BE897218A

BE897218A - Procede pour l'enrobage de corps metallique

Info

Publication number: BE897218A
Application number: BE0/211119A
Authority: BE
Original assignee: Mannesmann Ag
Priority date: 1982-07-06
Filing date: 1983-07-05
Publication date: 1983-11-03
Also published as: DD231313A5; JPS599036A

Description


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  La Société dite :   MANNESMANN   AKTIENGESELLSCHAFT à Dusseldorf 
 EMI1.1 
 (République Fédérale d'Allemagne) CI "Procédé pour l'enrobage de corps métalliques" C. I. : Demandes de brevets de la République Fédérale d'Allemagne P 32 25 646.9 déposée le 6 juillet
1982 et no P 32 47 510.1 déposée le 20 décembre
1982. 

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   L'invention concerne un procédé pour enrober des corps de forme métalliques, notamment des tubes d'acier, d'une matière synthétique thermoplastique, notamment de polyéthylène, dans lequel on applique, sur le corps de forme chauffé, tout d'abord un mélange résine époxy/durcisseur, comme couche primaire, et, aussitôt après, on applique l'enrobage de matière synthétique thermoplastique, qui est réalisé sous la forme d'un tube double par extrusion simultanée d'une pellicule d'un copolymérisat d'éthylène servant d'adhésif, et d'une pellicule superposée faite de la matière synthétique thermoplastique. 



   Il est connu, par la demande de brevet de la R. F. A. DE-AS 12 61 431, de produire des revêtements de polyéthylène sur des surfaces métalliques en déposant sur la surface métallique tout d'abord un mélange résine époxy/ durcisseur et en le laissant durcir et, ensuite, en projetant au moyen d'un pistolet de projection à la flamme tout d'abord une petite quantité de polyéthylène puis, après le durcissement de la couche de résine époxy, une nouvelle quantité de polyéthylène, la température de la surface métallique ne devant pas excéder   100 oC.   Selon l'exemple de réalisation, le durcissement de la couche de résine époxy se produit à une température de   60 Oc   au maximum, pendant environ 24 heures.

   En raison du long temps de durcissement de la résine époxy, ce procédé n'est pas économique pour l'enrobage de tubes d'acier effectué à l'échelle industrielle avec une grande capacité de production. 



   Selon le brevet de la R. F. A. DE-PS 19 65 802, il est connu, pour l'enrobage de tubes d'acier avec du polyéthylène, de chauffer tout d'abord les tubes à la température de travail, avantageusement au-dessus de   100 oc,   et de l'enduire d'une couche primaire faite d'une résine époxy qui se réticule à cette température. Aussitôt après, on enroule sur la couche de résine époxy en cours de durcissement une bande d'une pellicule extrudée faite d'un copolymérisat d'éthylène et, autour de cette couche, on enroule 

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 une bande d'une pellicule extrudée en polyéthylène, la première bande de pellicule servant d'adhésif pour la couche de polyéthylène.

   Ici également, la capacité de production est limitée en raison du temps qu'il faut attendre pour assurer la volatilisation nécessaire des produits de réaction qui se dégagent de la résine époxy à réticuler. Le procédé est principalement applicable aux tubes d'un diamètre supérieur à environ 600 mm. 



   Par ailleurs, il est connu de déposer sur un tube d'acier présentant une température de 70 à 90  C et muni d'un revêtement intérieur sensible à la chaleur, une couche primaire faite d'un mélange de résine époxy durcissable sur lequel on extrude ensuite sous la forme d'un tube double une couche de copolymérisat d'éthylène et une couche de polyéthylène, (brevet de la R. F. A. DE-PS 22 22   911)   Après l'exécution de l'enrobage, on refroidit les tubes à la température ambiante, après un temps de séjour de 3 mn, la couche de résine époxy n'étant pas encore durcie à coeur à ce moment. Le durcissement total n'est obtenu qu'au bout d'environ 24 heures à la température ambiante et dans une atmosphère à 65 % d'humidité. Ceci peut être préjudiciable à la capacité de production dans de nombreux cas.

   Si l'on s'écarte des caractéristiques du procédé qui ont été précitées, le durcissement est fortement retardé ou même rendu impossible. 



