EP0160000A1 - Procede et dispositif pour effectuer un revetement de protection sur des tubes - Google Patents
Procede et dispositif pour effectuer un revetement de protection sur des tubesInfo
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- EP0160000A1 EP0160000A1 EP19840903178 EP84903178A EP0160000A1 EP 0160000 A1 EP0160000 A1 EP 0160000A1 EP 19840903178 EP19840903178 EP 19840903178 EP 84903178 A EP84903178 A EP 84903178A EP 0160000 A1 EP0160000 A1 EP 0160000A1
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C63/00—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
- B29C63/0065—Heat treatment
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- B29C63/04—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor using sheet or web-like material by folding, winding, bending or the like
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- B29C63/10—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor using sheet or web-like material by folding, winding, bending or the like by winding helically around tubular articles
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
- B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
- B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
- B29C2035/0811—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using induction
Definitions
- preheating of a large part of the tube is carried out before the installation of the coating complex.
- a large part of the tube is circumferentially preheated either in a gas oven or by electrical induction during the rotation of the tube going to receive, by helical winding, a thin film of glue (generally called primary) and one or more constitutive thermoplastic films of the coating.
- glue generally called primary
- This complex can also be installed in one or more operations.
- the adhesive film is in contact with the metal and responsible for the adhesion of the thermoplastic coating to the metal support.
- the device for carrying out the hot coating of metalli ⁇ cal tubes by means of thermoplastic ribbon materials comprising means for axially advancing the tube to be coated and for rotating it around its axis, means for heating the tube during its movement and at least one extruder delivering a thermoplastic tape of determined width which is wound as the tube is characterized in that the heating means of the tube are arranged to heat an area limited thereof, in relation to the width of the ribbon, these means being arranged upstream and close to the extruder.
- Figure 1 is a schematic end view of the installation in operation
- Figure 3 is a perspective diagram of a fragment of coated tube.
- the heating means 4 are placed at a distance close enough to the adhesive tape 3 so that the surface temperature of the tube remains compatible with the hot adhesion of the plastic.
- the heating means 4 can be advantageously of the induction type, the radiating element of rectangular outline being placed at a small but adjustable distance from the wall of the tube 1.
- the tangential speed of the tube 1 can be equal to 45 m / min.
- the speed of transla ⁇ tion of the tube 1 along its axis can be equal to 200 mm / tou Under these conditions, 9 m 2 of the tube 1 is covered per minute.
- the evolution curves of the temperature Q (° C) are obtained as a function of the time t (sec.) And the length (1) traveled in mm, shown in the figure. 6.
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Abstract
Dans le procédé pour revêtir un tube métallique (1) au moins un ruban (2) de matière thermoplastique est enroulé sur la surface préchauffée du tube. On limite le chauffage du tube tant en surface qu'en profondeur à une zone dont la largeur est en relation avec celle du ruban (2) à appliquer et l'application de ce ruban (2) est effectuée à une distance suffisamment proche de la zone de chauffage pour que la température superficielle du tube (1) dans la région ainsi préchauffée soit compatible avec le collage dudit ruban. Utilisation pour revêtir les tubes métalliques d'une couche de protection en matière plastique.
Description
"Procédé et dispositif pour effectuer un revêtement de protection sur des tubes"
La présente invention concerne un procédé et un dispositif permettant d'effectuer un revêtement de protection extérieur des tubes, notamment de tubes métalliques. Ce procédé est du genre comportant un préchauffage du. tube devant recevoir les produits de revêtement généralement extrudés, notamment en poly- éthylène.
Dans les procédés connus, après le traite¬ ment de surface requis, on procède au préchauffage d'une partie importante du tube préalablement à la pose du complexe de revêtement. Selon ces procédés, une partie importante du tube est préchauffée circon- férentiellement soit, dans un four à gaz, soit par induction électrique lors du passage en rotation du tube allant recevoir, par enroulement hélicoïdal, une fine pellicule de colle (généralement appelée primaire) et une ou plusieurs pellicules thermoplastiques consti¬ tutives du revêtement. Ce complexe pouvant d'ailleurs être posé en une ou plusieurs opérations. Le film de colle est en contact avec le métal et responsable de l'adhérence du revêtement thermoplastique sur le support métallique.
