Brevet FR2477949A1 — publié le 19810918

L'inlvention se rapport à un procedé de fixation d'un revêtement en matière plastique sur la surface cylindrique in- térieure dtun corps métallique creux, au dipositif de mise en oeuvre de ce procédé et au corps creux rev9tu obtenu à ltaide de ce procédé. Elle s'applique plus particulièrement mas non exclusive- ment aux corps creux tels que des éléments tubulaires, desti- nes à formerisol4mentdes pièces de guidage, comme par exem- ple des corps de vérin, ou, après assemblage entre eux, une canalisation pour le transport de gaz, de liquides plus ou moins visqueux ou même de solides. Dans sos diverses applications, le corps doit présenter, au moins intérieurement, d'une part, une surface parfaitement lisse pour favoriser le glissement et, d'autre part, une rêsis- tance à ltabrasion suffisante pour éviter un remplacement hâtif du corpse A cet effet, il est connu de fixer, à l' intérieur du corps, de la matière plastique, telle que par exemple le polya- mide "11" plus connu sous la marque " RILSMAN", et ce, en une couche à la fois la plus régulière et la plus épaisse possible, afin dtoffrir tant une co.ction géométrique suffisante pour éviter un usinage ultérieur, qu'une importante réserve de matière, en prévision de ltusure par l'abrasion. Avant fixation, ces matières plastiques se présentent généralement sous une forme pulvérulente, A granulométrie très fine et par exemple de vingt à deux cents microns, afin que la masse des particules solides s'écoule pratiquement comme un fluide. Pour les revêtements intérieurs de tubes, après prépaera- tion des surfaces voire même après application d'une couche de matériau primaire, divers procédés de fixation sont & ce jour utilisés: Selon un premier procédé, la pièce métallique & revêtir est tout d'abord chauffée dans un four puis plongée dans la poudre de matière plastique contenue dans une cuvelaquelle poudre est maintenue en suspension par de lVair. Au contact des surfaces métalliques chaudes, la poudre fond et forme ainsi un dépôt dont l'épaisseur, qui varie de deux cent cin- quante à cinq cents microns est fonction de la température -2- de la pièce et de la durée de son maintien dans la poudre. Dans un second procédé de fixation, le tube à rev4tir est chauffé par une bobine à induction après avoir été inséré dans un circuit dans lequel est établi un courant d'air chargé de poudre. Comme ci-dessus, au contact du tube chauffé, la poudre fond et forme un dép8t d'une épaisseur de cent cinquante à deux cents cinquante microns. Dans un trcdième procédé, la poudre est mise en suspension dans de l'eau et cette solution est appliquée avec un pistolet à peindre qui est porté par une canne autour de laquelle on fait tourner le tube et ce plus ou moins rapidement selon 1t épaisseur du film souhaité. Ensuite, le tube est chauffé tout d'abord lentement, pour permettre l'élimination de l'eau puis rapidement pour provoquer la fusion, avant fixation par refroidissement, d'un film de daquante à trois cents microns de matière: plastique. Si elles suffisent amplement pour certains usages, les épaisseurs permises par les trois procédés précités sont mani- festement insuffisantes pour de nombreuses applications comme par exemple pour des canalisations, de transport hydraulique de solides et dont la durée de vie souhaitée est d'environ vingt ans. En effet, pour résister à ltabrasion correspondante, le revêtement devrait avoir une épaisseur d'au moins six milli- mètres. Pour s'approcher de ce résultat, a été mis au point, un procédé s'apparentant au moulage rotatif par gravité. Selon ce procédé, le tube à revêtirdont l'axe est hori- zontalt repose sur un support qui l'entraîne en rotation au- tour de son axe, et ce, à faible vitesse, circonférentielle, par exemple de quatre mètres par minute. Dans ce tube encore froid, on déverse la dose de poudre juste nécessaire pour réaliser la couche de revêtement. Du fait de sa fluidité naturelle, la poudre se rassemble dans le segment cylindrique inférieur du tube sous lequel est prévu un moyen de chauffage tel une rampe à gaz, ou plusieurs pour les tubes de grand diamètre. Après mise en service de ce chauffage, au contact du tube chauffé, la dose de poudre fond sur une certaine épais- seur. Par gravité, la matière plastique, à la fois celle ainsi -3 - fondue et celle encore solide, tend à demeurer dans le segment cylindrique inférieur, malgré la rotation du:tube, De ce fait, sur la paroi interne de celui-ci, cette matière plastique ne fait que glisser à l'exception d'un film qui par adhérence demeure