CH449807A - Electrolytic cutting process and installation for carrying out this process - Google Patents

Electrolytic cutting process and installation for carrying out this process

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Publication number
CH449807A
CH449807A CH1573366A CH1573366A CH449807A CH 449807 A CH449807 A CH 449807A CH 1573366 A CH1573366 A CH 1573366A CH 1573366 A CH1573366 A CH 1573366A CH 449807 A CH449807 A CH 449807A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
cut
electrolyte
needles
sub
installation according
Prior art date
Application number
CH1573366A
Other languages
French (fr)
Inventor
Jean Van Impe
Original Assignee
E N I L Electro Navale Et Ind
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25FPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F3/00Electrolytic etching or polishing
    • C25F3/02Etching
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H3/00Electrochemical machining, i.e. removing metal by passing current between an electrode and a workpiece in the presence of an electrolyte
    • B23H3/08Working media
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/14Making holes
    • B23H9/16Making holes using an electrolytic jet

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

  

  Procédé de découpage     électrolytique    et installation     pour        l'exécution    de ce procédé    L'invention     concerne    un     procédé    de découpage     élec-          trolytique,        selon        lequel    on dispose un     électrolyte        fort          entre        une        électrode        et    la     pièce    à découper et on conduit  un     courant    électrique de :

  la pièce vers l'électrode.  



  Dans les     procédés    connus, de     l'espèce,    on imprime  à l'électrode un     mouvement    par rapport à     la        pièce.     Selon un procédé connu, l'électrode consiste en un dis  que     rotatif    ;     l'électrolyte        s'écoule    alors le long     des    deux       parois    de ce     disque.    Selon un     autre    procédé, l'électrode  consiste en un fil qui est plongé dans     l'électrolyte    et  est soumis à un mouvement .de va-et-vient.  



       L'expérience    a     démontré    que ces     procédés        connus,     selon lesquels l'électrode est en mouvement, sont     diffi-          cHement        commandables    à distance, de     telle        sorte    qu'il  est     notamment    difficile d'exécuter le     procédé    derrière  un     écran    biologique de béton ou d'eau.  



  L'invention     réalise    un     procédé    selon     lequel        aucune     partie     mobile    n'est     utilisée.    Ce     procédé        conforme    à l'in  vention peut ainsi être commandé plus     aisément    à dis  tance.  



  A cet     effet,    on     projette        l'électrolyte    d'une     électrode     fixe vers la     pièce.     



  D'une façon     avantageuse,    on     projette        l'électrolyte     sous forme de petits     jets.     



  De préférence, les petits jets ont     une    section qui est,  au     plus,    de     l'ordre    de     quelques    dixièmes de     millimètre.     Dans une forme de     réalisation        particulière    de l'in  vention, on     capte        l'électrolyte,    projeté sur la     pièce    à  découper,     et    on utilise     l'électrolyte        capté        afin    de le pro  jeter à nouveau sur la pièce à     découper.     



  Dans une forme de réalisation préférée :de l'inven  tion, on     refroidit    l'électrolyte     capté        jusqu'à    :une     tempé-          rature    constante     prescrite,    avant de le     réutiliser    en vue  d'une     nouvelle    opération de     projection.     



       Dans    une     forme    :de     réalisation        avantageuse    de l'in  vention,     selon        laquelle        l'électrolyte    est à     base    de     HNOs,            NaCI    ou     NaOH,    on     refroidit        l'électrolyte        capté    jusqu'à  ce qu'il ait, à l'entrée de la cathode, une température  de 50 à     75o    C.  



  Dans une forme de     réalisation        avantageuse    de     l'in-          vention,    on     utilise        comme    électrolyte fort un acide fort  et on conduit le courant électrique de la pièce à     décolu-          per        constituant        l'anode    vers     l'électrolyte        précité    cons  tituant     la    cathode.  



  Dans une forme de réalisation très     avantageuse    de       l'invention,    on exécute le     procédé    dans un espace qui  est     maintenu    à une pression qui est supérieure à la pres  sion     atmosphérique    et qui est entourée     -d'un        écran    d'eau.  



  L'invention ne concerne pas     seulement    le     procédé     décrit ci-dessus, mais également une installation pour       l'exécution    de     ce        procédé.     



  Dans cet esprit,     l'invention        concerne    une installa  tion de     découpage    électrolytique qui comporte un réser  voir pour     l'électrolyte,    une électrode et un     appareillage          électrique        permettant        d'établir    une     tension        continue     entre l'électrode et la     pièce    à     découper.     



  L'installation a pour objet de rendre possible le  découpage électrolytique sans devoir faire usage de par  ties     mobiles,    de telle sorte que ce découpage puisse se  faire à distance, par exemple derrière un écran biolo  gique.  



