Brevet FR2442672A1 — publié le 19800627

L'invention concerne le nettoyage de tuyauteries. Elle a plus précisément pour objet un procédé, un appareillage et une composition pour le nettoyage de canalisations industrielles métalliques comportant des dépôts internes de tartre, de silice, de calcaire ou autres. On sait qu'il est très difficile de débarrasser de tels dépôts les tuyauteries des grands ensembles industriels. En particulier, les tuyauteries des sucreries sont recouvertes intérieurement, en fin de campagne betteravière, d'une couche extrêmement dure de silice, qu'il est extrêmement difficile d'éliminer. On utilise habituellement dans ce but des compositions très agressives, à base d'acide fluorhydrique, d'acide chlorhydrique on de fluorures acides, pour débarrasser les évaporateurs de leurs dépôts résiduels. Ces compositions sont toutefois dangereuses à manipuler et imposent au personnel de nombreuses précautions, lors de la manipulation et de leur utilisation. Elles impliquent en outre des contrôles nombreux en cours d'opération et ne peuvent être rejetées telles quelles à l'extérieur. Enfin, pour obtenir un nettoyage satisfaisait, il est généralement nécessaire de faire circuler à plusieurs reprises dans les conduites, pendant 4 a 10 heures, les solutions utilisées, chaque passage devant être suivi d'un rinçage et d'une neutralisation alcaline à chaud. Malgré ces opérations complexes et répétées, il est fréquent qu'en fin de nettoyage, oa constate la présence de restes organi quu, voire minéraux, & l'intérieur du tuyaux, que l'on doit alors soumettre à un nettoyage mécanique complémentaire à la brosse rotative. Pour remédier à ces inconvénients, il a été proposé de recourir à un procédé exclusivement mécanique, consistant à soumettre les parois à un jet d'eau à très forte pression, de 500 à 700 bars. Ce procédé donne des résultats satisfaisants avec certains types de dép8t, ais se révèle absolument inefficace dans le cas de dépôts de silice En effet, il laisse subsister dans ce cas, sur la paroi interne des tubes,une pellicule de silice polie, qu'il est pratiquement impossible d'élimier ensuite, même en ayant recours à des procédés chimiques. La présente invention vise & remédier à ces inconvénients, en proposant de combiner les effets mécaniques d'ondes ultra-sonores et les effets chimiques d'une composition apte à dissoudre des composés métalliques de divers dépôts (fer, calcium, silicium, aluminium, magnésium etc...), mais qui soit cependant moins agressive que les compositions connues et qui conduise les ultra-sons. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour l'élimination des dépôts internes de tuyauteries, ce procédé étant caractérisé en ce que l'on remplit ladite tuyauterie avec ne solution aqueuse conductrice d'ultra-sons contenant un ester organophosphorique obtenu en faisant réagir du fluorure de lithium sur un acide éthylphosphorique, et en ce que l'@n déplace ensuite lentement une source d'ultra-sons à l'intérieur de ladite tuyau terie emplie de ladite solution, on vue de provoquer la dissolution desdits dépôts. L'invention a également pour objet une composition pour la mise en oeuvre de ce procédé, cette composition étant constituée par une solution aqueuse contenant un ester organophosphorique obtenu en faisant réagir du fluorure de lithium sur un acide éthylphosphorique. L'invention a aussi pour objet un appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, cet appareillage comprenant un transducteur et une tige focalisante métallique connectée audit transducteur, la tige focalisante se terminant par une pointe d'émission. Avantageusement, pour pouvoir être adaptée à des longueurs variables do tuyauterie, la tige fecalisante sera de longueur réglable. A cet effet, elle pourra être constituée de tronçons amovibles vissés bout à bout. Elle pourra aussi être constutuée d'éléments télescopiques. De préférence, l'appareillage pour l'émission d'ultra-sous sera utilisé en combinaison avec un cône métallique ereux,rempli d'air et fermé,disposé à l'extrémité opposée de la tuyauterie et dont l'angle au sommet sera avantageusement égal à 90 ,afin de transformer,par réflexion,un flux axial d'ultra-sons en un flux transversal (radial). Au sens de la présente demande, on appelle ultra-sons des ondes de fréquence comprise entre 16 et 25 kHz. L'invention repose sur la constatation effectuée par lu Demandeurs que l'ester obtenu par réaction du fluorure de lithium FLi sur un acide organophosphorique tel que PO4 H2 C2 H5 présente des propriétés marquées, en solution aqueuse, de dissolution à froid des dépôts minéraux et notamment de la silice (dissolution due probablement à la présence du fluor), et de passivation du mé- tal (probableetut due & la présence du phosphore). Cet ester est un ester cooplexe, qui peut être préparé par réaction du fluorure de lithium sur de l'acide éthylphosphorique en présence d'un catalyseur tel que le molybdate d'ammonium. Avantageusement, la solution aqueuse de nettoyage comprendra de 5 à 20 X en poids de cet ester. Elle comprendra de préférence des additifs tels que des polyphosphates alcalins (5 à 20 X), qui, de façoa connue e soi, favorisent la dissolution des dépôts, un agent catalyseur (2 & 14 %)et un agent de structure tensio-actif (4,5 & 14 %), apte à abaisser la tension superficielle de la solution pour accélérer le nettoyage. Cet agent catalyseur pourra par exemple être constitué par un mélange de fluorure de lithium (2 & 10 %), d'acétate d'éthyle (2 à 10 %) et d'un agent fluoré (0,5 à 2 %). L'agent fluoré doit de préférence abaisser la tension superficielle de la composition à une valeur inférieure à 20 dynes. Un tel agent fluoré est