Brevet FR2240305A1 — publié le 19750307

la présente invention concerne une cathode pour réaliser une couche d'oxyde, par un traitement anodique des surfaces internes de corps creux quelconques en aluminium ou en alliage age d'aluminium et notamment des tubes droits ou à coudes, de longueur importante et de faible diamètre interne, servant de conduites d'eau de pre'fe'rence dans des échangeurs de chaLe-wr. Il est connu de façon générale de réaliser une couche d'oxyde par voie anodique, sur la surface extérieure d'un produit ou d'un corps de type et de forme quelconques, en aluminium, ou en un alliage d'aluminium. Il est également connu de façon particulie're, de faire le traitement anodique des surfaces internes dans des récipients fermés de dimension plus ou moins grande avec des orifices d'introduction relativement faibles pour l'alimentation en électrolyte ainsi que l'alimentation électrique de la cathode à partir de l'extérieur du bain.Par ailleurs, l'utilisation de tels produits protégés est très fortement limitée, car les produits traités par voie anodique, contre la corrosion, ne comportent qu'unie couche efficace de préférence qutà la surface extérieure. Cela concerne notamment les tubes, car les tubes en aluminium utilisés dans des circuits d'eau tels que des échangeurs d'eau ne peuvent pas ou très peu s'utiliser à cause de la résistance très limitée des surfaces internes à la corrosion, les seules exceptions concernant l'utilisation d'inhibiteurs dans des circuits fermés de circulation d'eau Il est également connu de procéder à une oxydation anodique des surfaces internes de tubes ou de tuyaux. Cependant, la réalisation d'une couche de protection anodique efficace sur la surface interne dépend également du rapport entre la longueur et le diamètre du tube. En d'autres termes que pour une longueur relativement grande du tube, il faut un diamètre interne relativement grand afin que la cathode puisse entre introduite à l'intérieur du tube. Pour réaliser une oxydation anodique sur la surface interne d'un iabet oxydation qui n'est d'ailleurs pas efficace, notamment dans le cas de tubes de grande Ijngueur, droits ou à coudes, on utilise un procédé connu, ainsi qu'une installation correspondante pour créer une couche d'oxydation anodique. L'inconve'nient de cette installa- tion et de ce procédé est que pour une bonne répartition du courant, on arrive à une couche d'oxyde régulière et de même épaisseur partout, c'est-a-dire que l'on oxyde également les creux eu comme dans le cas présent les parois intérieures des tubes, mais uniquement dans la mesure où l'électrolyte arrive à ces endroits et que le courant puisse y arriver également. Dans les bains d'eloxal, connus, le liquide du bain arrive à l'intérieur du corps, mais cette surface intérieure est à peine tcuchée par le courant d'une cathode plate ou en forme de ruban, car pour des raisons de 5Cidi.té cette cathode est fixe et ne peut Qtre introduite dans des corps creux très difficilement accessibles. Or , la couche d' oxyde anodique à la surface d'un corps dépend de la coopération des deux éléments à savoir que l'électrolyte doit bien alimenter la surface et le courant doit pouvoir arriver au voisinage immédiat des surfaces à anodiser. Du fait de ces conditions, dans le cas de tubes de grande longueur ou de tubes coudés, avec un faible diamètre intérieur, seules les zones des ex trémités, les surfaces internes au niveau des ouvertures du tube sont traitées par oxydation anodique et cela de façon très peu satsfaisante. Les parois internes des tubes ne sont ainsi pas protégées contre la corrosion et ne conviennent pas comme conduites d'eau, car elles n'ont pas une durée de vie suffisante.Cela signifie que les unités équipées de tels tubes ou tuyaux, n'ont qutune dupée de vie limitée provoquant des arrosa pour toute l'installation. Or, des arrets accidentels d'installation, des frais d'entretien élevés et le remplacement relativement fréquent, nécessaire des unités défectueuses, obligent les constructeurs à utiliser pour les échan- geurs de chaleur à eau, des éléments en acier, laiton, laitons spéciaux, cuivre etc. L'inconvénient de ces solu- tions en métaux ltourds est le poids relativement important et le coût des unités. Pour remédier aux inconvé- nients cités et notamment pour permettre un traitement anodique de la surface interne de tubes droits ou coudés, il est connu de réaliser la cathode sous la forme d'un conducteur souple, de préférence en fil, qui est entouré d'une gaine isolante à perforaticns. L'inconvénient de ce mode de réalisation est l'isolation perforée de la cathode. En effet, la cathode crée ainsi une couche d'oxydation irrégulière et par suite peu adéquate. Âu n4- > eau des trous de la gaine, on a une couche d'oxyde anodique, normale alors que l'effet de la cathode est fortement réduit au niveau de la surface isolante, c'est-àdire des surfaces protégées.La surface interne du tube présente ainsi une cruche d'oxyde d'épaisseur irrégulière, et qui s'est développée de façon très différente, ce qui ne permet pas d'assurer une protection à la corrosion suffisante. