Brevet FR2918298A1 — publié le 20090109

La présente invention concerne un procédé et une installation d'application de matière sur la surface interne d'un corps cylindrique. Une application particulièrement intéressante de l'invention se situe dans le domaine de la mise en place de revêtement interne dans des tubes métalli- ques tels que des tubes en acier, en fonte, en inox ou en aluminium. On connaît des techniques de mise en place de revêtement interne dans des tubes du type précité. On peut citer à titre d'exemple les procédés utilisant le soufflage ou la projection sur la surface interne du tube d'une matière destinée à former ledit revêtement. Ces procédés utilisent notamment des pistolets de projection fixés au bout d'une barre mobile montée sur un chariot et pénétrant dans le tube : l'application de la matière se fait par projection sur le tube en rotation. Un tel procédé pose cependant certaines difficultés. Ainsi, lorsque l'application de la matière se fait sur un tube préalable- ment chauffé, le fait d'utiliser un pistolet mobile entraîne une application qui n'est pas réalisée à une même température sur toute la longueur du tube. De même, le projecteur mobile permet difficilement d'obtenir une application uniforme sur toute la longueur et toute la surface du tube ; dès lors, il est très compliqué de maîtriser les épaisseurs souhaitées de revêtement. En outre, ce type de procédé ne présente pas toujours un bon rendement d'application et entraîne la diffusion de particules (notamment dans le cas de l'utilisation de poudre) dans l'atmosphère nécessitant des dispositifs adaptés pour la récupération de ces particules. Par ailleurs, ces procédés présentent un coût élevé. Dans ce contexte, la présente invention vise à fournir un procédé d'application de matière sur la surface interne d'un corps cylindrique permet-tant de s'affranchir des problèmes précités. A cette fin, l'invention propose un procédé d'application de matière sur la surface interne d'un corps cylindrique comportant une étape de mise en rotation dudit corps cylindrique, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes suivantes : - mise en place d'une gouttière à l'intérieur dudit corps cylindrique, la-dite gouttière étant munie d'un réceptacle contenant ladite matière à appliquer et ne présentant aucun point de contact avec ladite surface interne dudit corps cylindrique, -mise en rotation de ladite gouttière de sorte qu'elle se vide de ladite matière à l'intérieur dudit corps cylindrique. Grâce à l'invention, on utilise une gouttière suspendue à l'intérieur du corps cylindrique (un tube de section circulaire par exemple), la matière étant appliquée par centrifugation sur la surface interne du cylindre. L'appli- cation de la matière (de la poudre par exemple) est effectuée simultanément sur toute la surface et longueur du tube, de façon uniforme, à une température identique sur toute la longueur du substrat et avec une excellente maîtrise des épaisseurs souhaitées. Cette maîtrise de tous ces éléments n'est pas possible avec les systèmes de mise en oeuvre déjà existants cités plus haut. En outre, le procédé selon l'invention permet d'obtenir un excellent rendement d'application (supérieur à 97% ; i.e. plus de 97% de la matière est utilisé pour le revêtement) avec une diffusion réduite de particules (dans le cas de poudre par exemple) dans l'atmosphère sans avoir recours à un équipement particulier. Par ailleurs, on peut noter que le procédé selon l'invention nécessite un investissement relativement faible par rapport aux procédés existants avec un coût de maintenance très réduit. Le procédé selon l'invention peut également présenter une ou plu-sieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - ladite matière est choisie parmi les matières suivantes : poudre, poudre thermodurcissable, poudre thermoplastique, poudre phénolique, poudre fluorée, liquide. - le procédé selon l'invention comporte une étape préalable de pré-chauffage de ladite surface interne. - ledit réceptacle présente initialement une position telle que ladite matière ne se renverse par à l'intérieur dudit corps cylindrique, ladite gouttière effectuant alors une rotation de 180 . - ladite gouttière est mise en place à l'intérieur dudit corps cylindrique et/ou retirée dudit corps cylindrique par un mouvement de coulisse-ment à l'intérieur dudit corps cylindrique. -ladite gouttière coulisse le long