accroché à ladite paroi. C'est ce film qui, en se solidifiant, constituera le revêtement qui malheureusement atteint difficilement plusieurs millimètres d'épaisseur et dont de plus l'état de surface est irrégulier. Un résultat que l'invention vise à obtenir est la fixa- tion sur la surface cylindrique intérieure d'un corps métal- lique creux, d'un revêtement de matière plastique d'une part, présentant à la fois un état de surface régulier et une cor- rection géométrique parfaite et, dautre part, pouvant attein- dre une épaisseur très importante. A cet effet, elle a pour objet un procédé du type cité plus haut, notamment caractérisé en ce quon fait subir à ce corps une centrifugation en trois phases successives entre lesquelles l'action de centrifugation se poursuit et dont - une première phase dans laquelle la centrifugation s'opère à froid pour déjà bien répartir concentriquement la matière encore solide en une couche régulière - une seconde phase pendant laquelle, outre la centrifugation par mise en service d'un moyen de chauffage, on opère une montée régulière de la température du corps jusqu'à fusion complète, à la place o elle se trouve en vertu de la réparti- tion précitée, de toute la matière plastique quelle que soit l'épaisseur de la couche qu'elle forme - une dernière phase pendant laquelle l'action de chauffage est interrompue, la centrifugation quant à elle se poursuivant jusqu'au refroidissement et donc le durcissement et la fixa- tion de la matière plastique a la place o el-le a été fondue dans la phase précédente. Elle a également pour objet le dispositif de mise en oeuvre de ce procédé et les corps obtenus à l'aide de celui-ci. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite, à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ciannexé qui représente: - figure 1: le schéma bloc du procédé -4- - figure 2: vus en coupe, le corps creux et le disposi- tif de mise en oeuvre de ce procédé. Comme dans les procédés connus, d'une part, le corps creux brut 1 passe, tout d'abord, à un poste 2 de préparation des surfaces assurant le dégraissage et l'élimination mécani- que des oxydes superficiels et d'autre part, ce poste 2 de pré- paration des surfaces est éventuellement suivi, et ceselon la nature de la matière plastique qui doit être fixée, par un poste 3 d'application d'une sous couche dite "primaire* desti- née à renforcer l'accrochage de cette matière plastique. Ensuite, dans le corps creux ainsi préparé 4 et non encore chauffé, au poste 5 on introduit la dose de particules solides de matière plastique 6, en poudre ou en granulés, juste nécessaire à l'obtention du revêtement souhaité et dont le volume est préalablement calcué.Cette poudre peut alors être répartie tout au long du corps par une raclette. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, ce corps 7 (alors préparé et empli de poudre) passe à un poste 8 de centrifugation, dans leque on distingue trois phases suc- cessives 9,10,11 entre lesquelles l'action de centrifugation se poursuit. Dans une première phase 9, la centrifugation a' opère à froid, pour déjà bien répartir concentriquement la matière encore solide en une couche régulière. Au terme de cette première phase 9, l'action de chauffage est enclenchée 12. Commence alors la seconde phase 10. Dans cette seconde phase 10 de centrifugation, on opère une montée régulière de la température du corps jusqu'à fusion complète, à la place o elle se trouve en vertu de la réparti- tion précitée,de toute lamatière plastique quelle que soit 1' épaisseur de la couche qu'elle forme. A noter que du fait de sa répartition sur la périphérie du tubes cette épaisseur reste faible par rapport à celle qu' aurait la matière si elle était concentrée dans le segment cylindrique inférieur. La conduction de la chaleur est donc assurée. A ce moment là, l'action du chauffage est arrêtée 13 et on entre alors dans la troisième et dernière phase 11. Dans cette dernière phase 11 de centrifugation, on opère le refroidissement et donc le durcissement et la fixation de la matière plastique à la place o elle a été fondue dans -5- 7a phase précédente après quoi le corps creux 14 est terminé quant à sos opérations de fixation du revêtement 15. Ce procédé de fixation de la matière plastique présente de nombreux avantages par rapport à un simple moulage rotatif et par gravité: - il limine les défauts tels que les soufflures, - il augmente la compacité du revêtement, - il conduit & un état de surface parfaitement lisse, - il corrige automatiquement tout éventuel défaut de concentricité du corps