Brevet FR2693129A1 — publié le 19940107

Outillage pour le traitement électrochimique de la surface interne d'un tube La présente invention concerne un outillage pour le traitement électrochimique de la surface interne d'un tube droit ou présentant une ou plusieurs zones de cintrage, comprenant une électrode allongée pourvue d'éléments de support de cette dernière dans le tube à traiter, ces éléments étant en matière isolante et répartis et espacés le long d'au moins une partie de l'électrode et l'électrode et le tube à traiter comportant des moyens de raccordement aux bornes d'un générateur de courant électrique. Les outillages connus de ce type comprennent une électrode rigide et des éléments de support solidarisés à cette électrode, notamment par collage. Cette solidarisation est nécessaire pour éviter que, lors de l'introduction et du déplacement de l'électrode dans le tube, par suite du frottement desdits éléments de support contre la surface interne du tube, ces derniers viennent se concentrer en l'un ou l'autre point du tube ; en effet, une telle concentration laisserait une longueur substantielle de l'électrode dégarnie de tout élément de support avec pour conséquence le risque d'un contact direct de l'électrode avec le tube et, partant, le risque d'un court-circuit. En raison du caractère rigide de l'électrode, l'utilisation de ces outillages est limitée au traitement des tubes droits. De plus, ces outillages sont d'une fabrication relativement peu aisée du fait de la nécessité de la solidarisation des éléments de support à l'électrode. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients susmentionnés et pour ce faire, elle propose un outillage conforme au premier paragraphe de cette description et qui se caractérise en ce que l'électrode est souple et comporte des entretoises en matière conductrice de l'électricité disposées chacune entre deux éléments de support successifs et des moyens formant butées situées au voisinage de ses extrémités. On comprendra que grâce à la souplesse de l'électrode, l'outillage selon l'invention peut être utilisé non seulement pour le traitement de tubes droits, mais également de tubes cintrés. En outre, de par la présence des entretoises et des moyens formant butées, dont la mise en place est très aisée, les éléments de support resteront parfaitement répartis et espacés le long de l'électrode lors de la manipulation de l'outillage, ce qui supprime tout risque de contact direct de l'électrode avec le tube. Par ailleurs, lesdites entretoises étant en un matériau conducteur, leur présence ne gêne pas le traitement électrochimique. De plus, la fabrication de l'outillage se trouve grandement simplifiee puisque les opérations délicates et longues de solidarisation des éléments de support à l'électrode sont supprimees. Selon un mode de réalisation de l'invention, les entretoises sont constituées par des manchons metalliques disposes autour de l'électrode. On ajoutera que pour que les zones de la surface interne du tube, en regard des éléments de support soient également soumises au traitement électrochimique, l'outillage selon l'invention comprendra un dispositif de déplacement axial en va-et-vient de l'électrode souple. L'outillage selon 1 invention comprendra avantageusement un organe d'amenee d'électrolyte, pourvu de moyens de raccordement à l'une des extrémités du tube à traiter et d'une entrée d'électrolyte. De préférence, cet outillage comprendra également un organe d'extraction d'électrolyte, pourvu de moyens de raccordement à l'autre extrémité du tube à traiter et d'une sortie d'électrolyte. Les organes d'amenée et d'extraction susmentionnés permettent d'assurer un approvisionnement et une évacuation en continu de l'électrolyte et, partant, une circulation d'électrolyte dans le tube à traiter.Une telle circulation permet l'évacuation de la chaleur dégagée au cours du traitement électrochimique, ce qui améliore la qualité de ce dernier ; elle permet également l'utilisation de courants d'intensité élevée, ce qui réduit le temps de traitement. Il est également judicieux de prévoir d'une part que l'organe d'amenee d'électrolyte ou l'organe d'extraction d'électrolyte soit pourvu d'un organe de retenue de l'une des extrémités de l'électrode souple, cet organe de retenue étant monté coulissant dans ledit organe d'amenée ou d'extraction d'électrolyte et d'autre part, que le dispositif de déplacement axial soit pourvu de moyens d'actionnement de l'organe de retenue ; grâce à cette disposition, il est aisé de communiquer un mouvement de déplacement en va-et-vient à l'électrode souple. La présente invention concerne par ailleurs une installation pour le traitement électrochimique de la surface interne d'au moins deux tubes, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux outillages conformes à celui décrit ci-dessus, chacun de ces outillages étant associé à l'un des tubes à traiter, des moyens étant prevus pour raccorder la sortie d'électrolyte