   Il est par ailleurs connu, par le brevet de la R. F. A. DE-PS 22 57 135, de chauffer la surface des tubes d'acier à enrober à   80 Oc   de la revêtir par un procédé électrostatique d'un mélange résine époxy/durcisseur contenant un solvant, sous une épaisseur d'environ 100 pm. Sur cette couche primaire, on dépose ensuite le revêtement thermoplastique qui est composé d'une couche intérieure de copolymérisat d'éthylène et d'une couche extérieure de polyéthylène. 



   Les tubes enrobés sont ensuite refroidis au moyen d'eau jusqu'à ce qu'ils possèdent une température moyenne 

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 de 40    C.   Le coeur des tubes est ensuite chauffé par induction à une température moyenne de 100    C.   La température superficielle du tube est alors d'environ 240    C.   A cette température, la couche primaire de résine époxy durcit en quelques secondes. Ensuite, les tubes revêtus sont refroidis à la température ambiante.

   Toutefois, dans de nombreux cas, on a constaté que l'application d'une pellicule double tubulaire formée par extrusion sur des tubes d'une longueur de 6 à 12 m présente des difficultés en ce sens que l'évaporation du solvant du mélange résine   époxy/durcisseur,   n'est pas suffisante dans les conditions de vitesse du tube (20 m/mn), d'épaisseur de la couche et de température du tube avant l'application du tube double qui ont été citées dans l'exemple de réalisation. D'un autre côté, le procédé est très bien approprié pour enrober par enroulement d'une pellicule double en forme de bande des tubes d'un diamètre supérieur à 600 mm. 



   L'invention vise à améliorer les procédés connus d'application d'une pellicule double tubulaire et de créer la possibilité d'obtenir une plus grande vitesse d'enrobage, afin d'obtenir une plus grande capacité de production pour les tubes de diamètre nominal compris entre 50 et 500 
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 mm. 



   Selon l'invention, ce problème est résolu par un procédé du genre cité au début qui est caractérisé en ce que, pour la couche primaire, on dépose sur le corps de forme chauffé à au moins   80 oc,   un mélange pulvérulent de résine époxy/durcisseur précondensé, qui durcit en 50 à 70 mn à une température comprise entre 145    C   et 155    C,   en une quantité qui donne une épaisseur de couche comprise entre 30 et 50 um et, ensuite, pour faire fondre la couche et/ou faire évaporer les produits de réaction qui se dégagent, on chauffe à une température d'environ 200    C,   en faisant passer le corps de forme devant une source de chaleur agissant de l'extérieur, en ce que, ensuite, sur la couche primaire chauffée, on extrude la double pellicule 

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 tubulaire,

   dont la fractioncqpolymérisat d'éthylène a été préséchée, à une température comprise entre 165 et 190 Oc et avec un volume de couche au moins 36 fois plus grand et en ce que, pour le durcissement de la couche primaire, on refroidit l'enrobage thermoplastique en environ une heure, tout d'abord dans sa couche superficielle extérieure, en limitant le refroidissement à une température de 50"C à 60    C,   puis jusqu'à la température ambiante. 



   Selon d'autres caractéristiques de l'invention, a) avant l'application de la couche primaire, on chauffe à une température de moins de   100 Oc   le corps de forme à enrober, qui porte un revêtement intérieur sensible à la chaleur fait de matière plastique, de bitume, de mortier de ciment ou équivalent ; b) on chauffe tout d'abord ce corps de forme à enrober à une température d'environ   80 Oc   puis, immédiatement avant l'application de la couche primaire, 
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 on le chauffe de 20 à de plus dans sa région superficielle, par rayonnement infrarouge ; c) avant l'applica- tion de la couche primaire, dans le cas d'un corps de forme à enrober dépourvu de revêtement intérieur sensible à la chaleur, on chauffe ce corps à une température d'au moins   150 Oc   ;

   d) on chauffe tout d'abord ce corps de forme à enrober à une température d'environ   170 GC   et, immédiatement avant l'application de la couche primaire, on le chauffe à 20 ou   30 Oc   de plus dans sa région superficielle, par irradiation infrarouge   ;   e) on chauffe le mélange résine époxy/durcisseur déposée de l'extérieur, par irradiation infrarouge ; f) avant son application, le copolymérisat d'éthylène est soumis à un préséchage à environ 70    C   pendant environ 1,5 h. 