d'au moins un câble préalablement passé à l'intérieur dudit corps cylindrique et mis sous tension, ledit câble sous tension assurant en outre le maintien en suspension de ladite gouttière à l'intérieur dudit corps cylindrique. - le procédé selon l'invention est un procédé d'obtention d'un revête-ment sur ladite surface interne, ledit corps cylindrique étant maintenu en rotation pendant la phase de fusion de ladite matière permettant l'obtention dudit revêtement et pendant la phase de durcissement du- dit revêtement. - l'épaisseur dudit revêtement est déterminée suivant la relation sui-vante : la masse de ladite matière contenue dans ledit réceptacle est égale à la densité réelle du revêtement multipliée par l'épaisseur souhaitée multipliée par l'aire de ladite surface interne à revêtir. La présente invention a également pour objet une installation d'application de matière sur la surface interne d'un corps cylindrique com- portant des moyens de mise en rotation dudit corps cylindrique, ladite instal- lation étant caractérisée en ce qu'elle comporte en outre : - une gouttière apte à être insérée à l'intérieur dudit corps cylindrique, ladite gouttière étant munie d'un réceptacle contenant ladite matière à appliquer ; - des moyens pour maintenir ladite gouttière à l'intérieur dudit corps cylindrique de sorte que ladite gouttière ne présente aucun point de contact avec ladite surface interne dudit corps cylindrique, des moyens de mise en rotation de ladite gouttière de sorte que ladite matière se renverse à l'intérieur dudit corps cylindrique. Avantageusement, lesdits moyens pour maintenir ladite gouttière à l'intérieur dudit corps cylindrique comporte au moins un guide solidaire de ladite gouttière dans lequel est passé un câble mis sous tension. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clai-rement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique simplifiée en perspec- tive d'une installation selon l'invention illustrant le procédé selon l'invention; - les figures 2 et 3 sont deux vues de face de l'installation selon l'invention telle que représentée en figure 1 et illustrant respective-ment une première et une deuxième position de l'installation selon l'invention; Dans toutes les figures, les éléments communs portent les mêmes numéros de référence. La figure 1 est une représentation schématique simplifiée en perspective d'une installation 1 selon l'invention. L'installation 1 vise à réaliser un revêtement d'épaisseur uniforme sur toute la longueur de la surface interne 8 d'un tube métallique 6 de section circulaire et de longueur droite comprise préférentiellement entre 0.2 m et 20 m (l'invention s'applique toutefois à des longueurs plus élevées). Le tube 6 peut être par exemple en acier, en fonte, en inox ou en aluminium avec un diamètre de préférence supérieur à 25 mm. L'application de la matière nécessaire à la réalisation du revêtement entraîne une préparation du tube à traiter telle que par exemple un préchauffage de la surface à revêtir. Ce préchauffage peut être réalisé par exemple dans un four, par radiant ou par induction et permet d'obtenir une température de surface compatible avec la matière utilisée pour le revêtement. La mise en place du revêtement peut-être précédée par une ou plu- sieurs étapes de préparation de la surface interne 8 qui peuvent être les sui-vantes: - Brûlage ou décapage chimique éventuel d'un revêtement précédent. - Nettoyage de l'intérieur du tube 6 par voie humide (solvants ou eau à haute pression). - Sablage ou grenaillage de l'intérieur du tube 6. - Dépoussiérage par aspiration. - Brossage de l'intérieur du tube 6. - Contrôle de la rugosité. - Mise en place d'un primaire d'accrochage si nécessaire. L'installation 1 selon l'invention comporte : - une gouttière 2, - deux guides tubulaires 4 solidaires de la gouttière 2, - deux câbles 3, chacun inséré dans un des deux guides tubulaires 4, - des moyens de mise en rotation 7 du tube 6 autour de son axe de révolution AA'. Les moyens de mise en rotation 7 du tube 6 sont par exemple des rouleaux 7 (deux de part et d'autre du tube 6). Selon la longueur du tube, on peut avoir plusieurs rouleaux répartis le long du tube de façon à assurer efficacement sa rotation. Comme nous le verrons par la suite lors de la description du procédé selon l'invention, les moyens de mise en rotation 7 assurent une rotation du tube 6 pendant la phase de mise en oeuvre