Brevet FR2723881A1 — publié le 19960301

PROCEDE DE F MiCATION D'UN PRODUIT M-CORROSION A BASE DE FLUOROPLASTIOITE RENFORCE PAR UNE GRILLE METALLIOUE DEFORMABLE ET PRODUIT OBTENU La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un produit anticorrosion à base de fluoroplastique renforcé par une grille métallique déformable destiné à lutter contre la corrosion notamment comme revêtement interne ou externe de corps métalliques. Elle concerne également le produit obtenu par un tel procédé. L'utilisation de matériaux fluoroplastiques est bien connue dans le domaine de la protection contre la corrosion. n s'agit en particulier du polytétrafluoréthylêne ( PTFE ) qui sera dénommé dans le présent texte PEE et qui est plus connu sous la marque TEFLON. Pour proterger contre les phénomènes de corrosion de corps métallique dus aux agents corrodants, on recouvre la paroi en contact avec lesdits agents à l'aide d'un revêtement de matériau fluoroplastique. Un tel revêtement présente toutefois un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord les matériaux fluoroplastiques traditionnels ont une résistance faiblie, notamment si on la compare à celle des métaux qu'elle protège. Par tailleurs lorsque le revêtement est soumis à des variations de température, surtout s'il s'agit de températures élevées, on constate une déformation du revêtement due aux dilatations et retrécissement successives, ce qui peut entraîner un décollement et même une rupture du revêtement. Car le coefficient de dilatation du fluoroplastique traditionnel est sensiblement égal dix fois celui des métaux.Le même phénomène peut être observé lorsque le revêtement est soumis à des conditions de vide poussées. Enfin le coût élevé des matières fluoroplastiques limite son utilisation On a déjà proposé par le document U.S.A4.974.303 un procédé de fabrication d'un produit anti-corrosion à base de fluoroplastique renforcé par une âme métallique. Ce procédé consiste: a) à disposer sur un corps qui sert comme le moule, une première couche du matériau fluoroplastique par bandage d'un ruban dudit matériau jusqu'à l'épaisseur souhaitée, b) à disposer au dessus de cette première couche l'rame métallique, c) à disposer au-dessus de l'âme métallique une seconde couche de matériau fluoroplastique par bandage d'un ruban dudit matériau jusqu'à l'épaisseur souhaitée, d) à disposer par bandage provisoir de maintien en tissu de fibre de verre au-dessus de la dernière couche de matériau flioroplastque. e) à chauffer l'ensemble ainsi constitué jusqu'à la température de ramollissement du matériau fluoroplastique pendant une durée déterminée, puis à laisser refroidir, f) à retirer la bande tissu de fibre de verre provisoire de maintien, g) et à retirer le corps s'il s'agit d'office de moule. Lorsque la température s'éléve jusqu'à la température de ramollissement du matériau fluoroplastique, chacune des deux couches tend à se dilater sous l'effet de la température, mais la présence de la bande en tissue de de fibre de verre provisoire de maintien empêche l'expansion des deux couches vers l'extérieur et provoque la diffusion du matériau fluoroplastique à l'état ramolli vers les mailles de l'âme métallique. ll s'ensuit que dans le produit obtenu on ne retrouve plus la superposition de trois couches indépendantes mais l'inclusion de l'âme métallique à l'intérieur d'une masse constituée par le matériau fluoroplastique. La présence de Pâme métallique, incluse à l'intérieur du matériau fluoroplastique, d'une part augmente considérablement sa résistance et d'autre part empêche le défaut du fait à la dilatation et retrécissement suite à des variations de température. Dans le document précité USA. 4.974.303, il est envisagé de recourber le bord des extrémités libres du produit cylindrique revêtu de fluoroplastique obtenu à partir du procédé précité. Pour cc fait, il est prévu de faire agir simultanément la température, un bain salé de nitrates de sodium et de potassium et des moules appropriés, jusqu'à obtenir un recourbement sensiblement à angles