   Si l'on respecte les paramètres du procédé, en particulier le rapport de volume des couches entre la couche primaire en résine époxy et l'enrobage de matière synthétique thermoplastique, la quantité de chaleur nécessaire pour le durcissement de la   ré3ine   époxy spéciale est prise sur l'enrobage de matière synthétique beaucoup plus 

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 épais et chauffé à au moins 165    C.   Il n'est plus nécessaire de soumettre les tubes enrobés à un traitement thermique supplémentaire. Le durcissement dépend de la température ambiante et de l'humidité relative de l'air. 



   L'invention est décrite de façon plus détaillée dans la suite, à propos de l'exemple de réalisation suivant. 



   On chauffe par induction à une température de 170   De   un tube d'acier de 6 m de longueur dépourvu de revêtement intérieur sensible à la chaleur, le tube passant à cet effet à travers une bobine d'induction à une vitesse de 20 m/mn. Ensuite, on chauffe plus fortement la surface du tube, à environ 200    C,   par rayonnement, dans un tunnel à infrarouges dans lequel on fait passer le tube à une vitesse de 20 m/mn. L'enduction immédiatement consécutive de mélange résine époxy/durcisseur précondensé, pulvérulent, est exécutée par un procédé électrostatique, et en une quantité qui donne une épaisseur de couche de seulement 30 à 50 pm. Le mélange pulvérulent de résine époxy/durcisseur fond alors sur la surface du tube.

   Si, en raison de la présence d'un revêtement intérieur sensible à la chaleur, la surface du tube n'a été chauffée qu'à environ 110    C,   le mélange pulvérulent résine époxy/durcisseur fondu sur le tube forme tout d'abord un film non fluide et non cohérent. A la suite du dépôt électrostatique, on chauffe exclusivement la mince couche résine époxy/durcisseur, à une température d'environ   200 oe,   par irradiation infrarouge, en faisant à nouveau passer le tube à une vitesse de 20 m/mn dans un deuxième tunnel à infrarouges annulaire. De cette façon, on obtient une couche primaire continue, même dans le cas où le tube présente un revêtement intérieur sensible à la chaleur. 



   Sous l'effet de l'irradiation infrarouge, les produits de réaction dégagés de la couche primaire en résine époxy se dégagent en 10 s, sans qu'il ne se produise de durcissement jusqu'alors. En remplacement de l'irradiation 

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 infrarouge, le chauffage de la couche primaire de résine époxy pourrait également être réalisé, par exemple, par irradiation par micro-ondes. Après la sortie du deuxième tunnel à infrarouges, on extrude le double tube thermoplastique de copolymérisat d'éthylène et de polyéthylène autour de la surface du tube, qui présente alors une température comprise entre 165    C   et 190    C,   en une couche dont le volume est environ 40 fois supérieur à celui de la couche primaire en résine époxy.

   Ensuite, on refroidit la couche extérieure de l'enrobage thermoplastique tout d'abord en une heure dans un bain d'eau ouvert, pour ramener sa température à   50 - 60 oc,   puis à l'air, la température du tube d'acier étant d'environ 70 à 90"C. Pendant ce refroidissement, se produit le durcissement total de la couche primaire. 



   L'amélioration apportée par le procédé selon l'invention ressort du tableau suivant : 
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<tb> 
<tb> Résistance <SEP> Résistance <SEP> Décollement
<tb> à <SEP> l'arrachage <SEP> à <SEP> l'arrachage <SEP> ("disbonding"
<tb> (N/cm) <SEP> à <SEP> + <SEP> 20 <SEP> OC <SEP> (N/cm) <SEP> après <SEP> dans <SEP> les <SEP> con
<tb> essai <SEP> de <SEP> cuisson <SEP> ditions <SEP> de
<tb> à <SEP> + <SEP> 65 <SEP> Oc.

   <SEP> l'essai <SEP> ASTM
<tb> après <SEP> 30 <SEP> jours, <SEP> (mm)
<tb> essai <SEP> exécuté <SEP> à <SEP> 
<tb> + <SEP> 20 <SEP> OC
<tb> Etat <SEP> de <SEP> la
<tb> technique,
<tb> sans <SEP> couche <SEP> 35 <SEP> 0-20 <SEP> 8-30 <SEP> 
<tb> primaire
<tb> epoxy
<tb> Nouveau
<tb> procédé <SEP> 90 <SEP> - <SEP> 120 <SEP> 45 <SEP> - <SEP> 60 <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 5
<tb> 
 

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L'invention peut être appliquée avec un avantage particulièrement grand aux tubes qui possèdent déjà un revêtement intérieur fait d'une matière de protection anticorrosive sensible à la chaleur telle qu'une laque époxy, du bitume, un mortier de ciment allié ou équivalent.