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients mentionnés et se propose de créer une cathode d'efficacité régulière pour le traitement des surfaces intérieures de tubes ou autres corps creux en alllminium ou en alliage d'aluminium pour les rendre résistants à la corrosion et permettre leur utilisation dans des circuits d'eau. Ltinvention se propose de créer une cathode permettant de réaliser une couche d'oxyde anodique régulière, résistante à la corrosion à l'intérieur de corps creux de type et de forme quelconques en aluminium ou en alliage d'aluminium et notamment de tubes ou tuyaux droits et/ou coudés, de grande longueur et de faible diamètre intérieur, utilisables dans des circuits d'eau comme par exemple des échangeurs de chaleur, la cathode étant réalisée de façon à pouvoir titre utilisée dans le bain ou à l'extérieur du bain. Â cet effet, l'invention concerne une cathode du type ci-dessus, caractérisée en ce que la cathode proprement dite se compose d'nul conducteur d'électricité et d'un organe d'écartement,-en étant maintenue de façon souple pour que le conducteur de courant et l'organe d'écartement soient réunis de préférence en forme d 'hélice, la pointe de la cathode étant garnie d'un capuchon et l'extrémité de la cathode étant maintenue dans une pièce de raccordement de courant, reliée à une tette rapportée. La pointe de la cathode est entourée d'un capuchon. L'extrémité de la cathode est reliée à une pièce de raccordement de courant munie d'une tSte rapportée. L'organe d'écartement est formé d'un fil et peut avoir une section quelconque s cet crgane d'écartement est en un ma tériaU non conducteur d'électricité de préférence une matière synthétique. Suivant une autre caractéristique de linventions on a une tette rapportée formant un bottier. Pour recevoir la cathode et le tube à traiter,.le bottier de la toute rapportée présente un perçage relié à un autre perçage ; ce dernier perçage est relié à un tuyau d'alimentation en électrolyte. Le tube à traiter est maintenu dans la tette rapportée par un écrou chapeau avec interposition d'un joint élastique. La toute rapportée est en, un matériau non conducteur d'électricité pour assurer l'isolation. De préférence, cette tête est en matière synthétique. La cathode selon l'invention permet une application universelle, c'est-à-dire à la fois pour l'oxydation anodique de tubes de grande longueur et de section interne relativement faible aussi bien que pour des tubes de grande longueur, étroits ou courbes ainsi que des coudes de tube. La cathode qui se compose d'un ou plusieurs conducteurs de courant formant avec l'organe d' écartemen't un élément en spirale, est réalisée pour s'adapter à n'importe quel type de corps creux, c'est-à-dire aussi bien pour des récipients à petite O'rrerture, car la section de la cathode peut titre relativement réduite.Cette cathode est également souple, de sorte qu'elle s'adapte à n'importe quelle courbure et ltorgane d'écartement interdit tout contact entre la cathode proprement dite et la surface à anodiser ; cet organe d'écartement assure dans tous les cas une répartition régulière du courant permettant d'avoir sur toute la surface interne du tube une couche d'oyydation de même épaisseur. La cathode et la tette rapportée permettent d'effectuer une oxydation anodi- que à l'extérieur du bain, ce qui est particulièrement important pour des tubes ou tuyaux, car la tette rapportée permet d'alimenter l'intérieur du tube avec de l'électrolyte. