FR3040013A1 - METHOD FOR COMPACTING AN ANTI-CORROSION PAINT OF A TURBOMACHINE PIECE - Google Patents
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Abstract
Procédé de compactage d'une peinture anti-corrosion recouvrant une pièce (1), en particulier de turbomachine, comprenant une étape de projection de particules, de préférence abrasives, sur la pièce (1), caractérisé en ce que lesdites particules ont une dureté inférieure ou égale à 5 MOHS, de préférence inférieure ou égale à 4 MOHS, et plus préférentiellement comprise entre 3 et 4 MOHS.Method for compacting an anti-corrosion paint covering a part (1), in particular a turbomachine, comprising a step of spraying particles, preferably abrasive, onto the part (1), characterized in that said particles have a hardness less than or equal to 5 MOHS, preferably less than or equal to 4 MOHS, and more preferably between 3 and 4 MOHS.
Description
Procédé de compactage d’une peinture anti-corrosion d’une pièce de turbomachineMethod for compacting anti-corrosion paint of a turbomachine part
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
La présente invention concerne un procédé de compactage d’une peinture anti-corrosion recouvrant une pièce, en particulier de turbomachine.The present invention relates to a method of compacting an anti-corrosion paint covering a part, in particular a turbomachine.
ETAT DE L’ARTSTATE OF THE ART
Le document FR-A1-2 991 216 décrit un procédé de compactage de ce type.Document FR-A1-2 991 216 describes a compacting process of this type.
Certaines pièces de turbomachine ont des charges mécaniques très élevées et seuls des matériaux spécifiques peuvent répondre aux exigences de tenue mécanique qui leur sont imposées. Ces matériaux ont, en général, pour inconvénient d'être très sensibles à la corrosion; il faut donc impérativement les protéger par un produit qui est susceptible de résister à l'environnement dans lequel ces pièces évoluent (température élevée, présence d'huile moteur, kérosène, etc.).Some turbomachine parts have very high mechanical loads and only specific materials can meet the mechanical strength requirements imposed on them. These materials have, in general, the disadvantage of being very sensitive to corrosion; it is therefore imperative to protect them by a product that is likely to withstand the environment in which these parts evolve (high temperature, presence of engine oil, kerosene, etc.).
La protection anticorrosion actuellement mise en œuvre consiste en un recouvrement de la pièce par une peinture résistante aux températures élevées et aux différents fluides précités. Mais cette peinture étant classée CMR, acronyme de Cancérigène, Mutagène, Reprotoxique, est frappée par le règlement REACH sur l'enregistrement, l'évaluation, l'autorisation et les restrictions des substances chimiques. Il a donc été nécessaire de chercher une nouvelle méthode de protection pour s'affranchir des contraintes liées à cette réglementation.The corrosion protection currently used consists of a covering of the part with a paint resistant to the high temperatures and the various fluids mentioned above. But this painting being classified CMR, acronym for Carcinogenic, Mutagenic, Reprotoxic, is struck by the REACH regulation on the registration, evaluation, authorization and restrictions of chemical substances. It has therefore been necessary to look for a new method of protection to overcome the constraints related to this regulation.
Une première solution a consisté à baser le système de protection non plus sur le seul principe d'un recouvrement par une peinture mais sur un procédé physico-chimique, dit peinture anodique. Ce procédé consiste à projeter sur la surface de la pièce une peinture liquide chargée de particules métalliques, tels que de l'aluminium ou du zinc, puis à chauffer la pièce dans un four pour polymériser la peinture projetée. Il en résulte une couche de protection dure qui protège contre l'oxydation tant qu'elle n'est pas éraflée mais qui a la propriété de ne pas être conductrice. Dès lors que la pièce est rayée ou éraflée, la protection cesse, la pièce devenant sensible à la corrosion électrochimique.A first solution consisted in basing the protection system no longer on the sole principle of a covering by a paint but on a physicochemical process, called anodic painting. This process involves spraying a liquid paint loaded with metal particles, such as aluminum or zinc, onto the surface of the workpiece, and then heating the workpiece in an oven to cure the projected paint. This results in a hard protective layer that protects against oxidation as long as it is not scuffed but has the property of not being conductive. As soon as the part is scratched or scratched, the protection ceases, the part becoming sensitive to electrochemical corrosion.
