 moles d'oxyde d'éthylène 8 % Ester d'acide oléique et de polyglycol 6 % Oléine de lanoline 3 % Triéthanolamine 7% Ester méthylique de l'acide gras de soja t7 ffi Diéthanolamide d'acide oléique 6 % Dérivé de triazine (antiseptique) 1 %. On mélange les constituants à 200C et ils donnent un lubrifiant de refroidissement émulsifiable dans l'eau qui a une bonne action lubrifiante et une excellente action dégrassante. REVENDICATIONS l.- Lubrifiant de refroidissement émulsifiable dans l'eau, utilisable dans la fabrication de tubes soudés par déformation à froid, et contenant des émulsifiants et des substances anticorrosives, lubrifiant caractérisé par le fait qu'il comprend de 30 à 80 %, de préférence de 50 à 70 %, de polyols ou d'éthers ou esters de ceux-ci, de 5 à 30 %, de préférence de 5 à 20 , d'un détergent, de 5 à 30 %, de préférence de 10 à 20 , d'un émulsifiant ou d'un mélange d'émulsifiants, de 3 à 20 %, de préférence de 5 à 10 , d'additifs de glissement exempts d'huile minérale, de 5 à 20 % d'autres additifs, tels que des substances anticorrosives, des bactéricides, des fongicides, des améliorateurs d1 odeur. 2.- Lubrifiant selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il contient des éthers de diols, de préférence l'éther monobutylique du diéthylène-glycol. 3.- Lubrifiant selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que, comme détergent , il contient des produits d'éthoxylation d'alkylphénols, de préférence le produit d'éthoxylation du nonylphénol à 7 moles d'oxyde d'éthylène. 4.- Utilisation du lubrifiant de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 en émulsion aqueuse d'une concentration de 0,1 à 10 %.