d'un outillage à l'entrée d'électrolyte d'un autre outillage. L'outillage selon 1 invention trouve son application dans le traitement électrochimique de la surface interne de tubes. Il peut s'agir d'un traitement d'anodisation, de démétallisation ou de polissage électrolytique ; l'électrode souple est alors choisie comme cathode et le tube à traiter comme anode. Il peut s'agir également d'un traitement en vue d'un depôt électrolytique ; dans ce cas, l'électrode souple est choisie comme anode et le tube à traiter comme cathode. Il va sans dire que suivant l'application souhaitée, on fera appel à l'électrolyte appropriee à chaque application. Un mode de réalisation de l'invention est décrit ci-après à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexes dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en coupe de l'outillage selon l'invention associé à un tube à traiter, - la figure 2 est une vue en coupe agrandie de la partie gauche de la figure 1, - la figure 3 est une représentation en perspective de deux formes de realisation de l'élément de support, - la figure 4 est une representation en perspective d'une forme de réalisation de l'entretoise, et - la figure 5 est une représentation schématique d'une installation de traitement de deux tubes, comprenant l'outillage selon les figures 1 à 4. La figure 1 représente plus précisément un tube à traiter 1, présentant trois zones de cintrage 2, 3, 4. On notera que ce tube pourrait être droit, auquel cas toute la description qui va suivre reste parfaitement valable. Dans le cas représenté, il s'agit d'un tube noyé dans une paroi en béton 5, par exemple la paroi d'une chambre de stockage de produits radioactifs. Dans cet exemple, le tube sert à vehiculer des fluides contaminés de ladite chambre vers l'extérieur de cette dernière ; du fait de cette circulation, la surface interne de ce tube se trouve contaminé et l'outillage selon l'invention est mis en oeuvre pour décontaminer ce tube par polissage électrolytique interne. Cet outillage comprend une électrode souple 6 réalisée en un matériau conducteur de l'électricité, résistant chimiquement à l'électrolyte qui sera mis en oeuvre lors du traitement, et de preference trefilable. Il pourra s'agir notamment d'un câble en inox, Ni,Cu, fibres de carbone ou en super alliage type Inconel. Cette electrode est pourvue d'éléments de support 7 répartis et espacés le long de ladite électrode. Ces éléments 7 ayant une fonction de guidage et de centrage de l'électrode dans le tube, ont une dimension choisie pour que l'ensemble électrodes/éléments de support puisse être introduit et déplace aisement dans le tube 1. Leur forme peut être quelconque sous reserve qu'il permette d'éviter tout contact de l'électrode avec ce tube et la libre circulation de l'électrolyte dans le tube. Deux formes de realisation sont representees à titre d'exemple à la figure 3. Les deux éléments 7a 7b représentés sont constitues chacun par une rondelle 8 pourvue d'un perçage central 9 pour recevoir l'électrode et dont la périphérie présente trois découpes 10, 11, 12 équidistantes angulairement (cas de l'élément 7a) ou deux découpes 13, 14 opposées (cas de l'élément 7b). Le perçage central 9 est de dimension suffisante pour permettre un libre coulissement des éléments 7 sur l'électrode. Quant aux découpes 10-14, elles sont dimensionnées pour permettre la circulation de l'électrolyte entre la surface interne du tube et lesdits éléments de support. Les éléments 7 sont réalisés en une matière chimiquement résistante à l'électrolyte et de préférence moulable ; il pourra s'agir notamment de verre ou d'une matière plastique telle que PVC, polyéthylène ou polypropylène. Par ailleurs, l'électrode 1 est pourvue d'entretoises 15, chaque entretoise étant disposee entre deux éléments de support 7 successifs. Ces entretoises sont en un matériau conducteur de l'électricité et résistant chimiquement à l'électrolyte, par exemple en cuivre ou en acier. Elles peuvent notamment être de forme cylindrique (figure 4) avec un diamètre interne suffisant pour permettre un libre coulissement des entretoises sur l'électrode. La longueur des entretoises sera choisie en fonction des rayons de courbures des zones de cintrage, ctest-à-dire pour permettre à l'électrode pourvue des éléments 7 et des entretoises 15 de se déformer suffisamment pour pouvoir traverser les zones de cintrage et s'y déplacer.De plus, il est prevu selon l'invention, des moyens formant butées au voisinage de chaque extrémité de l'électrode ; la position de ces moyens est choisie pour que les éléments de support et les entretoises soient maintenus en contact les uns avec les autres avec un faible jeu choisi pour conférer à l'ensemble electrode/élements de support/entretoises une souplesse suffisante pour permettre à cet ensemble d'être introduit dans les zones de cintrage du tube. Ces éléments formant butée peuvent être constitués par un point de soudure prévu sur la surface