FR3142493A1 - Dispositif pour le traitement de surface électrochimique d'une surface intérieure d'un élément tubulaire en matériau électroconducteur, notamment d'un tube d'arme,et système comprenan un tel dispositif - Google Patents
Dispositif pour le traitement de surface électrochimique d'une surface intérieure d'un élément tubulaire en matériau électroconducteur, notamment d'un tube d'arme,et système comprenan un tel dispositif Download PDFInfo
- Publication number
- FR3142493A1 FR3142493A1 FR2212147A FR2212147A FR3142493A1 FR 3142493 A1 FR3142493 A1 FR 3142493A1 FR 2212147 A FR2212147 A FR 2212147A FR 2212147 A FR2212147 A FR 2212147A FR 3142493 A1 FR3142493 A1 FR 3142493A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- tubular element
- anode
- module
- tube
- current source
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 40
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 16
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000007665 sagging Methods 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical group [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 9
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Substances O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
- C25D7/04—Tubes; Rings; Hollow bodies
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
- C25D17/004—Sealing devices
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
- C25D17/02—Tanks; Installations therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
- C25D17/10—Electrodes, e.g. composition, counter electrode
- C25D17/12—Shape or form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/02—Electroplating of selected surface areas
- C25D5/026—Electroplating of selected surface areas using locally applied jets of electrolyte
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/04—Electroplating with moving electrodes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
L’invention concerne un dispositif (D) et un système de traitement de surface électrochimique d’une surface intérieure d’un élément tubulaire (T) longitudinal en matériau électroconducteur, lequel dispositif (D) comprend : un ensemble châssis (1) ; au moins une cathode (2) configurée pour être reliée électriquement à l’élément tubulaire (T) ; une anode longitudinale configurée pour être placée coaxialement à l’intérieur de l’élément tubulaire (T) ; des moyens formant interface étanche (4A, 4B) configurés pour coopérer de manière amovible avec l’élément tubulaire (T) et avec l’anode, les moyens formant interface étanche (4A, 4B) comprenant au moins des premier et seconds orifices d’entrée/sortie destinés à être reliés à une source de liquide de traitement et aptes à communiquer, en utilisation, avec un passage longitudinal étanche est formé entre l’anode et la surface intérieure de l’élément tubulaire (T) ; et, des moyens d’entraînement en rotation (5) de l’élément tubulaire (T) autour de son axe longitudinal (X0), caractérisé par le fait que l’ensemble châssis (1) est apte à supporter l’élément tubulaire (T) dans une orientation non verticale et que le dispositif (D) comprend en outre des moyens de mise en traction de l’anode configurés pour agir sur au moins l’une des deux extrémités de l’anode afin d’empêcher un fléchissement de l’anode. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 1.
Description
Le domaine technique de l’invention est celui du traitement de surface électrochimique.
La présente invention concerne un dispositif et un système pour le traitement de surface électrochimique d’une surface intérieure d’un élément tubulaire en matériau électroconducteur, notamment d’un tube d’arme. Il convient de souligner que la présente invention peut être appliquée pour le traitement de surface de toute pièce mécanique tubulaire en matériau électroconducteur. Le ou les traitements de surface électrochimiques mis en œuvre par la présente invention peuvent être un revêtement métallique par voie électrolytique, notamment un dépôt de chrome (chromage) ou de nickel (nickelage) électrolytique, ou encore un polissage électrolytique (électropolissage), mais sans s’y limiter.
Dans le domaine de l’armement, qui est l’une des applications de la présente invention, il est connu de revêtir la paroi intérieure d’un tube d’arme d’une fine couche de chrome afin d’améliorer la résistance du tube d’arme à l’usure et au frottement lors du passage des projectiles et, par conséquent, d’augmenter le nombre de projectiles que le tube d’arme peut tirer pendant sa durée de vie. En effet, le chrome a une dureté importante et une faible interaction chimique avec les autres métaux, ces deux propriétés conjuguées limitant considérablement l’usure des pièces. Le chromage a également l’avantage d’ajouter un revêtement résistant à la corrosion au tube d’arme, ce qui augmente la durée de vie du tube d’arme, notamment dans les environnements humides.
Cette couche de chrome est généralement appliquée par voie électrolytique. A cet effet, une anode est introduite coaxialement dans le tube d’arme et sur toute la longueur du tube d’arme. Un électrolyte approprié, tel qu’un bain d’acide chromique, est ensuite amené à circuler dans un sens dans le tube d’arme, entre l’anode et la paroi intérieure du tube d’arme, tandis qu’une tension est appliquée à l’anode et au tube d’arme. Le courant électrique circulant de l’anode au tube d’arme via l’électrolyte entraîne le dépôt d’une fine couche de chrome sur la surface intérieure du tube d’arme.
Le brevet GB712314, publié le 21/07/1954, divulgue un tel procédé de chromage de la surface intérieure d’un tube d’arme par voie électrolytique, ainsi qu’un appareil pour la mise en œuvre de ce procédé. Afin d’obtenir un dépôt régulier, le tube d’arme est positionné verticalement et est amené à tourner autour de son axe longitudinal.
Cette solution est adaptée pour des tubes d’armes légères ou de moyens calibres. Cependant, en raison du positionnement vertical du tube d’arme, cette solution présente des inconvénients dans son application à des tubes d’armes de gros calibres de plusieurs mètres de long puisqu’elle impose de disposer d’une hauteur très importante et de moyens de manutention adaptés.
La présente invention vise ainsi à proposer une solution permettant le traitement de surface électrochimique, notamment le chromage électrolytique, de la surface intérieure d’un élément tubulaire en matériau électroconducteur, notamment d’un tube d’arme de gros calibre, dans un espace ayant un volume en hauteur réduit, tout en assurant une répartition d’un dépôt métallique la plus constante possible en épaisseur dans le cas d’un revêtement métallique.