du revêtement. La vitesse de rotation du tube 6 est modulable en fonction du diamètre de ce dernier. La gouttière 2 présente avantageusement une longueur sensiblement égale à la longueur du tube 6. La gouttière est par exemple une gouttière métallique comportant un réceptacle 9 avec un fond en V apte à recevoir une matière 5 utilisée pour la réalisation du revêtement. Les dimensions de la gouttière sont définies en fonction du diamètre du tube à revêtir et de l'épaisseur de revêtement souhaitée. On notera que les deux guides tubulaires 4 sont rendus solidaires (par soudage par exemple) de la gouttière 2 le long de la surface externe de la partie en V de la gouttière 2. Il est égale- ment possible d'utiliser une pièce unique comportant à la fois la gouttière et les guides. La matière 5 utilisée pour le revêtement à mettre en place est de préférence choisie parmi les matières suivantes : poudre thermodurcissable, poudre thermoplastique, poudre phénolique ou poudre fluorée. La poudre 5 est déposée dans le réceptacle 9 dont la partie en V précédée d'une partie parallélépipédique a été définie spécialement pour obtenir un bon écoule-ment de la poudre. La contenance de la gouttière 2 est proportionnelle au volume souhaité de la poudre 5 à déposer. Le remplissage de la gouttière est effectué manuellement ou par un système de doseur automatique. L'épaisseur du revêtement souhaité est définie préalablement en fonction de la masse de la poudre placée dans la gouttière suivant la relation mathématique suivante : la masse en grammes de la poudre à déposer dans la gouttière est égale à la densité réelle du revêtement (telle que défi-nie dans la notice du fabricant) multipliée par l'épaisseur souhaitée du revêtement (en cm) multipliée par l'aire de la surface 8 à revêtir (en cm2). L'ensemble formé par les moyens de mise en rotation 7 peut être par exemple disposé sur une table non représentée, ladite table pouvant égale-ment contenir une deuxième partie servant de support à la gouttière avant et après l'introduction de cette dernière dans le tube 6. Les câbles 3 peuvent être des câbles multibrins ou monobrin de section adaptée aux diamètres des guides 4. Les câbles 3 ont de préférence une longueur supérieure au double de la longueur de la gouttière 2. Nous allons dans ce qui suit décrire les différentes étapes du procédé selon l'invention. Comme évoqué plus haut, la surface interne 8 du tube 6 est préchauffée avant l'introduction de la gouttière 2 à l'intérieur du tube 6. Selon un premier mode de réalisation (celui représenté sur les figures 1 à 3), les câbles 3 sont passés à l'intérieur de chacun des guides 4 puis sont mis sous tension, ladite tension étant contrôlée par un dynamomètre (la tension est modulée en fonction de la masse et de la longueur de la gouttière 2). La gouttière 2 est dans une position telle que représentée en figure 1 et 2 de sorte que la poudre 5 ne puisse pas se renverser. Les câbles 3 assurent le soutien de la gouttière 2 contenant la poudre destinée au revê- tement. La gouttière 2, ainsi suspendue par le ou les câbles 3 passés dans des guides 4 solidaires de la gouttière 2, est ensuite mise en place par un coulissement manuel ou automatique à l'intérieur du tube 6. On notera que cette opération d'introduction de la gouttière 2 à l'intérieur du tube 6 peut également être réalisée par déplacement du tube 6, la gouttière restant simplement en suspension. La gouttière 2 ainsi en suspension à l'intérieur du tube 6 ne présente aucun point de contact avec la surface interne 8. Le tube 6 est mis en rotation via les moyens de mise en rotation 7. La gouttière 2 est ensuite également mise en rotation (également selon l'axe de révolution AA' du tube 6) comme cela est représenté en figure 3 et vidée de son contenu de poudre 5 à l'intérieur du tube 6. Cette mise en rotation est obtenue par des moyens de mise en rotation qui peuvent être soit manuels soit automatiques. De préférence, la gouttière 2 effectue un renversement complet (à 180 par rapport à sa position en figure 2) ; avantageusement, cette rotation jusqu'à 180 est réalisée lentement et effectuée aux deux extrémités de la gouttière 2. Bien entendu, le tube 6 est laissé en rotation pendant cette étape de renversement de la gouttière 2. La poudre 5 se renverse donc sur la surface interne 8 du tube 6. Le mouvement en rotation du tube 6 préalablement chauffé va entraîner une phase de