périphérique de l'électrode et au voisinage des extrémités de cette dernière.En variante et comme represente sur la figure 1, l'une des butées peut être constituée par l'élément de support d'extrémité 7c qui est solidarisé à l'électrode par collage par exemple ; l'autre butée peut être constituée par des entretoises 15a, comme cela est décrit ci-après en regard à la figure 2. L'outillage selon l'invention comprend par ailleurs un organe 16 d'amenée d'électrolyte et un organe 17 d'extraction d'électrolyte, ces organes 16, 17 etant raccordés chacun à l'une des extrémites du tube 1. Comme le montre la figure 1, l'organe 16 est raccordé à l'extrémité gauche du tube et l'organe 17 à l'extrémité droite de ce tube. L'organe 16 représenté de manière agrandie sur la figure 2 est constitué par un bloc 18 en matière isolante, par exemple en PVC, pourvu d'un perçage central 19 s'étendant longitudinalement à travers toute la longueur du bloc 18. Dans une partie de ce perçage, est monté coulissant un organe 20 de retenue de l'une des extrémités de l'électrode. Des moyens d'étanchéité sont prévus au niveau de la zone de coulissement pour éviter toute fuite d'électrolyte entre la surface interne du perçage 19 et la surface externe de l'organe 20 ; il peut s'agir notamment de deux joints toriques 21, 22 logés respectivement dans deux rainures annulaires 23, 24 pratiquées dans le bloc 18. L'organe 20 est en matière isolante (PVC par exemple) et est traversé de part en part et axialement par une tige 25 en matière conductrice (inox par exemple). L'extrémité droite de cette tige 25 est pourvue d'un trou taraudé 26 dans lequel est engage un embout filete 27 monte à l'extrémité de l'électrode. Il est à noter ici qu'à titre de moyens formant butée il est prévu, sur le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, un certain nombre d'entretoises supplémentaires 15a sur l'électrode, entre l'extrémité de l'organe 20 de retenue et le premier élément de support, ces entretoises supplémentaires étant disposees côte à côte de sorte que la première de ces entretoises vienne en butee contre ledit organe 20 de retenue. L'extrémité gauche de la tige 25 comprend, pour sa part, des moyens de solidarisation à un dispositif référencé 28, apte à communiquer un mouvement axial alternatif à ladite tige 25 et donc à l'organe 20. Ce dispositif 28 peut par exemple être constitue par un vérin pneumatique dont la tige du piston est solidarisée à l'extrémité gauche de la tige 25. L'amplitude de mouvement alternatif est avantageusement égale à la moitié de la longueur d'une entretoise 15. Le bloc 18 est pourvu, à l'extrémité oppose à celle recevant l'organe 20, de moyens de raccordement à l'une des extrémités du tube 1. Ces moyens sont constitués par un embout fileté 29 recevant un écrou presse-étoupe 30 comportant un perçage central 31 livrant passage au tube 1 et serrant un joint d'étanchéité 32 entre le tube et la surface interne de l'embout fileté 29. Le bloc 18 comprend enfin un conduit 33 d'amenée d'électrolyte débouchant dans le perçage 19 entre l'organe 20 de retenue et le tube 1. Ce conduit 33 est raccordé à un réservoir 34 d'électrolyte par l'intermédiaire d'une pompe de circulation 35. L'organe 17 d'extraction d'électrolyte est quant à lui constitué par un bloc 36 en matière isolante (PVC par exemple) dans lequel est pratiqué une chambre 37 pourvue d'un conduit 38 de sortie d'électrolyte apte à communiquer avec un réservoir 39 de récupération d'électrolyte. La longueur de la chambre 37 est au moins égale à l'amplitude du mouvement alternatif communiquée à l'électrode par le dispositif 28. L'ensemble ainsi décrit est complété par un générateur de courant 40 dont l'une des bornes est reliée à la tige 25 et l'autre au tube 1. La mise en oeuvre de cet ensemble est comme suit raccordement des organes 16 et 17 aux deux extrémités respectives du tube 1 ; introduction dans le tube 1 de l'électrode pourvue de ses éléments de support et de ses entretoises jusqu a ce que le dernier organe de retenue parvienne au voisinage de l'extrémité du tube 1 ; mise en route de la pompe de circulation 35 ; mise en route du dispositif 28 ; et raccordement de l'une des bornes du générateur 40 à la tige 25 et de l'autre borne au tube 1, ce qui lance l'opération de traitement electrolytique. Une fois ce traitement effectué, il suffit de deconnecter les bornes du générateur, d'arrêter la pompe 35 et le dispositif 28, de retirer l'électrode et de séparer les organes 16 et 17 du tube traité. L'outillage qui vient d'être décrit est utilisable sur des tubes de diamètre interne et de longueur variables, le diamètre interne pouvant notamment varier entre plusieurs mm et plusieurs dizaines de mm, par exemple de 5 mm à 150 mm et la longueur pouvant notamment varier de plusieurs cm à plusieurs mètres. A titre d'exemple d'utilisation de cet outillage, on illustre ci-après le cas du polissage électrolytique d'un tube en acier inoxydable d'un diamètre