La solution selon la présente invention repose sur l’utilisation d’un dispositif permettant d’orienter l’élément tubulaire dans une orientation non verticale, comme par exemple à l’horizontale, et comprenant en outre à la fois des moyens permettant la mise en traction de l’anode et des moyens d’entraînement en rotation de l’élément tubulaire autour de son axe longitudinal. Les moyens de mise en traction de l’anode permettent de conférer à l’anode la plus grande rectitude possible et de la maintenir strictement coaxiale à l’élément tubulaire afin qu’elle demeure équidistante de la paroi intérieure de l’élément tubulaire, en évitant ainsi son fléchissement. Les moyens d’entraînement en rotation axiale de l’élément tubulaire permettent d’éviter que des gaz issus notamment de l’électrolyse s’accumulent en un point donné de l’élément tubulaire, point qui recevrait alors un moindre dépôt de métal dans le cas d’un revêtement métallique. Conjointement, les moyens de mise en traction de l’anode et les moyens d’entraînement en rotation axiale de l’élément tubulaire permettent d’éviter que ne se produise un phénomène de rétrécissement du diamètre intérieur de l’élément tubulaire, de type « effet sablier », dans lequel le dépôt métallique présente un profil comparable à celui d’un sablier.
La solution selon la présente invention repose également sur l’utilisation d’un système comprenant un tel dispositif et comprenant en outre des moyens de mise en circulation alternée aptes à faire circuler une solution de traitement à travers l’élément tubulaire dans les deux sens, de manière alternée. Dans le cas d’un revêtement métallique, les moyens de mise en circulation alternée permettent d’obtenir au final un revêtement métallique qui s’est déposé avec une même vitesse de dépôt de métal sur toute la longueur de l’élément tubulaire, même à ses deux extrémités, et ainsi d’éviter que le dépôt ne se fasse plus rapidement à une extrémité qu’à une autre, ce qui conduirait à donner à la surface intérieure de l’élément tubulaire une forme de tromblon.
La présente invention a donc pour objet un dispositif pour le traitement de surface électrochimique d’une surface intérieure d’un élément tubulaire longitudinal en matériau électroconducteur, notamment pour le revêtement métallique par voie électrolytique d’une paroi intérieure d’un tube d’arme, l’élément tubulaire ayant un axe longitudinal et étant ouvert à des première et seconde extrémités, lequel dispositif comprend :
- un ensemble châssis configuré pour supporter un tel élément tubulaire de façon à autoriser l’élément tubulaire à tourner autour de son axe longitudinal ;
- au moins une cathode destinée à être reliée au pôle négatif d’une source de courant et configurée pour être reliée électriquement à l’élément tubulaire ;
- une anode longitudinale destinée à être reliée au pôle positif de la source de courant et configurée pour être placée à l’intérieur de l’élément tubulaire, coaxialement à l’axe longitudinal et au moins sur toute la longueur de l’élément tubulaire ;
- des moyens formant interface étanche configurés pour coopérer de manière amovible avec l’élément tubulaire au niveau des première et seconde extrémités de l’élément tubulaire et pour assurer l’étanchéité desdites première et seconde extrémités, et pour coopérer avec l’anode afin d’assurer son centrage par rapport à l’élément tubulaire, les moyens formant interface étanche comprenant au moins un premier orifice d’entrée/sortie apte à communiquer avec la première extrémité ouverte de l’élément tubulaire et au moins un second orifice d’entrée/sortie apte à communiquer avec la seconde extrémité ouverte de l’élément tubulaire, de telle sorte qu’en utilisation, un passage longitudinal étanche est formé entre l’anode et la surface intérieure de l’élément tubulaire de la première à la seconde extrémité de l’élément tubulaire, les orifices d’entrée/sortie étant destinés à être reliés à une source de liquide de traitement ; et
- des moyens d’entraînement en rotation de l’élément tubulaire autour de son axe longitudinal,
caractérisé par le fait que l’ensemble châssis est apte à supporter l’élément tubulaire dans une orientation non verticale de ce dernier et que le dispositif comprend en outre des moyens de mise en traction de l’anode configurés pour, lorsque l’anode est montée à l’intérieur de l’élément tubulaire, agir sur au moins l’une des deux extrémités de l’anode afin d’empêcher un fléchissement de l’anode.
- un ensemble châssis configuré pour supporter un tel élément tubulaire de façon à autoriser l’élément tubulaire à tourner autour de son axe longitudinal ;
- au moins une cathode destinée à être reliée au pôle négatif d’une source de courant et configurée pour être reliée électriquement à l’élément tubulaire ;
- une anode longitudinale destinée à être reliée au pôle positif de la source de courant et configurée pour être placée à l’intérieur de l’élément tubulaire, coaxialement à l’axe longitudinal et au moins sur toute la longueur de l’élément tubulaire ;
- des moyens formant interface étanche configurés pour coopérer de manière amovible avec l’élément tubulaire au niveau des première et seconde extrémités de l’élément tubulaire et pour assurer l’étanchéité desdites première et seconde extrémités, et pour coopérer avec l’anode afin d’assurer son centrage par rapport à l’élément tubulaire, les moyens formant interface étanche comprenant au moins un premier orifice d’entrée/sortie apte à communiquer avec la première extrémité ouverte de l’élément tubulaire et au moins un second orifice d’entrée/sortie apte à communiquer avec la seconde extrémité ouverte de l’élément tubulaire, de telle sorte qu’en utilisation, un passage longitudinal étanche est formé entre l’anode et la surface intérieure de l’élément tubulaire de la première à la seconde extrémité de l’élément tubulaire, les orifices d’entrée/sortie étant destinés à être reliés à une source de liquide de traitement ; et
- des moyens d’entraînement en rotation de l’élément tubulaire autour de son axe longitudinal,
caractérisé par le fait que l’ensemble châssis est apte à supporter l’élément tubulaire dans une orientation non verticale de ce dernier et que le dispositif comprend en outre des moyens de mise en traction de l’anode configurés pour, lorsque l’anode est montée à l’intérieur de l’élément tubulaire, agir sur au moins l’une des deux extrémités de l’anode afin d’empêcher un fléchissement de l’anode.
