Brevet FR2908493A1 — publié le 20080516

CONDUITE EN ACIER SOUDÉ AU CUIVRE À DOUBLE COUCHE, REVÊTUE EXTÉRIEUREMENT DE ZINC ET DE POLY(FLUORURE DE VINYLE), INTERIEUREMENT DE NICKEL La présente invention porte sur des conduites à double couche ayant une résistance élevée à la corrosion et une résistance élevée, obtenues par formation d'une couche de nickel sur la surface interne de la conduite en tôle d'acier soudé au cuivre, dont la surface externe est revêtue de zinc et de poly(fluorure de vinyle) (PVF) ; l'invention porte également sur les procédés de fabrication de ces conduites. Le procédé de fabrication de conduites à double couche développé selon l'invention comprend les étapes consistant à nettoyer les conduites en tôle d'acier soudé au cuivre ayant des surfaces externes revêtues de zinc et de PVF dans un département de nettoyage sur une ligne d'application en revêtement de nickel sans courant ; à rincer dans un bain de lavage ; à soumettre à un procédé d'activation dans une division d'activation ; à revêtir la surface interne des conduites en tôle d'acier soudé au cuivre avec une solution de revêtement au nickel dans un bain d'application en revêtement de nickel sans courant ; à rincer à nouveau dans un bain de lavage ; à sécher dans une division de lavage ; à appliquer un essai de fuites ; à conditionner et à tenir prêt pour l'expédition. Dans l'état antérieur de la technique existant, les conduites en tôle d'acier soudé au cuivre à double couche sont utilisées comme conduites de frein et conduites de carburant-huile dans l'industrie automobile. Des demandes de brevets portant sur des conduites à double couche dans la littérature sont indiquées ci-après. Par exemple, la demande numéro JP2005233373 porte 2908493 2 sur une conduite ondulée à double couche. Ladite conduite à double couche est constituée par une conduite externe ondulée et une conduite interne située à l'intérieur de ladite conduite externe. Ladite conduite a une surface 5 interne cylindrique sans porosité. Ladite conduite externe est composée de polyéthylène haute densité et la conduite interne est composée de polyéthylène basse intensité à chaîne droite et d'un mélange dynamique d'oléfines. La demande de brevet numéro TR 2003/00145 porte 10 sur un procédé de fabrication desdites conduites composites par application en revêtement d'un agent collant sur une feuille d'aluminium sur la même ligne de production et application de la feuille ainsi revêtue sur la conduite, et elle porte aussi sur un système permettant de mettre en 15 oeuvre ledit procédé. La demande de brevet numéro US 2003012909 porte sur des conduites à double couche, consistant en une couche ayant un polyamide en partie interne et une couche externe choisie parmi les polyéther esters, les polyester éthers, 20 les polymères fluorés. La demande de brevet numéro US 2003041912 porte sur des conduites consistant en une couche interne composée d'acier, une couche externe faite d'acier qui peut être soudé et entourant la couche interne et une partie de 25 connexion d'extrémité faite d'acier soudable. Toutefois, lesdites conduites à double couche ne sont pas capables de procurer la résistance souhaitée. De plus, pendant la phase de fabrication des conduites, de la main d'oeuvre supplémentaire et une perte de temps se 30 produisent et par conséquent, les coûts augmentent. Il en résulte que le besoin en conduites éliminant les inconvénients de l'état antérieur de la technique apparenté, ayant une résistance à la corrosion 2908493 3 élevée et des conduites à double couche à haute résistance ainsi que l'insuffisance des solutions existantes ont nécessité d'apporter un perfectionnement à l'état antérieur de la technique apparenté. 5 En partant de l'état antérieur de la technique apparenté, le but de l'invention est d'augmenter la résistance de conduites à double couche à l'encontre de nouveaux produits carburant-huile par la formation d'une couche de nickel à l'intérieur des conduites en tôle 10 d'acier soudé au cuivre ayant une surface externe en zinc et un revêtement en poly(fluorure de vinyle) (PVF). Un autre but de l'invention est de proposer une fabrication de conduites à double couche à haute résistance. 