Brevet FR2546266A1 — publié le 19841123

Conduit pour des milieux aptes à s'écouler et très abrasifs et son procédé de fabrication. L'invention concerne un conduit pour des mi- lieux aptes à s'écouler et très abrasifs et un pro- cédé pour sa fabrication. Dans les tuyaux habituels jusqu'ici, le passa- ge de milieux très abrasifs entraîne des phénomènes d'usure très élevés L'invention vise donc à créer un conduit destiné à cette utilisation très spéciale, qui présente une grande aptitude à résister à l'usure mécanique et dont on peut donc attendre une grande longévité On doit en même temps créer un procédé grâce auquel on peut fabriquer un tuyau de ce type, d'une manière fiable et à des coûts acceptables Sui- vant l'invention, la surface intérieure d'un tube-en- veloppe est revêtue d'un revêtement constitué d'au moins une couche de particules de céramique noyées dans un lit de matière plastique ou de caoutchouc Le procédé de fabrication d'un conduit de ce type con- siste suivant l'invention, à mettre en rotation autour de son axe longitudinal un tube-enveloppe et à intro- àuire dans le tube-enveloppe de la résine de matiè- re plastique ou du caoutchouc à l'état apte à s'écou- ler, et des particules de céramique, à donner au tube- enveloppe une vitesse de rotation si élevée que les particules de céramique s'applîuent sous l'influence de la force c-entrifuge, contre la surface intérieure du tube-enveloppe, et à continuer à faire tourner le tube-enveloppe jusqu'à durcissement ou jusqu'à vulcanisation de la résine de matière plastique ou du caoutchouc De préférence, le procédé consiste à in- troduire les particules de céramique dans le tube- enveloppe et, ensuite, quand les particules de cérami- que ont été réparties de manière uniforme sur la sur- face intérieure de celui-ci, à y intro:duire de la résine de matière plastique ou du caoutchouc. Il y a, certes, déjà des propositions de col- ler de la céramique en morceaux dans des conduits sou- ples en caoutchouc Si l'on avait choisi, conformément à cette idée, un procédé de collage pour revêtir la surface intérieure du conduit de plaquettes de cérami- que, on n'aurait pu le faire que très difficilement, parce qu'il aurait fallu coller les plaquettes une à une à la surface intérieure du conduit, ce qui emporte une dépense très grande et n'est absolument pas possi- ble pour des conduits de petits diamètres On court en outre le danger que, même si une seule plaquette n'est pas collée d'une manière absolument impeccable, les plaquettes se détachent à partir de cet endroit défec- tueux. L'invention procure, en revanche, une solution sans problème, relativement simple, et qui peut être mise en oeuvre même pour des conduits de petit diamèê- tre sans qu'il Y ait de 'danger que le revêtement se détache. Les particules de céramique sont sphériques ou du moins sensiblement sphériques, afin qu'elles se répartissent sans obstacles sur la surface intérieure du tube-enveloppe Le diamètre des billes est compris entre 3 et 10 mm environ, et l'épaisseur d'une couche est du même ordre de grandeur, de façon à ce que les particules de céramique ne fassent sail- lie du lit que légèrement Après avoir réalisé une couche, on peut, le cas échéant, déposer une autre couche. Grâce au durcissement de la résine de matière plastique ou à la vulcanisation du lit du caoutchouc, la matière céramique est fixée de manière durable en créant, sur la paroi intérieure du tube-enveloppe, une couche de revêtement en céramique de forme cylin- drique. D'autres modes de réalisation ressortent de la description qui va suivre. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple: la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un conduit suivant l'invention, et la figure 2 est une vue en coupe longitudinale pendant le dépôt du matériau formant revêtement du tube-enveloppe préparé avant l'incorporation du revête- ment. Le tuyau représenté à la figure 1 est constitué d'un tube-enveloppe 1 en métal, par exemple en acier ou en matière plastique, sur la surface intérieure duquel est déposée une seule couche de particules de cérami- que de forme sphérique, de sorte que l'épaisseur de la couche de céramique corresponde au diamètre des billes des particules de céramique 2, diamètre qui est compris, de préférence, entre 3 et 10 mm Les