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement dans les dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue de cQté de la cathode munie de la pièce de raccordement de courant, la cathode étant placée dans un tube - la figure 2 représente une vue en coupe de la cathode et de la tette de montage ; - la figure 9 est une vue de-dessus de la cathode et des deux conduites d'alimentation en courant ; - la figure 4 est une vue en coupe de la pointe de la cathode munie du capuchon ; Selon 9a figure 1, la cathode 2 est munie d'un conducteur de courant 3 entouré par un organe d'écartement 4 en forme d'hélice.Le conducteur de courant 3 ainsi que l'organe d'écartement 4 sont reliés à une extrémité à une pièce de raccordement de courant 5 qui dans l'exemple de réalisation est en forme de goujon fileté muni d'un collet. Comme le montre la figure 3, la cathode peut comporter deux ou plusieurs conducteurs d'électricité 3 suivant les pièces à traiter. Dans ce case les divers conducteurs 3 sont réunis comme hélices sur l'organe d'écartement 4. Pour éviter tout contact de la peinte de la cathode avec la pièce à traiter par anodisation, notamment au niveau des coudes d'un tube, cette pointe est munie d'un capuehon-14 (figure 4) de préférence en matière synthétique ou un autre matériau non conducteur d'électricité. La cathode 2 décrite cidessus, est destinée à A- l'anodisation interne de tuyaux 1 qui sont placés en même temps dans un bain d'elosal qui fait circuler régulièrement l'électrolyte dans le tube 1. La structure souple et le faible diamètre de la cathode 2 permettent d'anodiser des surfaces internes de tuyaux de grande longueur avec une ouverture interne relativement faible, avec ou sans coudes. L'organe d'écartement 4 et le capuchon 14 interdisent tout contact de la cathode 2 et du tuyau 1, de façon qu'il se forme dans le tuyau 1 une couche d'oxyde, régulière, et ayant partout la mOrne épaisseur. Pour anodiser des surfaces intérieures de tuyaux qui ont une longueur trop grande, et ne peuvent titre placées dans le bain, la cathode 2 comporte une tette rapportée 6. Le bottier 7 selon la figure 2, comporte un perçage 13 servant à recevoir le tuyau l'après introduction de la cathode 2 et de la pièce de raccordement 3 dans le boîtier 7 avec fixation par un écrou à six pans 11. La cathode 2 est bloquée en rotation par l'ergot de blocage 10 de la pièce de raccordement 5, l'ergot venant dans le boîtier 7. Pour la fermeture, on a prévu un joint 9 entre le tuyau I et l'écran chapeau 12. Le perçage 13 communique avec un second-perçage 15 recevant le tuyau 8. La tête rapportée 7 permet d'anodiser les surfaces internes de tuyau à l'extérieur du bain, l'électrolyte étant amené par le tuyau 8 à travers les perçages 15 et 13, pour arriver à l'intérieur du tube 1 que l'on veut anodiser. Par interposition d'une ou plusieurs pompes non représentées dans les dessins, on assure la circulation forcée de l'électrolyte et ainsi un traitement correct de la surface intérieure des tubes, même à l'extérieur du bain. Bien entendu, l'invention n' est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'iiwention. R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Cathode pour réaliser une couche d'oxyde, par un traitement anodique des surfaces internes de corps creux quelconques en aluminium ou en alliage d' aluminium et notamment des tubes droits ou à coudes, de longueur importante et de faible diamètre interne, servant de conduites d'eau de préférence dans des échangeurs de chaleur, cathode caractérisée en ce que la cathode (2) proprement dite se compose d'un conducteur d'électricité (3) et d'un organe d'écartement (4), en étant maintenue de façon souple pour que le conducteur de courant (3) et ltorgane d'écartement (4) soient réunis de préférence en forme d'hélice, la pointe de la cathode (2) étaDt-garnie d'un capuchon (14) et l'extrémité de la cathode (2) étant maintenue dans une pièce de raccordement de courant (5), reliée à une tette rapportée (6) e 20) Cathode selon la revendication 17 caractérisée en ce que l'organe d'écartement (4) est composé d'un cible de section quelconque. 30) Cathode selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que ltor- gane d'écartement (4) est réalisé en un matériau non conducteur d'électricité tel qu'une matière plastique. 4 ) Cathode selon la reven dication 1, caractérisée en ce que la tête rapportée (6) est formée d'un boîtier (7) qui présente un perçage pour recevoir la cathode (2) et un perçage (13) pour recevoir le tube (1) que l'on veut anodiser, le perçage (13) étant relié à un per çage (15) recevant lui-même un tuyau (8) d'alimentation en électrolyte, le tube (1) placé dans le perçage (13), étant fixé par un écrou chapeau (12) avec interposition d'un joint d'étanchéité (9) entre l'écrou chapeau (12) et le perçage (13). 5 ) Cathode selon l'une quelconque des revendications 1 et 4, caractérisée en ce que la tête rapportée est en un matériau non conducteur d'électri- cité tel qu'une matière synthétique.