15 Un autre but de l'invention est de proposer une fabrication de conduites à double couche à haute résistance à la corrosion. Un autre but de l'invention est d'empêcher la main d'oeuvre supplémentaire et la perte de temps pendant la 20 phase de fabrication des conduites à double couche. Un autre but de l'invention est de minimiser le coût de conduites à double couche pendant les étapes de fabrication. Afin de supprimer lesdits inconvénients, ont été 25 développés des conduites à double couche à haute résistance à la corrosion et à haute résistance consistant en une surface externe faite de zinc et une couche de nickel dans la surface interne des conduites en tôle d'acier soudé au cuivre revêtues de PVF, ainsi qu'un procédé de fabrication 30 desdites conduites. La préésente invention a donc d'abord pour objet un procédé de fabrication d'une conduite à double couche ayant une haute résistance à la corrosion et une haute 2908493 4 résistance, consistant en une conduite en tôle d'acier soudé au cuivre dans la partie interne, une couche de zinc (3) appliquée en revêtement sur la surface externe de ladite conduite en tôle d'acier soudé au cuivre et une couche de PVF appliquée en revêtement sur ladite couche de zinc, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à : nettoyer les conduites en tôle d'acier soudé au cuivre ayant des surfaces externes revêtues de zinc et de poly(fluorure de vinyle) (PVF) dans un département de nettoyage sur une ligne d'application de nickel en revêtement sans courant ; laver dans un bain de lavage; soumettre à un procédé d'activation dans une division d'activation; appliquer en revêtement sur la surface interne de la conduite en tôle d'acier soudé au cuivre une solution de revêtement par du nickel dans un bain d'application de nickel en revêtement sans courant ; laver à nouveau dans un bain de lavage ; sécher dans une division de séchage. La conduite en tôle d'acier soudé au cuivre ayant une couche de nickel sur la surface interne peut être soumise à un essai de fuites après séchage dans une division de séchage. Ladite solution de revêtement par du nickel peut être constituée de nickel dans un rapport de 15 % à 25 % en poids, d'hydrophosphite dans un rapport de 15 % à 25 % en poids, d'eau déminéralisée dans un rapport de 50 % à 60 % en poids et d'un stabilisant dans un rapport de 5 % à 15 % en poids. Le stabilisant dans ladite solution de revêtement par du nickel peut être le carbonate de sodium. 2908493 5 La conductivité de l'eau déminéralisée dans ladite solution de revêtement par du nickel peut être inférieure à 10 S. La température dudit bain d'application de nickel en revêtement sans courant peut se situer dans la plage de 88 C à 94 C. La masse volumique de la solution de revêtement par du nickel utilisée dans ledit bain d'application de nickel en revêtement sans courant peut se situer dans la plage de 7,9 à 8,2 kg/dm3. La valeur du pH de la solution de revêtement par du nickel utilisée dans ledit bain d'application de nickel en revêtement sans courant peut se situer dans la plage de 4,3 à 4,7 à une température de 20 C. Comme agent de diminution du pH, une solution d'acide sulfurique peut être ajoutée et, comme agent d'augmentation du pH, une solution d'hydroxyde de sodium peut être ajoutée afin d'ajuster le pH de la solution de revêtement par du nickel utilisée dans ledit bain d'application de nickel en revêtement sans courant. La présente invention a également pour objet une conduite à double couche ayant une haute résistance à la corrosion et une haute résistance, caractérisée par le fait qu'elle consiste en une conduite en tôle d'acier soudé au cuivre dans le côté interne, une couche de zinc appliquée en revêtement sur la surface externe de ladite conduite en tôle d'acier soudé au cuivre et une couche de PVF appliquée en revêtement sur ladite couche de zinc, comprenant