Brevet FR2579717A1 — publié le 19861003

La présente invention, concernant des canalisa- tions, est plus spécifiquement relative à des revêtements anti-corrosion sur de l'acier, en particulier des conduites en acier. Les conduites en acier, plus spécialement les conduites en acier avec double enroulement, les conduites en acier sans soudure et les conduites en acier soudées électriquement de calibre de 25 mm ou moins, sont souvent plaquées par du cuivre dans le cas de conduites soudées, pour maintenir un aspect net. De tels tuyaux ou conduites sont utilisés dans les automobiles et autres véhicules pour les conduits de freins, les conduites de carburant et d'autres conduites d'alimentation d'huile ou d'air. La figure 3 montre un exemple de revêtement anti-corrosion classique incluant une couche de cuivre 12 formée par dépôt électrolytique sur la surface d'un tube d'acier 11, une couche de zinc 13 formée par dépôt électrolytique et directement appliquée sur la couche de cuivre plaquée et une couche de revêtement extérieur 14, formée à la surface de la couche de zinc déposée électrolytiquement de façon à procurer la résistance à la corrosion et aux chocs. Habituellement la couche de revêtement extérieur comprend une matière durcissable telle qu'une résine synthétique, dépendant du type de matériau à appliquer, le durcissement étant produit par cuisson à une température supérieure à C. Ceci peut provoquer des soufflures, craquelures ou écaillements locaux et d'autres défauts dans la couche résultante. Ces défauts provoquent souvent l'écaillement de la couche extérieure pendant les opérations de cintrage ou flexion ultérieures, ce qui non seulement détériore les produits finaux, mais affecte désavantageusement leur résistance à la corrosion et aux chocs. L'un des objets de la présente invention consiste à éviter les inconvénients associés aux revêtements classi- ques anti-corrosion, particulièrement pour les conduites en acier et à procurer un revêtement qui présente une résistance suffisamment élevée à la corrosion et de - 2- préférence également aux chocs. On estime que les soufflures, les craquelures et les écaillements de la couche de revetement extérieur 14 proviennent de la formation d'une couche de diffusion fragile entre la couche de zinc appliquée par dépôt électrolytique et la couche de cuivre également appliquée par dépôt électro- lytique comme suite au traitement thermique, lequel entraIne des modifications de la dureté, de la structure interne et des contraintes. Aussi propose-t-on dans l'invention de former une couche de nickel ou de fer, de préférence par un placage chimique ou par un dépôt électrolytique entre la couche de cuivre et la couche de zinc, de façon à empêcher la formation d'une couche de diffusion entre les couches de cuivre et de zinc et à éliminer la possibilité des soufflures, craquelures et écaillements. Conformément à la présente invention, une conduite en acier avec revêtement anti-corrosion comprend une couche de cuivre, de préférence formée par dépôt électrolytique, sur la surface de l'acier, une couche de zinc formée de préférence par dépôt électrolytique, qui est liée à la couche de cuivre par l'intermédiaire d'une couche plaquée de nickel ou de fer, et une couche extérieure, durcie par cuisson, qui peut se trouver sur la surface de la couche de zinc. Suivant une autre possibi- lité, on prévoit une couche d'un chromate entre la couche de zinc déposée par voie électrolytique et la couche extérieure. Egalement, conformément à l'invention, un procédé pour la fabrication d'une conduite en acier avec revêtement anti-corrosion comprend la formation d'une couche de cuivre sur la surface de l'acier, habituellement après dégraissage, dérouillage ou autre traitement super- ficiel préalable, d'une couche de nickel ou de fer, d'une couche de zinc sur cette surface de nickel ou de fer, facultativement le dépôt d'une couche d'un chromate sur la surface de la couche de zinc, et la formation d'une couche -3 - extérieure durcie par la cuisson. La couche extérieure durcie par la cuissons qui procure la résistance à la corrosion et