Brevet FR2833193A1 — publié le 20030613

Procédé et installation de traitement de surfaces métalliques, notamment de surfaces d'échangeurs thermiques L'invention se rapporte au traitement des surfaces métalliques. Elle concerne plus particulièrement un procédé de traitement de surfaces métalliques, notamment de surfaces d'échangeurs thermiques, dans lequel on prépare les surfaces à traiter préalablement au dépôt d'un revêtement de finition en les soumettant à l'action d'au moins un agent actif, en les centrifugeant, puis en les rinçant au moyen d'un liquide de rinçage. Un tel procédé est utilisé par exemple pour le traitement de surfaces d'échangeurs thermiques de véhicules automobiles. L'invention concerne également une installation de traitement de surfaces, notamment de surfaces d'échangeurs thermiques, comportant une série de postes de préparation des surfaces à traiter et au moins un poste de dépôt d'un revêtement de finition des surfaces à traiter. Les surfaces métalliques reçoivent fréquemment un traitement de finition protecteur afin de les protéger, par exemple, contre l'oxydation. En particulier les surfaces extérieures des échangeurs de chaleur utilisés dans les véhicules automobiles reçoivent un tel traitement. Dans une première étape la surface est préparée par immersion dans une série de bains actifs. Ces bains sont par exemple un bain dégraissant, un bain de dérochant et un bain de conversion. Après immersion dans le bain, les échangeurs sont centrifugés pour évacuer l'excès de bain actif. Ils sont ensuite rincés à contre-courant dans des cuves de rinçage. Il y a en général trois cuves de rinçage par bain actif. Les étapes qui précèdent sont répétées autant de fois qu'il y de bains actifs dans la gamme de traitement. Par exemple, s'il y a trois bains actifs, ces étapes sont répétées trois fois. Après préparation, les surfaces reçoivent un traitement de finition par dépôt d'un revêtement de finition. Pour cela les surfaces, par exemple les surfaces des échangeurs thermiques, sont immergées dans un bain de revêtement. L'excès du liquide de revêtement est éliminé par centrifugation. Après quoi les surfaces sont séchées. Ce procédé connu comporte de multiples inconvénients. Le nombre de cuves nécessaires est élevé. Il faut en effet trois ou quatre cuves de rinçage pour chaque bain actif. Ceci implique que la longueur de la ligne de traitement de surface soit très importante. Des manipulations nombreuses sont nécessaires pour transférer les pièces d'une cuve à une autre. Le coût d'achat de la ligne de traitement de surface est élevé. Par suite, le coût du traitement est lui-même élevé. Par ailleurs, la consommation en eau est importante. De plus les effluents sont peu concentrés en agents actifs de telle sorte que le rapport de dilution est faible. Il est difficile de maintenir les paramètres des bains actifs constants durant toute la durée du traitement. Il est nécessaire d'obturer les échangeurs thermiques afin d'éviter que le bain actif ne pénètre à l'intérieur de ces derniers. Il en résulte des opérations supplémentaires et nouvelle augmentation du coût du traitement. La présente invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients. Elle propose à cet effet un procédé de traitement de surfaces du type défini en introduction, dans lequel on effectue le rinçage en projetant le liquide de rinçage sur les surfaces à traiter, sans les immerger dans un bain, puis en centrifugeant les surfaces à traiter pour éliminer le liquide de rinçage. Grâce à cette caractéristique la consommation en eau est réduite. Le rapport de dilution est augmenté. Afin d'augmenter encore l'efficacité du rinçage, on effectue le rinçage en soumettant les surfaces à traiter à une série de cycles de projection de liquide de rinçage avec centrifugation simultanée alternant ou non avec une centrifugation sans projection de liquide de rinçage. Le dépôt de l'agent actif peut se faire de manière classique par immersion des surfaces à traiter dans un bain, puis centrifugation. Il faut alors deux cuves de traitement pour chaque cycle : une cuve pour l'immersion dans le bain actif (dégraissant, dérochant, etc. ) et une cuve de