L'accrochage de la ou des pellicules thermo¬ plastiques extrudées à chaud, avec le métal se fait par cette colle extrudée à chaud adhérente au support, et, en même, temps, avec la pellicule thermoplastique en contact avec cette colle. Pour assurer cette adhé¬ rence, la surface du tube doit être préchauffée pour favoriser la liaison. Parmi les inconvénients de ces procédés connus, on peut citer:
. une variation de la température conférée au tube selon les conditions ambiantes et le temps plus ou moins long selon 1' éloignement de la source de préchauffage au moment où le complexe de revêtement
'-ζÏÏS.EXtF O PI v *V_WIPO -.&)
est posé sur le tube;
. une consommation excessive de calories nécessaires au préchauffage d'une masse importante de métal, (notamment pour les tubes de forte épaisseur de métal) . la chute de température en surface entre le moment du prêchauffage et celui de la pose du complexe thermo lastique peut être de moitié et plus en fonc¬ tion de l'épaisseur du tube métallique, de la vitesse d'avancée du tube et de la distance existant entre la source de chaleur et la pose sur ce tube métallique du complexe thermoplastique.
La Demanderesse a ainsi établi, à titre d'exemple, pour une source de chaleur et une vitesse d'avancement données, les déperditions de calories en surface dans le cas d'un tube de 31,5 mm d'épaisseur, cette déperdition se traduisant par une chute de tempé¬ rature à mesure qu'on s'éloigne du four;
La température de surface du métal à la sortie du four étant 264°C, on obtient les chiffres suivants :
Avancement Tempé mra _ture de surface
100 mm 215°C
200 mm 195°C
250 mm 187°C 300 mm 180°C
400 mm 170°C
500 mm 162°C
Ceci impose de prévoir une surchauffe du tube pour compenser la déperdition de chaleur en raison de 1'éloignement plus ou moins grand de la source calorifi- - que de préchauf-fâge par rapport à l'emplacement de pose du complexe de revêtement.
De plus, des moyens importants de refroidis¬ sement sont nécessaires après la pose du complexe de
OMPI *
revêtement en fonction de la retransmission des calo¬ ries stockées dans la masse du métal qui continue à chauffer, donc à conserver au complexe sa nature molle d'origine à la sortie de l'extrusion. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients et sujétions.
Suivant l'invention, le procédé de revêtement de tubes métalliques au moyen de matières thermoplasti¬ ques, dans lequel au moins un ruban de ladite matière est enroulé sur la surface préchauffée du tube, est caractérisé en ce qu'on limite le chauffage du tube tant en surface qu'en profondeur à une zone dont la largeur est en relation avec celle du ruban à appliquer et en ce que l'application de ce ruban est effectuée à une distance suffisamment proche de la zone de chauf¬ fage pour que la température superficielle du tube dans la région ainsi chauffée soit compatible avec le collage dudit ruban.
Ce procédé limite considérablement la dêper- dition de chaleur relativement aux procédés antérieurs comportant le chauffage à coeur de 1'intégralité du tube. La quantité de chaleur peut ainsi être ramenée au quart de celle antérieurement nécessaire.
D'autre part, ce chauffage faible puisque très superficiel limite de manière importante les moyens et installations de refroidissement nécessaires juste après la pose du complexe de revêtement thermo¬ plastique puisque la quantité de chaleur stockée dans l'épaisseur du métal, à faire disparaître, est très faible.
Suivant l'invention également, le dispositif pour effectuer le revêtement à chaud de tubes métalli¬ ques au moyen de matières thermoplastiques en ruban, comprenant des moyens pour faire avancer axialement le tube à revêtir et pour le faire tourner autour de
son axe, des moyens pour le chauffage du tube pendant son déplacement et au moins une extrudeuse débitant un ruban thermoplastique de largeur déterminée qui est enroulé à mesure sur le tube est caractérisé en ce que les moyens de chauffage du tube sont aménagés pour chauffer une zone limitée de celui-ci, en relation avec la largeur du ruban, ces moyens étant disposés en amont et à proximité de 1*extrudeuse.
L'installation peut ainsi être notablement simplifiée et nécessiter un investissement très réduit.
De préférence, les moyens de chauffage sont aménagés pour transmettre la-chaleur suivant une zone sensiblement ectangulaire, s'étendant parallèlement à l'axe du tube. Ces moyens de chauffage peuvent être avan¬ tageusement du type à induction ou être constitués par une batterie de brûleurs.
D'autres particularités de l'invention résul¬ teront encore de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exem¬ ples non limitatifs:
. la figure 1 est une vue schématique en bout de l'installation en fonctionnement;
. la figure 2 est une vue latérale corres- pondante;
-» . la figure 3 est un schéma perspectif d'un fragment de tube revêtu.