Grâce à la présence à la fois de moyens de mise en traction de l’anode et de moyens d’entraînement en rotation axiale de l’élément tubulaire, on s’aperçoit que l’apparition d’un effet « sablier » peut être évitée lors d’une opération de dépôt métallique mettant en œuvre le dispositif selon l’invention. De plus, il s’avère que la présence de moyens de mise en traction de l’anode permet, en utilisation, d’obtenir un traitement de surface satisfaisant même en positionnant l’élément tubulaire à l’horizontale sur l’ensemble châssis, même dans le cas d’un élément tubulaire de grande longueur. Il est alors possible d’utiliser le dispositif selon l’invention dans un atelier disposant de volumes en hauteur réduits.
Le dispositif selon l’invention peut être un dispositif de chromage, la source de liquide de traitement étant alors un bain de chromage, notamment un bain d’acide chromique.
De préférence, l’anode comprend une tige cylindrique formée d’une seule pièce en métal conducteur, notamment en cuivre, et à chaque extrémité, un fourreau en plomb brasé à la tige. Un tel fourreau en plomb permet d’améliorer la résistance à la corrosion de l’anode et de lui permettre d’avoir une tenue mécanique suffisante dans le temps.
De préférence, les moyens d’entraînement en rotation comportent des moyens de commande du sens et/ou de la vitesse de rotation.
Dans un mode de réalisation particulier, les moyens d’entraînement en rotation de l’élément tubulaire sont configurés pour produire un mouvement de rotation alternée de l’élément tubulaire, de sorte qu’en utilisation, l’élément tubulaire est apte à être mis en rotation, sur une plage angulaire déterminée, alternativement dans un sens de rotation donné, puis dans le sens de rotation inverse.
Avantageusement, les moyens d’entraînement en rotation sont configurés pour autoriser un mouvement de rotation axiale dans l’un ou l’autre des deux sens de rotation sur une plage angulaire maximale de 360 degrés, correspondant à un tour de l’élément tubulaire autour de son axe longitudinal.
Dans un mode de réalisation particulier, les moyens d’entraînement en rotation comprennent un système à pignon et crémaillère, dont la crémaillère est couplée à un moteur par l’intermédiaire d’une bielle et dont le pignon est couplé à un ensemble poulies-courroie, lequel ensemble poulies-courroie est relié à un ensemble galets destiné à supporter l’élément tubulaire et dont les galets sont montés à rotation autour d’axes destinés à être parallèles à l’axe longitudinal de l’élément tubulaire. Au moins certains des galets sont entraînés en rotation par l’ensemble poulies-courroie, de façon à eux-mêmes faire tourner l’élément tubulaire.
Avantageusement, les moyens de mise en traction de l’anode sont configurés pour permettre un réglage de la traction par vissage de l’anode sur l’un des moyens formant interface étanche. Une telle mise en traction de l’anode, par serrage mécanique, est plus fiable qu’une mise en traction par ressort.
De préférence, en utilisation, le couple de serrage appliqué pour mettre en traction l’anode est de l’ordre de 130 dN.m.
Dans un mode de réalisation particulier, les moyens de mise en traction de l’anode comprennent au moins un premier alésage taraudé et au moins un deuxième alésage taraudé prévus dans les moyens formant interface étanche, le ou l’un des premiers alésages taraudés étant configuré pour coopérer avec l’une des extrémités de l’élément tubulaire, notamment la seconde extrémité, et le ou l’un des deuxièmes alésages taraudés étant configuré pour coopérer avec un filetage extérieur prévu sur la région d’extrémité correspondante de l’anode, ledit premier alésage taraudé ayant un pas de vis inversé par rapport au pas de vis dudit deuxième alésage taraudé, de telle sorte qu’en utilisation, lorsque ledit premier alésage taraudé est vissé sur l’extrémité de l’élément tubulaire et que l’autre extrémité de l’anode est maintenue fixe, la région d’extrémité de l’anode portant le filetage extérieur est amenée à se visser dans ledit deuxième alésage taraudé.
Avantageusement, une tige de renforcement est prévue pour la fixation amovible de l’anode aux moyens formant interface étanche au niveau de la région d’extrémité de l’anode opposée à la région d’extrémité portant le filetage extérieur, la tige présentant un premier et un second filetages extérieurs qui coopèrent, respectivement, avec un troisième alésage taraudé des moyens formant interface étanche et un orifice axial taraudé de l’anode. Une telle tige permet d’augmenter la résistance au niveau de la zone de fixation.
De préférence, l’orifice axial taraudé est réalisé dans la région de première extrémité de l’anode, et le filetage extérieur est prévu sur la région de seconde extrémité de l’anode.
Avantageusement, les moyens formant interface étanche comprennent, au droit du ou de chaque premier alésage taraudé, un profil externe hexagonal en matériau isolant électrique. Un tel profil hexagonal est adapté pour coopérer avec un outil classique, notamment une clé apte à assurer le blocage en rotation ou le serrage, présentant un profil hexagonal correspondant.