  A cet     effet,    l'électrode a la     forme    d'un jeu d'aiguil  les creuses, dirigées vers la pièce à découper, un moyen  étant prévu pour injecter sous pression de     l'électrolyte     dans les     aiguilles    à partir du réservoir.  



  D'une manière avantageuse, l'installation comporte,  sous les aiguilles, un réservoir de captation qui est relié  au réservoir précité.  



  Dans une forme de réalisation avantageuse de l'in  vention, des moyens sont prévus pour raccorder her  métiquement le réservoir de captation à la pièce à décou  per.      Dans une forme de réalisation particulière de l'in..       vention,    les aiguilles sont subdivisées en groupes qui  entourent, ensemble. la pièce à découper.  



  Dans une forme de réalisation préférée de l'inven  tion, la distance entre les aiguilles et la pièce à décou  per est pratiquement la même pour chaque aiguille.  



  Dans une forme de réalisation remarquable de l'in  vention, des moyens sont prévus pour maintenir les  extrémités des aiguilles à une distance de la pièce à  découper. Ces moyens consistent, par exemple, en pla  ques de matière électriquement isolante qui entourent  les aiguilles et dépassent les extrémités des aiguilles.  du côté de la pièce à découper.  



  Dans une forme très particulière de l'invention, le  moyen destiné à injecter sous pression l'électrolyte à  partir du réservoir dans les aiguilles consiste en une  pompe qui se raccorde au réservoir par le côté aspira  tion et qui débouche par le côté refoulement dans les  extrémités des aiguilles qui sont situées du côté opposé  à la pièce à découper.  



  Dans une forme très particulière de l'invention, les  aiguilles se raccordent à une pièce de partage, qui est  alimentée par un tuyau extérieur, qui est alimenté par  la pompe et le réservoir de captation et raccordé à un  tuyau intérieur qui conduit ensuite au réservoir à par  tir duquel est alimenté la pompe.  



  Dans une forme de réalisation très remarquable de  l'invention, le réservoir de captation consiste en une  paroi cylindrique qui entoure la pièce à découper, les  aiguilles et les tuyaux précités et à laquelle se raccorde  un fond dans lequel est ménagé un passage pour la pièce  à découper. passage qui est équipé d'un rebord d'étan  chéité hermétique.  



  Dans une forme de réalisation particulièrement avan  tageuse de l'invention, les aiguilles sont montées sur un  bâti qui est appliqué de manière élastique en direction  de la pièce à découper.  



  La description qui sera donnée ci-après concerne  un procédé de découpage électrolytique et une instal  lation pour l'exécution de ce procédé. Cette description  n'est donnée qu'à titre d'exemple ; les notations de réfé  rence concernent les dessins ci-annexés.  



  La     fig.    1 est une représentation schématique de  l'installation pour le découpage électrolytique selon l'in  vention.  



  La     fig.    2 reprend, à une plus grande échelle et en  coupe verticale, une partie de ce qui est représenté à  la     fig.    1.  



  La     fig.    3 représente une coupe verticale, maintenue  partiellement schématique, d'une installation pour le  découpage électrolytique selon l'invention.  



  La     fig.    4 représente également une coupe, maintenue  partiellement schématique, selon la ligne IV-IV de la       fig.    3.  



  La     fig.    5 représente une coupe analogue à celle selon  la fi-. 4, mais concernant une variante.  



  La     fig.    6 reprend, à une plus grande échelle, une  partie de ce qui est représenté à la     fig.    3.  



  La     fig.    7 reprend, à une plus grande échelle, une  partie de ce qui est représenté à la     fig.    4.  



  Dans les diverses figures les mêmes notations de  référence concernent des éléments identiques.  



  Le procédé qui est appliqué à l'aide de l'installation  représentée schématiquement à la     fig.    1 concerne le  découpage de pièces, en particulier de combustibles    nucléaires. Ces pièces sont généralement en forme de  barre ou de tuyau. Aux figures, on a représenté par la  référence 1 une paroi d'une pièce en forme de tuyau  devant être découpée. Un électrolyte fort, 14, par exem  ple 8M     HNO.,    est projeté sous forme de petits jets fins.  ayant par exemple une section de l'ordre de quelques  dixièmes de millimètre, contre la pièce à découper 1.  L'électrolyte 14 est pompé hors du réservoir 2, par le  conduit 3 vers la pompe 4 et de là par le conduit 5  vers les aiguilles creuses 11.

   Les aiguilles creuses 11  sont reliées au conduit 5, ainsi qu'il résultera de la des  cription de particularités, en particulier en ce qui con  cerne les     fig.    6 et 7. Le conduit 5, et par conséquent  les aiguilles 11, sont raccordés à la borne négative 6  de l'appareillage électrique, de telle sorte que les aiguil  les font office de cathode. La pièce à découper 1 est  raccordée à la borne positive 7 de l'appareillage élec  trique. de telle sorte que la pièce à découper, elle-même,  fait office d'anode.  