aux impacts, peut être faite dans le même matériau que celui utilisé dans les revêtements classiques et de préférence c'est une résine synthétique durcissable, par exemple une poudre époxy appliquée par dépôt électrostatique ou un revêtement acrylique appliqué par pulvérisation. On décrira maintenant des modes de réalisation de l'invention, à titre d'exemple, en se référant au dessin ci-annexé, sur lequel: - - la figure 1 est une vue en plan d'une conduite en acier comportant un revêtement anti-corrosion selon la présente invention; - la figure 2 est une coupe transversale exécutée suivant la ligne A-A de la figure 1; - la figure 3 est une coupe transversale similaire, mais pour une conduite en acier classique, de type semblable. Ainsi qu'on peut le voir sur les figures 1 et 2, le revêtement anticorrosion est formé sur une conduite en acier 1 ayant une structure avec double enroulement (dans la direction en travers), faite en acier laminé, présen- tant à sa surface externe une couche de cuivre plaquée par dépôt électrolytique, ayant une épaisseur de 1 à 4Am et de préférence d'environ 3/m. Cette couche de cuivre, plaquée électrolytiquement, sert de fondant pour le soudage de la conduite. Une couche de zinc 3, plaquée électrolytiquement, est liée par l'intermédiaire d'une couche 4 de nickel ou de fer, déposée à la surface de la couche de cuivre 2 plaquée électrolytiquement, et un revêtement, ou couche de finition, 5 durci par cuisson, est formé sur la surface de la couche de zinc 3 plaquée électrolytiquement. Une couche d'un chromate peut être établie entre la couche de zinc plaquée électrolytiquement et le revêtement cuit. -4 - TL'épaisseur de la couche de nickel ou de fer plaquée peut varier suivant le type du revêtement cuit qui doit être appliqué, les conditions de cuisson (temp&rature et durée de la cuisson), l'épaisseur de la couche de revêtement et d'autres facteurs. Une épaisseur convenable est de 2p. ou plus, de préférence dans la gamme 4 à 6/um. La couche de nickel ou de fer plaqué, qui est interposée entre la couche de cuivre plaquée électrolyti- quement et la couche de zinc plaquée électrolytiquement, supprime complètement la diffusion mutuelle entre les couches de cuivre et de zinc, ce qui empêche les phénomènes locaux de soufflages, de craquelures et d'écaillements dans le revêtement au cours de la cuisson et élimine la possibilité que la couche de revêtement ne s'écaille pendant les opérations de cintrage ou flexion consécutives. Ainsi, la valeur des produits terminés, ainsi que la résistance à la corrosion et aux chocs peuvent être fortement accrues. EXEMPLE 1 Une conduite en acier (STPG38) présentant un diamètre extérieur de 10 mm, une épaisseur de paroi de 0,7 mm, et une longueur de 500 mm, et ayant sur ses surfaces interne et externe une couche de cuivre plaquée électrolytiquement de 3p&m d'épaisseur, a été dégraissée et dérouillée de façon classique, avant formation sur elle d'une couche de nickel. Cette couche a été produite par placage électrolytique dans un bain contenant 240 g/l de sulfate de nickel, 40 g/l de chlorure de nickel, 30 g/l d'acide borique et ayant pH de 4,6. Une densité de courant cathodique de 3A/dm2 pendant 10 minutes à 450C a produit une épaisseur de 5 jum d'une couche de nickel. Une couche de zinc a été alors appliquée par-dessus le nickel par placage électrolytique dans un bain contenant 30 g/l d'oxyde de zinc, 60 g/l de cyanure de sodium, 70 g/l d'hydroxyde de sodium, avec une densité de courant catho- dique de 3 A/dm2 pendant 15 minutes à 25 C. Le conduit a été ensuite lavé à l'eau, puis soumis à un traitement par -5- un chromate et à un nouveau lavage. Ceci produit une couche de zinc de 8 um d'épaisseur. Un revêtement de poudre époxy (tels que V-PET #1340 (marque de fabrique) Dainippon Toryo) appliqué par dépUt électrostatique a été cuit alors à 180 C pendant 30 minutes, pour produire une couche de revêtement noir ayant une épaisseur moyenne d'environ 45^m. EXEMPLE 2 Une conduite d'acier plaqué de cuivre, tel qu'utilisée dans l'exemple 1, a été trempée dans une solution de placage chimique de nickel (Nimden 