centrifugation. Le nombre de cuves est donc réduit considérablement par rapport à l'art antérieur puisqu'une seule cuve de centrifugation remplace trois ou quatre cuves de rinçage. Dans une variante préférée du procédé de l'invention, on effectue le dépôt de l'agent actif sur les surfaces à traiter par projection. Dans un tel cas, on effectue le rinçage et la projection de l'agent actif dans une cuve unique. Par suite, la longueur de la ligne est encore davantage réduite. Le dépôt du revêtement de finition peut également être effectué de deux manières. Classiquement, le dépôt du revêtement peut être fait par immersion des surfaces à traiter dans une cuve. Dans une variante préférée du procédé de l'invention, on effectue le dépôt du revêtement de finition en le projetant sur les surfaces à traiter. Dans ce cas, on effectue chaque étape, à savoir le rinçage, la projection de l'agent actif et le dépôt du revêtement de finition, à chaque fois dans une cuve unique. On utilise ainsi une cuve par étape. Par ailleurs, pour l'installation de traitement de surfaces, notamment de surfaces d'échangeurs thermiques, on prévoit que chaque poste de préparation des surfaces à traiter comprend une cuve remplie d'un agent actif dans laquelle les surfaces à traiter sont immergées et une cuve de centrifugation dans laquelle les surfaces à traiter sont aspergées d'un liquide de rinçage puis centrifugées pour éliminer le liquide de rinçage. Les surfaces à traiter peuvent être centrifugées au-dessus de la cuve d'agent actif. Toutefois, de préférence, elles sont centrifugées dans la cuve de centrifugation après immersion dans la cuve d'agent actif pour éliminer l'agent actif. Chaque poste de préparation des surfaces à traiter peut également comprendre une cuve unique dans laquelle les surfaces à traiter sont aspergées d'un agent actif, centrifugées pour éliminer l'agent actif, aspergées d'un liquide de rinçage et centrifugées pour éliminer le liquide de rinçage. Avantageusement, l'installation comporte des moyens de recyclage de l'agent actif éliminé par centrifugation. Dans une réalisation préférée, l'installation comporte une cuve de dépôt d'un revêtement de finition dans laquelle les surfaces à traiter sont aspergées d'un liquide de revêtement de finition et centrifugées pour éliminer l'excès de liquide de traitement de finition. Les surfaces à traiter peuvent ainsi être aspergées d'agent actif, centrifugées pour éliminer l'agent actif, aspergées d'un liquide de rinçage, centrifugées pour éliminer le liquide de rinçage, aspergées d'un liquide de revêtement de finition, puis centrifugées pour éliminer l'excès de liquide de revêtement de finition, dans une cuve unique. L'installation s'applique avantageusement au traitement des surfaces d'échangeurs thermiques de véhicule automobile. Dans ce cas, les postes de préparation comprennent des outillages supportant les échangeurs thermiques et des rampes de projection de jets du liquide de rinçage et/ou des bains actifs et/ou du liquide de finition. On règle les jets parallèlement aux échangeurs. Cette disposition évite d'avoir à obturer les échangeurs de chaleur. Il en résulte une économie de main-d'oeuvre directe, et par conséquent une baisse corrélative du prix de revient des échangeurs. L'installation peut également comporter des déflecteurs disposés sur les outillages. D'autres caractéristiques et avantages de la présente intention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation donnés à titre illustratif, en référence aux figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique d'une installation de traitement de surfaces conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue de dessus d'une cuve de centrifugation faisant partie de l'installation de la figure 1 ; et - la figure 3 est une représentation plus détaillée d'un poste de préparation de surfaces de l'installation représentée sur les figures 1 et 2. On a représenté schématiquement sur la figure 1 une ligne de traitement de surfaces conforme à la présente invention. Cette ligne comporte quatre postes, à savoir trois postes de préparation des surfaces à traiter et un poste de dépôt d'un revêtement de finition. Dans l'exemple