       L'électrolyte    qui est injecté, au travers des aiguilles  11, sur la pièce 1, est capté dans le réservoir de capta  tion 8, qui est relié par le conduit 10 au réservoir 2.  Le réservoir de     captation    8 se raccorde de manière  étroite à la pièce à découper 1 et l'élément 9 forme. le  long du bord du réservoir de captation 8, un moyen  d'étanchéité convenable, de telle sorte qu'aucun élec  trolyte ne peut s'écouler le long de la pièce 1 à côté  du réservoir de captation 8.  



  L'électrolyte circule dans le sens des flèches 15, et  provoque. par conséquent. un mouvement des aiguil  les 11, formant la cathode. en direction de la pièce 1,  formant l'anode. L'électrolyte circule donc en sens  opposé à celui du courant électrique. Il y a lieu de  remarquer que l'installation ne comporte aucune pièce  mobile. Le découpage est réalisé par la solution anodi  que dans l'épaisseur d'une mince couche de métal à  découper,     ceci    sous l'action simultanée d'une série de  petits jets d'électrolyte     fort,    qui proviennent d'un jeu  d'aiguilles métalliques creuses qui forment la cathode.  Ces aiguilles sont situées dans un même plan et entou  rent la pièce à découper.

   La pompe 5 a une pression  qui est généralement de l'ordre de 5 à 15     kg!cm2    à hau  teur du raccord du conduit 5 aux aiguilles creuses 11.  En appliquant une telle pression, on obtient encore des  petits jets très convenables à l'aide d'aiguilles 11 qui  ont un diamètre intérieur de l'ordre de quelques dixiè  mes de millimètre. Les aiguilles peuvent, par exemple,  avoir un diamètre extérieur d'environ     lmm    et un dia  mètre intérieur d'environ 0,3 mm. Grâce au fait que  les petits jets sont très fins, on ne dissout dans l'élec  trolyte, lors du découpage, qu'une petite quantité de  matériau appartenant à la pièce à découper; ceci cons  titue un avantage important lorsque la pièce à découper  est faite d'un métal radioactif ou de métaux nobles.  



  L'électrolyte a le temps de refroidir dans le réser  voir 2, jusqu'à une température constante prescrite, et  l'électrolyte qui y refroidit retourne dans le circuit,  attendu que la pompe 4 pompe de l'électrolyte dans  le réservoir 2 et le chasse par le conduit 5 vers les aiguil  les 11. Un refroidissement jusqu'à une température  constante est nécessaire, parce que l'électrolyte s'échauffe  par effet Joule et parce que le pouvoir conducteur aug  mente en fonction de la température. Un découpage  convenable n'est possible que lorsque le courant élec  trolytique est maintenu à une valeur relativement cons  tante, de telle sorte qu'on doit également maintenir cons  tante la température.      Le refroidissement à appliquer et la température  constante à atteindre dépendent de la nature de l'élec  trolyte appliqué.

   Si l'électrolyte est à base de HNO3,  NaCl ou de NaOH, on applique un refroidissement tel  que la température de l'électrolyte est de l'ordre de  grandeur de 50 à     751,    C, à hauteur de l'entrée de l'élec  trolyte dans la cathode. c'est-à-dire dans le conduit 5.  



  Vu qu'il n'existe aucune partie mobile, le procédé  peut aisément être dirigé à distance, derrière un écran  biologique constitué, par exemple, par de l'eau 16. Ceci  résulte particulièrement des fig. 3 à 7 incluses. Le pro  cédé ne provoque pas de particules radioactives, qui  pourraient être une cause de contamination radioactive,  attendu que le matériel qui se libère lors du découpage  est dissous dans l'électrolyte. Lorsque la pièce à décou  per consiste en acier inoxydable et que l'électrolyte con  siste en 8M HNO3 , les Fe... et les Ni + + + qui sont libérés  à l'anode de la pièce 1 seront repris par la solution élec  trolytique et il se formera à la cathode des vapeurs con  tenant du N02.

   Attendu que, toutefois, l'électrolyte cir  cule continuellement, la concentration     d'électrolyte    à  hauteur de la surface attaquée sur la pièce 1 demeu  rera constante et les vapeurs contenant du NO, ainsi  que les ions formés seront entraînés par l'électrolyte,  de telle sorte qu'un phénomène de polarisation     n'apppa-          rait    pas.  