commercialisé sous les numéros de référence 1024 et 1033 par la société Péchiney-Ugine-Kuhlman. Une solution concentrée type comprend, par exemple, les constituants auivants (en % en poids) : - ester éthylphosphorique X 20 % - polyphosphate alcalin (ttra- polyphosphate de potassium) : 10 % - fluorure de lithium s 10 % - acétate d'éthyle : 2,5 % - agent catalyseur : 2 % - agent fluoré : 1 % - eau : 54,5 %. Une telle solution est utilisée à raison de 10 à 20 X dans de l'eau pour les opérations de nettoyage. Naturellement, les proportions relatives des différents constituants de la solution pourront être adaptées b chaque cas particulier, c'est-à-dire & chaque type de dépôt et & l'épaisseur de ces dépôts. Pour nettoyer une tuyanterie encrassée intérieurement, il suffit de la remplir avec une composition conforme à l'invention, puis d'introduire dans l'ori@ice d'entrée de la tuyauterie une tige focalisante reliée à un générateur d'ultra-sons (transducteur). Après avoir mis en marche ce générateur, il suffit de déplacer lentement la tige a l'intérieur de la tuyauterie pour provoquer une dissolu- tion rapide et complète des dépôts. Les dessins annexés illustrent l'appareillage utilisé pour la lise en oeuvre de l'invention. Sur ces dessins s La figure 1 est une vue latérale d'une tige focalisante montée sur un transducteur a La figure 2 est une vue a plus grande échelle de la pointe de la tige focalisante. La figure 3 est une coupe représentant un organe auxiliaire pour e obturation de l'extrémité de la tuyauterie à a nettoyer opposée a l'orifice d'introduction de la tige focalisante. Cette tige, représentée sur la figure 1, est constituée de tron çoas métalliques amovibles 1, 2 et 3, rendus solidaires les uns du autres par des raccords filetés 4. On peut ainsi adapter la longueur de la tige a celle des tuyauteries v nettoyer, en ajoutant périodi- quement un nouveau tronçon, à mesure que l'on fait progresser l'extrémité de la tige dans la tuyauterie. Le tronçon 1 est connecté a un transducteur 5, tandis que l'extrémité du tronçon d'extrémité 3 est effilée. Plus précisément, l'extrémité du tronçon 3 for une pointe 6, qui se prolonge par un b4- tonte t cylindrique 7 de très faible section. En effet, si l'on dési- re que les ondes se propagent radialement, il est nécessaire que l'extrémité de la tige focalisante soit la plus fine possible. Chaque tronçon intermédiaire devra avoir de préférence une longueur égale à #/2, si # désigne la longueur d'onde des ultra-sons, tandis que le dernier tronçon 3 aura une longueur égale à #/4 . Dans le but d'obtenir une irradiation transversale, il sera avantageux, comme représenté sur la figure 3, d'obturer l'extrémité de la tuyauterie 8 opposée au transducteur par un cône creux 9,fermé et empli d'air, par exemple en aluminium ou en matière plastique, d'angle au sommet égal à 90 , sur lequel viendront se réfléchir les ondes qui se propagent parallèlement å l'axe do la tuyauterie. La demande fournit donc un procédé simple et efficace pour nettoyer l'intérieur de conduites métalliques encrassées. Les essais effectués par les Demandeurs sur des tuyauteries des évaporateurs de sucrerie en fin de campagne betteravière, évaporateurs dont les parois sont revêtues intérieurement de dépôts de silice particulière sent difficiles a faire disparaître, ont prouvé que ces dépôts sont éliminés facilement et totalement en mettant en oeuvre le procédé conforme à l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Procédé pour l'élimination des dépôts internes de tuyauteries, ce procédé étant caractérisé en ce que l'on remplit ladite tuyauterie avec une solution aqueuse conductrice d'ultra-sons contenant un ester organophosphorique obtenu on faisant réagir du fluorure de lithium sur un acide éthylphosphorique, et en ce que l'on déplace ensuite lentement une source d'ultra-sons à l'intérieur de ladite tuyauterie emplie de ladite solution en vue de provoquer la dissolution desdits dépôts. 2.- Composition pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1,constituée par une solution aqueuse contenant un ester organophosphorique obtenu e faisant réagir du fluorure de lithium sur un acide éthylphosphorique. 3.- Composition selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend 5 à 20 % en poids dudit ester. 4.- Composition selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins un polyphosphate alcalin, un agent tensio-actif et un agent catalyseur. 5.- Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un transducteur et une tige focalisante métallique connectée audit transducteur, la tige focalisante se terminant par une pointe d'émission. 6.- Appareillage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tige focalisante a une longueur réglable. 7.- Appareillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que la tige focalisante est constituée de tronçons disposés bout à bout et rendus solidaires les uns des autres. 8.- Appareillage selon la revendication 7, caractérisé en ce que les tronçons intermédiaires de la tige focalisante ont une longueur égale à la moitié de la longueur d'onde des ultra-sons utilisés, tandis que le tronçon se terminant par la pointe d'émis sion a une longueur égale au quart de ladite longueur d'onde. 9.- Appareillage selon l'une des revendications 5 a 8, caractérisé en ce que ladite pointe d'émission comprend une partie effilée se prolongeant par un batonnet cylindrique de très faible section. 10.- Appareillage selon l'une des revendications s à 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un cône fermé et empli d'air, métallique ou en matière plastique, destiné à obturer l'ex- trémité de la tuyauterie a nettoyer opposée au transducteur