Dans un mode de réalisation particulier, les moyens formant interface étanche comprennent un premier et un second ensemble formant interface, le premier ensemble formant interface comprenant un premier module en matériau isolant électrique configuré pour coopérer avec la première extrémité de l’élément tubulaire et être traversé par l’anode et un premier module en matériau électroconducteur fixé au premier module en matériau isolant électrique et configuré pour coopérer avec la première extrémité de l’anode, le second ensemble formant interface comprenant un second module en matériau isolant électrique configuré pour coopérer avec la seconde extrémité de l’élément tubulaire et être traversé par l’anode et un second module en matériau électroconducteur fixé au second module en matériau isolant électrique et relié à la seconde extrémité de l’anode par l’intermédiaire des moyens de mise en traction de l’anode.
De préférence, chaque module en matériau isolant électrique est réalisé en PVDF (poly fluorure de vinylidène) et chaque module en matériau électroconducteur est réalisé en acier.
De préférence, un module conique de liaison étanche réalisé en un matériau isolant électrique et destiné à être relié à une source de liquide de traitement est fixé à chaque module en matériau électroconducteur, chaque module conique comportant un orifice convergent en communication avec le ou les orifices d’entrée/sortie des moyens formant interface étanche. Un tel module conique permet d’éviter les turbulences et de conserver un écoulement laminaire.
De préférence, l’au moins une cathode est une cathode périphérique comprenant une tige métallique destinée à être positionnée à l’extérieur de l’élément tubulaire et le long d’une génératrice de celui-ci, la tige portant au moins une bride de raccordement à l’élément tubulaire et un module connecteur destiné à relier la tige à la source de courant, le module connecteur étant fixé aux moyens formant interface étanche en étant isolé électriquement de l’anode, de telle sorte qu’en utilisation, l’élément tubulaire prend la fonction de cathode.
De préférence, les modules sont fixés entre eux par des organes de fixation amovible, notamment des boulons.
Dans un mode de réalisation particulier, l’ensemble châssis comprend un châssis porteur et un châssis mobile monté sur le châssis porteur et mobile relativement au châssis porteur, au moins à pivotement autour d’un axe de pivotement, les moyens d’entraînement en rotation de l’élément tubulaire étant solidaires du châssis mobile, l’amplitude du pivotement du châssis mobile autour de l’axe de pivotement autorisant, en utilisation, l’élément tubulaire à former un angle d’inclinaison par rapport à un plan horizontal compris entre 0 et 90 degrés inclus.
De préférence, au moins un actionneur du type vérin linéaire est relié entre le châssis porteur et le châssis mobile, une extrémité de l’actionneur étant articulée au châssis mobile autour d’un axe de rotation parallèle à l’axe de pivotement et excentré par rapport à l’axe de pivotement.
De préférence, le châssis porteur est un châssis roulant, par exemple équipé d’au moins un premier ensemble roues et un second ensemble roues.
La présente invention a également pour objet un système pour le traitement de surface électrochimique d’une surface intérieure d’un élément tubulaire en matériau électroconducteur, caractérisé par le fait qu’il comprend un dispositif tel que défini ci-dessus, lequel système comprend en outre :
- un circuit électrique comprenant une source de courant dont le pôle positif est relié à l’anode et dont le pôle négatif est relié à l’au moins une cathode ; et
- un circuit hydraulique relié aux premier et second orifices d’entrée/sortie du dispositif et comprenant au moins une source de liquide de traitement et des moyens de circulation de liquide de traitement, lequel circuit hydraulique comprend en outre des moyens de mise en circulation alternée aptes à faire circuler le liquide de traitement dans le passage longitudinal, dans un premier temps de la première vers la seconde extrémité, puis dans un second temps inversement de la seconde vers la première extrémité.
- un circuit électrique comprenant une source de courant dont le pôle positif est relié à l’anode et dont le pôle négatif est relié à l’au moins une cathode ; et
- un circuit hydraulique relié aux premier et second orifices d’entrée/sortie du dispositif et comprenant au moins une source de liquide de traitement et des moyens de circulation de liquide de traitement, lequel circuit hydraulique comprend en outre des moyens de mise en circulation alternée aptes à faire circuler le liquide de traitement dans le passage longitudinal, dans un premier temps de la première vers la seconde extrémité, puis dans un second temps inversement de la seconde vers la première extrémité.
Grâce à la présence à la fois de moyens de mise en traction de l’anode, de moyens d’entraînement en rotation axiale de l’élément tubulaire, et de moyens de mise en circulation alternée d’un liquide de traitement, on s’aperçois que l’apparition d’un phénomène de « tromblon » peut être évitée lors d’une opération de dépôt métallique mettant en œuvre le système selon l’invention.
Les moyens de mise en circulation alternée peuvent comprendre une pompe de circulation réversible entraînée par un moteur d’entraînement apte à tourner dans les deux sens de rotation.
De préférence, l’anode est reliée à la source de courant par l’intermédiaire d’un premier élément de connexion conducteur relié d’une part au pôle positif de la source de courant et d’autre part au second module en matériau électroconducteur, et par le fait que la cathode est reliée à la source de courant par l’intermédiaire d’un second élément de connexion conducteur relié d’une part au pôle négatif de la source de courant et d’autre part au module connecteur.
Avantageusement, la vitesse de circulation du liquide de traitement se situe entre 0,1 et 5 m/s et la densité de courant appliquée est de 20 à 60 A/dm².
De préférence, le circuit hydraulique comprend une pluralité de cuves de stockage de liquide de traitement, chaque cuve étant associée à au moins un conduit pour la délivrance du liquide qu’elle contient, lequel conduit est équipé d’une électrovanne, des moyens de pilotage étant prévus pour piloter les électrovannes et permettre de relier fluidiquement l’une des cuves de stockage au dispositif.