droits. Or les demandeurs ont pu constater que les conditions par le document précité n'étaient pas suffisantes pour obtenir de manière fiable l'effet recherché. En effet dans les conditions normales de mise en oeuvre de la grille métallique servant d'âme de renforcement, on obtient dans la zone de courbure à angles droits une fragilisation de la grille pouvant aller jusqu'à la rupture de ceSe-ci, le processus de démoulage n'est pas pratique, et la partie de filamentaire de la grille métallique risque rester à 1' apparente sur le jeu de l'assemblage tubulaire.Ceci bien sûr est tout à fait préjudiciable aux caractéristiques mécaniques du produit obtenu De plus les demandeurs ont également constaté qu'il n'était pas envisageable avec le procédé précité de mettre en forme des produits ayant des variations importantes de section ou encore des produits de formes coudée ou le compensateur ondulé, sans risque de fragilisation de l'âme métallique de renforcement. Le but que se sont fixés les demandeurs est de proposer un procédé de fabrication d'un produit à l'usage anti-corrosion à base de fluoroplastique renforcé par une grille métallique déformable qui pallie les inconvénients constatés. Ce but est parfaitement atteint par le procédé de l'invention qui consiste de maniere connue: a) à disposer sur un corps qui sert comme le moule, une première couche de matériau fluoroplastique par bandage d'un ruban dudit matériau jusqu'à l'épaisseur souhaitée, b) à disposer au dessus de cette première couche une grille métallique déformable, c) à disposer au-dessus de la grille métallique une seconde couche de matériau fluoroplastique par bandage d'un ruban dudit matériau jusqu'à l'épaisseur souhaitée, d) à disposer par bandage provisoire de maintien en tissu de fibre de verre au-dessus de la dernière couche de matériau fluroplastique, e) à chauffer l'ensemble ainsi constitué jusqu'à la température de ramollissement du matériau fluoroplastique pendant une durée déterminée, puis à laisser refroidir, f) à retirer la bande de tissu de fibre de verre provisoire de maintien, g) et à retirer le corps s'il fait office de moule. De manière caractéristique selon le procédé de Pirrvention, la grille métallique de renforcement consistant en une grille de mailles à trés grande déformabilité faite de fils métalliques entrecroisés, on dispose ladite grille de telle sorte que l'une des diagonales de ces mailles, formant axe de déformation, soit parallèle à l'axe longitudinal de bandage. C'est la combinaison des deux critères précités, à savoir d'une part la três grande déforma bilité des mailles de la grille et d'autre part la disposition parficulière desdites mailles par rapport à l'axe longitudinal de bandage qui permet d'obtenir le résultat recherché. On a pu ainsi obtenir un produit anti-corrosion en matériau fluoroplastique renforcé avec une grille métallique, de forme cylindrique avec ses deux extrémités recourbées en forme de corolle, sans perte de résistance métallique au niveau des deux corolles. On a également obtenu des produits du même type de forme globalement cylindrique mais avec des variations importantes de diamètre sur de courtes distances.On a également pu obtenir des produits de forme coudée ou ondulée. Ces produits ne risquent pas de changement dimensionnel suite à des variations de température. Avantageusement pour la fabrication d'un produit antlcoorosion de section transversale sensiblement circulaire, la grille métallique de très grande déformabilité se présentant sous forme tubulaire. on déforme ladite grille de manière à pouvoir introduire dans son évidement central le moule recowert de la première couche du matériau fluoroplastique, puis on ajuste la grille sur ladite première couche en exerçant une traction vers les extrémités libres de ladite grille tubulaire. Ainsi la mise en place de la grille est très nettement facilitée, puisqu'il suffit, une fois que le moule revêtu de la première couche est positionné à l'intérieur de la grille de déformer celle de manière à ce qu'elle