une couche de nickel formée par des moyens de revêtement d'une solution de revêtement par du nickel sur la surface interne de ladite conduite en tôle d'acier soudé au cuivre. Ladite couche de nickel peut être constituée de nickel dans un rapport de 15 % à 25 % en poids, 2908493 6 d'hydrophosphite dans un rapport de 15 % à 25 % en poids, d'eau déminéralisée dans un rapport de 50 % à 60 % en poids et d'un stabilisant dans un rapport de 5 % à 15 % en poids. Le stabilisant dans ladite couche de nickel peut être le carbonate de sodium. La conductivité de l'eau déminéralisée dans ladite couche de nickel peut être inférieure à 10 pS. La masse volumique de la solution de revêtement par du nickel peut se situer dans la plage de 7,9 à 8,2 kg/dm3. La valeur de pH de ladite solution de revêtement par du nickel se situe dans la plage de 4,3 à 4,7 à une température de 20 C. La solution de revêtement par du nickel peut comprendre une solution d'acide sulfurique comme agent de diminution du pH et une solution d'hydroxyde de sodium comme agent d'augmentation du pH afin d'ajuster le pH de ladite solution de revêtement par du nickel. Pour mieux illustrer l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après un mode de réalisation particulier, avec référence au dessin annexé. Sur ce dessin : - la Figure 1 est une vue en coupe axiale d'une conduite à double couche ; et - la Figure 2 est une vue en perspective d'une ligne 5 d'application de nickel en revêtement sans courant. CHIFFRES DE REFERENCE 1. conduite à double couche 2908493 7 2. conduite en tôle d'acier soudé au cuivre 3. couche de zinc 4. couche de PVF 5. couche de nickel 5 6. ligne d'application de nickel en revêtement sans courant 7. division de nettoyage 8. bain de lavage 9. division d'activation 10 10. bain d'application de nickel en revêtement sans courant 11. division de décharge 12. filtre 13. armoire électrique 15 La présente invention porte sur des conduites 1 à double couche, à haute résistance à la corrosion et à haute résistance, ainsi que sur un procédé de fabrication de telles conduites. La Figure 1 représente une vue en coupe axiale de 20 la conduite 1 à double couche. Lesdites conduites 1 à double couche sont fabriquées par formation d'une couche de zinc 3 et d'une couche de PVF sur la surface externe et d'une couche de nickel 5 sur la surface interne des conduites 2 en acier soudé au cuivre. 25 Fabrication de Tôle d'Acier Soudé au Cuivre Pendant la fabrication de la conduite 2 en tôle d'acier soudé au cuivre, les conduites sont soumises à une 30 opération d'élimination d'huile à chaud afin de retirer l'huile et les salissures sur la feuille. En d'autres termes, ce que l'on appelle un bain de savon est appliqué 2908493 8 deux fois. Ensuite, la tôle est lavée et est soumise à un bain d'acide pour rendre les surfaces actives. La feuille lavée est tout d'abord soumise à un pré-revêtement afin de la préparer pour le revêtement 5 principal, puis elle est soumise au revêtement principal. Après l'opération de revêtement, la feuille est soumise au lavage et finalement un bain de laque est appliqué. Le but du bain de laque est d'empêcher la corrosion pendant le contact du matériau avec l'air. À l'issue de toutes les 10 opérations, les conduites 2 en tôle d'acier soudé au cuivre sont fabriquées à partir de la feuille 3 d'acier soudé au cuivre de 3 micromètres qui est obtenue. Revêtement de zinc et de Poly(fluorure de vinyle) (PVF) 15 Pendant la fabrication de la conduite 2 en tôle d'acier soudé au cuivre, les conduites sont soumises à une opération d'élimination de l'huile à chaud afin de retirer l'huile et les salissures sur la feuille. Ensuite, les 20 conduites 2 en tôle d'acier soudé au cuivre sont soumises à un bain d'acide pour retirer la couche d'oxyde sur celles-ci puis lavées avec de l'eau pour les préparer pour le revêtement. Après le bain d'acide, les conduites 2 en tôle d'acier soudé au cuivre sont soumises à un revêtement par 25 du zinc, réalisé dans quatre bains séparés. Après le quatrième bain sur les conduites 2 en tôle d'acier soudé au cuivre, une couche de zinc 3 de 25 micromètres d'épaisseur est formée. Le procédé de revêtement par le zinc est conduit selon le principe de l'anode-cathode. 