Brevet FR2549494A1 — publié le 19850125

La présente invention concerne un procédé de plombage de surfaces cuivreuses d'éléments de construction exposés à des gaz de fumée contenant de l'anhydride sulfureux et présentant aussi des surfaces en acier ou acier fin. Notamment pour les échangeurs de chaleur se pose le problème qu'au moment de la diminution des températures à la sortie des échangeurs et de leur chauffage par des combustibles contenant du soufre, il y a formation de condensats riches en anydride sulfureux, qui attaquent les échangeurs. Pour limiter les effets de ces attaques à des proportions tolérables} on a adopté, à coté des échangeurs de chaleur en cuivre, des éléments en acier ou acier fin. I1 existe donc des échangeurs de chaleur présentant des surfaces en cuivre et en acier ou acier fin. Comme on sait, des éléments de construction sont plombés pour les mettre à l'abri de l'attaque de gaz de combustion contenant de l'anhydride sulfureux. La solution la plus simple, à savoir le plombage pur et simple de l'ensemble de l'échangeur se composant d'écéments en cuivre et en acier, est inadmissible parcequ'il en résulte aussi le plombage des surfaces en acier. Cela donne lieu, par le dépôt de condensats humides, à la formation de sels de plomb sur les surfaces en acier plombées. La conséquence en est la formation de ponts entre les différentes lamelles de l'échangeur de chaleur, au cas où celles-ci sont en acier, ce qui, au cours du temps, en provoque le bouchage. I1 faut donc éviter absolument le dépit de plomb sur les surfaces en acier ou acier fin, seules les surfaces en cuivre ayant besoin d'un plombage. Le problème qui se pose consiste donc à plomber, si possible dans une seule opération, un élément de construction comportant aussi bien des surfaces en cui vre qu'en acier ou acier fin, les éléments en cuivre devant être plombés sans que les surfaces en acier ou acier fin soient couvertes de plomb. . Pour résoudre ce problème, on propose d'activer avant le plombage les surfaces en cuivre et de-passiver les surfaces en acier. Un perfectionnement avantageux résulte de ce que l'opération d'activation et de passivation se fait par mouillage avec la même substance. Un autre perfectionnement consiste en ce que la substance est une solution aqueuse de persulfate de sodium (NA2S208). Un autre perfectionnement est donné par ce que le ph de la solution aqueuse de persulfate-de sodium est maintenu à une valeur inférieure à six. Un autre perfectionnement consiste en ce que la solution aqueuse de persulfate de sodium est additionnée d'acide sulfurique. Un autre perfectionnement résulte de ce que la substance est un mélange de peroxyde d'hydrogène (H202) et d'acide sulfurique (H2S04), ce qui permet de réaliser un échangeur de chaleur qui, même en cas d'utilisation aux basses températures au-dessous du point de rosée dans une installation de chauffage, donne à la longue d'excellents résultats. Un autre perfectionnement consiste en ce que la substance est une solution aqueuse d'acide nitrique (HN03). Le procédé conformément à l'invention est décrit ci-après. Partons d'un échangeur de chaleur constitué par un bloc de lamelles, utilisé dans un chauffeeau à circulation et chauffé par un brûleur à gaz alimenté en gaz de ville riche en soufre, ou d'un échangeur de chaleur incorporé dans ùne chaudière et chauffé par un brûleur à mazout. Le bloc échangeur de chaleur comprend des lamelles d'un alliage se composant de 18 % de chrome, 2,2 % de molybdène et de 0,5 % de titane, le reste étant du fer et des impuretés inévitables. Le ou les tubes traversant le bloc sont en cuivre exempt d'oxygène et sans aucun alliage, sauf des impuretés inévitables. Donc, l'échangeur de chaleur comprend des surfaces en cuivre, soit celles des tubas, et des éléments en acier fin, à savoir les lamelles. Si sur un tel échangeur de chaleur, l'assemblage des lamelles et tubes