. la figure 4 est une vue en bout d'une réalisa¬ tion industrielle de l'installation, . la •»figure 5 est une vue latérale de cette installatio ,
. la figure 6 représente des courbes montrant l'évolution après chauffage de la température à la surface extérieure du tube en fonction du temps pour trois épais- seurs différentes d'acier a, b, c.
Dans la réalisation particulière de l'inven-
Q
tion visée aux figures 1 à 3, on voit en 1 le tube à revêtir qui se déplace hélicoîdalement avec une compo¬ sante de translation F et de rotation G, la vitesse F étant déterminée pour permettre, par exemple (voir figure la superposition de trois couches de rubans thermoplas¬ tiques 2a, 2b, 2c.
Le primaire 3 constitué par une matière thermoplastique collante est amené en ruban sur le tube 1 par une tête d'extrusion 11 avec une largeur telle qu'il se produise un léger chevauchement du rubari collant, de manière à garnir toute la surface du tube 1.
En aval de la tête 11 par rapport au sens G sont disposées une ou plusieurs têtes d'extrusion telles que 12 qui délivrent chacune un ruban thermoplastique 2.
(On n'areprésenté sur les lignes que l'une de ces têtes 12 délivrant le ruban 2a) . Des galets presseurs tels que 13 assurent l'application des rubans 2 sur le tube 1 par pressage. Conformément à la présente invention, le chauffage du tube 1 n'est assuré que localement tant en surface qu'en profondeur par un moyen de chauffage 4 disposé le long du tube 1 parallèlement à son axe et qui n'intéresse qu'une zone limitée de la surface de ce tube en relation avec la largeur du ruban à appli¬ quer. Par exemple comme le montre la figure 2, la largeur des moyens de chauffage 4 peut correspondre sensiblement à celle du ruban collant 3.
Les moyens de chauffage 4 sont placés à une distance suffisamment proche du ruban collant 3 pour que la température superficielle du tube reste compatible avec l'adhérence à chaud de la matière plastique. Les moyens de chauffage 4 peuvent être
avantageusement du type à induction, l'élément rayonnant de contour rectangulaire étant placé à distance faible mais réglable de la paroi du tube 1. Bien entendu, on peut aussi assurer le chauffage au moyen d'une rampe de brûleurs à gaz définissant un front de flammes rectangulaire dirigé vers le tube.
En aval du système de guidage précité, est disposé un système de refroidissement 5 dimensionnê de façon à éliminer la chaleur stockée superficielle¬ ment dans le métal du tube 1 et dans le complexe de revêtement thermoplastique pour permettre le contact du tube revêtu avec les moyens de manutention tels que galets obliques , sans risque d'endommager le revê¬ tement.
L'invention se traduit ainsi non seulement par un bilan énergétique très favorable mais encore par une économie et une simplification au niveau des moyens de refroidissement .
On va maintenant décrire, en référence aux figures 4 et 5, un exemple de réalisation industrielle du dispositif selon l'invention. Sur ces figures, on retrouve le tube 1 à revêtir animé d'un mouvement de rotation G et de translation F. Les têtes d'extrusion 11 et 12 délivrant respectivement un film primaire 3 et une bande 2a en matièr plastique, sont maintenues en position superposée, au moyen d'une potence 15.
Les moyens de chauffage 4 par induction sont supportés par un bras 16 articulé en 17 à une potence fixe 18. Les éléments 4a et 4b de chauffage à induction sont montés dans un chariot 19 équipé de roulettes 20 qui " prennent appui contre la surface-extérieure du tube 1. Ce chariot est articulé en 19a au bras \ ξ~. Lors de la rotation du tube 1 , les roulettes 20 roulent sur le tube et maintien nent ainsi un espacement déterminé entre la surface du tube 1 et les éléments 4a, 4b de chauffage par induction.
L'alimentation électrique de ces éléments 4a, 4b est assurée au moyen de câbles flexibles 21 supportés par la potence 18.
Les tubulures flexibles 22 également fixées à la potence 18 contiennent un liquide de refroidissement pour alimenter le système de refroidissement 5.
Les éléments 4a, 4b de chauffage par induction, peuvent être par exemple des inducteurs linéaires d'une puissance égale à 90 kw, alimentés par un courant de fréquence égale à 1 000 Hz.
A titre d'exemple, la vitesse tangentielle du tube 1 peut être égale à 45 m/min. La vitesse de transla¬ tion du tube 1 suivant son axe peut être égale à 200 mm/tou Dans ces conditions, on recouvre 9 m2 du tube 1 par minute. Dans l'exemple considéré ci-dessus, on obtient les courbes d'évolution de la température Q (°C) en fonc¬ tion du temps t (sec.) et de la longueur (1) parcourue en mm, représentées sur la figure 6.