30 Après le revêtement par le zinc des conduites 2 en tôle d'acier soudé au cuivre, les conduites sont soumises à un lavage. Les conduites 2 en tôle d'acier soudé au cuivre ayant un revêtement 3 par le zinc après 2908493 9 lavage sont soumises à un bain d'acide nitrique, activées et sont soumises à un procédé de pacification. Les conduites 2 en tôle d'acier soudé au cuivre ayant un revêtement de zinc 3 sur la partie externe sont 5 soumises à une opération de revêtement par du poly(fluorure de vinyle)(PVF). Après la formation de la couche de PVF 4 sur la couche de zinc 3, le poly(fluorure de vinyle)(PVF) en excès est gratté et retiré. Lors de l'application en revêtement de la couche 10 de PVF 4 sur le revêtement de zinc 3, les conduites 2 en tôle d'acier soudé au cuivre sont chauffées pour vaporiser les solvants dans un four à 300 à 400 C. Les conduites 2 en tôle d'acier soudé au cuivre sont placées dans une unité de refroidissement après le four et ainsi des conduites 2 15 en tôle d'acier soudé au cuivre ayant une couche de PVF 4 de 20 micromètres sont obtenues. Revêtement par du nickel 20 La Figure 2 montre une vue en perspective de la ligne 6 d'application de nickel en revêtement sans courant. Ladite ligne 6 d'application de nickel en revêtement sans courant consiste en une division de nettoyage 7, un bain de lavage 8, une division d'activation 9, un bain 10 25 d'application de nickel en revêtement sans courant, une division de séchage 11, un filtre 12 et un panneau de distribution électrique 13. Après que les conduites 2 en tôle d'acier soudé au cuivre ayant une couche de zinc 3 et une couche de PVF 4 30 sur la surface externe sont lavées dans la division de nettoyage 7, elles sont soumises à un procédé de lavage dans le bain de lavage 8. 2908493 10 Après avoir soumis à un procédé d'activation des conduites 2 en tôle d'acier soudé au cuivre revêtues de nickel et de poly(fluorure de vinyle) (PVF) dans la division d'activation 9, la surface interne des conduites 2 5 en tôle d'acier soudé au cuivre est revêtue de nickel dans un bain 10 de revêtement au nickel sans courant. Ainsi, la couche de nickel 5 est formée sur la surface interne des conduites 2 en tôle d'acier soudé au cuivre. La composition et la teneur des constituants de la solution de 10 revêtement sont les suivantes : Préparation de la Solution de Revêtement Tableau 1. Teneur des Constituants de la Solution de 15 Revêtement Constituant Teneur préférée Teneur utilisable des constituants des constituants (en poids) (en poids) Nickel 20 % 15 % - 25 % Hydrophosphite 20 % 15 % - 25 % Eau déminéralisée 50 % 50 % - 60 % (conductivité 2. Testé selon DIN 50 021, le test de vaporisation d'eau saline acétique est >200 heures. Caractéristiques de la Solution de Revêtement : Masse volumique :7,9-8,2 kg/dm3 Point de fusion : 1140-1170 K Résistance Électrique Spécifique : (en mesure à 4 points) environ 4, 9x101 ecm 0,04 W/ (cm. C) Thermique Plane: 12-13x10-6 4,3-4,7 (à 20 C) 5,0 1,0 g/1 40 5 g/1 0,2-1,0 dm2/1 13 2 }gym/h (en fonction du pH et de la température) Dureté Module d'Élasticité Résistance à l'Abrasion Conductivité Thermique Coefficient d'Expansion Valeur de pH Taux de Nickel Réaction de Réduction Chargement du bain Vitesse de revêtement 2908493 14 Lorsqu'il est établi initialement, le pH de la solution de revêtement de nickel utilisée dans le bain 10 d'application de nickel en revêtement sans courant devrait être de 4,3 0,1. Une solution d'acide sulfurique (60 ml/l) à 10 % est utilisée comme réducteur de pH. Une solution d'hydroxyde de sodium à 30 % est utilisée dans des procédés sans ammoniac afin d'augmenter le pH. En outre, un ajustement du pH est également assuré par addition d'ammonium. Pendant le procédé d'application de nickel en revêtement sans courant, une couche de phosphore épaisse contenant 9-12 % de