fusion de la poudre 5, la réalisation d'un revêtement 10 et le durcissement du revête-ment 10. Le tube 6 est laissé en rotation pendant les phases de fusion, de réalisation du revêtement et de durcissement du revêtement. La gouttière 2 est ensuite extraite de l'intérieur du tube par le même mouvement de coulissement. On procède ensuite à une phase de refroidissement du tube 6 ainsi qu'à une phase de réticulation: durant ces deux phases, les câbles 3 peu- vent ou non être laissés à l'intérieur du tube 6. Dans l'hypothèse où les câbles 3 sont laissés à l'intérieur du tube 6, il est alors important de maintenir les câbles 3 sous tension par un système permettant de les bloquer aux deux extrémités du tube 6. Il est également possible de laisser les câbles à l'intérieur du tube 6 uniquement pendant la phase de refroidissement ; on notera au passage que cette phase de refroidissement peut être accélérée par circulation et/ou pulvérisation d'air frais ou d'eau (réfrigéré ou non) à l'intérieur et à l'extérieur du tube 6. Quand le revêtement 10 est en dessous de son point de ramollis- sement, les câbles 3 sont alors retirés (pour ne pas endommager le revête-ment 10). Le tube 6 revêtu peut alors être mis en place dans un four pour la phase de réticulation. Selon un second mode de réalisation non représenté, la gouttière contenant la poudre peut être pourvue de jeux de deux roulettes ou d'un autre support lui permettant d'être introduite par coulissement dans le tube préalablement chauffé. La gouttière est ensuite mise sous tension contrôlée par un dynamomètre par un système permettant à cette dernière de ne plus avoir de points d'appui dans le tube. Le tube est alors mis en rotation (vi- tesse modulable en relation avec le diamètre du tube) et la gouttière vidée de son contenu de poudre à l'intérieur du tube par un mouvement de rotation manuel ou automatique. De même que pour le premier mode de réalisation, le tube est maintenu en rotation pendant les phases de fusion et de durcissement du revêtement. Le refroidissement du revêtement peut également être accéléré par pulvérisation et/ou circulation d'air ou d'eau (réfrigéré ou non). La gouttière est ensuite extraite du tube quand le revêtement est assez dur pour supporter les points d'appuis (roulettes) de cette dernière ou de son support sans être endommagé. Le tube revêtu peut alors être placé en phase de réticulation si nécessaire. On notera que les opérations de préchauffage du tube et de réticulation du revêtement sont effectuées suivant les données du producteur de la matière première du revêtement : ces opérations peuvent être réalisées dans un four par radiant ou par induction. Une phase de contrôle qualité du revêtement peut ensuite être effectuée. La phase de contrôle qualité peut notamment comporter les opérations suivantes: - Contrôle visuel de l'intérieur du tube 6 si nécessaire avec une caméra. - Contrôle de la bonne continuité du revêtement 10 sur toute sa longueur à l'aide d'un détecteur de porosité suivant les normes internationales. - Contrôle des épaisseurs. L'installation et le procédé selon l'invention permettent d'obtenir une très bonne qualité de revêtement sur toute la longueur du tube (notamment en termes de maîtrise de l'épaisseur) dû à la température uniforme de la surface interne lors de la mise en place du revêtement et à la mise en oeuvre du revêtement simultanément sur toute la longueur du tube. Les investissements nécessaires sont d'un coût nettement inférieur aux possédés existants (soufflage, projection) pour une productivité équivalente ; ainsi, notamment, on peut utiliser une gouttière ne présentant aucune caractéristique particulière de rigidité. Les coûts de maintenance sont en outre très réduits compte tenu de la simplicité de l'installation (pas de fusion ou de début de réticulation de la poudre sur la gouttière et sur les câbles ou sur d'autres outils). Grâce à l'invention, la poudre ne subit aucun échauffement et/ou fusion avant sa mise en place dans le tube. L'invention autorise la mise en place d'un revêtement à base de poudre à l'intérieur de tubes de petit diamètre et de grande longueur. Le procédé selon l'invention offre la possibilité de moduler les épaisseurs en fonction du matériau déposé ou du cahier des charges de l'utilisateur. Il ne nécessite pas d'aspiration et de recyclage de poudre non utilisée. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit. On notera ainsi que l'invention a été décrite dans le cas d'une surface interne d'un tube sur laquelle on réalise un revêtement à partir d'une poudre ; on peut toutefois également envisager d'utiliser un liquide dans la gout- tière. Par ailleurs, l'invention, bien que préférentiellement utilisée pour la réalisation d'un revêtement, peut également être utilisée pour procéder à un nettoyage, un traitement chimique ou une décontamination de l'intérieur d'un tube. En outre, nous avons décrit à titre illustratif un corps cylindrique de section circulaire mais l'invention s'applique à tout type de corps cylindrique présentant une section quelconque (carrée par exemple), la forme de la gouttière étant adaptée à la forme du corps à traiter. Enfin, on pourra remplacer tout moyen par un moyen équivalent. REVENDICATIONS 1. Procédé d'application de matière (5) sur la surface interne (8) d'un corps cylindrique (6) comportant une étape de mise en rotation dudit corps cylindrique (6), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes suivantes : - mise en place d'une gouttière (2) à l'intérieur dudit corps cylindrique (6), ladite gouttière (2) étant munie d'un réceptacle (9) contenant la- dite matière (5) à appliquer et ne présentant aucun point de contact avec ladite surface interne (8) dudit corps cylindrique (6), - mise en rotation de ladite gouttière (2) de sorte que ladite matière (5) se renverse à l'intérieur dudit corps cylindrique (6). 2. Procédé selon la revendication caractérisé en ce que ladite matière (5) est choisie parmi les matières suivantes : poudre, poudre thermodurcis-sable, poudre thermoplastique, poudre phénolique, poudre fluorée, liquide. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une étape préalable de préchauffage de ladite surface in-terne. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit réceptacle (9) présente initialement une position telle que ladite matière (5) ne se renverse par à l'intérieur dudit corps cylindrique (6), ladite gouttière (2) effectuant alors une rotation de 180 . 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite gouttière (2) est mise en place à l'intérieur dudit corps cylindri- que (6) et/ou retirée dudit corps cylindrique (6) par un mouvement de coulissement à l'intérieur dudit corps cylindrique (6). 6. Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que ladite gouttière (2) coulisse le long d'au moins un câble (3) préalablement passé à l'intérieur dudit corps cylindrique (6) et mis sous tension, ledit câble (3) sous tension assurant en outre le maintien en suspension de ladite gouttière (2) à l'intérieur dudit corps cylindrique (6). 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit procédé est un procédé d'obtention d'un revêtement sur laditesurface interne (8), ledit corps cylindrique (6) étant maintenu en rotation pendant la phase de fusion de ladite matière (5) permettant l'obtention dudit revêtement (10) et pendant la phase durcissement dudit revêtement (10). 8. Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'épaisseur dudit revêtement (10) est déterminée suivant la relation sui-vante : la masse de ladite matière contenue dans ledit réceptacle est égale à la densité réelle du revêtement multipliée par l'épaisseur souhaitée multipliée par l'aire de ladite surface interne à revêtir. 9. Installation (1) d'application de matière (5) sur la surface interne (8) d'un corps cylindrique (6) comportant des moyens (7) de mise en rotation dudit corps cylindrique (6), ladite installation (1) étant caractérisée en ce qu'elle comporte en outre : - une gouttière (2) apte à être insérée à l'intérieur dudit corps cylindrique (6), ladite gouttière (2) étant munie d'un réceptacle (9) apte à contenir ladite matière (5) à appliquer ; - des moyens (3, 4) pour maintenir ladite gouttière (2) à l'intérieur dudit corps cylindrique (6) de sorte que ladite gouttière (2) ne présente aucun point de contact avec ladite surface interne (8) dudit corps cylindrique (6), - des moyens de mise en rotation de ladite gouttière de sorte que ladite matière (5) se renverse à l'intérieur dudit corps cylindrique (6). 10. Installation (1) selon la revendication 9 caractérisée en ce que les-dits moyens (3, 4) pour maintenir ladite gouttière (2) à l'intérieur dudit corps cylindrique (6) comporte au moins un guide solidaire (4) de ladite gouttière (2) dans lequel est passé un câble (3) mis sous tension.