Avantageusement, la pluralité de cuves de stockage comprend au moins un cuve de stockage de solution d’attaque acide et au moins un cuve de stockage de solution ou liquide d’attaque basique en vue de la réalisation d’une opération de rinçage, au moins une cuve de stockage de solution à base de chrome en vue de la réalisation d’une opération de chromage, une cuve de stockage de solution d’électropolissage et une cuve de stockage de solution ou liquide de neutralisation afin d’éliminer le chrome hexavalent.
Pour mieux illustrer l’objet de la présente invention, on va en décrire ci-après un mode de réalisation particulier, avec référence aux dessins annexés. Sur ces dessins :
Si l’on se réfère tout d’abord aux Figures 1 à 7, on peut voir que le dispositif D pour le traitement de surface électrochimique selon la présente invention peut être appliqué au traitement de surface de la paroi intérieure Pi d’un tube d’arme T, notamment d’une tube d’arme rayé. Dans la suite de la description, le terme « tube d’arme » ou « tube » est donc utilisé pour désigner l’élément auquel est appliqué le dispositif D. Toutefois, l’application du dispositif D selon l’invention n’est pas limitée aux tubes d’arme T, l’élément pouvant être tout élément tubulaire longitudinal en matériau électroconducteur, y compris un élément tubulaire de grande longueur.
Comme on peut le voir sur les Figures 1 et 2, le dispositif D selon l’invention comprend au moins un ensemble châssis 1, une cathode 2, une anode 3, des moyens formant interface étanche 4A, 4B, des moyens d’entraînement en rotation 5 du tube d’arme T, et des moyens de mise en traction 6 de l’anode 3.
L’ensemble châssis 1 a pour fonction de supporter le tube d’arme T à traiter dans une orientation non verticale du tube d’arme T.
Dans le mode de réalisation particulier représenté, l’ensemble châssis 1 comprend un châssis porteur 10 configuré pour supporter le tube T à l’horizontale tout en l’autorisant à tourner autour de son axe longitudinal X0. A cet effet, le châssis porteur 10 porte les moyens d’entraînement en rotation 5 du tube T. Le châssis porteur 10 est un châssis mécano-soudé, sur roulettes freinées 11, comportant des longerons longitudinaux reliés par des traverses. Comme on peut le voir sur la , des potences 12 peuvent être prévues à chaque extrémité longitudinale du châssis porteur 10, afin de permettre la suspension de câbles électriques 9 et de conduites de liquide 17 destinés à être reliés au dispositif D. De même, une paire de lunettes 13 formant des cadres agencés dans des plans verticaux et aptes à être traversés par le tube d’arme T, peuvent être montées sur les longerons supérieurs du châssis porteur 10. Les longerons supérieurs et les lunettes 13 étant configurés de telle sorte que la position longitudinale des lunettes 13 sur le châssis porteur 10 est réglable, s’adaptant ainsi à la longueur de la pièce à traiter.
En variante, l’ensemble châssis 1 pourrait également comprendre un châssis mobile (non représenté) monté sur le châssis porteur 10 et portant les moyens d’entraînement en rotation 5 du tube T. Par exemple, le châssis mobile pourrait être monté mobile à pivotement par rapport au châssis porteur 10 autour d’un axe de pivotement horizontal orthogonal à l’axe longitudinal du châssis porteur 10. Le mouvement de pivotement du châssis mobile autour de l’axe de pivotement pourrait être commandé par un vérin relié au châssis porteur 10 et articulé au châssis mobile autour d’un axe de rotation parallèle à l’axe de pivotement. Ainsi, en utilisation, une extension de la tige du vérin provoque un déplacement du châssis mobile et donc du tube d’arme T qu’il supporte vers une position haute, par exemple une position dans laquelle l’axe longitudinal X0 du tube d’arme est horizontal. A l’inverse, une rétraction de la tige du vérin provoque un déplacement du châssis mobile et donc du tube d’arme T vers une position basse dans laquelle l’axe longitudinal X0 du tube d’arme T forme un angle compris entre 0 et 90 degrés par rapport à un plan horizontal. Il convient de souligner que le vérin pourrait être remplacé par tout autre actionneur linéaire approprié. Ainsi, un tel ensemble châssis permet de positionner le tube d’arme T selon un angle d’inclinaison quelconque souhaité. Afin d’assurer le maintien en position axiale du tube par rapport au châssis mobile, en particulier dans le cas où l’angle d’inclinaison est important, une bague anti-glissement est montée autour du tube et vient en butée contre un élément formant butée du châssis mobile.
La cathode 2, une fois reliée au pôle négatif (-) d’une source de courant 8, permet au tube d’arme T de prendre la fonction de cathode. Comme on peut le voir sur les Figures 1, 2, 6 et 7, la cathode 2 comprend une tige métallique 20 rapportée positionnée le long du tube T, à l’extérieur de ce dernier, et reliée au tube T par des brides de raccordement 21 électroconductrices s’adaptant autour du tube T. La tige 20 est reliée à la source de courant 8 par l’intermédiaire d’un module connecteur 22. Ce module 22 réalisé en matériau électroconducteur est adapté autour d’un module en matériau isolant électrique 40A des moyens formant interface étanche 4A et autour de la tige 20. Un élément de connexion 23 conducteur relié au pôle négatif (-) de la source de courant 8 est reçu dans le module connecteur 22. Ainsi, une fois la source de courant 8 mise sous tension, le courant circule dans un circuit électrique CE jusqu’à l’élément de connexion 23, puis circule successivement dans le module connecteur 22, dans la tige 20, dans les brides 21 et dans la paroi du tube T.