  On doit évidemment éviter que les aiguilles creuses  11, formant cathodes, ne viennent directement en con  tact avec la pièce 1 formant anode. Pour cette raison,  les aiguilles creuses 11 sont maintenues entre les pla  ques électriquement isolantes 12 et 13. Ces plaques 12  et 13 ont une forme qui se raccorde rigoureusement  à celle de la pièce à découper. Ceci résulte principale  ment des     fig,    4 et 5, qui concernent un tuyau devant  être découpé et ayant une section circulaire ou carrée.  Les aiguilles creuses demeurent à une distance de la  pièce à découper qui peut demeurer relativement petite  et qui, pour chaque aiguille, est de préférence la même.  Cette distance est, par exemple, de l'ordre d'un dixième  de millimètre.

   Dans le cas d'une telle courte distance,  l'écoulement se fait de façon laminaire entre les aiguil  les 11 formant cathode et la pièce 1 formant anode.  



  Il est très important que l'écoulement soit laminaire  parce qu'un écoulement turbulent peut avoir une dis  persion de l'électrolyte pour conséquence, ce qui pro  voque alors plusieurs vitesses de dissolution et donc un  découpage irrégulier. Les plaques 12 et 13 doivent natu  rellement être fabriquées en un matériau qui n'est pas  attaqué par l'électrolyte. Lorsqu'on utilise de l'acide  nitrique fort. comme électrolyte, les plaques sont fabri  quées en     teflon,    par exemple.  



  L'électrolyte 14 peut être amené aux aiguilles creu  ses 11 par un tuyau extérieur 5 qui débouche dans une  pièce de partage 17. La pièce de     partage    17 conduit  l'électrolyte provenant du tuyau 5 vers les aiguilles creu  ses 11 et forme, par la même     occasion,    la liaison élec  trique entre ces aiguilles 11 et le conduit raccordé à la  borne négative de l'appareillage électrique. Des anneaux  19, qui sont montés fixes sur la paroi extérieure de la       pièce    de partage 17, sont disposés autour des barres  18 qui sont fixes par rapport au réservoir de captation  8. Des ressorts 20 appuient la pièce de partage 17, et  par conséquent les aiguilles creuses 11, en direction de  la pièce à découper 1.  



  L'électrolyte, qui est projeté hors des aiguilles creu  ses 11 contre la pièce à découper 1, tombe dans le réser-    voir de captation 8 et pénètre de là dans le conduit d'éva  cuation 10. Dans les formes d'exécution selon les     fig.     3 à 7, l'électrolyte du réservoir de captation 8 monte  par le conduit d'évacuation 10, qui relie le réservoir  de captation 8 au réservoir 2, parce qu'il règne dans  le réservoir de captation 8 une pression supérieure à  la pression atmosphérique. De l'air comprimé pouvant  provoquer, à l'intérieur du réservoir de captation 8, une  pression supérieure à la pression atmosphérique, peut  être amené par le tuyau 7 dans lequel doivent évidem  ment être ménagés des orifices.

   Ce tuyau 7 constitue  le raccord entre la borne positive de l'appareillage élec  trique et la pièce à découper 1.  



  Ainsi qu'il résulte des     fig.    4 et 5, les aiguilles sont  subdivisées en deux groupes qui se trouvent dans un  même plan et sont appuyées. de deux différents, contre  la pièce à découper 1.



  Electrolytic cutting process and installation for carrying out this process The invention relates to an electrolytic cutting process, according to which a strong electrolyte is placed between an electrode and the part to be cut and an electric current of:

  the workpiece towards the electrode.



  In the known methods of the species, the electrode is imparted to a movement relative to the part. According to a known method, the electrode consists of a rotary disk; the electrolyte then flows along the two walls of this disc. According to another method, the electrode consists of a wire which is immersed in the electrolyte and is subjected to a back-and-forth movement.



       Experience has shown that these known methods, in which the electrode is in motion, are difficult to control remotely, so that it is in particular difficult to carry out the method behind a biological screen of concrete or of water. water.



  The invention provides a method according to which no moving part is used. This process according to the invention can thus be controlled more easily from a distance.



  For this purpose, the electrolyte is sprayed from a fixed electrode towards the part.



  Advantageously, the electrolyte is sprayed in the form of small jets.



  Preferably, the small jets have a section which is, at most, of the order of a few tenths of a millimeter. In a particular embodiment of the invention, the electrolyte, projected onto the piece to be cut, is captured and the captured electrolyte is used in order to project it again onto the piece to be cut.



  In a preferred embodiment: of the invention, the captured electrolyte is cooled to: a prescribed constant temperature, before it is reused for a new blasting operation.



       In one form: of advantageous embodiment of the invention, according to which the electrolyte is based on HNOs, NaCl or NaOH, the electrolyte captured is cooled until it has, at the inlet of the cathode , a temperature of 50 to 75o C.