vienne épouser la surface extérieure de ladite couche du matériau fluoroplastique. Dans une première variante de réalisation de la grille de forme tubulaire est obtenu directement par tissage tubulaire. Selon une seconde variante la grille de forme tubulaire est obtenue à l'aide d'une grille plane, par soudage de celle-ci la ligne de soudure étant disposée en hélice par rapport à Paxe longitudinal de tube. La forme hélicoïdale de la ligne de soudure est nécessaire si l'on souhaite préserver l'homogénéité des caractéristiques mécaniques du produit ainsi que sa capacité de déformation.La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va être faite de plusieurs exemples de réalisation de produits anti corrosion à base de matériaux fluoroplastiques renforcés par une grille métallique à mailles de très grande déformabilité, illustrée le dessin annexe dans lequel:: -la figure l est une représentation schématique de la disposition de la grille métallique dans le cas d'un produit cylindrique, -le figure 2 est une représentation de grille métallique plane coupée, -le figure 3 est une représentation d'agrandissement des mailles métalliques et fils métalliques entrecroisés de la grille -le figure 4 est une présentation d'une grille métallique plane coupée de figure 2, les mailles de la grille de très grande déformabilité, (v) est un sens d' enroulement préféré -les figures 5 et 6 sont des représentations en coupe de deux utilisations du produit sous forme de tube, rectiligne pour la figure 5 et coudée pour la figure 6, dont les extrémités sont recourbées en corolle, -les figures 7 et 8 que montrent les deux stades de fabrication d'un produit tubulaire, -la figure 9 est une vue en coupe partielle d'un produit présentant des variations importantes de section, les figures 10 et 11 sont illustrations de déformabilité des mailles de la grille, le figure 12 est illustré le sens d'enroulement de la filamentarre à angle, -et la figure 13 est un exemple de la réalisation d'un tube présentant trois âmes métalliques de renforcement. Les demandeurs ont cherché à proposer un produit ayant des propriétés anticorrosives, qui soient à base d'un matériau fluroplastique renforcé à raide d'une grille métallique déformable.La présence de cette grille métallique, noyée dans la masse du matériau fluoroplastique, confrère à l'ensemble du produit d'excellentes qualités de résistance, de nondéformation sous l'action de hautes températures et de pressions et sous Paction d'un vide poussé. On a représenté à la figure 8, en coupe, un produit (d) qui consiste dans un matériau fluoroplastique (12) dans lequel est noyée une grille métallique (1). Le matériau fluoroplastique (12) pénètre entre les fils (3) entrecroisés constituant la grille (1). La grille métallique peut entre en acier, en acier inoxydable ou en tout autre métal. Plus précisément il s'agit d'une grille métallique dont les maills sont à très grande déformabilité, réalisées par entrecroisement de fils rondes de diamètre préféré entre 0,05 à 0,3mm, de type de tissage. En ce qui concerne le matériau flioroplastuque utilisé, il s'agit de préférence du poiytétratluoréthylène (PTFE), il peut s'agir également du PFA ou encore du tétrafluoréthylène hexafluoropolypropylène (FEP) ou encore le polyvinylidène fluorure (PVDF). Le choix du matériau fluoroplastique est fonction de l'application à laquelle est destiné le produit de l'invention. Le procédé de fabrication consiste à enrouler sur un moule ou éventuellement sur la pièce à protéger un ruban du matériau fluoroplastique en spires sensiblement jointives ou chevauchantes jusqu'à l'obtention de l'épaisseur souhaité. Si Objectif est de réaliser un tube rectiligne (a'.a), tel que celui qui est représenté aux figures 5 et 8, le moule (2) (figure 7) consistera dans un cylindre dont le diamètre extérieur est égale au diamètre intérieur du tube. Sur la première couche (9) de matériau fluoroplastique ainsi réalisée, on dispose la grille métallique (1). Puis on enroule , de la même manière qu'au cours de la première