par- ticules de céramique 2 sont noyées dans un lit 3 en caoutchouc ou en résine de matière plastique, de ma- nière à donner un revêtement 6 adhérant à la surface intérieure du tube-enveloppe 1. Les particules de céramique 2 sont en oxyde d'aluminium, en nitrure de silicium,-en carbure de silicium, en dioxyde de zirconium, ou en une matière semblable Pour réaliser le lit, on peut utiliser du caoutchouc, de la résine de matière plastique, par exemple de la résine d'uréthanne, de la résine époxy- dique ou de la résine acrylique. Pour la fabrication de ce conduit, on munit le tube-enveloppe 1, des deux côtés, temporairement d'un disque annulaire 4 qui est fixé d'une manière convena- ble et qui forme radialement vers l'intérieur une paroi ayant une hauteur suffisante par rapport à l'épaisseur du revêtement 6 à produire On fait tourner rapidement le tube-enveloppe autour de son axe longitudinal. On dépose sur la surface intérieure du tube-enve- loppe 1, par l'intermédiaire d'un conduit d'alimentation 5, des particules de céramique 2 sphériques ou du moins sensiblement sphériques, qui, en raison de la force centrifuge-# se répartissent d'une manière uniforme sur la surface intérieure du tube-enveloppe et forment une couche de céramique correspondant au diamètre des billes Dès que les particules de céramique 2 ont été réparties d'une manière uniforme sur la surface inté- rieure du tube-enveloppe 1, on introduit, dans le tube-enveloppe 1, par le conduit d'alimentation, de la rési- ne de matière plastique apte à s'écouler ou du caout- chouc apte à s'écouler La quantité introduite est mesurée de manière à ce qu'il se forme un lit 3 de résine de matière plastique ou de caoutchouc qui a à peu près l'épaisseur de la couche produite aupara- vant et formée de particules de céramique, sitce n'est que les particules de céramique font saillie encore légèrement de la surface du lit 3 Après avoir introduit la résinede matière plastique ou le caoutchouc et la matière céramique, on continue a faire tourner le tube-enveloppe 1 pendant une durée déterminée du- rant laquelle la résine de matière plastique est dur- cie ou le caoutchouc est vulcanisé Pour le durcisse- ment dans le cas d'une résine de matière plastique durcissant à chaud, ou, dans le cas d'une vulcanisation lorsque l'on utilise du caoutchouc, on met pour le chauffage le tube-enveloppe 1 dans un four, ou l'on dispose des corps de chauffage sur le côté extérieur du tube-enveloppe 1 Dans les deux cas, il faut continuer à faire tourner le tube dans l'atmosphère chauffée qui l'environne Après le durcissement de la résine de matière plastique, ou après la vulcanisa- tion du caoutchouc, on arrête de faire tourner le tube-enveloppe 1 et, après avoir enlevé les disques annulaires 4, on met fin au processus de fabrication du conduit qui est constitué maintenant du tube-enve- loppe 1 auquel est fixé solidement le revêtement 6. Le conduit ainsi fabriqué peut être utilisé pendant longtemps pour le transport de substances très abrasives, en raison de la couche de céramique ayant une résistance élevée à l'usure, qui se trouve sur la surface intérieure du tube-enveloppe 1 Comme les particules de céramique 2 sont incorporées solide- ment dans le lit de résine de matière plastique ou de caoutchouc 3, on ne court pas le danger que la couche de particules de céramique 2 constituant la protec- tion contre l'usure se détache Mais on ne court pas non plus le danger que des particules de céramique 2 individuelles se détachent, de sorte que l'on a un conduit ayant un revêtement en céramique très fiable. Dans la mesure o, en raison des matériaux utilisés, on peut réaliser également une répartition uniforme des particules de céramique 2 sur la surface intérieure du tube-enveloppe 1, même s'il se trouve déjà de la résine de matière plastique apte à s'écouler ou du caoutchouc apte à s'écouler sur cette surface intérieure, on peut effectuer également le procédé suivant une alternative qui consiste à introduire un mélange de particules de céramique et de résine de matière plastique ou de caoutchouc dans le tube-enve- loppe, ou d'abord la résine de matière plastique ou le caoutchouc, et ensuite les particules de céramique On ajuste alors les quantités de manière à ce que les particules de céramique, en raison de la force