phosphore se présente et le procédé est réalisé à des limites de fonctionnement élevées. Ladite couche de nickel 5 ne contient pas de plomb et de cadmium. Le procédé d'application de nickel en revêtement sans courant sera également réalisé sans ammonium. Un réservoir en acier inoxydable (à protection anodique) est utilisé dans le procédé d'application de nickel en revêtement sans courant. Le chauffage conduit dans la division de séchage 11 est réalisé avec des conduites de vapeur d'eau en acier inoxydable. Un échappement est utilisé pour retirer la fumée de vapeur d'eau de vaporisation du système de ventilation. Lorsque la fabrication est arrêtée à une température de fonctionnement ou à une température proche de la température de fonctionnement, un couvercle est placé sur le bain 10 d'application de nickel en revêtement sans courant afin d'empêcher une perte de vapeur d'eau. Un procédé optimal d'application de nickel en revêtement est réalisé avec filtration continue faite dans des filtres 12. Des pompes de type à immersion sont utilisées dans le système de filtration. Ces pompes assurent également un mélange de la solution de revêtement 2908493 15 dans le réservoir. Un taux de recyclage du réservoir de 10 fois (solution de réservoir) par heure est estimé être idéal. Des filtres 12 en polypropylène de type à cartouche ou de type à sac de 3pm de diamètre de trou sont utilisés. Les conduites 2 en tôle d'acier soudé au cuivre avec une surface interne revêtue de cuivre sont relavées dans un bain de lavage 8. Après que les conduites 2 en tôle d'acier soudé au cuivre lavées sont séchées dans une division de séchage 11, un essai de fuites appelé essai de turbulence est appliqué et lors du conditionnement, le produit est préparé pour l'expédition. La portée de la protection de cette demande de brevet a été spécifiée dans les revendications et ne pourra jamais être limitée aux descriptions fournies pour les exemples. Il va de soi que l'homme du métier peut suggérer l'invention revendiquée dans cette invention en utilisant des modes de réalisation similaires et/ou peut appliquer ce mode de réalisation à d'autres arts utilisés dans des buts similaires dans la technique apparentée. Par conséquent, il va de soi que de tels modes de réalisation manqueront de nouveauté et dépasseront notamment l'arrière-plan de l'état de la technique apparenté. REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication d'une conduite à double couche (1) ayant une haute résistance à la corrosion et une haute résistance, consistant en une conduite (2) en tôle d'acier soudé au cuivre dans la partie interne, une couche de zinc (3) appliquée en revêtement sur la surface externe de ladite conduite (2) en tôle d'acier soudé au cuivre et une couche de PVF (4) appliquée en revêtement sur ladite couche de zinc (3), caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à : nettoyer les conduites (2) en tôle d'acier soudé au cuivre ayant des surfaces externes revêtues de zinc et de poly(fluorure de vinyle) (PVF) dans un département de nettoyage (7) sur une ligne (6) d'application de nickel en revêtement sans courant ; laver dans un bain de lavage (8) ; soumettre à un procédé d'activation dans une division d'activation (9) ; appliquer en revêtement sur la surface interne de la conduite (2) en tôle d'acier soudé au cuivre une solution de revêtement par du nickel dans un bain (10) d'application de nickel en revêtement sans courant laver à nouveau dans un bain de lavage (8) ; sécher dans une division de séchage (11). 2 - Procédé de fabrication d'une conduite à double couche (1), selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la conduite (2) en tôle d'acier soudé au cuivre ayant une couche de nickel (5) sur la surface interne est soumise à un essai de fuites après séchage dans une division de séchage (11). 