  In an advantageous embodiment of the invention, a strong acid is used as strong electrolyte and the electric current is conducted from the part to be stripped constituting the anode to the aforementioned electrolyte constituting the cathode.



  In a very advantageous embodiment of the invention, the process is carried out in a space which is maintained at a pressure which is higher than atmospheric pressure and which is surrounded by a water screen.



  The invention relates not only to the method described above, but also to an installation for carrying out this method.



  In this spirit, the invention relates to an electrolytic cutting installation which comprises a reservoir or even for the electrolyte, an electrode and an electrical apparatus making it possible to establish a direct voltage between the electrode and the part to be cut.



  The object of the installation is to make electrolytic cutting possible without having to use moving parts, so that this cutting can be done remotely, for example behind a biological screen.



  For this purpose, the electrode has the shape of a needle set, the hollow ones directed towards the piece to be cut, means being provided for injecting electrolyte under pressure into the needles from the reservoir.



  Advantageously, the installation comprises, under the needles, a collection tank which is connected to the aforementioned tank.



  In an advantageous embodiment of the invention, means are provided for connecting the collection tank her metically to the part to be uncoupled. In a particular embodiment of the invention, the needles are subdivided into surrounding groups together. the part to be cut.



  In a preferred embodiment of the invention, the distance between the needles and the part to be stripped is practically the same for each needle.



  In a remarkable embodiment of the invention, means are provided for keeping the ends of the needles at a distance from the piece to be cut. These means consist, for example, of plates of electrically insulating material which surround the needles and extend beyond the ends of the needles. on the side of the piece to be cut.



  In a very particular form of the invention, the means intended to inject the electrolyte under pressure from the reservoir into the needles consists of a pump which is connected to the reservoir via the suction side and which opens via the delivery side into the tubes. needle ends which are located on the side opposite to the workpiece.



  In a very particular form of the invention, the needles are connected to a partition piece, which is supplied by an external pipe, which is supplied by the pump and the collection tank and connected to an internal pipe which then leads to the tank. from which the pump is supplied.



  In a very remarkable embodiment of the invention, the collection tank consists of a cylindrical wall which surrounds the part to be cut, the needles and the aforementioned pipes and to which is connected a bottom in which a passage is made for the part. to cut. passage which is equipped with a hermetic sealing rim.



  In a particularly advantageous embodiment of the invention, the needles are mounted on a frame which is resiliently applied in the direction of the workpiece.



  The description which will be given below relates to an electrolytic cutting process and an installation for carrying out this process. This description is given only by way of example; the reference notations relate to the accompanying drawings.



  Fig. 1 is a schematic representation of the installation for electrolytic cutting according to the invention.



  Fig. 2 shows, on a larger scale and in vertical section, part of what is shown in FIG. 1.



  Fig. 3 shows a vertical section, kept partially schematic, of an installation for electrolytic cutting according to the invention.



  Fig. 4 also shows a section, kept partially schematic, along line IV-IV of FIG. 3.



  Fig. 5 shows a section similar to that according to fi-. 4, but concerning a variant.



  Fig. 6 repeats, on a larger scale, part of what is shown in FIG. 3.



  Fig. 7 repeats, on a larger scale, part of what is shown in FIG. 4.



  In the various figures the same reference notations relate to identical elements.



  The method which is applied with the aid of the installation shown schematically in FIG. 1 relates to the cutting of parts, in particular nuclear fuels. These parts are usually in the form of a bar or pipe. In the figures, the reference 1 shows a wall of a part in the form of a pipe to be cut. A strong electrolyte, 14, for example 8M HNO., Is projected in the form of small fine jets. having for example a section of the order of a few tenths of a millimeter, against the part to be cut 1. The electrolyte 14 is pumped out of the reservoir 2, through the pipe 3 to the pump 4 and from there through the pipe 5 to the hollow needles 11.

   The hollow needles 11 are connected to the conduit 5, as will result from the description of particularities, in particular with regard to FIGS. 6 and 7. The conduit 5, and consequently the needles 11, are connected to the negative terminal 6 of the electrical equipment, so that the needles act as a cathode. The piece to be cut 1 is connected to the positive terminal 7 of the electrical equipment. so that the part to be cut itself acts as an anode.



       The electrolyte which is injected, through the needles 11, on the part 1, is collected in the collection tank 8, which is connected by the pipe 10 to the tank 2. The collection tank 8 is closely connected to the piece to be cut 1 and the element 9 form. along the edge of the collection tank 8, a suitable sealing means, so that no electrolyte can flow along the part 1 next to the collection tank 8.



