Brevet FR3001161A1 — publié le 20140725

Installation de traitement de tubes métalliques avant mise en peinture hydrodiluable, comprenant deux postes de nettoyage haute pression et un poste de brossage. Le domaine de l'invention est celui de la conception et de la fabrication des équipements liés à la fabrication et au traitement de tubes métalliques industriels. Plus précisément, l'invention concerne une installation de traitement de tubes métalliques destinés à être peints avec une peinture hydrodiluable. Dans le domaine de l'invention, la fabrication de tubes métalliques 10 industriels vise plusieurs domaines d'application, et notamment : - l'énergie ; - les forages pétroliers et gaziers (gaz de schiste) ; - les oléoducs ; - la production électrique ; 15 - etc. Les tubes métalliques peuvent être également des tubes de structures utilisées dans le secteur mécanique, par exemple pour les grands constructeurs et équipementiers automobiles. Les tubes de structure sont également utilisés dans les projets architecturaux et les 20 équipements industriels. La fabrication des tubes métalliques industriels est généralement adossée à une ou plusieurs fonderies. Ces tubes subissent ensuite un certain nombre d'opérations, telles que le filetage, la mise en peinture... Les tubes métalliques industriels peuvent donc, de par la diversité 25 des destinations envisageables, présenter des diamètres très variables, ainsi que des longueurs également variables, pouvant atteindre 15 mètres ou plus. Traditionnellement, les tubes métalliques étaient jusqu'à présent peints avec des peintures incluant des solvants. Avec de telles peintures, 30 le tube métallique brut ne nécessite pas de préparation de son état de surface très pointue. Actuellement, il est de plus en plus fait recours aux peintures hydrodiluables, qui sont des peintures ne contenant aucun solvants et qui sont, par conséquent, des peintures moins agressives pour l'environnement. De telles peintures n'émettent pas de composé organique volatile dans l'atmosphère au moment de leur application par pulvérisation. Toutefois, une contrainte liée au recours à ce type de peinture réside dans la nécessité de préparer l'état de surface des tubes métalliques pour obtenir une application durable et de bonne qualité de la peinture sur la surface du tube, ceci en un temps le plus court possible (si possible inférieur à 20 s). Dans ce contexte, il a été proposé de recourir à une technique de décapage par cryogénie : un tel procédé consiste à fabriquer de la glace sous forme de copeaux et à projeter ces copeaux sous haute pression 15 sur la surface des tubes métalliques. Les équipements pour fabriquer la glace en grande quantité et de façon continue implique des investissements relativement lourds. En outre, comme indiqué précédemment, les tubes métalliques à traiter peuvent atteindre des longueurs de 15 mètres et plus, et 20 l'installation de projection haute pression est soit relativement lente pour traiter de telles longueurs, soit très coûteuse pour projeter la glace sous haute pression sur de telles longueurs. Il a également été proposé de préparer les surfaces des tubes métalliques avant mise en peinture hydrodiluable à l'aide d'un nettoyage 25 haute pression à l'eau froide, à des pressions de l'ordre de 3 000 bars. On comprend qu'une telle installation, pour atteindre des pressions aussi importantes, implique des investissements très couteux, peu compatibles avec les exigences industrielles de fabricants de tubes métalliques. En outre, à de telles pressions, on travaille généralement en 30 eau perdue, ce qui implique une consommation d'eau considérable. L'invention a notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer une installation de traitement de tubes métalliques destinés à être peints avec une peinture hydrodiluable qui soit efficace et qui soit économiquement viable. L'invention a également pour objectif de fournir une telle installation qui soit compatible avec les rythmes de fabrication des tubes métalliques industriels, notamment en termes de cadence et/ou de travail en continu. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui a pour objet une Installation de traitement de tubes métalliques destinés à être ensuite passés en peinture hydrodiluable, caractérisée en ce qu'elle comprend les postes successifs suivants, selon une direction de défilement des tubes : - un premier poste de nettoyage avec un liquide sous haute pression et à une température comprise entre 65 °C et 80°C, le liquide comprenant un détergent ; - un poste de brossage ; - un deuxième poste de nettoyage avec un liquide sous haute pression et à une température comprise entre 65 °C et 80°C, le liquide comprenant un détergent. Avec une installation selon l'invention, on obtient un traitement des tubes métalliques destinés à être passés en peinture hydrodiluable qui est particulièrement efficace, ceci en mettant en oeuvre des équipements nettement moins couteux que ceux évoqués en référence à l'art antérieur. En effet, comme cela va être expliqué plus en détails par la suite, on combine un nettoyage par liquide haute pression, avec une pression nettement inférieure à celle du nettoyage à l'eau froide mentionné précédemment, impliquant de très hautes pressions (3000 bars) et nécessitant une filtration très pointue de l'eau.. En outre, le traitement par nettoyage liquide s'effectue seulement à haute pression (et non à très haute pression (3000 bars)) et est combiné à un simple traitement mécanique (le brossage). Le traitement effectué par l'installation selon l'invention peut se décrire fonctionnellement de la façon suivante : - le premier poste de nettoyage exécute un dégraissage de la surface externe des tubes métalliques, ceci tout en réalisant une première phase de traitement de la surface externe du tube à l'aide d'un produit d'accroche (le détergent) ; - le poste de brossage permet l'enlèvement de la poussière de calamine présente sur la surface externe des tubes métalliques ; - le deuxième poste de nettoyage permet l'enlèvement de la poussière générée par le brossage, ceci tout en déposant sur la surface externe du tube métallique un produit d'accroche pour une seconde fois, assurant un dépôt ultérieur de la peinture hydro-diluable de bonne qualité et durable. Un autre avantage résultant de l'installation selon l'invention est que le tube métallique sortant de l'installation selon l'invention peut être mis en peinture immédiatement après sa préparation, ceci en étant maintenu à une température permettant l'application d'une peinture hydrodiluable. Cet avantage résulte du fait que le procédé de traitement appliqué par l'installation selon l'invention ne nécessite aucun rinçage en sortie d'installation. Par ailleurs, une installation selon l'invention permet de traiter des tubes à un rythme soutenu, et de façon continue Plus précisément, une installation selon l'invention permet de traiter un tube métallique d'environ 15 mètres en environ 15 secondes. De plus, une installation selon l'invention permet d'envisager un fonctionnement 24 h/24 h, avec une maintenance minimale, ceci du fait de la simplicité des équipements et composants mis en oeuvre. Selon une solution préférentielle, le premier et le deuxième postes de nettoyage comprennent des moyens de nettoyage à une pression de 180 bars et à une température de 70°c. Comme déjà mentionné précédemment, de tels moyens sont relativement standards quant à leur plage de fonctionnement, et correspondent donc à des équipements classiques et robustes disponibles sur le marché. Selon un mode de réalisation particulier, le premier et le deuxième poste de nettoyage comprennent chacun : - une pluralité de buses dirigées vers le haut, de façon à pulvériser une partie inférieure des tubes ; - des moyens de mise en rotation destinés à entrainer les tubes en rotation autour de leur propre axe longitudinal ; - un capot de recouvrement du poste ; - un bac de récupération du liquide. Les postes de nettoyage ainsi conçus permettent de traiter efficacement toute la surface externe du tube métallique sur un 15 encombrement linéaire relativement réduit (de l'ordre de 7 m). En outre, de tels postes de nettoyage permettent la récupération du liquide pulvérisé en continu, ceci à l'aide d'une station de traitement de l'eau comme cela va être expliqué plus en détails par la suite). Dans ce cas, le bac de récupération est avantageusement relié à 20 un système de décontamination et/ou de recyclage du liquide. Une telle caractéristique s'avère particulièrement appréciable dans le cas d'un traitement continu, 24 h/24 h, des tubes métalliques, pour réduire la consommation d'eau et/ou l'impact sur l'environnement. Selon un mode de réalisation préférentiel, le poste de brossage 25 comprend : - des moyens de mise en rotation destinés à entrainer les tubes en rotation autour de leur propre axe longitudinal ; - au moins une paire de brosses, réparties latéralement de part et d'autre de la direction de défilement. 