   Pour éviter toute détérioration du revêtement intérieur, ces tubes ne doivent être préchauffés qu'à des températures moyennes de moins de 100    C.   Ceci s'effectue avantageusement comme dans l'exemple représenté en deux phases, c'est- à-dire qu'on fait tout d'abord passer le tube dans une bobine d'induction pour le porter à environ   80 Oc   et que, ensuite, immédiatement avant l'application de la couche primaire, on le chauffe à environ 110    C,   uniquement dans sa région superficielle, dans un tunnel à infrarouges.

   Le but du chauffage en deux phases consiste à porter uniquement la surface du tube à une température aussi favorable que possible à l'enduction, la température moyenne du tube ne devant pas excéder un niveau admissible, et la quantité de chaleur qui doit être à nouveau évacuée pendant le refroidissement du tube devant être aussi réduite que possible.

Claims

REVENDICATIONS 1-Procédé pour enrober des corps de forme métalliques de forme allongée, notamment des tubes d'acier, d'une matière synthétique thermoplastique, notamment de polyéthylène, dans lequel on applique sur le corps de forme chauffé, tout d'abord un mélange résine époxy/durcisseur, comme couche primaire et, aussitôt après, on applique l'enrobage de matière synthétique thermoplastique, qui est réalisé sous la forme d'un tube double par extrusion simultanée d'une pellicule d'un copolymérisat d'éthylène servant d'adhésif et d'une pellicule superposée faite de la matiè- re synthétique thermoplastique, sous la forme d'un tube double, caractérisé en ce que, pour la couche primaire, on dépose sur le corps de forme chauffé à au moins 80 oe,

un mélange pulvérulent de résine époxy/durcisseur précondensé, qui durcit en 50 à 70 mn à une température comprise entre 145 et 155 oc, en une quantité qui donne une épaisseur de couche comprise entre 30 et 50 pm et, ensuite, pour faire fondre la couche et/ou faire évaporer les produits de réaction qui se dégagent, on chauffe à une température d'environ 200 oc, en faisant passer le corps de forme devant une source de chaleur agissant de l'extérieur, en ce que, ensuite, sur la couche primaire chauffée, on extrude la double pellicule tubulaire, dont la fraction copolymérisat d'éthylène a été préséchée, à une température comprise entre 165 et 190 C et avec un volume de couche au moins 36 fois plus grand et en ce que,

pour le durcissement de la couche primaire, on refroidit l'enrobage thermoplastique en environ une heure, tout d'abord dans sa couche superficielle extérieure, en limitant le refroidissement à une température de 50 Oc à 60 C et, puis jusqu'à la température ambiante.
2-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'avant l'application de la couche primaire, on chauffe à moins de 100 Oc un corps de forme à enrober qui <Desc/Clms Page number 10> porte un revêtement intérieur sensible à la chaleur en matière plastique, bitume, mortier de ciment ou équivalent.
3-Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on chauffe tout d'abord le corps de forme à enrober à une température d'environ 80 C et que, immédiatement avant l'application de la couche primaire, on le chauffe de 20 à 30 C de plus, dans sa région superficielle, au moyen d'un rayonnement infrarouge.
4-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, avant l'application de la couche primaire, dans le cas d'un à enrober corps de forme dépourvu de revêtement intérieur, on chauffe ce corps à une température d'au moins 150 oe.
5-Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on chauffe le corps de forme à enrober tout d'abord à une température d'environ 170 oe puis, immédiatement avant l'application de la couche primaire, on le chauffe de 20 à 30 *C de plus dans la région superficielle par irradiation infrarouge.
6-Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on chauffe le mélange résine epoxy/ durcisseur déposé de l'extérieur, au moyen d'un rayonnement infrarouge.
7-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'avant son application, le copolymérisat d'éthylène est soumis à un préséchage à une température d'environ 70 C pendant environ 1,5 h.