L’anode 3 est une pièce cylindrique longitudinale réalisée en métal conducteur, notamment en cuivre et en plomb. Comme on peut le voir sur les Figures 5 et 7, à l’état monté, l’anode 3 est centrée coaxialement au tube d’arme T et fait saillie de part et d’autre des extrémités E1, E2 du tube d’arme T. Un canal annulaire est formé entre l’anode 3 et la surface de paroi intérieure Pi du tube T, lequel canal définit un passage longitudinal 7 d’une extrémité ouverte à l’autre du tube T. Ainsi, le diamètre de l’anode 3 est fonction du traitement de surface à appliquer, par exemple, de l’épaisseur de dépôt métallique souhaitée, et des dimensions du tube T.
Comme on peut le voir sur la , l’anode 3 est reliée au pôle positif (+) d’une source de courant 8 par l’intermédiaire d’un module en matériau électroconducteur 41B des moyens formant interface étanche 4B. Ce module 41B reçoit un élément de connexion 30 conducteur relié à la source de courant 8 et coopère avec une région d’extrémité de l’anode 3. En particulier, cette région d’extrémité de l’anode 3 comporte un filetage extérieur 31 qui vient en prise avec un alésage taraudé 413 du module 41B. Ainsi, une fois la source de courant 8 mise sous tension, le courant circule dans un circuit électrique CE jusqu’à l’élément de connexion 30, puis circule dans le module électroconducteur 41B et dans l’anode 3. Comme on peut le voir sur la , l’autre région d’extrémité de l’anode 3 comporte un orifice axial taraudé 32. Une tige de renforcement 33 permet de fixer l’anode 3, par son extrémité taraudée, à un autre module électroconducteur 41A des moyens formant interface étanche 4A. Cette tige de renforcement 33 comporte des régions d’extrémité longitudinale filetées dont les filetages extérieurs viennent en prise, respectivement, avec un alésage taraudé 413 du module électroconducteur 41A et avec l’orifice axial taraudé 32 de l’anode 3.
Les moyens formant interface étanche 4A, 4B ont pour fonction d’obturer le tube d’arme T à chacune de ses deux extrémités ouvertes E1, E2, de maintenir l’anode 3 en position dans le tube T et de permettre une liaison fluidique entre une source de liquide de traitement C1à Cnet le passage longitudinal 7 formé à l’intérieur du tube T. Les moyens formant interface étanche 4A, 4B comprennent des premier 4A et second 4B ensemble formant interface coopérant, respectivement, avec les première E1 et seconde E2 extrémités du tube d’arme T et de l’anode 3.
Si l’on se réfère aux Figures 6 et 7, on peut voir que le premier ensemble formant interface 4A comprend un premier module en matériau isolant électrique 40A, un premier module en matériau électroconducteur 41A et un premier module conique 42A de liaison étanche.
Le premier module en matériau isolant électrique 40A est un corps tubulaire réalisé par exemple en PVDF et ayant une section à profil externe hexagonal 401, une section cylindrique 402 et une section annulaire 403. La paroi intérieure de la section à profil externe hexagonal 401 comporte des filetages intérieurs 404 qui coopèrent avec des filetages extérieurs T1 portés par la région de première extrémité E1 du tube T. Ainsi, ce module isolant 40A est fixé par vissage à la première extrémité E1 du tube T. La section cylindrique 402 est dimensionnée de telle sorte que le module connecteur 22 est adapté autour de celle-ci. L’orifice traversant 405 de ce module isolant 40A est agencé coaxialement à l’axe longitudinal X0 du tube T et de l’anode 3 de manière à déboucher dans le tube T. La section annulaire 403 est de diamètre extérieur supérieur au diamètre extérieur de la section cylindrique 402, de manière à permettre l’assemblage de ce module 40A avec le premier module électroconducteur 41A par des organes de fixation amovible, notamment des boulons 43.
Le premier module en matériau électroconducteur 41A est un corps tubulaire réalisé par exemple en acier et ayant une section cylindrique 410 interposée en deux sections annulaires 411. La section cylindrique 410 comporte un orifice cylindrique 412 dans lequel vient se placer la région de première extrémité de l’anode 3. L’orifice cylindrique 412 est coaxial à l’axe longitudinal X0. Cette section 410 permet donc le positionnement, en particulier le centrage, de l’anode 3 par rapport au tube T. L’alésage taraudé 413 en prise avec la tige de renforcement 33 débouche dans cet orifice cylindrique 412. Ainsi, l’anode 3 est fixée, par sa première extrémité, au premier module électroconducteur 41A. L’une des sections annulaires 411 est en contact avec la section annulaire 403 du premier module isolant 40A, les deux modules 40A, 41A étant assemblés de manière étanche. L’autre section annulaire 411 est en contact avec une section annulaire 420 du premier module conique 42A, les deux modules 41A, 42A étant également assemblés de manière étanche par l’intermédiaire de boulons 43, de bagues et de joints d’étanchéité. Une pluralité de canaux cylindriques 414 sont agencés autour de l’orifice 412 coaxial au tube d’arme T. Ces canaux 414 débouchent d’une part dans l’orifice traversant 405 du premier module isolant 40A et d’autre part dans un orifice convergent 423 du premier module conique 42A.
Le premier module conique 42A est un corps tubulaire réalisé en un matériau isolant électrique, notamment en matière plastique, et ayant une section annulaire 420 pour la fixation au premier module électroconducteur 41A, une section conique 421 et une section cylindrique 422. L’orifice convergent 423 est formé dans la section conique 421. Un orifice d’entrée/sortie cylindrique 424 est formé dans la section cylindrique 422. L’orifice convergent 423 débouche dans l’orifice cylindrique d’entrée/sortie 424. Ainsi, un liquide provenant d’une source de liquide de traitement C1à Cnpeut circuler successivement à travers l’orifice d’entrée/sortie 424, l’orifice convergent 423, la pluralité de canaux 414, l’orifice traversant 405 et le passage longitudinal 7 entre l’anode 3 et le tube T.