représenté, chaque poste comporte deux cuves, à savoir une cuve de bain actif 10 et une cuve de centrifugation 12. Le premier poste 2 est un poste de dégraissage. La cuve de bain actif 10 contient un liquide de dégraissage 11 dont la fonction est de dégraisser la surface des pièces. Les pièces à traiter, par exemple des échangeurs thermiques de véhicules automobiles, sont disposées sur un outillage 14 (représenté schématiquement) qui est immergé dans le bain de dégraissage. Après immersion, l'outillage est relevé et les pièces sont introduites dans la cuve de centrifugation 12. Dans une première étape, les pièces sont centrifugées pour éliminer les restes du liquide de dégraissage. Les pièces peuvent être centrifugées au-dessus du bain actif 11 de dégraissant. Ou bien, de préférence, elles sont centrifugées dans la cuve de centrifugation 12. Dans les deux cas, l'agent actif est récupéré et renvoyé dans la cuve d'agent actif 10. Les pièces sont soumises à un rinçage. À cette fin, la cuve de centrifugation 12 comporte des rampes 15, par exemple quatre rampes disposées à 90. l'une de l'autre (voir figure 2). Chaque rampe 15 comporte des buses 16 qui permettent de délivrer des jets d'eau 17 afin de rincer les pièces. Le rinçage des pièces s'effectue ainsi sans avoir à les immerger dans un bain, ce qui évite le recours à des cuves et diminue la consommation en liquide de rinçage. Afin d'augmenter l'efficacité du rinçage, il peut être fait en alternant une centrifugation avec projection d'eau (rinçage dynamique) et une centrifugation sans projection d'eau, ce qui permet une réduction des entraînements de liquide dans le bain suivant. Le second poste 4 est un poste de dérochage. La cuve de bain actif 10 contient un dérochant 19 dont la fonction est de décaper la surface à traiter. De la même manière que pour le premier poste, les pièces à traiter sont disposées sur un outillage 14 qui est immergé dans le bain de dérochant 19. Après immersion l'outillage est relevé. Les pièces sont ensuite rincées de la même manière que décrit précédemment. Le troisième poste 6 est un poste de conversion dans lequel les pièces à traiter subissent un traitement chimique dont la fonction est, par exemple, d'améliorer l'accrochage du revêtement de finition. Le poste de conversion comporte une cuve de bain actif contenant un liquide de conversion dans lequel les pièces sont immergées comme décrit précédemment. Elles sont ensuite centrifugées pour éliminer le liquide de conversion qui est recyclé, puis elles sont soumises à un rinçage. Étant donné que ce rinçage est le dernier avant le dépôt du revêtement de finition, il est effectué à l'eau déminéralisée au lieu d'être effectué à l'eau de ville, comme les deux rinçages précédents. Le quatrième poste 8 est un poste de dépôt d'un revêtement de finition. Il comporte une cuve de bain 22 contenant un liquide de revêtement de finition 24 et une cuve de centrifugation 12. La centrifugation permet d'éliminer l'excès de liquide de revêtement de surface. Ensuite, les échangeurs sont séchés, par exemple dans une étuve. L'exemple de réalisation représentée sur la figure 1 comporte deux cuves pour chaque poste de préparation de la surface. Dans une variante, les bains actifs (dégraissant, dérochant, conversion) peuvent être déposés sur les surfaces à traiter par projection au moyen des rampes 15, comme le liquide de rinçage. Ce mode de réalisation (non représenté) est avantageux parce qu'il permet de réduire le nombre des cuves. Une seule cuve suffit pour le traitement de préparation et le rinçage des surfaces. La longueur de la ligne de traitement est encore réduite davantage. En outre, cette variante de réalisation permet une réduction du volume des bains actifs par rapport à l'immersion. Il en résulte une réduction du coût, ainsi qu'une amélioration de la sécurité par adjonction d'un couvercle sur les cuves de bains actifs. Conformément à l'invention, les jets peuvent être orientés angulairement. Ils sont de préférence dirigés parallèlement au plan des échangeurs thermiques 18, comme on peut le voir sur la figure 2. Grâce à cette caractéristique, les jets de rinçage 17 ne pénètrent pas à l'intérieur des