Brevet FR2496003A1 — publié le 19820618

- 1 - Procédé pour gainer des tubes en acier de matière syn- thétique thermoplastique. L'invention concerne un procédé pour gainer des tubes en acier à l'aide d'une matière synthétique ther- moplastique, en particulier de polyéthylène, procédé dans lequel on applique sur les tubes chauffés à la température de travail la couche de gaine et simultané- ment la couche d'adhésif formée d'un produit de copoly- mérisation d'éthylène, sous forme de feuilles tubulaires, au moyen d'une tète d'extrudeuse à deux canaux et on sèche par chauffage le produit de copolymérisation d'éthylène avant de l'introduire dans l'extrudeuse. Un procède de ce genre utilisant une tète d'extru- sion double est connupar exemple, par le DE-OS 1 957 078. Etant donné que lors de l'extrusion simultanée de la gaine en produit de copolymérisation d'éthylène et de la gaine en polyéthylène il peut apparattre dans les canaux annulaires des résistances à l'écoulement dif- férentes qui conduisent à une réunion insuffisante des deux gaines, dans les canaux annulaires de la tSte d'extrudeuse sont disposés des anneaux réglables excen- triquement que l'on règle de façon telle que les résis- tances à l'écoulement puissent être rendues égales. L'extrusion du produit de copolymérisation d'éthylène et du polyéthylène s'effectue dans la tête d'extrudeuse à une température d'environ 1700C et à une vitesse d'écoulement de 19,5 cm/s en moyenne. La vitesse de gainage, c'est-à-dîre la vitesse du tube qui se meut à travers la tète d'extrusion, est ici d'environ 30 cm/s. Or, il est apparu que la force d'adhérence ou la résistance au décollement de l'adhésif formé du produit de copolymérisation d'éthylène est très variable dans bien des cas, ce qui cause une réunion insuffisante de la couche d'adhésif à la surface du tube. Des recherches ont montré que ce comportement défectueux du produit de copolymérisation d'éthylène qui contient de l'acide acrylique et des esters acryliques doit être attribué à -2 - des conditions climatiques défavorables. Lors du stocka- ge du granulé dont il stagit, s'il se produit des dif- férences de température ou une grande humidité de l'air, il peut en résulter une condensation de l'humidité de l'air dans le granulé, ce qui conduit à une réaction chimique indésirable sur le produit de copolymérisation d'tthylène ou a un amoindrisscment de la force d'adhé- rence. Pour éviter cet inconvénient, il est connu de sécher le produiî de copolymérisation d'éthylène avant l'extrusion (notice BASF "Lupolen A 2910 MX" de mars 1977). Le séchage préalable s'effectuait à 50eC pendant environ 2 heures. Il est vrai que la résistance au décollement de la couche de gaine en elle-même a pu &tre ainsi améliorée, mais ses valeurs étaient encore dépour- vues d'uniformité sur la circonférence du tube en acier. L'invention a pour but de fournir un procédé par lequel il devient poasible d'améliorer la résistance au décollement de la couche de gaine ou l'adhérence du pro- duit de copolymérisa$ion d'ithylène, plus précisément grâce au fait que, conformément aux connaissances acqui- ses par des expériences, on évite sa décomposition chi- mique dans la tête d'extrudeuse grâce à des temps de séjour plus courts dans le canal annulaire ou à une action plus courte de la température de la tête d'extru- dense. En outre, le but est aussi d'assurer un écoule- ment uniforme du produit de copolymérisation d'éthylène à la sortie du canal annulaire de la tète d'extrudeuse. En outre, pour des raisons économiques, il faut pouvoir diminuer l'épaisseur de la couche de produit de copoly- mérisation d'éthylène sans nuire à la résistance au décollement. L'invention parvient à résoudre ce problème grâce au fait que l'on effectue le séchage préalable du pro- duit de copolymérisation d'éthylène à une température de 70 C au maximum pendant environ une heure et que l'on extrude l'adhésif et la couche de gaine dans la tète d'extrudeuse à une température de 140 à 170 C, en réglant - 3 - les vitessesd'écoulement de l'adhésif et de la couche de gaine, à 140OC, à au moins 5 cm/s et à 170OC, à au moins 10 cm/s. Un mode d'exécution de l'invention est caractérisé par le fait que l'on règle à une valeur de 1:1 le rapport entre la vitesse d'écoulement de l'adhésif et de la couche de gaine et la vitesse du tube en acier qui se déplace à travers la têtq d'extrudeuse. Un autre mode d'exécution est caractérisé par le fait qu'avant de gainer le tube en acier, on applique sur sa surface, de manière en elle-même connue, une couche primaire d'une résine thermodurcissable, par exemple d'une résine d'époxyde ou d'une résine phénol/ époxyde, en chauffant le tube avant le gainage à environ 