30 Une telle conception du poste de brossage contribue à limiter l'encombrement linéaire de l'installation de traitement selon l'invention, tout en garantissant un brossage performant de la surface externe des tubes métalliques. Dans ce cas, les brosses prennent la forme de brosses hélicoïdales s'étendant parallèlement à la direction de défilement. Le poste de brossage pourra présenter en outre l'une et/ou l'autre des caractéristiques suivantes : - les brosses sont réglables en position ; - les brosses hélicoïdales sont portées par une potence, de façon articulée autour d'un axe parallèle à la direction de défilement ; - les brosses hélicoïdales sont portées par une potence montée déplaçable sur une pente à 45°. De cette façon, l'installation peut être ajustée au diamètre des tubes, ceci en réglant la hauteur des brosses par rapport à l'axe 15 longitudinal des tubes, et en réglant l'écartement des brosses entre elles. L'invention concerne également un procédé de traitement de tubes métalliques destinés à être ensuite passés en peinture hydrodiluable, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes : - une première étape de nettoyage avec un liquide sous 20 haute pression et à une température comprise entre 65 °C et 80°C, le liquide comprenant un détergent ; - une étape de brossage ; - une deuxième étape de nettoyage avec un liquide sous haute pression et à une température comprise entre 65 °C 25 et 80°C, le liquide comprenant un détergent. On note que le recours à deux étapes de nettoyage successives (séparées par une étape de brossage) permet de s'assurer que le nettoyage est réalisé de façon satisfaisante sur toute la surface des tubes, y compris pour les tubes présentant des diamètres importants et à 30 des vitesses de défilement soutenues. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une illustration d'ensemble, vue de côté, d'une installation de traitement selon l'invention ; - la figure 2 est une représentation schématique des postes de nettoyage d'une installation de traitement selon l'invention ; - les figures 3 et 4 sont des représentations schématiques du poste de brossage d'une installation de traitement selon l'invention ; - la figure 5 illustre schématiquement le système de récupération de gouttelettes associé aux postes de nettoyage. En référence à la figure 1, des tubes métalliques destinés à être ensuite passés en peinture hydrodiluable, sont conduits au travers d'une installation de traitement selon l'invention selon une direction de défilement D, et passent dans l'installation au travers des postes successifs suivants : - un premier poste de nettoyage 1 liquide sous haute pression ; - un poste de brossage 2 ; - un deuxième poste de nettoyage 3 liquide sous haute pression. Le tube métallique en cours de traitement est entrainé du poste 1 25 au poste 2 et du poste 2 au poste 3 sans discontinuité, selon un déplacement linéaire et rotatif. Le poste 2 est placé directement en sortie du poste 1 et le poste 3 directement en sortie du poste 2. L'installation est ainsi relativement compacte, et s'étend sur une longueur hors tout d'environ 5 mètres 30 selon un exemple de réalisation 30 et à titre indicatif. Selon le présent mode de réalisation, le premier poste de nettoyage et le deuxième poste de nettoyage comprennent des moyens de nettoyage à une pression de 180 bars et une température de 70°c, avec un liquide comprenant un détergent (dilué à 1,.2 %) comme cela va être décrit par la suite en référence à la figure 2. Tel que cela apparaît sur la figure 2, les premier et deuxième 5 postes de nettoyage comprennent chacun : - des moyens d'entrainement et de mise en rotation 10, répartis sur toute la longueur du poste de nettoyage correspondant ; - une pluralité de buses 11, réparties sur toute la longueur du 10 poste de nettoyage correspondant, les buses étant dirigées vers le haut de façon à pulvériser le liquide (et le détergent ajouté au liquide) vers une partie inférieure des tubes T ; - un capot de recouvrement 12 du poste ; - un bac 13, de récupération du liquide. 