Pour pallier ce risque, il convient de rendre conductrice la couche superficielle pour en faire une couche sacrificielle qui se corrodera préférentiellement, en lieu et place du métal de la pièce à protéger. On parle alors d'une peinture anodique pour désigner la couche superficielle, rendue ainsi conductrice. Pour ce faire, il faut mettre en contact les pigments d’aluminium qui sont incorporés dans la formulation de la peinture après polymérisation, par une action mécanique, sans dégrader l'aspect cosmétique et l’intégrité du feuil. La mise en contact des pigments métalliques est en général réalisée par compactage de la peinture. Le compactage consiste à sabler ou grenailler les parties peintes après polymérisation. Cette action permet de réaliser une continuité électrique des pigments métalliques avec les parties métalliques à traiter.To mitigate this risk, it is necessary to make conductive the surface layer to make a sacrificial layer that will corrode preferentially instead of the metal of the part to be protected. We then speak of anodic paint to designate the surface layer, thus made conductive. To do this, it is necessary to contact the aluminum pigments that are incorporated in the formulation of the paint after polymerization, by mechanical action, without degrading the cosmetic appearance and the integrity of the film. The contacting of the metallic pigments is generally carried out by compacting the paint. Compaction consists of sandblasting or blasting the painted parts after polymerization. This action makes it possible to achieve electrical continuity of the metallic pigments with the metal parts to be treated.
Dans la technique actuelle, le compactage est réalisé par projection de particules de corindon blanc, qui est un élément minéral d’une très grande dureté (9-9,5 sur l’échelle de MOHS). Ce compactage permet de densifier la peinture et lui conférer des propriétés sacrificielles responsables de ses propriétés anticorrosion performantes.In the present technique, compaction is carried out by spraying particles of white corundum, which is a very hard mineral element (9-9.5 on the MOHS scale). This compacting makes it possible to densify the paint and to give it sacrificial properties responsible for its effective anticorrosion properties.
Cependant, le corindon n’est pas adapté au compactage de toutes les peintures. Les inventeurs ont notamment constaté que le compactage de certaines peintures au moyen de particules de corindon blanc induit des incrustations importantes de fragments de corindon blanc dans la peinture.However, corundum is not suitable for compaction of all paints. The inventors have notably found that the compaction of certain paints by means of particles of white corundum induces large incrustations of fragments of white corundum in the paint.
Ces incrustations présentent un inconvénient majeur dans l’industrie aéronautique. En fonctionnement, un relargage de ces fragments de corindon blanc peut intervenir. Du fait de la dureté de cet élément, ces fragments pourraient dégrader des paliers à roulement des turbomachines et donc réduire leur durée d’utilisation.These inlays have a major disadvantage in the aeronautical industry. In operation, a release of these fragments of white corundum can occur. Due to the hardness of this element, these fragments could degrade rolling bearings of turbomachines and thus reduce their duration of use.
La présente invention propose une solution simple, efficace et économique à ce problème.The present invention provides a simple, effective and economical solution to this problem.
EXPOSE DE L’INVENTION L’invention propose un procédé de compactage d’une peinture anticorrosion recouvrant une pièce, en particulier de turbomachine, comprenant une étape de projection de particules, de préférence abrasives, sur la pièce, caractérisé en ce que lesdites particules ont une dureté inférieure ou égale à 5 MOHS, de préférence inférieure ou égale à 4 MOHS, et plus préférentiellement comprise entre 3 et 4 MOHS.DESCRIPTION OF THE INVENTION The invention proposes a method for compacting an anticorrosive paint covering a part, in particular a turbomachine, comprising a step of projecting particles, preferably abrasive particles, onto the part, characterized in that said particles have a hardness less than or equal to 5 MOHS, preferably less than or equal to 4 MOHS, and more preferably between 3 and 4 MOHS.