  The electrolyte circulates in the direction of arrows 15, and causes. Therefore. a movement of the needle 11, forming the cathode. towards part 1, forming the anode. The electrolyte therefore flows in the opposite direction to that of the electric current. It should be noted that the installation has no moving parts. The cutting is carried out by the anode solution in the thickness of a thin layer of metal to be cut, this under the simultaneous action of a series of small jets of strong electrolyte, which come from a set of needles. hollow metals that form the cathode. These needles are located in the same plane and surround the part to be cut.

   The pump 5 has a pressure which is generally of the order of 5 to 15 kg! Cm2 at the height of the connection of the conduit 5 to the hollow needles 11. By applying such pressure, one still obtains small jets very suitable for the pump. using needles 11 which have an internal diameter of the order of a few tenths of a millimeter. The needles may, for example, have an outer diameter of about 1mm and an inner diameter of about 0.3mm. Thanks to the fact that the small jets are very fine, only a small quantity of material belonging to the part to be cut is dissolved in the elec trolyte, during cutting; this constitutes an important advantage when the piece to be cut is made of a radioactive metal or noble metals.



  The electrolyte has time to cool in reservoir see 2, up to a constant prescribed temperature, and the electrolyte which cools there returns to the circuit, whereas pump 4 pumps electrolyte into reservoir 2 and hunting through line 5 towards needles 11. Cooling to a constant temperature is necessary because the electrolyte heats up by the Joule effect and because the conductive power increases as a function of the temperature. Proper switching is only possible when the electrolytic current is maintained at a relatively constant value, so that the temperature must also be kept constant. The cooling to be applied and the constant temperature to be achieved depend on the nature of the electrolyte applied.

   If the electrolyte is based on HNO3, NaCl or NaOH, cooling is applied such that the temperature of the electrolyte is of the order of magnitude of 50 to 751, C, at the level of the inlet of the elec trolyte in the cathode. i.e. in conduit 5.



  Since there is no moving part, the process can easily be directed from a distance, behind a biological screen consisting, for example, of water 16. This results particularly from FIGS. 3 to 7 inclusive. The process does not cause radioactive particles, which could be a cause of radioactive contamination, since the material that is released during cutting is dissolved in the electrolyte. When the part to be uncoupled consists of stainless steel and the electrolyte consists of 8M HNO3, the Fe ... and the Ni + + + which are released at the anode of part 1 will be taken up by the electrolytic solution. and vapors containing NO 2 will be formed at the cathode.

   Whereas, however, the electrolyte circulates continuously, the electrolyte concentration at the height of the etched surface on part 1 will remain constant and the vapors containing NO, as well as the ions formed will be entrained by the electrolyte, thus such that a polarization phenomenon does not appear.



  Obviously, the hollow needles 11, forming cathodes, must be prevented from coming into direct contact with the part 1 forming anode. For this reason, the hollow needles 11 are held between the electrically insulating plates 12 and 13. These plates 12 and 13 have a shape which closely matches that of the part to be cut. This results mainly from Figs, 4 and 5, which relate to a pipe to be cut and having a circular or square section. The hollow needles remain at a distance from the workpiece which can remain relatively small and which, for each needle, is preferably the same. This distance is, for example, of the order of a tenth of a millimeter.

   In the case of such a short distance, the flow takes place in a laminar fashion between the needles 11 forming the cathode and the part 1 forming an anode.



  It is very important that the flow be laminar because a turbulent flow can result in dispersion of the electrolyte, which then causes several dissolution rates and therefore irregular cutting. Plates 12 and 13 must of course be made of a material which is not attacked by the electrolyte. When using strong nitric acid. as electrolyte, the plates are made of teflon, for example.



  The electrolyte 14 can be brought to the hollow needles 11 by an outer pipe 5 which opens into a partition 17. The partition 17 leads the electrolyte coming from the pipe 5 to the hollow needles 11 and forms, through the at the same time, the electrical connection between these needles 11 and the conduit connected to the negative terminal of the electrical equipment. Rings 19, which are mounted fixed on the outer wall of the partition 17, are arranged around the bars 18 which are fixed relative to the collection tank 8. Springs 20 support the partition 17, and therefore them. hollow needles 11, in the direction of the piece to be cut 1.



  The electrolyte, which is thrown out of the hollow needles 11 against the piece to be cut 1, falls into the collection tank 8 and from there enters the discharge duct 10. In the embodiments according to fig. 3 to 7, the electrolyte of the collection tank 8 rises through the evacuation duct 10, which connects the collection tank 8 to the tank 2, because there is in the collection tank 8 a pressure greater than atmospheric pressure . Compressed air which can cause, inside the collection tank 8, a pressure greater than atmospheric pressure, can be supplied through the pipe 7 in which orifices must obviously be made.

   This pipe 7 constitutes the connection between the positive terminal of the electrical equipment and the part to be cut 1.



  As follows from FIGS. 4 and 5, the needles are subdivided into two groups which are in the same plane and are supported. of two different ones, against the piece to be cut 1.