brut préparés, - il permet surtout de fixer un revêtement très épais et par exemple de l'ordre de onze millimètres. La vitesse de centrifugation "N", exprimée en tours par minute, se détermine enfonction de la grandeur, exprimée en mètres, des rayons intérieur 'r" et extérieur 'R" du revote- ment et suivant la pression "Pl, exprimée en bars, que l'on veut imprimer aux grains de matière plastique par ladite cen- trifugation, à partir de la relation connaue À 2 R2 _r 2 d P = N ( - À 2 _r2d)dûs laquelle 2 g d représente la densité da la matièro plastique choisie et t l'accélération due à la pesanteur. La température de chauffage est quant à elle évidemment déterminée en fonction des caractéristiques de la matière plastique A fixer pour être certain d'atteindre le point de fusion mais aussi pour ne pas dépasser la température à par- tir de laquelle la matière plastique fondue commencerait & s t agiter. Le dispositif de mise en oeuvre de ce procédé comprend un banc de centrifugation 16, pourvu d'une mirce 17 de chaleur ainsi que de moyens, les uns (18) de réglage de la vitesse de centrifugation, les autres (19) d'enclenchement et d' arrêt du chauffage, voire même, de réglage de l'intensité* Par exempe, ce dispositif comprendr une table 20 à laquelle sont associés des tambours oT uite de galets 21,22 sur lesquels s'appuie le corps 7, alors formé du corps brut 1 ayant simplement reçu la dose de poudre 6. -o_ Le corps 7 est maintenu sur ces appuis 21,22, par au moins un tambour ou une suite de galets de pression 23, éclip.sable pour les montages et démontages des corps 7 à revêtir. Au moins l'un de ces appuis 21,22 et/ou moyens de pres- sion 23 est mu en rotation et, par adhérence sur le corps 7, communique à celui-ci son propre mouvement de rotation. A cet effet, à la table 20 est assotciée une chaise 24 suppor- tant un moteur 25 groupé à un variateur de vitesse 26 dont l'arbre de sortie 27 est lié en rotation à l'arbre 28, du tambour ou de la suite de galets 22t par l'intermédiaire d' une transmission 29 de tout type connu. Le chauffage peut également être de touttype connu.Dans un exemple de réalisation, il comprend, courant sous le corps entre ses appuis 21,22, une rampe A gaz 30 ou plusieurs 30,31, selon le diamètre du corps A revêtir. L'ensemble est abrité sous un carter amovible 32 de pré- férence garni intérieurement d'un matériau isolant 33 tel de l'amiante pour à la fois retenir la chaleur dégagée par le chauffage et protéger l'environnement contre toute projection. Dans la chambre 34, délimitée par le carter 32 et la table 20, peut plonger une sonde 35 de contr8le de la tempé- rature, ainsi que des moyens de refroidissement forcé du corps pendant la dernière phase. RDVS LoICATIONS 1. Procédé de fixation d'un revétement en matière plasti- que sur la surface cylindrique intérieure dûment préparée, d'un corps métallique creux contenant déjà la dose de parti- cules solides de matière plastique juste nécessaire à l'obten- tion du revêtement de l'épaisseur souhaitée, dont le volume et donc le poids sont préalablement déterminables, ce procédé étant c a r a c t é r i s é en ce qu'on fait subir à ce corps une centrifugation (d) en trois phases successives (9, 10,11) entre lesquelles l'action de centrifugation se poursuit et dont: - une première phase (9) dans laquelle la centrifugation s' opère à froid pour déjà bien répartir concentriquement la matière (6) encore solide en une couche régulière, - une seconde phase (10) pendant laquelle, par mise en ser- vice (12) d'un moyen de chauffage, on opère une montée régu- lière de la température du corps (1) jusqu'A fusion, com- plète et à la place o elle se trouve en vertu de la répar- tition précitée, de toute la matière plastique quelle que soit l'épaisseur de la couche qu'elle forme - une dernière phase (11) pendant laquelle l'action de chauf- fage est interrompue (13), la centrifugation quant à elle se poursuivant jusqu'au refroidissement et donc le durcisse- ment et la fixation de la matière plastique à la place o elle a été fondue dans la phase précédente. 2. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la re- vendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un banc de centrifugation (16) pourvu d'une source de chaleur (17), ainsi que des moyens les uns (18) de réglage de la vitesse de centri- fugation, les autres (19) d'enclenchement et d'arrêt de 1' action de la source de chaleur (17). 3. Corps creux, caractérisé en ce que, sur sa surface cylindrique intérieure, de la matière plastique est fixée par le procédé selon la revendication 1.