Les inventeurs ont constatés que des particules plastiques, du fait de leur dureté inférieure à celle du corindon blanc, s’incrustent moins dans la peinture, ce qui limite donc le risque de relargage précité.The inventors have found that plastic particles, because of their hardness less than that of white corundum, become less encrusted in the paint, which therefore limits the risk of said release.
Les particules peuvent être projetées par sablage ou grenaillage. Elles peuvent par exemple être projetées par des machines de sablage ou grenaillage équipées d’un système de circulation adapté aux particules légères plastiques.The particles can be projected by sanding or blasting. They can for example be projected by sandblasting or shot blasting machines equipped with a circulation system adapted to light plastic particles.
La projection peut être réalisée à une pression d’air et à un débit massique du flux d’air adaptés.The projection can be carried out at a suitable air pressure and a mass flow rate of the air flow.
Par exemple, les particules ont une densité apparente inférieure ou égale à 800kg/m3, et de préférence comprise entre 720 et 770kg/m3.For example, the particles have an apparent density of less than or equal to 800 kg / m 3, and preferably between 720 and 770 kg / m 3.
Par exemple, les particules ont une gravité spécifique inférieure ou égale à 2g/cm3, de préférence inférieure ou égale à 1,6g/cm3, et par exemple comprise entre 1,3 et 1,6g/cm3.For example, the particles have a specific gravity less than or equal to 2 g / cm 3, preferably less than or equal to 1.6 g / cm 3, and for example between 1.3 and 1.6 g / cm 3.
Par exemple, les particules ont un diamètre moyen inférieur ou égal à 2mm, de préférence inférieur à 1mm, et par exemple de l’ordre de 0,6mm.For example, the particles have an average diameter less than or equal to 2 mm, preferably less than 1 mm, and for example of the order of 0.6 mm.
Les particules sont avantageusement en matière plastique.The particles are advantageously made of plastic.
Les particules peuvent être en résine polyester, acrylique, ou à base d’urée-formaldéhyde ou mélamine.The particles may be polyester resin, acrylic, or urea-formaldehyde or melamine.
La pièce est par exemple un arbre de turbomachine.The part is for example a turbomachine shaft.
Le procédé comprend de préférence une étape ultérieure de cuisson de la pièce sous air. Cette étape de cuisson a de préférence lieu à 300°C et pendant 6h environ.The method preferably comprises a subsequent step of cooking the room under air. This baking step preferably takes place at 300 ° C. and for about 6 hours.
DESCRIPTION DES FIGURES L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique, de face, d'un dispositif de sablage d'une pièce ; - la figure 2 est une vue schématique, de dessus, d'un dispositif de sablage de la figure 1 ; - la figure 3 est une image MEB d’une peinture ayant subi un compactage par des particules de corindon blanc, - la figure 4 est une image MEB d’une peinture ayant subi un compactage par des particules plastiques, et - la figure 5 est une image MEB d’une peinture ayant subi un compactage par des particules plastiques, et un recuit pour les retirer par combustion.DESCRIPTION OF THE FIGURES The invention will be better understood and other details, characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the following description given by way of nonlimiting example and with reference to the appended drawings in which: Figure 1 is a schematic front view of a sanding device of a workpiece; FIG. 2 is a diagrammatic view, from above, of a sanding device of FIG. 1; FIG. 3 is a SEM image of a paint which has been compacted by particles of white corundum; FIG. 4 is a SEM image of a paint which has been compacted by plastic particles, and FIG. an SEM image of a paint that has been compacted by plastic particles, and annealing to remove them by combustion.