interne de 8 mm, d'un diamètre externe de 14 mm et d'une longueur de 2,2 m - le tube 1 à traiter est choisi comme anode ; l'électrode est choisie comme cathode et est constituée par un câble souple en inox d'un diamètre de 2 mm, - les éléments de support 7 sont en PVC et présentent la forme d'une rondelle avec trois découpes (figure 3) ; leur perçage central a un diamètre de 2 mm et leur diamètre est de l'ordre de 7,5 mm, - les entretoises 15 sont en inox et ont la forme représentée sur la figure 4, avec un diamètre interne de 2 mm, un diamètre externe de 3 mm et une longueur de 10 mm, - le dispositif 28 est un vérin pneumatique ; l'amplitude du mouvement alternatif est de 10 mm avec une fréquence de 20/mn, - courant pour le traitement électrolytique ; tension 10 V, intensité : 20 A, quantité de courant : 5 Ah, - débit d'électrolyte délivré par la pompe 35 : 70 l/h, - température de l'électrolyte : 20 C. Le traitement electrolytique mené dans les conditions ci-dessus a entraîné une dissolution de la surface interne du tube 1, le passage de 1 Ah ayant dissous 20 pm de métal par cm2 de surface. La figure 5 représente schématiquement une installation de traitement électrolytique simultanée de deux tubes 1 la situés l'un au-dessus de l'autre, l'électrolyte utilisé dans le tube supérieur 1 étant recycle dans le tube inférieur la. L'outillage mis en oeuvre pour le tube 1 est identique à celui décrit ci-dessus ; pour des questions de simplification, seuls les organes 16 et 17 ont été représentés schématiquement. L'outillage mis en oeuvre pour le tube la est le même que celui mis en oeuvre pour le tube 1, si ce n'est que l'organe 16 n'est pas raccordé à une pompe de circulation 35 mais à un réservoir de récupération d'électrolyte et que le conduit 38 de l'organe 17 est raccordé au conduit 38 de sortie de l'organe 17 associé au tube 1. De cette manière, l'électrolyte circule dans le sens réservoir d'électrolyte 34 e pompe 35 de circulation e organe 16 du tube 1 organe 17 du tube 1 -, organe 17 du tube la Bien entendu, le nombre de tubes à traiter simultanément pourrait être supérieur à deux, ce nombre étant en fait limité par le degré d'épuisement de l'électrolyte et, dans le cas d'un traitement de demetallisation de tubes contaminés par de la radioactivité, par le degré de contamination de 1 'électrolyte. Ce qui précède montre donc que l'outillage selon l'invention permet des traitements de tubes non seulement en atelier, mais également sur site sur des tubes solidarises à demeure à des supports ou noyes dans de tels supports. REVENDICATIONS 1. Outillage pour le traitement électrochimique de la surface interne d'un tube (1) droit ou présentant une ou plusieurs zones de cintrage (2,3,4), comprenant une électrode allongée (6) pourvue d'éléments de support (7) de cette dernière dans le tube à traiter, ces éléments étant en matière isolante et répartis et espacés le long d'au moins une partie de l'électrode et l'électrode et le tube à traiter comportant des moyens de raccordement aux bornes d'un générateur de courant électrique, caractérisé en ce que l'électrode est souple et comporte des entretoises (15) en matière conductrice de l'électricité disposées chacune entre deux éléments de support (7) successifs et des moyens formant butée (7c, 15a) situés au voisinage de ses extrémités. 2. Outillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les entretoises sont constituées par des manchons métalliques disposés autour de l'électrode. 3. Outillage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend également un dispositif (28) de déplacement axial en va-et-vient de l'électrode souple. 4. Outillage selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un organe (16) d'amenée d'électrolyte, pourvu de moyens (29-32) de raccordement à l'une des extrémités du tube à traiter et d'une entrée (33) d'électrolyte. 5. Outillage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un organe (17) d'extraction d'électrolyte, pourvu de moyens de raccordement à l'autre extrémité du tube à traiter et d'une sortie (38) d'électrolyte. 6. Outillage selon la revendication 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que l'organe d'amenée d'électrolyte ou l'organe d'extraction d'électrolyte est pourvu d'un organe (20) de retenue de l'une des extrémités de l'électrode souple, cet organe de retenue étant monté coulissant dans ledit organe d'amenée ou d'extraction d'électrolyte. 7. Outillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de déplacement axial est pourvu de moyens d'actionnement de l'organe de retenue. 8. Installation pour le traitement électrochimique de la surface interne d'au moins deux tubes (l,la), caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux outillages selon l'une quelconque des revendications 4 à 7 associés, chacun à l'un des tubes à traiter, des moyens étant prévus pour raccorder la sortie d'électrolyte d'un outillage à l'entrée d'électrolyte d'un autre outillage.