étape, une seconde couche (10) de matériau fluoroplastique sous forme de ruban par bandage. Enfin on dispose au-dessus de cette seconde couche (10) une gaine provisoire de maintien (11) qui consiste par exemple dans une bande de tissu de verre enroulée également par bandage dont les extrémités sont bloquées en position. L'ensemble (c), montré à la figure 7, constitué par le moule (2), la première couche (9) de matériau fluoroplastique, la grille métallique (1), la seconde couche (10) de matériau fluoroplastique et la gaine provisoire de maintien (11) est placé dans un four où il est porté à une température correspondant à la température de ramollissement du matériau fluoroplastique constituant la première couche (9) et la seconde couche (10). S'agissant du PTFE, la température du four est de l'ordre de 380" plus ou moin 10 . Cette température est bien sûr fonction du matériau fluoroplastique utilisé, elle serait par exemple de l'ordre de 330" à 350" dans le cas du FEP. L'ensemble (c) est laissé dans le four à ladite température pendant une durée suffisante qui peut aller jusqu'a plusieurs heures pour obtenir le résultat escompté, à savoir la diffusion du matériau fluoroplastique à travers parfaitement les mailles de la grille métallique (1) en sorte que l'on n'ait plus deux couches (9) et (10) indépendantes mais que la grille métallique (1) soit noyée dans la masse du matériau fluoroplastique (12). Ceci est obtenu gracie à la présence de la gaine (11) qui lors de la montée en température, empêche le matériau fluoroplastique de se dilater vers l'extérieur et le contrait à diffuser vers l'espace disponible entre les deux couches c'est à dire à travers la grille métallique (1). Après refroidissement. on retire le tissu de fibres de verre constituant la gaine provisoire de maintien (11), puis on retire le moule (2) de manière à obtenir le produit tubulaire rectiligne (a'a) représenté à la figure (7). De manière caractéristique, selon le procédé de l'invention, le fils métallique (3) d'une part est une grille à mailles, réalisées à partir de fils entrecroisés, à très grande déformabilité et d'autre part elle est disposée de telle sorte que l'une des diagonales desdites mailles est parallèle à l'axe longitudinal d'enroulement DD', comme cela apparait clairement sur la figure 1. Ainsi les fils (3) qui constituent, par entrecroisement (5) Figure 3,les mailles (4) de la grille (1) font un angle d par rapport à l'axe longitudinal DD'.Cet angle oC est de préférence compris entre 15 et 753. ll sera d'ailleurs amené à varier lorsque la grille elle même (1) sera contrainte à se déformer, comme cela sera explicité ci-après. Un première type de déformation de la grille (1) peut être mis à profit lors de la fabrication du produit (d). On a illustré aux figures 10 et 11 l'ensemble (f) constitué par le moule et la première couche (9) de matière fluoroplastique pendant l'étape de recouvrement de cet ensemble (f) par la grille métallique (1). cette grille métallique se présente sous forme d'un tube. Elle a par exemple été réalisée directement par tissage tubulaire. Dans l'exemple illustré elle a été réalisée à partir d'une grille plate dont les deux bords extrêmes ont été rapprochés, superposés et soudés selon ligne de soudage (17) sensiblement en hélice par rapport à l'axe longitudinal DD'. La forme tubulaire de la grille (1) est telle que l'ensemble (f) peut introduire sans difficulté de celle-ci. La mise en place de la grille sur la surface de la couche (9) en matériau fluoroplastique est réalisée grâce à la déformation des mailles de la grille. Cette déformation est obtenue en appliquant une traction vers les extrémités libres (16,16') de la grille. Si les mailles selon la figure 10 étaient de forme sensiblement carrée. celle de la figure 11 ont la forme de losange allongé dans le sens de l'axe DD'. ll suffit à l'opérateur d'appliquer la grille sur la surface de la couche (9) de manière å axoir un parfait enveloppement de cette couche (9). Bien sûr la déformation de la grille (1), qui