Si l’on se réfère aux Figures 4 et 5, on peut voir que le second ensemble formant interface 4B comprend un second module en matériau isolant électrique 40B, un second module en matériau électroconducteur 41B et un second module conique 42B de liaison étanche.
Le second module isolant 40B est analogue au premier module isolant 40A et est fixé par vissage à la seconde extrémité E2 du tube T. En particulier, les filetages intérieurs 404 prévus dans la section à profil externe hexagonal 401, et désigné par premier alésage taraudé, coopèrent avec les filetages extérieurs T2 de la région de seconde extrémité E2 du tube T.
Le second module en matériau électroconducteur 41B est analogue au premier module électroconducteur 41A, à l’exception du fait qu’il comporte un orifice radial 415 au niveau de la section annulaire 411 en contact avec la section annulaire 403, lequel orifice 415 est configuré pour recevoir l’élément de connexion 30 pour le raccordement électrique de l’anode 3 à la source de courant 8. La région de seconde extrémité de l’anode 3 traverse l’orifice cylindrique 412 et l’alésage taraudé 413, le filetage extérieur 31 de l’anode 3 venant en prise avec le filetage de l’alésage taraudé 413 désigné par second alésage taraudé. Le pas de vis de ce second alésage taraudé 413 est inversé par rapport au pas de vis du premier alésage taraudé 404. Ainsi, lors du positionnement de l’anode 3 par rapport au tube T, la première extrémité de l’anode 3 étant maintenue fixe en rotation par le blocage en rotation au niveau de la section à profil hexagonal 401, un vissage du second module isolant 40B le long de la seconde extrémité E2 du tube d’arme T provoque un vissage de la seconde extrémité de l’anode 3 dans le second module électroconducteur 41B, donc à l’opposé de la première extrémité de l’anode 3. Les alésages taraudés 404, 413 des moyens formant interface étanche 4A, 4B constituent donc les moyens de mise en traction de l’anode 3.
Le second module conique 42B est analogue au premier module conique 42A.
Les moyens d’entraînement en rotation 5 du tube d’arme T ont pour fonction de permettre la rotation axiale du tube T, autrement dit la rotation du tube T autour de son axe longitudinal X0. Dans le mode de réalisation préféré de l’invention, ces moyens 5 permettent au tube T d’effectuer une rotation axiale sur 360 degrés dans un premier sens de rotation puis une rotation axiale sur 360 degrés dans un second sens de rotation opposé, en alternance.
Comme on peut le voir sur la , ces moyens d’entraînement 5 peuvent comprendre un moyen de commande, notamment un moteur 50 porté par les longerons supérieurs de l’ensemble châssis 1, et des moyens de transmission. Les moyens de transmission comprennent une bielle 51 couplée à l’arbre de sortie du moteur 50 et reliée à une crémaillère 52 d’un système à pignon et crémaillère. Ainsi, une rotation du moteur 50 provoque un déplacement en translation de la crémaillère 52 alternativement dans une première direction et dans une seconde direction. Le déplacement en translation de la crémaillère 52 provoque alors la rotation du pignon 53 associé dans un sens de rotation ou l’autre. Ce pignon 53 est couplé à un ensemble poulies-courroie dont l’une des poulies 54 est montée sur un arbre couplé au pignon 53 et dont l’autre poulie 55 est montée sur un premier arbre d’un ensemble galets 57. Ainsi, la rotation du pignon 53 entraîne la rotation des poulies 54, 55, par l’intermédiaire de la courroie 56, et donc la rotation du premier arbre portant l’ensemble galets 57. L’ensemble galets 57 comprend une première paire de galets montés sur le premier arbre et une seconde paire de galets montés sur un second arbre, le second arbre étant couplé au premier arbre par un autre ensemble poulies-courroie 58. Les premier et second arbres sont parallèles entre eux et parallèles à l’axe longitudinal X0. Les deux paires de galets 57 sont agencées de part et d’autre de l’axe longitudinal X0 et au-dessous du tube d’arme T de manière à supporter le tube T par le dessous et à communiquer le mouvement de rotation des galets 57 au tube d’arme T. L’ensemble galets 57 est supporté par des longerons supérieurs de l’ensemble châssis 1, au niveau de l’une des régions d’extrémité longitudinale de l’ensemble châssis 1. Au niveau de l’autre région d’extrémité longitudinale de l’ensemble châssis 1 sont prévus une paire de galets 59 montés libres en rotation autour d’axes de rotation parallèles entre eux et parallèles à l’axe longitudinal X0. Ces galets 59 supportent le tube d’arme T par l’intermédiaire d’un ensemble bague de roulement 60, qui permet le cas échéant de compenser l’éventuelle conicité du tube d’arme T. L’ensemble bague de roulement 60 est monté autour du tube d’arme T et est traversé par la tige 20 de la cathode 2. Ainsi, l’ensemble comprenant le tube d’arme T, la cathode 2, l’anode 3 et les moyens formant interface étanche 4A, 4B est apte à tourner lors de la mise en rotation du tube d’arme T autour de son axe longitudinal X0.
Si l’on se réfère désormais à la , on peut voir que pour la mise en œuvre d’un traitement de surface, le dispositif D selon la présente invention est intégré dans un système S de traitement de surface, notamment un système fonctionnant en circuit fermé. Le système S selon la présente invention comprend un circuit électrique CE et un circuit hydraulique CH reliés au dispositif D décrit ci-dessus.
Le circuit électrique CE comprend une source de courant 8 et des câbles électriques 9 connectant, d’une part, le pôle positif (+) de la source de courant 8 et l’anode 3 par passage du courant à travers l’élément de connexion 30 reçu dans le second module électroconducteur 41B, et d’autre part, le pôle négatif (-) de la source de courant 8 et la cathode 2 par passage du courant à travers l’élément de connexion 23 reçu dans le module connecteur 22.