15 Avec un tel poste de nettoyage, les moyens d'entrainement et de mise en rotation 10 supportent le tube et l'entrainent au travers du poste de nettoyage tout en provocant sa rotation autour de son propre axe longitudinal tel qu'illustré par la flèche F1. Le poste de nettoyage est conçu de telle sorte que : 20 - les buses 11 pulvérisent le liquide sous haute pression sur une partie inférieure du tube ; - le liquide est stoppé en partie haute du poste par le capot de recouvrement 12, puis ruisselle à partir de celui-ci tel qu'illustré par les flèches F2 ; 25 - le liquide chute par gravité dans le bac de récupération 13. Le capot de recouvrement 12 est monté sur le poste de nettoyage correspondant de façon pivotante entre une position de fermeture et une position d'ouverture du poste. La rampe 110 distribuant le liquide aux buses 11 est reliée à une 30 cuve 111, contenant de l'eau chaude, à laquelle est ajoutée un détergent, désigné sous le nom commercial «Pronet BT », contenu dans une cuve 112 et délivré dans la cuve 111 à l'aide d'une pompe doseuse 113. Le liquide comprenant le détergent est extrait de la cuve 111 à l'aide d'une première pompe 114 qui alimente une deuxième pompe 115, apte à délivrer le liquide à la rampe 110, à une pression de 180 bars et une température de 70°c. Par ailleurs, le bac de récupération 13 est relié à un système de décontamination et/ou de recyclage du liquide 130, comprenant : - une pompe d'extraction 131 ; - au moins un dévésiculeur ainsi qu'un caisson de lavage 132 ; - des cartouches de microfiltration et de déshuilage 133, en aval desquelles le liquide décontaminé est réinjecté dans la cuve 111. Les cartouches de microfiltration et de déshuilage sont des moyens connus dans le domaine du traitement des effluents industriels, et sont aptes à obtenir : - la décontamination des bains de dégraissage ; - la décontamination des bains d'huile de coupe ; - la décontamination des effluents d'eau de rinçage des peintures. Les moyens d'entrainement et de mise en rotation 10 des tubes T sont d'un type connu en soi. Ils comprennent une série de supports composés chacun de paires d'éléments tronconiques se faisant face par leur extrémité de petit diamètre, formant ainsi un berceau apte à accueillir les tubes, les deux éléments étant coaxiaux et leur axe formant un angle non nul avec la perpendiculaire horizontale à l'axe de défilement D des tubes. En référence à la figure 5, un système de récupération des brouillard peut être couplé au capot de recouvrement de chaque poste de nettoyage. Tel qu'illustré par la figure 5, chaque capot de recouvrement présente un avaloir 121 qui communique avec un caisson 122 à partir duquel s'étend une canalisation 123 reliée à un moyen d'aspiration 124 qui rejette le brouillard aspiré dans chaque poste de nettoyage dans une cheminée 125 pourvu d'un dévésiculeur radial 126. Les gouttelettes du brouillard sont séparées de l'air (rejeté), et réinjectées dans le système par une canalisation (non représentée) qui part du dévésiculeur. En référence aux figures 3 et 4, le poste de brossage 2 comprend : - des moyens de mise en rotation 20 destinés à entrainés les tubes en rotation autour de leur propre axe longitudinal, tel que ceux décrits en référence aux postes de nettoyage 1 et 3; - au moins une paire de brosses 21, réparties latéralement de part et d'autres de la direction de défilement D ou, en d'autres termes, de part et d'autre du tube T susceptible d'être présent dans le poste de brossage. Selon le présent mode de réalisation, les brosses 21 prennent la forme de brosses hélicoïdales (figure 4) et sont portées de façon rotative autour de leur axe longitudinal D2. Les brosses hélicoïdales 21 sont couplées à des moyens moteur 210, permettant d'entraîner chaque brosse hélicoïdale 21 avec une rotation opposée à celle du tube T provoquée par les moyens de mise en rotation 20. On augmente ainsi l'effet de brossage. Les brosses hélicoïdales sont portées par un moyeu 211 monté de façon interchangeable sur le poste de brossage. Les brosses 21 sont chacune portées par un support 212, lui-même porté par une potence 213. Les brosses 21 sont chacune réglables en position. Pour cela, les 25 supports 212 des brosses sont montés de façon articulée sur les potences 213, autour d'un axe D3 parallèle à la direction de défilement D. De plus, les potences 213 sont couplées à une embase 214 montée déplaçable sur un élément de bâti 215 s'étendant de façon à former une pente à 45°. 