est fait par soudure à l'é- tain, il y a à la place de la surface purement cuivreuse du tube une surface en bronze, ctest-à-dire dans un alliage contenant du cuivre. Les conditions seraient pareilles si les lamelles de l'échangeur de chaleur n'étaient pas en acier allié, mais en fer doux pur, ou si le tube était fait d'un alliage de cuivre, par ex. de laiton. Pour pouvoir appliquer le procédé, il faut que la surface en acier ou acier fin soit passivée, et les parties cuivreuses, activées. Si l'élément de construction a d'abord fait l'objet de soudures à l'étain, il est déjà dégraissé par le passage au four à souder, s'il n'a subi aucune soudure ni un traitement thermique quelconque, il est utile de le dégraisser. Pour réaliser simultanément l'activation et la passivation des surfaces en cuivre et en acier, l'élément est d'abord plongé dans une solution aqueuse d'acide phosphorique, à une température d'environ 600C. Après ce traitement, l'élément est lavé à l'eau chaude et froide. Ensuite, on le plonge dans de l'acide sulfurique dilué froid, et le lave à l'eau froide. Ensuite, l'élément est plongé dans une solution aqueuse froide de persulfate de sodium (Na2S208), cette solution étant additionnée d'acide sulfurique (H2S04) ce qui a pour conséquence que le ph de la solution aqueuse est nettement inférieur à six. Comme alternatives, il est possible-de prendre au lieu d'une solution aqueuse de persulfate de sodium additionnée d'acide sulfurique, une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène (H202) additionnée d'acide sulfurique, ou encore l'acide nitrique (HN03) pur en solution aqueuse. Après le traitement suivant l'une des alternatives ci-dessus, l'élément est plongé dans. du plomb fondu. Il s'est montré que le procédé suivant l'invention permet d'obtenir dans une seule opération la pas -sivation des surfaces en acier de sorte à éviter tout dépot de plomb sur elles, tandis que le plomb adhère bien aux surfaces cuivreuses, que ce soit des surfaces en cuivre pur ou contenant du cuivre. La passivation se fait aussi bien, que les surfaces soient en fer pur ou en contiennent seulement. Revendications 1. Procédé de plombage de surfaces cuivreuses d'élé ments de construction exposés à des gaz de fumée contenant de l'anhydride sulfureux, et présentant aussi des surfaces en acier ou acier fin, carac térisé par le fait qu'avant le plombage les sur faces en cuivre sont activées, et les surfaces en acier ou acier fin sont passivées. 2. Procédé suivant la revendication un,. caractérisé par le fait que l'activation et la passivation se font par mouillage avec la même substance. 3. Procédé suivant la revendication un ou deux, carac térisé par le fait que la substance est une solu tion aqueuse de persulfate de sodium (Na2S208). 4. Procédé suivant la revendication trois, caracté risé par le fait que le ph de la solution aqueuse de persulfate de sodium est maintenu à une valeur inférieure à six. 5. Procédé suivant la revendication trois ou quatre, caractérisé par le fait que la solution aqueuse de persulfate de sodium est additionnée diacide sulfurique. 6. Procédé suivant la revendication un ou deux, ca ractérisé par le fait que la substance est un mé lange de peroxyde d'hydrogène (H202) et d'acide sulfurique (H2S04). 7.- Procédé suivant la revendication un ou deux, ca ractérisé par le fait que la substance est une solution aqueuse d'acide nitrique (HN03). 8. Procédé suivant l'une des revendications un à sept, caractérisé par le fait que le procédé com prend les opérations suivantes: 10 Immersion dans l'acide phosphorique (H3P04) 20 Rinçage à l'eau 30 Immersion dans l'acide sulfurique 40 Rinçage à l'eau 50 Immersion dans la substance d'activation et de passivation (Na2S2 8 Na2S208/H2S04, H202/H2S04, HNO 60 Immersion dans le plomb fondu. 9. Echangeur de chaleur réalisé par application de l'un des procédés suivant les revendications un à sept.