100-C et après le gainage, à environ 2006C. Un autre mode d'exécution est caractérisé par le fait qu'avant le gainage ou avant l'application de la couche de résine thermodurcissable$ on préchauffe le tube en acier par induction de manière en elle-même connue. Un autre mode d'exécution, pour le gainage de tubes en acier d'un diamètre de 100 à 500 mm, est caractérisé par le fait que pour les diamètres de tube relativement petits on établit la température la plus élevée et les plus grandes vitesses d'écoulement et pour les diamètres plus grands, la température inférieure et les vitesses d'écoulement plus petites. Des modes d'exécution permettant d'illustrer le procédé selon l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs: Pour gainer un tube en acier d'un diamètre de mm, on commence par chaufferde manière en elle- mAme connue, le produit de copolymérisation d'éthylène servant d'adhésif et contenant de l'acide acrylique et des esters acryliques, au moyen d'air sec présen- tant un point de rosée inférieur à - 30 OC, dans un séchoir fixe à granulés de matière -4- synthétique à fonctionnement entièrement automatique. Le séchage s'effectue à une température de 700C pendant une heure. Ensuite, on amène le granulé préalablement séché, à 'abri de l'air, à l'extrudeuse dans laquelle on le désagrège sous pression, à une température de à 1700C. Dans la tète d'extrudeuse, on règle-à cm/s la vitesse d'écoulement du polyéthylène destiné à la couche de gaine et amené d'une deuxième extrudeuse, à une température de 1700C et on règle à 25 cm/s la vitesse d'écoulement du produit de copolymérisation d'éthylène chauffé à 170C. Ainsi, on obtient une résis- tance au décollement uniforme sur la circonférence du tube en acier, soit 98 à 118 N/cm, tout en réduisant l'épaisseur de couche de l'adhésif à 200. pm au lieu de 250 r usuellement. On peut réduire l'épaisseur de couche de l'adhésif jusqu'à environ 150 pm si l'on applique sur la surface du tube, avant de le gainer, une couche de résine d'époxyde thermodurcissable d'une épaisseur d'environ 50 à 80 pm. Dans ce cas, il est à conseiller de chauffer le tube en acier par induction selon les indications du brevet DE 2 257 135, le tube étant chauffé à environ C avant l'application de la couche de résine d'épo- xyde et à environ 2000C après le gainage. Un autre avantage de l'invention est que le canal annulaire de la tête d'extrudeuse, qui est en contact avec le produit de copolymérisation d'éthylène, ne présente plus les dommages par corrosion (pénétrations) qui sont usuels par ailleurs. - 5- REVENDICATIONS 1.- Procedé pour gainer des tubes en acier a l'aide dunematière synthétqe thermoplastie, en particulier de polyéthylène, procédé dans lequel on applique sur les tubes chauffés à la température de travail,la couche de gaine et,simultanément la couche d'adhésif formée d'un produit de copolymérisation d'éthylène, sous forme de feuilles tubulaires, au moyen d'une tête d'extrudeuse à deux canaux et on sèche par chauffage le produit de copolymérisation d'éthylène avant de l'introduire dans l'extrudeuse, procédé caractérisé par le fait que l'on effectue le séchage préalable du produit de copolyméri- sation d'éthylène à une température de 70?C au maximum pendant environ une heure et que l'on extrude l'adhésif et la couche de gaine dans la tête d'extrudeuse à une température de 140 à 170C, en réglant les vitesses d'écoulement de l'adhésif et de la couche de gaine, à 1400C, à au moins 5 cm/s et à 170eC, à au moins 10 cm/s. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on règle à une valeur de 1:1 le rap- port entre la vitesse d'écoulement de l'adhésif et de la couche de gaine et la vitesse du tube en acier qui se déplace à travers la tête d'extrudeuse. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'avant de gainer le tube en acier, on applique sur sa surface, de manière en elle- même connue, une couche primaire d'une résine thermodur- cissable, par exemple d'une résine dtépoxyde ou d'une résine phénol/époxyde, en chauffant le tube avant le O gainage à environ 1000C et après le gainage, à environ eC. 4.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'avant le gainage ou avant l'application de la couche de résine thermodurcissable, on préchauffe le tube en acier par induction de manière en elle-même connue. 5.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, -: 6 - pour le gainage de tubes en acier d'un diamètre de 100 à 500 mm, caractérisé par le fait que pour les diamètres de tube relativement petits, on établit la température la plus élevée et les plus grandes vitesses d'écoulement et pour les diamètres plus grands, la température infé- rieure et les vitesses d'écoulement plus petites.