Brevet FR2625700A1 — publié le 19890713

DESCRIPTION La présente invention concerne un procédé de nettoyage de pièces par vibroabrasion ainsi qu'une installation pour sa mise en oeuvre. Pour nettoyer des pièces par abrasion, une première technique connue est l'abrasion par projection d'abrasif. Cette technique consiste à projeter à l'aide d'un fluide vecteur des particules d'abrasif sur la surface à traiter; l'érosion résulte d'un martelage ou d'un arrachement de matière et dépend en particulier de l'angle d'incidence, de la nature et la forme de l'abrasif et de la pression du fluide de projection. Cependant, l'abrasion par projection se montre inefficace dans le cas de pièces à géométrie complexe, comportant par exemple des évidements ou des cavités. Le nettoyage de telles pièces nécessite la mise en oeuvre de la technique de vibroabrasion, par laquelle la pièce à nettoyer est au moins partiellement noyée dans un lit d'abrasif, et où l'on entretient des frottements entre la pièce et les particules d'abrasifs. De plus, pour de petites pièces notamment, la vibroabrasion est réalisée dans de petites enceintes où il n'est pas possible de mettre en oeuvre la methode par pulvérisation d'abrasif en raison de la grande quantité de gaz vecteur nécessaire à la pulvérisation, difficile à évacuer d'une enceinte à faible volume. De l'emploi d'abrasif classique résulte non seulement des déchets, provenant de la pièce, mais encore des particules d'abrasif dégradé. De plus, quand l'abrasion a lieu en voie humide, ces déchets sont récupérés sous forme de boues. La présente invention résoud le problème du nettoyage de petites pièces à géométrie complexe, et avec un minimum de déchets. En effet, la présente invention concerne un procédé de nettoyage de pièces caractérisé en ce que l'on soumet les pièces à une vibroabrasion en présence d'abrasif sublimable. Par nettoyage selon l'invention, on entend tout traitement de surface résultant d!une action mécanique à la surface des pièces nétalliques ou non, à savoir le dégraissage, la fragilisation des revêtewents de la pièce, l'ébarbage de pièces ioulées notamment, et en particulier la prédécontamination par élimination de la radioactivité superficielle dite labile et/ou la décontamination en surface par décapage des isotopes émetteurs de rayonnements 4 ,Ç et X V Ces prédécontamination et/ou décontamination permettent de réutiliser les pièces traitées ou des les mettre au déchet inactif, notamment dans le cas de démantellement d'installations nucléaires. Comme abrasif sublimable, on peut utiliser selon l'invention de la glace carbonique broyée. En effet, la détente de l'anhydride carbonique (C02) liquide produit de la neige carbonique qui peut être compactée pour former des morceaux de glace carbonique. Ces morceaux peuvent être broyés et utilisés comme abrasif. Le procédé selon l'invention est particulièrement adapté à la décontamination et/ou la prédécontamination. En effet, il est souhaitable de limiter les déchets au minimum, et l'emploi d'abrasif sublimable remplit ce but, car il permet, après traitement, de réduire les déchets aux seules particules de matière abrasée que l'on sépare du gaz effluent par aspiration ou ultrafiltration. Le gaz est d'autre part décontaminé sur préfiltre de décontamination. De plus, à température d'utilisation (environ -800C pour la glace carbonique), l'effet dégraissant et de solvant de l'anhydride carbonique s'accompagne d'un effet fragilisant du revêtement des pièces, consécutif au choc thermique. De préférence, le procédé est mis en oeuvre selon l'invention sous balayage de gaz sec. En effet, compte tenu de basses températures atteintes avec l'abrasif sublimable tel que la glace carbonique en particulier, il est préférable d'opérer sous atmosphère exempte d'humidité, pour éviter la condensation d'eau et la formation de glace dans l'enceinte. Pour le balayage, on peut utiliser par exemple, de l'air sec, ou du gaz carbonique, ou un mélange. De plus, dans le cas où le procédé est mis en oeuvre pour la décontamination de pièces radioactives, la vibroabrasion est réalisée de préférence selon l'invention dans une enceinte fermée et maintenue en dépression. La présente invention concerne également une installation pour le nettoyage de pièces par vibroabrasion, caratérisée en ce qu'elle comporte au moins une enceinte fermée dans laquelle est placée une machine pour vibroabrasion remplie partiellement d'abrasif sublimable, ladite enceinte étant munie de moyens de chargement et déchargement des pièces dans la machine et ; de moyens de balayage par du gaz sec, de moyens d'évacuation des gaz; et éventuellement des moyens d'isolation thermique de la cuve et/ou de l'enceinte. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée suivante et au vu de la figure annexée qui représente un shéma d'une installation selon l'invention. Une enceinte fermée étanche 1 de type boite à gant, est munie d'au moins un sas 2 permettant l'entrée et la sortie des pièces à nettoyer. L'enceinte est munie de moyens 3 de manipulations des pièces. Elle est en outre munie d'un sas 4 d'évacuation des déchets, comme les emballages des pièces où les résidus solides d'abrasion. A l'intérieur de l'enceinte est disposé une cuve 5 vibrante animée par un dispositif 6 de mise en vibration. La cuve 5 est partiellement remplie d'un lit d'abrasif 7 et est pourvue de moyens 8 de manipulation > ici en rotation,de la pièce 9 partiellement noyée dans le lit 7 d'abrasif. La cuve et l'enceinte sont équipées de moyens d'isolation thermique 10, 11. La cuve 5 est munie d'un détecteur 12 de niveau haut et bas du lit abrasif 7. Le détecteur commande les vannes 13 et 34 qui s'ouvrent lorsque le niveau bas de la cuve est atteint, et permet la chute de morceaux de carboglace 14 stockés dans un conteneur 15 dans un broyeur 16 Las morceaux sont broyés dans le broyeur 16 sous forme de morceaux ou particules de carboglace aptes à l'abrasion. L'abrasif est acheminé par une vis sans fin 17 à l'intérieur de l'enceinte 1 et dans la cuve 5. Lorsque le niveau haut est atteint, la vanne 13 se ferme. Une source de gaz sec 18 délivre du gaz sec par une canalisation 20 commandée par une vanne 19. Le gaz sec est délivré directement dans l'enceinte 1 par l'intermédiaire de le canalisation 21 commandée par une vanne 22. Il est également délivré, par la canalisation 23 commandée par la vanne 24, dans une enceinte auxiliaire 25 contenant le réservoir 15 de glace carbonique 14, le broyeur 16 et l'extrémité amont de la vis sans fin 17. La vis sans fin 17 est munie d'une vanne 34 qui permet d'isoler l'enceinte auxiliaire 25. t'enceinte 1 et l'enceinte auxiliaire 25 sont donc maintenues sous atmosphère sèche. L'alimentation du réservoir 15 en glace carbonique est réalisée par la vanne 33 fermée durant la vibroasion. On peut prévoir que la vanne 33 ne s'ouvre que lorsque la vanne 34 est fermée. Las effluents gazeux s'échappent par une canalisation 26 qui porte un filtre absolu 27 et une pompe 28 d'extraction des gaz. Les gaz extraits sont rejetés par une canalisation 29 commandée par une vanne 30 et /ou sont recyclés dans l'enceinte par une canalisation 31 commandée par une vanne 32. A la sortie du filtre absolu 27, dans le cas d'une installation en nucléaire, les gaz peuvent être traités dans un réseau d'extraction plus général. Dans le cas d'une utilisation en nucléaire en particulier, les défauts de dépression sont signalés par un déprimomètre 36. En variante de l'installation représentée et décrite ci-dessus, la cuve vibrante peut être remplacée par toute autre machine r-Jr vibroabrasion, comme un tambour ou une cuve en rotation rapide, ou une table vibrante portant une cuve. REVENDICATIONS l.- Procédé de nettoyage de; pièces par vibroabrasion, caractérisé en ce que l'on soumet les pièces à une vibroabrasion en présence d'abrasif sublimable. 2.- Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que l'abrasif est du dioxyde de carbone solide, sous forme de particules de glace carbonique. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la vibroabrasion est réalisée sous balayage de gaz sec. 4.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la vibroabrasion est réalisée en enceinte fermée maintenue en depression. 5.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les pièces nettoyées sont des pièces contaminées par des isotopes radioactifs. 6.- Installation pour le nettoyage de pièces par vibroabrasion, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une enceinte (l) fermée dans laquelle est placée une machine (2) pour vibroabrasion remplie partiellement d'abrasif (7) sublimable, ladite enceinte étant munie de moyens de chargement et déchargement des pièces dans la machine (2); de moyens de balayage par du gaz sec (18,21), de moyens d'évacuation des gaz (26) ; et eventuellement des moyens d'isolation thermique (10,11) de la cuve ettou de l'enceinte. 7.- Installation pour la décontamination de pièces radioactives selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens d'évacuation des gaz (26) sont pourvus de préfiltre (27) de décontamination des gaz. 8.- Installation selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que le gaz sec, après avoir été filtré sur le préfiltre de décontamination, est recyclé dans l'enceinte. 9.- Installation selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que l'enceinte est munie de moyens de mise et maintien en dépression (28). 10.- Installation selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que l'enceinte est munie de moyens de manipulations de pièces. 11.- Installation selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisée en ce que l'enceinte est munie de moyens de chargement de la machine en abrasif (17,16,15). 12.- Installation selon l'une des revendications 6 à ll, caractérisée en ce que la machine comporte des moyens de contrôle (12,13) du niveau en abrasif de la machine régulant éventuellement le débit de chargement en abrasif de la machine. 13.- Installation selon la revendication 6 à 12, caractérisée en ce que la machine et/ou l'enceinte sont thermiquement isolées. 14.- Installation selon l'une des revendications 6 à 13, caractérisée en ce que l'abrasif particulaire sublimable est la glace carbonique. 15.- Installation selon l'une des revendications 6 à 14, caractérisée en ce que la machine est une cuve vibrante, un tambour rotatif, une cuve en rotation rapide ou une table vibrante portant une cuve.