 

Claims (1)

REVENDICATIONS I. Procédé de découpage électrolytique, selon lequel on dispose un électrolyte fort entre une électrode et la pièce à découper et on conduit un courant électrique de la pièce vers l'électrode, caractérisé en ce qu'on pro jette l'électrolyte d'une électrode fixe vers la pièce. II. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 comportant un réservoir pour l'électrolyte, une électrode et un appareillage électri que pour établir une tension continue entre l'électrode et la pièce à découper, caractérisée en ce que l'élec trode a la forme d'un jeu d'aiguilles creuses, dirigées vers la pièce à découper, un moyen étant prévu pour injecter sous pression de l'électrolyte dans les aiguilles à partir du réservoir. CLAIMS I. Electrolytic cutting process, according to which a strong electrolyte is placed between an electrode and the part to be cut and an electric current is conducted from the part to the electrode, characterized in that the electrolyte is projected from a fixed electrode towards the workpiece. II. Installation for carrying out the method according to claim 1 comprising a reservoir for the electrolyte, an electrode and an electrical apparatus for establishing a direct voltage between the electrode and the part to be cut, characterized in that the electrode is in the form of a set of hollow needles, directed towards the piece to be cut, means being provided for injecting electrolyte under pressure into the needles from the reservoir. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on projette l'électrolyte sous forme de petits jets. 2. Procédé selon la sous-revendication 1, caracté risé en ce que les petits jets ont une section qui est, au plus, de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre. 3. Procédé selon la sous-revendication 1, caracté risé en ce que les petits jets se trouvent sur une surface. 4. Procédé selon la sous-revendication 3, caracté risé en ce que les petits jets se trouvent dans un plan. 5. Procédé selon la sous-revendication 4, caracté risé en ce qu'on capte l'électrolyte, projeté sur la pièce à découper, et en ce qu'on utilise l'électrolyte capté afin de la projeter à nouveau sur la pièce à découper. 6. SUB-CLAIMS 1. Method according to claim I, characterized in that the electrolyte is sprayed in the form of small jets. 2. Method according to sub-claim 1, characterized in that the small jets have a section which is, at most, of the order of a few tenths of a millimeter. 3. Method according to sub-claim 1, characterized in that the small jets are on a surface. 4. Method according to sub-claim 3, characterized in that the small jets are located in a plane. 5. Method according to sub-claim 4, characterized in that the electrolyte is captured, projected onto the piece to be cut, and in that the electrolyte captured is used in order to spray it again onto the piece to be cut. cut. 6. Procédé selon la sous-revendication 5, caracté risé en ce qu'on refroidit l'électrolyte capté, avant de le réutiliser en vue d'une nouvelle opération de pro-. jection, et cela jusqu'à une température constante pres crite. 7. Procédé selon la sous-revendication 6, selon lequel l'électrolyte est à base de HNO, NaCI ou NaOH. caractérisé en ce qu'on refroidit l'électrolyte capté jus qu'à ce qu'il ait, à l'entrée dans la cathode, une tem pérature de l'ordre de 50 à 75 C. 8. Process according to sub-claim 5, characterized in that the captured electrolyte is cooled before it is reused for a new production operation. jection, and this up to a constant temperature prescribed. 7. The method of sub-claim 6, wherein the electrolyte is based on HNO, NaCl or NaOH. characterized in that the captured electrolyte is cooled until it has, on entering the cathode, a temperature of the order of 50 to 75 C. 8. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on utilise comme électrolyte fort un acide fort et en ce qu'on conduit le courant électrique de la pièce à découper constituant l'anode vers l'électrolyte pré cité constituant la cathode. 9. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que le procédé est exécuté dans un espace qui est maintenu à une pression qui est supérieure à la pres sion atmosphérique et qui est entourée d'un écran d'eau. 10. Installation selon la revendication II, caracté risée en ce qu'elle comporte, sous les aiguilles, un réser voir de captation qui est relié au réservoir précité. 11. Process according to Claim I, characterized in that a strong acid is used as the strong electrolyte and in that the electric current from the part to be cut constituting the anode is conducted to the above-mentioned electrolyte constituting the cathode. 9. A method according to claim I, characterized in that the method is carried out in a space which is maintained at a pressure which is higher than atmospheric pressure and which is surrounded by a water screen. 10. Installation according to claim II, character ized in that it comprises, under the needles, a collection reservoir which is connected to the aforementioned reservoir. 11. Installation selon la sous-revendication 10, carac térisée en ce que des moyens sont prévus pour raccor der hermétiquement le réservoir de captation à la pièce à découper. 12. Installation selon la revendication II, caracté risée en ce que les aiguilles sont subdivisées en groupes qui entourent, ensemble, la pièce à découper. 13. Installation selon la revendication II, caracté risée en ce que des moyens sont prévus pour maintenir les extrémités des aiguilles à une distance de la pièce à découper. 