Sur cette figure 6 , les références _a_, _b_, _ç_ représentent respectivement les températures repérées à la surface extérieure du tube pour des épaisseurs d'acier respectivement égales à 32,4, 20,8, 5,4 mm.
La référence _d représente la température repé¬ rée à l'intérieur du tube 1 pour une épaisseur égale à 5,4 mm. La référence j_ désigne la période pendant laquelle le chauffage est mis en oeuvre. Dans l'exemple considéré, cette période est égale à 0,7 seconde environ. Au bout d'un temps égal à 1 seconde, après la fin de la période de chauffage, on relève les températures suivantes :
139°C à l'épaisseur égale à 5,4 mm 54°C à l'épaisseur égale à 20,8 mm 42°C à l'épaisseur égale à 32,4mm. Bien entendu l'invention n'est pas limitée
' zÈ ζ
à 1'exemple que 1'on vient de décrire et on peut apporter à celui-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention.
Ainsi d'autres moyens que les roulettes 20 pourraient être prévus, pour maintenir un espacement déter¬ miné entre les moyens de chauffage et la surface extérieure du tube.
Par ailleurs, les deux têtes d'extrusion 11 et 12 au lieu d'être placées latéralement en regard du tube 1, pourraient très avantageusement être disposées directement au-dessus de ce tube, ce qui permettrait également d'avoir la source de chaleur le plus près possible de la surface du tube qui va recevoir le ruban de primaire.
En outre, au lieu d'appliquer les rubans 3 et 2 directement sur le tube en acier préchauffer ceux-ci pour¬ raient être enroulés sur une couche de résine époxy préala¬ blement appliquée sur le tube et préchauffée par les moyens de chauffage. Une telle couche d'epoxy améliore l'adhérence des rubans en matière plastique et évite leur décollage par effet cathodique.
Claims
1. Procédé de revêtement de tubes métalli¬ ques (1) au moyen de matières thermoplastiques, dans lequelau moins un ruban (2) de ladite matière est enroulé sur la surface préchauffée du tube, caracté¬ risé en ce qu'on limite le chauffage du tube tant en surface qu'en profondeur à une zone dont la largeur est en relation avec celle du ruban (2) à appliquer et en ce que l'application de ce ruban (2) est effec- tuée à une distance suffisamment proche de la zone de chauffage pour que la température superficielle du tube (1) dans la région ainsi préchaufféesoit compati¬ ble avec le collage dudit ruban.
2. Dispositif pour effectuer le revêtement à chaud de tubes métalliques (1) au moyen de matières thermoplastiques en ruban (2) , comprenant des moyens pour faire avancer axialement le tube à revêtir et pour le faire tourner autour de son axe, des moyens (4) pour le chauffage du tube (1) pendant son dépla- cernent et au moins une extrudeuse ( 2 ) débitant un ruban thermoplastique (2) de largeur déterminée qui est enroulé à mesure sur le tube, caractérisé en ce que les moyens (4) de chauffage du tube (1) sont aménagés pour chauffer une zone limitée de celui-ci, en relation avec la largeur du ruban (2) , ces moyens
(4) étant disposés en amont et à proximité de l'extru¬ deuse ( 2 ) .
3. Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (4) de chauffage sont aménagés pour transmettre la chaleur suivant une zone sensiblement rectangulaire, s' étendant parallèlement à 1'axe du tube (1) .
4. Dispositif conforme aux revendications
2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de chauffage (4) sont du type à induction.
' OîËPIAl .
5. Dispositif conforme aux revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de chauffage comprennent une batterie de brûleurs.
6. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de chauffage (4) sont fixés à un support articulé (16), des moyens (20) étant prévus pour maintenir un espacement déterminé entre les moyens de chauffage et la surface extérieure du tube (1 ) .
7. Dispositif conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un chariot (19) articulé au support (16) qui porte les moyens de chauf¬ fage (4) et équipé de roulettes (20) prenant appui sur la surface extérieure du tube (1 ) .
_ OMPI
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| EP19840903178 Withdrawn EP0160000A1 (fr) | 1983-09-09 | 1984-08-29 | Procede et dispositif pour effectuer un revetement de protection sur des tubes |
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| FR (1) | FR2551837A1 (fr) |
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Effective date: 19850813 |
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Inventor name: CLOTILDE, MICHEL |