30 En pratique, les brosses sont articulées sur des axes leur permettant de venir au contact des tubes par l'intermédiaire d'un vérin pneumatique combiné avec un amortisseur hydraulique. En agissant sur le réglage du détendeur d'alimentation en air, on modifie la pression de brossage. Les postes sont équipés de brosses métalliques fixées en spirale sur un moyeu, permettant une largeur de brossage de 1 m par passe. L'ensemble moyeu brosse est démontable rapidement. En entrée du poste de brossage, des soufflettes assure l'éjection de l'eau présente sur les tubes. Avec une installation telle que celle qui vient d'être décrite, les tubes métalliques destinés à être ensuite passé en peinture hydrodiluable subissent un traitement comprenant les étapes successives suivantes : - une première étape de nettoyage avec liquide sous haute pression, le liquide étant à une température comprise entre 65°C et 80°C et comprenant un détergent ; - une étape de brossage ; - une deuxième étape de nettoyage liquide sous haute pression, le liquide étant à une température comprise entre 65°C et 80°C et comprenant un détergent. On note que le transfert des tubes à l'opération de nettoyage pourra s'effectuer de façon automatisée avec l'installation existante de défilement de tubes avant peinture. La pulvérisation au niveau du premier poste de nettoyage est déclenchée automatiquement lors de l'entrée du tube, et s'arrête lors de sa sortie. La détection des tubes se fait en entrée et en sortie à l'aide de capteurs de tout type approprié.25 REVENDICATIONS1. Installation de traitement de tubes métalliques destinés à être ensuite passés en peinture hydrodiluable, caractérisée en ce qu'elle comprend les postes successifs suivants, selon une direction de défilement (D) des tubes : - un premier poste de nettoyage (1) avec un liquide sous haute pression et à une température comprise entre 65 °C et 80°C, le liquide comprenant un détergent ; - un poste de brossage (2) ; - un deuxième poste de nettoyage (3) avec un liquide sous haute pression et à une température comprise entre 65 °C et 80°C, le liquide comprenant un détergent. 2. Installation de traitement de tubes métalliques selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier (1) et le deuxième poste (2) de nettoyage comprennent des moyens de nettoyage à une pression de 180 bars et à une température de 70°C. 3. Installation de traitement de tubes métalliques selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier (1) et le deuxième poste (2) de nettoyage comprennent chacun : - une pluralité de buses (11) dirigées vers le haut, de façon à pulvériser une partie inférieure des tubes ; - des moyens de mise en rotation (10) destinés à entraîner les tubes en rotation autour de leur propre axe longitudinal ; - un capot de recouvrement du poste (12) ; - un bac (13) de récupération du liquide. 4. Installation de traitement de tubes métalliques selon la revendication 3, caractérisée en ce que le bac de récupération (13) est relié à un système de décontamination et/ou de recyclage du liquide. 5. Installation de traitement de tubes métalliques selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le poste de brossage (2) comprend : - des moyens de mise en rotation (20) destinés à entraîner les tubes en rotation autour de leur propre axe longitudinal ; - au moins une paire de brosses (21), réparties latéralement de part et d'autre de la direction de défilement (D). 6. Installation de traitement de tubes métalliques selon la revendication 5, caractérisée en ce que les brosses (21) prennent la forme de brosses hélicoïdales s'étendant parallèlement à la direction de défilement (D). 7. Installation de traitement de tubes métalliques selon la revendication 5, caractérisée en ce que les brosses (21) sont réglables en position. 8. Installation de traitement de tubes métalliques selon les revendications 6 et 7, caractérisée en ce que les brosses (21) hélicoïdales sont portées par une potence (213), de façon articulée autour d'un axe (D3) parallèle à la direction de défilement (D). 9. Installation de traitement de tubes métalliques selon les revendications 6 et 7, caractérisée en ce que les brosses (21) hélicoïdales sont portées par une potence (213) montée déplaçable sur une pente à 45°. 10. Procédé de traitement de tubes métalliques destinés à être ensuite passés en peinture hydrodiluable, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives : - une première étape de nettoyage avec un liquide sous haute pression et à une température comprise entre 65 °C et 80°C, le liquide comprenant un détergent ; - une étape de brossage ; - une deuxième étape de nettoyage avec un liquide sous haute pression et à une température comprise entre 65 °C et 80°C, le liquide comprenant un détergent.