centri- fuge,tendent à se déplacer radialement vers l'extérieur et se répartissent d'une manière uniforme sur la surface intérieure du tubeenveloppe, en ne faisant plus saillie que légèrement du lit 3 vers l'intérieur. Bien que la description qui précède concerne la fabrication d'un conduit ayant une seule couche de céramique sur la surface intérieure du conduit, il est également possible de prévoir plusieurs couches. L'obtention du revêtement 6, au moyen de la force centrifuge,représente un procédé de fabrica- tion simple et peu coûteux, qui peut être utilisé également pour des conduits de petit diamètre. REVENDICATIONS 1 Conduit pour des milieux aptes à s'écouler et très abrasifs, caractérisé en ce que la surface intérieure d'un tube-enveloppe ( 1) est garnie d'un- revêtement ( 6) constitué d'au moins une couche de par- ticules de céramique ( 2) noyées dans un lit ( 3) de ma- tière plastique ou de caoutchouc. 2 Conduit suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que les particules de céramique ( 2) sont sphériques. 3 Conduit suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les particules de céramique ( 2) présentent une dimension maximale compri- se entre 3 et 10 mm environ. 4 Conduit suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les particules de céramique ( 2) sont disposées, pour chaque couche, en une épaisseur de couche de 3 à 10 mm environ. Conduit suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau cérami- que est choisi parmi le groupe qui comprend l'oxyde d'aluminium, le nitrure de silicium, le carbure de silicium, le dioxyde de zirconium, ou des matériaux ayant des propriétés semblables. 6 Conduit suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le lit ( 3) est choisi dans un groupe de matériaux qui comprend le caoutchouc naturel ou synthétique, les résines d'uréthanne, les résines époxydes ou les résines acryliques. 7 Conduit suivant l'une des revendications -précédentes, caractérisé en ce que le tube-enveloppe ( 1) est en métal ou en matière plastique. 8 Procédé de fabrication d'un conduit suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en rotation autour de son axe longitudinal un tube-enveloppe ( 1) et à introduire, dans le tube-enve- loppe, de la résine de matière plastique ou du caout- chouc à l'état apte à s'écouler, et des particules de céramique ( 2), à donner au tube-enveloppe ( 1) une vitesse de rotation si élevée que les particules de céramique ( 2) s'appliquent,sous l'influence de la force centrifuge, contre la surface intérieure du tube-enve- loppe ( 1), et à continuer à faire tourner le tube-en- veloppe ( 1) jusqu'à durcissement ou jusqu'à vulcanisa- tion de la résine de matière plastique ou du caoutchouc. 9 Procédé suivant la revendication 8, caracté- risé en ce qu'il consiste à introduire d'abord dansle tube- enveloppe des particules de céramique sphériques, ou du moins sensiblement sphériques et, ensuite, quand les particules de céramique ( 2) ont été réparties d'une manière uniforme sur la surface intérieure du tube-enveloppe ( 1), a introduire de la matière plasti- que ou du caoutchouc dans le tube-enveloppe. Procédé suivant l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il consiste à régler la quantité de caoutchouc, de résine ou de matière plas- tique, de manière à ce que les particules de céramique ne fassent saillie que faiblement du lit ( 3) de caoutchouc ou de résine de matière plastique qui se forme. 11 Procédé suivant l'une des revendications 8 à 10, en utilisant une résine de matière plastique durcissable à chaud, ou du caoutchouc vulcanisable à chaud, caractérisé en ce qu'il consiste à chauffer le tube-enveloppe ( 1) jusqu'à durcissement ou jusqu'à vulcanisation de la résine de matière plastique ou du caoutchouc. 12 Procédé suivant l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'il consiste, avant l'in- troduction des particules de céramique ( 2) et du caoutchouc ou de la résine de matière plastique, à munir le tube-enveloppe ( 1) aux deux extrémités de disques annulaires ( 4) qui font saillie radialement vers l'intérieur, sur tout le bord intérieur du tube- enveloppe ( 1) au moins d'une valeur correspondant à l'épaisseur de couche du revêtement ( 6) à produire et qui sont enlevés à nouveau après le durcissement ou après la vulcanisation.