5X, Kamimura Industries) à 45 C pendant 12 minutes pour produire par-dessus une couche de nickel de 4?m d'épaisseur sur laquelle une couche de zinc a été déposée par placage électrolytique comme dans l'exemple 1. Un revetement acrylique (tel que Duraclon CW (marque de fabrique) - Dainippon Toryo) a été appliqué alors par pulvérisation et cuit à 180 C pendant 30 minutes. Ceci a produit une couche de revêtement noir ayant une épaisseur moyenne d'environ 30,jam. EXEMPLE 5 Dans cet exemple, la conduite a été fabriquée comme dans l'exemple 1, sauf qu'au lieu de la couche de nickel on a déposé une couche de fer par placage électro- lytique dans un bain contenant 250 g/l de sulfate ferreux, g/l de chlorure ferreux, 20 g/l de chlorure d'ammonium. Une densité cathodique de 3 A/dm2 pendant 10 minutes à C a produit une couche de fer de 5pm d'épaisseur. EXEMPLE COMPARATIF On a fabriqué un conduit en acier revêtu suivant la méthode exposée pour l'exemple 1, mais en omettant le stade de la formation d'une couche de nickel (ou de fer), la couche de zinc étant directement déposée sur la conduite d'acier plaqué de cuivre. -6 - Le Tableau 1 montre le résultat de l'examen à la vue des conduits de l'invention (exemples 1, 2 et 3) et un conduit classique (exemple comparatif) après cuisson et après l'opération de cintrage ou flexion. TABLEAUTJ 1 Après cuisson Après cintrage Exemple 1 Absolument rien Absolument rien d ' anormal d'anormal Exemple 2 " t 1 0 Exemple 3 " " Exemple comparatif Soufflures Craquelures et localisées écaillements localisés - 7- REVENDICATIONS 1. Conduite en acier avec revêtement anti- cor'rosion,-caractérisée en ce qu'elle comprend une couche de cuivre (2) sur l'acier (1), une couche de zinc (3) qui lui est liée par une couche intermédiaire (4) de nickel ou de fer et une couche extérieure cuite (5). 2. Conduite selon la revendication 1, caractérisée en ce que les-couches de cuivre et de zinc sont des couches plaquées par voie électrolytique. 3. Conduite en acier avec revêtement anti- corrosion, caractérisée en ce qu'elle comprend une couche de cuivre plaquée par voie électrolytique, qui est formée sur la surface externe de la conduite en acier, une couche de zinc plaquée électrolytiquement qui est liée, par l'intermédiaire d'une couche de nickel ou de fer plaquée, à la surface de la couche de cuivre plaquée électrolyti- quement, et une couche extérieure cuite. 4. Conduite selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la couche extérieure cuite est appliquée sur la couche de zinc. 5. Conduite selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'une couche de chromate est insérée entre la couche de zinc et la couche extérieure. 6. Procédé pour fabriquer une conduite en acier avec revêtement anticorrosion, caractérisé en ce qu'il comprend la formation d'une couche de nickel ou de fer sur une couche de cuivre sur l'acier, la formation d'une couche de zinc sur la couche de nickel ou de fer et la formation d'une couche extérieure cuite. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les couches de cuivre ou de zinc sont formées par placage par voie électrolytique. 8. Procédé pour former un revêtement anti- corrosion sur une conduite en acier, comprenant la forma- tion d'une couche de nickel ou-de fer plaquée sur la surface dégraissée, dérouillée et autrement traitée 257971; - 8- préalablement, d'une couche de cuivre plaquée électroly- tiquement sur une conduite d'acier, la formation d'une couche de zinc sur la surface de nickel ou de fer par placage électrolytique et la formation d'une couche extérieure cuite. 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'une couche de chromate est en outre établie sur la couche de zinc, suivie de l'application de la couche extérieure cuite. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche de zinc est située dans la gamme del à 4m. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche de nickel ou de fer est de 2?m ou plus. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que la couche de nickel ou de fer est formée par placage chimique ou par un placage par voie électrolytique.