DESCRIPTION DETAILLEEDETAILED DESCRIPTION
En se référant aux figures 1 et 2, on voit, respectivement en vue de face et en vue de dessus, le sablage d'une pièce 1 tel qu'il est couramment pratiqué pour la finition de surface d'une pièce de turbomachine, telle qu’un arbre.With reference to FIGS. 1 and 2, the sanding of a workpiece 1 as commonly practiced for the surface finishing of a turbomachine part, as seen from the front and in plan view, is seen respectively. than a tree.
Le sablage s'effectue par exemple avec deux buses 2, qui sont orientées à 90° l'une de l'autre et qui envoient, chacune, un faisceau de sable 3 perpendiculairement à la surface de la pièce 1, les deux jets se propageant dans un même plan.Sandblasting is carried out for example with two nozzles 2, which are oriented at 90 ° to each other and which each send a bundle of sand 3 perpendicular to the surface of the part 1, the two jets propagating in the same plane.
La distance "d" de la droite reliant les deux buses 2 à la pièce 1 est telle que les deux faisceaux 3 se rejoignent en un point de focalisation 4 qui est situé sur la pièce 1, c'est-à-dire qu'ils atteignent tous deux le même point à sabler.The distance "d" from the straight line connecting the two nozzles 2 to the piece 1 is such that the two bundles 3 meet at a focusing point 4 which is located on the piece 1, that is to say they both reach the same point to sandblast.
Pour effectuer le sablage les deux buses 2 sont déplacées simultanément le long de la pièce 1, sur sa hauteur et sur sa circonférence, en conservant à tout instant la même géométrie pour la position relative des buses 2 et de la surface de la pièce 1.To sandblast the two nozzles 2 are moved simultaneously along the piece 1, its height and its circumference, maintaining at all times the same geometry for the relative position of the nozzles 2 and the surface of the workpiece 1.
Compte tenu de l'angle solide caractérisant la divergence des faisceaux 3 la surface balayée à chaque instant par le sablage a la forme d'un cercle de diamètre "f". L’invention n’est pas limitée à l’utilisation de cette machine de sablage qui n’est décrite qu’à titre d’exemple. La machine de sablage pourrait par exemple comprendre une seule buse orientée à 85° par rapport à la surface à compacter de la pièce. La machine de sablage peut être une de celles commercialisées par les sociétés Rosier et Wheelabrator.Given the solid angle characterizing the divergence of the beams 3 the surface swept at each instant by sanding in the shape of a circle of diameter "f". The invention is not limited to the use of this sanding machine which is described only by way of example. The sanding machine could for example comprise a single nozzle oriented at 85 ° to the surface to be compacted part. The sanding machine may be one of those marketed by the companies Rosier and Wheelabrator.
Dans un cas particulier de réalisation de l’invention, l’arbre de turbomachine est un arbre de turbine qui est recouvert d’une peinture métallique Maberbind CF® commercialisée par la société Soficor Mâder.In a particular embodiment of the invention, the turbomachine shaft is a turbine shaft which is covered with a Maberbind CF® metallic paint marketed by Soficor Mâder.
Des particules plastiques sont utilisées, par exemple celles commercialisées par la société Flugzeug-Union Süd GmbH sous la dénomination Dry Strip® Type 2. Ces particules peuvent être pulvérisées à l’aide de la machine de sablage précitée ou à l’aide d’une machine de grenaillage à succion, avec une pression d’air adaptée, par exemple de 0,8bar, et un débit massique du flux projeté adapté, par exemple de 20%. La machine est par exemple équipée d’une ou deux buses rondes de 10 à 14mm.Plastic particles are used, for example those marketed by Flugzeug-Union Süd GmbH under the name Dry Strip® Type 2. These particles can be sprayed using the aforementioned sanding machine or using a sucking shot blasting machine, with a suitable air pressure, for example 0.8 bar, and a mass flow rate adapted adapted flow, for example 20%. The machine is for example equipped with one or two round nozzles of 10 to 14mm.