entraîne une diminution de la section du tube constitutive de la grille (1),provoque également un allongement de ladite grille (1).Ceci doit bien sûr être pris en compte par l'opérateur. La déformation de la grille (1) est encore mise à profit lors de la réalisation d'un produit tel que celui représenté à la figure 9 et comportant des variations importantes de section sur de courtes distances. ll s'agit d'un produit (e) globalement cylindrique mais présentant des renflements (13,13'et13"), formant en quelque sorte des ondulations, entre lesquelles peuvent être par exemple disposés des anneaux métalliques (15,15'). Ces ondulations sont obtenues par déformation du produit fini. au moyen de différentes opérations de chauffage et de compression. La grille (1) est apte à suite toutes les variations dimensionnelles du fait de ces ondulations.On comprend en effet que le produit (e) présente des dimensions différentes, quant au diamètre de la grille (1) selon qu'il s'agit d'une partie basse (14,14') ou d'une partie haute (22) d'une ondulation donnée. Ces variations de diamètre sont rendues possibles grâce à la très grande déformabilité des mailles de la gnlle (1). Cette déformabilité est également mise à profit dans la réalisation du produit (a), qui est un produit cvlindrique qui a une résistance suffisante pour être utilisé seuL Ses extrémités (8) sont déformées par chauffage et compression en sorte de présenter une corolle sensiblement annulaire. transversalement à l'axe DD' du tube (a), cette corolle (7) fait office de joint d'étanchéité lors du raccordement de deux tubes (osa') successifs à l'aide de brides (6,6'), comme illustré à la figure 5.On peut donc ainsi réaliser une canalisation résistant parfaitement à la corrosion, de manière tant interne qu'externe, en faisant se succéder des produits tubulaires (a, a') simplement reliés entre eux par des brides telles que (6,6). cette canalisation a une résistance mécanique suffisante du fait du renforcements par la grille métallique (1). Ladite canalisation peut ne pas être totalement rectiligne mais présenter des parties coudées. Dans ce cas on réalise des produits selon r invention tel que celui (b) illustré à la figure 6. Ce produit coudé (b) est réalisé de la même manière que le tube (a) exception faite que le moule sur lequel sont enroulées les couches successives forme un quart de tore. Seule la trés grande déformabilité des mailles de la grille (1) permet d'adopter une courbure aussi prononcée pour la grille métallique de renforcement. On a présenté à la figure 13 une pièce (g) du même type que le produit cylindrique (a) précédemment décnt, avec deux extrémités relevées en forme de corolle (18 et 18'). dans la cas de cette pièce (g), il v a trois âmes métalliques : une âme centrale (1) et qui constituée d'une grille à très grande déformabilité de mailles et deux enroulements filamentaires (20,19) disposés de pan et d'autre de la grille (1), mais séparés de ceBe-ci par des couches de matériau fluoroplastique. Ce produit est obtenu selon le procédé décrit précédemment et on dispose successivement les trois âmes métalliques précitées.Comme cela est illustré à la figure 13, les enroulements filamentaires métalliques (20,19) ne sont inclus que dans la partie rectiligne de la pièce (g), tandis que la grille (1) se trouve également dans les corolles (18,18n). De préférence les enroulements filamentaires (20,19) étaient également inclinés par rapport à raxe DD' d'un angle 18 compris entre 45"et 89" Figure 12. On comprend que la présence des trois rames métalliques permet une amélioration substantielle de la résistance mécanique de la pièce (g). Dans l'exemple qui vien d'être décnt, le produit est utilisé en l'état. Ce pendant il peut également être mis en oeuvre comme revêtement antisorrosion d'un corps à protéger. On peut par exemple utiliser un tube rectiligne comme revêtement intérieur d'un conduit tubulaire à l'intérieur duquel ledit tube rectiligne sera introduit. Cependant le plus souvent il sera nécessaire de mettre en forme le