14. Installation selon la sous-revendication 13, carac térisée en ce que les moyens consistent en plaques de matière électriquement isolante qui entourent les aiguil les et dépassent les extrémités des aiguilles du côté de la pièce à découper. 15. Installation according to sub-claim 10, characterized in that means are provided for hermetically connecting the collection tank to the part to be cut. 12. Installation according to claim II, characterized in that the needles are subdivided into groups which surround, together, the part to be cut. 13. Installation according to claim II, characterized in that means are provided for maintaining the ends of the needles at a distance from the part to be cut. 14. Installation according to sub-claim 13, charac terized in that the means consist of plates of electrically insulating material which surround the needles and protrude from the ends of the needles on the side of the piece to be cut. 15. Installation selon la revendication II, caracté risée en ce que le moyen destiné à injecter sous pres sion l'électrolyte à partir du réservoir dans les aiguil les consiste en une pompe qui se raccorde au réser voir par le côté aspiration et qui débouche par le côté refoulement dans les extrémités des aiguilles qui sont situées du côté opposé à la pièce à découper. 16. Installation selon la revendication II, caracté risée en ce que les aiguilles se raccordent à une pièce de partage qui est alimentée par un tuyau extérieur qui est alimenté par la pompe et en ce que le réservoir de captation est raccordé à un tuyau intérieur qui con duit ensuite le réservoir à partir duquel est alimentée la pompe. 17. Installation according to Claim II, characterized in that the means intended to inject the electrolyte under pressure from the reservoir into the needles consists of a pump which is connected to the reservoir see by the suction side and which opens out from the side. discharge in the ends of the needles which are located on the side opposite to the piece to be cut. 16. Installation according to claim II, characterized in that the needles are connected to a partition which is supplied by an external pipe which is supplied by the pump and in that the collection tank is connected to an internal pipe which then conveys the reservoir from which the pump is supplied. 17. Installation selon la sous-revendication 16, carac térisée en ce que le réservoir de captation consiste en une paroi cylindrique qui entoure la pièce à découper, les aiguilles et les tuyaux précités et à laquelle se rac corde un fond dans lequel est ménagé un passage pour la pièce à découper, passage qui est équipé d'un rebord d'étanchéité hermétique. 18. Installation selon la revendication II, caracté risée en ce qu'elle est entourée par un écran biologi que. 19. Installation selon la sous-revendication 18, carac térisée en ce que cet écran biologique est un écran d'eau. 20. Installation selon les sous-revendications 17 et 19, caractérisée en ce que le réservoir de captation est entouré par l'eau formant écran. 21. Installation according to sub-claim 16, characterized in that the collection tank consists of a cylindrical wall which surrounds the part to be cut, the needles and the aforementioned pipes and to which a cord is connected to a bottom in which a passage is provided for the piece to be cut, passage which is equipped with a hermetic sealing edge. 18. Installation according to claim II, character ized in that it is surrounded by a biological screen. 19. Installation according to sub-claim 18, charac terized in that this biological screen is a water screen. 20. Installation according to sub-claims 17 and 19, characterized in that the collection tank is surrounded by water forming a screen. 21. Installation selon la sous-revendication 20, carac térisée en ce que des moyens sont prévus pour provo quer dans l'espace à l'intérieur du réservoir de capta tion une pression plus élevée que la pression atmo sphérique. 22. Installation selon la sous-revendication 21, carac térisée en ce qu'elle comporte un moyen pour l'admis sion d'air comprimé via une conduite qui relie l'appa reillage électrique à la pièce à découper. 23. Installation selon la revendication II, caracté risée en ce que les aiguilles sont montées sur un bâti qui est appliqué de manière élastique en direction de la pièce à découper. Installation according to sub-claim 20, characterized in that means are provided for causing in the space inside the collection tank a pressure higher than the atmospheric pressure. 22. Installation according to sub-claim 21, charac terized in that it comprises means for the admission of compressed air via a pipe which connects the electrical apparatus to the part to be cut. 23. Installation according to claim II, characterized in that the needles are mounted on a frame which is applied elastically in the direction of the piece to be cut.
CH1573366A 1966-06-28 1966-10-26 Electrolytic cutting process and installation for carrying out this process CH449807A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2573332A1 (en) * 1984-11-20 1986-05-23 France Etat Armement Device for cutting electrically-conducting workpieces using an electrolytic jet and application to specimen recovery

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2573332A1 (en) * 1984-11-20 1986-05-23 France Etat Armement Device for cutting electrically-conducting workpieces using an electrolytic jet and application to specimen recovery

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