3 - Procédé de fabrication d'une conduite à double couche (1), selon la revendication 1, caractérisé 2908493 17 par le fait que ladite solution de revêtement par du nickel est constituée de nickel dans un rapport de 15 % à 25 % en poids, d'hydrophosphite dans un rapport de 15 % à 25 % en poids, d'eau déminéralisée dans un rapport de 50 % à 60 % en poids et d'un stabilisant dans un rapport de 5 % à 15 % en poids. 4 - Procédé de fabrication d'une conduite à double couche (1), selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le stabilisant dans ladite solution de revêtement par du nickel est le carbonate de sodium. - Procédé de fabrication d'une conduite à double couche (1), selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la conductivité de l'eau déminéralisée dans ladite solution de revêtement par du nickel est inférieure à 10 ps. 6 -Procédé de fabrication d'une conduite à double couche (1), selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la température dudit bain (10) d'application de nickel en revêtement sans courant se situe dans la plage de 88 C à 94 C. 7 - Procédé de fabrication d'une conduite à double couche (1) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la masse volumique de la solution de revêtement par du nickel utilisée dans ledit bain (10) d'application de nickel en revêtement sans courant se situe dans la plage de 7,9 à 8,2 kg/dm3. 8 - Procédé de fabrication d'une conduite à double couche (1), selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la valeur du pH de la solution de revêtement par du nickel utilisée dans ledit bain (10) d'application de nickel en revêtement sans courant se situe dans la plage de 4,3 à 4,7 à une température de 20 C. 2908493 18 9 -Procédé de fabrication d'une conduite à double couche (1) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, comme agent de diminution du pH, une solution d'acide sulfurique est ajoutée et, comme agent d'augmentation du pH, une solution d'hydroxyde de sodium est ajoutée afin d'ajuster le pH de la solution de revêtement par du nickel utilisée dans ledit bain (10) d'application de nickel en revêtement sans courant. -Conduite à double couche (1) ayant une haute résistance à la corrosion et une haute résistance, caractérisée par le fait qu'elle consiste en une conduite (2) en tôle d'acier soudé au cuivre dans le côté interne, une couche de zinc (3) appliquée en revêtement sur la surface externe de ladite conduite (2) en tôle d'acier soudé au cuivre et une couche de PVF (4) appliquée en revêtement sur ladite couche de zinc (3), comprenant une couche de nickel (5) formée par des moyens de revêtement d'une solution de revêtement par du nickel sur la surface interne de ladite conduite (2) en tôle d'acier soudé au cuivre. 11 - Conduite à double couche (1) selon la revendication 10, caractérisée par le fait que ladite couche de nickel (5) est constituée de nickel dans un rapport de 15 % à 25 % en poids, d'hydrophosphite dans un rapport de 15 % à 25 % en poids, d'eau déminéralisée dans un rapport de 50 % à 60 % en poids et d'un stabilisant dans un rapport de 5 % à 15 % en poids. 12 - Conduite à double couche (1) selon la revendication 10, caractérisée par le fait que le stabilisant dans ladite couche de nickel (5) est le carbonate de sodium. 13 - Conduite à double couche (1) selon la revendication 10, caractérisée par le fait que la 2908493 19 conductivité de l'eau déminéralisée dans ladite couche de nickel (5) est inférieure à 10 S. 14 - Conduite à double couche (1) selon la revendication 10, caractérisée par le fait que la masse volumique de la solution de revêtement par du nickel se situe dans la plage de 7,9 à 8,2 kg/dm3. - Conduite à double couche (1) selon la revendication 10, caractérisée par le fait que la valeur de pH de ladite solution de revêtement par du nickel se situe dans la plage de 4,3 à 4,7 à une température de 20 C. 16 - Conduite à double couche (1) selon la revendication 10, caractérisée par le fait que la solution de revêtement par du nickel comprend une solution d'acide sulfurique comme agent de diminution du pH et une solution d'hydroxyde de sodium comme agent d'augmentation du pH afin d'ajuster le pH de ladite solution de revêtement par du nickel.