Dans cet exemple spécifique, l’invention permet d’obtenir après mesure avec un ohmmètre, la conductivité nécessaire (conductivité qui permet de traduire si le compactage a été suffisamment efficace - propriété sacrificielle) et équivalente au corindon blanc (180 pm) pour assurer la protection anticorrosion recherchée (résistance < 5Ω).In this specific example, the invention makes it possible to obtain, after measurement with an ohmmeter, the necessary conductivity (conductivity which makes it possible to translate if the compacting has been sufficiently efficient - sacrificial property) and equivalent to the white corundum (180 μm) to ensure the Anticorrosion protection sought (resistance <5Ω).
Des essais de brouillard salin (selon la norme ISO 9227) ont démontré que la peinture assure son rôle anticorrosion du substrat après 168h de vieillissement. L’avantage de la matière plastique est une dureté faible, par exemple comprise entre 3 et 4 MOHS, bien inférieure aux matériaux des paliers de turbine sensibles au frottement en cas d’incrustation puis relargage de ces particules. De plus, le taux d’incrustation est bien plus faible au vu de la comparaison des images MEB des figures 3 et 4.Salt spray tests (according to the ISO 9227 standard) have shown that the paint acts as a corrosion inhibitor of the substrate after 168 hours of aging. The advantage of the plastic material is a low hardness, for example between 3 and 4 MOHS, much lower than the materials of the turbine bearings sensitive to friction in case of encrustation and release of these particles. In addition, the rate of incrustation is much lower compared to the SEM images of FIGS. 3 and 4.
La figure 3 est une image MEB de la surface d’une éprouvette compactée par projection de particules de corindon blanc de 180μιτι. On constate que cette surface présente de nombreuses incrustations, la densité des incrustations étant de l’ordre de 2900 incrustations/cm2.FIG. 3 is a SEM image of the surface of a specimen compacted by projection of white corundum particles of 180 μιτι. It is found that this surface has many inlays, the density of incrustations being of the order of 2900 inlays / cm2.
La figure 4 est une image MEB de la surface d’une éprouvette compactée par projection de particules plastiques. On constate que cette surface présente moins d’incrustations, la densité des incrustations étant de l’ordre de 600 incrustations/cm2.Figure 4 is an SEM image of the surface of a test specimen compacted by projection of plastic particles. It is found that this surface has fewer inlays, the density of incrustations being of the order of 600 inlays / cm2.
Le compactage avec des particules plastiques présente donc un double avantage : - le risque de relargage est moindre, ou autrement dit, la quantité de particules qui se désincruste est plus faible (du fait de la densité d’incrustations environ cinq fois plus faible), et - la dureté des éléments relargués est nettement diminuée (corindon entre 9 et 9,5 MOHS contre 3,5 MOHS pour le media plastique précité). Le risque de détérioration des paliers s’en trouve donc diminué, et devient plus acceptable. A cela s’ajoute la possibilité d’éliminer les incrustations de particules plastiques par une cuisson ou combustion, par exemple à 300°C sous air pendant 6 heures.Compaction with plastic particles therefore has a double advantage: - the risk of release is less, or in other words, the amount of particles that is désincruste is lower (due to the density of encrustations about five times lower), and the hardness of the salted elements is markedly reduced (corundum between 9 and 9.5 MOHS against 3.5 MOHS for the aforementioned plastic medium). The risk of bearing deterioration is thus reduced, and becomes more acceptable. To this is added the possibility of eliminating encrustations of plastic particles by cooking or burning, for example at 300 ° C. under air for 6 hours.
La figure 5 est une image MEB de la surface d’une éprouvette compactée par projection de particules plastiques après un recuit à une température de 300°C pendant 6h.FIG. 5 is an SEM image of the surface of a specimen compacted by projection of plastic particles after annealing at a temperature of 300 ° C. for 6 hours.
Quelques traces fines de résidus carbonés sont visibles, mais l’essentiel des particules plastiques incrustées ont été calcinées. Le risque de relargage et de dégradation des paliers est ainsi nettement réduit.Some fine traces of carbon residues are visible, but most of the encrusted plastic particles have been calcined. The risk of release and degradation of the bearings is thus significantly reduced.
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