échangeurs 18 de telle sorte qu'il n'est pas nécessaire d'obturer préalablement les entrées et les sorties des échangeurs. Il en résulte un gain de temps et une économie de main-d'oeuvre. Si l'orientation des jets 17 ne suffit pas à empêcher la pénétration du liquide de rinçage dans les échangeurs, on peut également disposer des déflecteurs (non représentés) sur l'outillage 14. En outre, 100 % du produit qui est déposé sur les échangeurs peut être filtré. La propreté permanente du bain est ainsi garantie. L'invention permet également de travailler suivant deux modes sur une même ligne : avec ou sans immersion des pièces à traiter. On a représenté sur la figure 3 une vue détaillée de l'un des trois postes de traitement de l'installation de traitement de surface représenté sur les figures 1 et 2. La réalisation de ces trois postes étant identique, cette description s'applique aussi bien au poste de dégraissage 2 qu'au poste de dérochage 4 ou au poste de conversion 6. Chaque poste comprend deux cuves, comme on l'a expliqué précédemment, à savoir une cuve de bain actif 10 et une cuve de centrifugation 12. La cuve de bain actif est remplie d'agent actif, par exemple un fluide de dégraissage 11, à partir d'une cuve de stockage de bain actif 28 au moyen d'une pompe de remplissage 30. L'agent actif peut être dilué dans de l'eau amenée par une canalisation 29 raccordée au réseau de distribution d'eau urbain et comportant une électrovanne 31. Comme on l'a expliqué précédemment, les échangeurs thermiques, disposés sur un outillage 14 constitué, par exemple, de plusieurs plateaux superposés supportant chacun plusieurs échangeurs thermiques, sont immergés dans le bain actif 11. Les échangeurs sont ensuite transférés dans la cuve de centrifugation 12 dans laquelle les résidus de fluides de dégraissage 11 sont éliminés par centrifugation et récupérés au fond de la cuve pour être recyclés dans la cuve de bain actif 10 grâce à une pompe de vidange 32 de la cuve de centrifugation et une canalisation de recyclage 34 raccordée à la cuve de bain actif 10. Les échangeurs sont rincés dans la cuve de dégraissage 12 grâce aux rampes d'aspersion 15, au nombre de quatre par exemple. L'eau de rinçage est amenée par une canalisation 50 à partir du réseau de distribution d'eau urbain. Une électrovanne 52 est montée sur la canalisation 50. Pour le dernier rinçage, les échangeurs sont rincés à l'eau déminéralisée. L'eau de rinçage 54 est recueillie au fond de la cuve 12 et dirigée vers une station de traitement des effluents par une canalisation 56. Le fait que les échangeurs sont rincés par aspersion au lieu d'être rincés dans des bains successifs permet de diminuer la quantité des effluents à traiter. Progressivement le bain actif 11 se charge en produits de dégraissage et devient moins pur. Au bout d'un certain temps il est nécessaire de le renouveler. Une pompe 36 permet de faire passer le bain en continu dans un filtre 38, soit pour une circulation et un brassage du bain dans la cuve, soit pour une projection dans la cuve de centrifugation. La vidange de la cuve de bain actif 11 peut se faire par une canalisation 40 sur laquelle est montée une électrovanne 42. Le filtre 38 peut ensuite être décolmaté par une circulation de fluide en sens inverse, par exemple de l'eau chaude. Après vidange, la cuve 10 est nettoyée à l'eau chaude. Un circuit de nettoyage comprend une cuve d'eau chaude 58 pompée par une pompe 60 dans la cuve 10 après avoir été filtrée dans un filtre 62. La canalisation 64 d'amenée de l'eau chaude comporte une capacité 66 anti-coups de béliers. Le circuit de nettoyage permet également de nettoyer la cuve de centrifugation 12. L'eau chaude 58 est alors aspergée dans la cuve au moyen des rampes 15 qui servent au nettoyage des outillages et de la cuve. L'eau de nettoyage est dirigée vers une station de traitement des effluents, de la même manière que l'eau de rinçage par la canalisation 56. Revendications 1. Procédé de traitement de surfaces métalliques, notamment de surfaces d'échangeurs thermiques (18), dans lequel on prépare les surfaces à traiter préalablement au dépôt d'un revêtement de finition en les soumettant à l'action d'au moins un agent actif (11), en les centrifugeant, puis en les rinçant au moyen d'un liquide de rinçage, caractérisé en ce que l'on effectue le rinçage en projetant le liquide de rinçage sur les surfaces à traiter, sans les immerger dans un bain, puis en centrifugeant les surfaces à traiter pour éliminer le liquide de rinçage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue le rinçage en soumettant les surfaces à traiter à une série de cycles de projection de liquide de rinçage avec centrifugation simultanée alternant ou non avec une centrifugation sans projection de liquide de rinçage. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on effectue le dépôt de l'agent actif (11) sur les surfaces à traiter par projection. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on effectue le rinçage et la projection de l'agent actif (11) dans une cuve unique. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on effectue le dépôt du revêtement de finition en le projetant sur les surfaces à traiter. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on effectue le rinçage, la projection de l'agent actif (11) et le dépôt du revêtement de finition, à chaque fois dans une cuve unique. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le liquide de rinçage est de l'eau. 8. Installation de traitement de surfaces, notamment de surfaces d'échangeurs thermiques (18), comportant une série de postes de préparation des surfaces à traiter et au moins un poste de dépôt d'un revêtement de finition des surfaces à traiter, caractérisée en ce que chaque poste de préparation des surfaces à traiter comprend une cuve remplie d'un agent actif (11) dans laquelle les surfaces à traiter sont immergées et une cuve de centrifugation (12) dans à laquelle les surfaces à traiter sont aspergées d'un liquide de rinçage puis centrifugées pour éliminer le liquide de rinçage. 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que les surfaces à traiter sont centrifugées dans la cuve de centrifugation (12) après immersion dans la cuve d'agent actif (11) pour éliminer l'agent actif (11). 10. Installation de traitement de surface, notamment de surfaces d'échangeurs thermiques (18), comportant une série de postes de préparation des surfaces à traiter et au moins un poste de dépôt d'un revêtement de finition des surfaces à traiter, caractérisée en ce que chaque poste de préparation des surfaces à traiter comprend une cuve unique dans laquelle les surfaces à traiter sont aspergées d'un agent actif (11), centrifugées pour éliminer l'agent actif (11), aspergées d'un liquide de rinçage et centrifugées pour éliminer le liquide de rinçage. 11. Installation selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de recyclage de l'agent actif (11) éliminé par centrifugation. 12. Installation selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisée en ce qu'elle comporte une cuve de dépôt d'un revêtement de finition dans laquelle les surfaces à traiter sont aspergées d'un liquide de revêtement de finition et centrifugées pour éliminer l'excès de liquide de revêtement de finition. 13. Installation selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisée en ce que les surfaces à traiter sont aspergées d'agent actif (11), centrifugées pour éliminer l'agent actif (11), aspergées d'un liquide de rinçage, centrifugées pour éliminer le liquide de rinçage, aspergées d'un liquide de revêtement de finition, centrifugées pour éliminer l'excès de liquide de revêtement de finition, dans une cuve unique. 14. Installation selon l'une des revendications 8 à 13, appliquée au traitement des surfaces d'échangeurs thermiques, caractérisée en ce que les postes de préparation comprennent des outillages (14) supportant les échangeurs thermiques (18) et des rampes de projection de jets du liquide de rinçage et/ou des bains actifs et/ou du liquide de finition, et en ce qu'on règle les jets parallèlement aux échangeurs thermiques (18). 15. Installation selon la revendication 14, caractérisée en ce qu'elle comporte des déflecteurs disposés sur les outillages (14). 16. Installation selon l'une des revendications 8 à 15, caractérisée en ce que le liquide de rinçage est de l'eau.