produit de manière à ce qu'il puisse s'adapter à la configuration du corps à protéger. REVENDICATIONS 1.Procédé de fabrication d'un produit anti-corrosion à base de fluoroplastique renforcé par une grille métallique consistant: a) à disposer sur un corps. pouvant servir de moule, une première couche du matériau fuoroplastique par bandage d'un ruban dudit matériau jusqu'à l'épaisseur souhaitée, b) à disposer au-dessus de cette première couche la grille métallique. c) à disposer au-dessus de la grille métallique une seconde couche de matériau fluoroplastique par bandage d'un ruban dudit matériau jusqu'à l'épaisseur souhaitée, d) à disposer au-dessus de la dernière couche de matériau fluoroplastique une bande provisoire de maintien. résistante et non déformable à la température de ramollissement du matériau fluoroplastique, e) à chauffer l'ensemble ainsi constitué jusqu'à la température de ramollissement du matériau fluoroplastique pendant une durée déterminée, puis à laisser refroidir f) à retirer la gaine provisoire de maintien. g) et à retirer le corps s'il fait office de moule caractérisé en ce que, la grille métallique (1)due renforcement consistant en une grille à mailles (4) de très grande déformabilité faite de fils métalliques (3) entrecroisés, on dispose ladite grille (1) de telle sorte que rune des diagonales de ces mailles, formant axe de déformation, soit parallèle à l'axe longitudinal de bandage (DD'). 2. Procédé selon la revendication 1 pour la fabrication d'un produit anti-corrosion de section transversale sensiblement circulaire. caractérisé en ce que la grille métallique à mailles de très grande déformabilité se présentant sous forme tubulaire, on déforme ladite grille de manière à pouvoir introduire dans son évidement central le moule (2) recouvert de la première couche (9) du matériau fluoroplastique. puis on ajuste ladite grille (1) sur ladite première couche (9) en exerçant une traction vers les extrémités libres (16,1 de ladite grille tubulaire (1). 3. Produit anti-corrosioit de forme générale sensiblement cylindrique, à base d'un matériau fluoroplastique comportant une grille métallique de renforcement caractérisé en ce que ladite grille est une grille (1) à mailles (4) de très grande déformabilité, faite de fils métalliques (3) entrecroisés. et en ce que l'une des diagonales des mailles est sensiblement parallèle à l'axe longitudinal (DD') du cylindre. 4. Produit selon la revendication 3 caractérisé en ce que la grille de forme tubulaire est obtenue directement par tissage tubulaire. 5. Produit selon la revendication 3 caractérisé en ce que la grine de forme tubulaire est obtenue à l'aide d'une grille plane, par soudage de celle-ci la ligne de soudure (17) étant disposée en hélice par rapport à l'axe longitudinal du tube. 6 Produit selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'il comporte des variations importantes de section sur de courtes distances. 7. Produit selon la revendication 3 caractérisé en ce que chacune de ses extrémités comporte une corolle (7) sensiblement annulaire, transversalement à l'axe DD' du cylindre, ladite corolle (7) faisant office de joint d'étanchéité lors du raccordement de deux produits (a, a') successifs à l'aide de brides (6',6). 8. Produit selon l'une des revendication 3 ou 7 caractérisé en ce qu'il comporte trois âmes métalliques : une âme centrale (1) constituée dtune grille (1) à très grande déformabiíté de mailles et deux enroulements filamentaires (20,19) disposés de part et d'autre de la grille (1), mais séparés de celle-ci par des couches de matériau fliioroplastique. 9. Produit selon les revendications 7 et 8 caractérsés en ce que les enroulements filamentaires métalliques (20,19) ne sont inclus que dans la partie rectiligne de la pièce (g), tandis que la grille métallique (1) se trouve également dans les corolles (18,181. 10. Produit selon les revendications 8 ou 9 caractérisé en ce que les enroulements filamentaires (20.19) sont inclinés par rapport à l'axe (DD') d'un angle8 compris entre 45" et 89 .