Le circuit hydraulique CH comprend une pluralité de cuves C1à Cnde stockage de liquide de traitement constituant la au moins une source de liquide de traitement. Chaque cuve C1à Cnest associée à au moins un conduit amont 14 équipé d’une électrovanne 15, laquelle est reliée à des moyens de pilotage 16 comprenant notamment une interface homme-machine, un automate avec sondes et des capteurs. Des moyens de circulation de liquide de traitement, tels que des pompes, permettent la mise en circulation du liquide à travers les conduits amont 14. Des conduits aval 17 reliés aux conduits amont 14 sont en communication fluidique avec les orifices d’entrée/sortie 424 des premier 42A et second 42B modules coniques afin de permettre la circulation d’un liquide de traitement entre l’une des cuves C1à Cnet le passage longitudinal 7. La circulation du liquide dans les conduits aval 17 est commandée par des moyens de mise en circulation alternée 18 aptes à faire circuler l’un des liquides de traitement à travers le passage longitudinal 7 de manière alternée dans un premier sens de circulation et dans un second sens de circulation (flèches à double sens sur la ). Ainsi, du liquide de traitement entre dans le passage 7 par la première extrémité E1 du tube T et sort du passage 7 par la seconde extrémité E2 du tube T, puis après un certain temps prédéterminé, du liquide de traitement entre dans le passage 7 par la seconde extrémité E2 du tube T et sort du passage par la première extrémité E1 du tube T. Sur la , les moyens de mise en circulation alternée 18 sont schématisés par une pompe de circulation réversible entraînée par un moteur d’entraînement apte à tourner dans les deux sens de rotation.
En fonctionnement, le procédé mettant en œuvre le système S selon l’invention comprend les étapes préalables suivantes :
- le montage de la cathode 2 sur le tube d’arme T par l’intermédiaire des deux brides de raccordement 21 ;
- le montage de l’ensemble bague de roulement 60 autour du tube T et de la cathode 2 ;
- le montage du module connecteur 22 autour du premier module isolant 40A ;
- la fixation du premier module isolant 40A sur la première extrémité E1 du tube T et la fixation du second module isolant 40B sur la seconde extrémité E2 du tube T. Pour cela, pour chaque module isolant 40A, 40B, une clé correspondant au profil hexagonal 401 est utilisée pour visser le module 40A, 40B sur les filetages T1, T2 ;
- la fixation du second module électroconducteur 41B au second module isolant 40B ;
- l’introduction de l’anode 3 à l’intérieur du tube T par introduction de l’anode 3 depuis le premier module isolant 40A, jusqu’à ce que les filetages 31 de la seconde extrémité de l’anode 3 coopèrent avec l’alésage taraudé 413 du second module électroconducteur 41B ;
- la fixation du premier module électroconducteur 41A à la première extrémité de l’anode 3 par vissage de la tige de renforcement 33 dans l’alésage taraudé 413, puis la fixation du premier module électroconducteur 41A au premier module isolant 40A ;
- la mise en traction de l’anode 3. Pour cela, un premier opérateur maintient en position le premier module isolant 40A par rapport au tube T à l’aide d’une clé correspondant au profil hexagonal 401, de sorte que le premier module isolant 40A et donc le premier module électroconducteur 41A et l’anode 3 sont bloqués en rotation. Un second opérateur visse le second module isolant 40B sur le tube T à l’aide d’une clé correspondante et applique un couple de serrage, notamment de 130 dN.m. En raison des pas de vis inversés des alésages taraudés 404, 413, ce vissage permet la mise en traction de l’anode 3 entre les deux modules électroconducteurs 41A, 41B ;
- la mise en place du tube d’arme T sur les moyens d’entraînement en rotation 5 portés par l’ensemble châssis 1. Pour cela, l’ensemble bague de roulement 60 est placé sur la paire de galets 59 montés libres en rotation et une région du tube T située entre la cathode 2 et le second ensemble formant interface 4B est placée sur les paires de galets 57 entraînés en rotation par le moteur 50 ;
- la fixation des premier et second modules coniques 42A, 42B aux premier et second modules électroconducteurs 41A, 41B, respectivement ;
- au besoin, notamment dans le cas d’un tube T de grande longueur, le montage des potences 12 sur le châssis porteur 10 et la suspension des câbles électriques 9 et des conduites 17 hydrauliques à ces potences 12.
- le montage de la cathode 2 sur le tube d’arme T par l’intermédiaire des deux brides de raccordement 21 ;
- le montage de l’ensemble bague de roulement 60 autour du tube T et de la cathode 2 ;
- le montage du module connecteur 22 autour du premier module isolant 40A ;
- la fixation du premier module isolant 40A sur la première extrémité E1 du tube T et la fixation du second module isolant 40B sur la seconde extrémité E2 du tube T. Pour cela, pour chaque module isolant 40A, 40B, une clé correspondant au profil hexagonal 401 est utilisée pour visser le module 40A, 40B sur les filetages T1, T2 ;
- la fixation du second module électroconducteur 41B au second module isolant 40B ;
- l’introduction de l’anode 3 à l’intérieur du tube T par introduction de l’anode 3 depuis le premier module isolant 40A, jusqu’à ce que les filetages 31 de la seconde extrémité de l’anode 3 coopèrent avec l’alésage taraudé 413 du second module électroconducteur 41B ;
- la fixation du premier module électroconducteur 41A à la première extrémité de l’anode 3 par vissage de la tige de renforcement 33 dans l’alésage taraudé 413, puis la fixation du premier module électroconducteur 41A au premier module isolant 40A ;
- la mise en traction de l’anode 3. Pour cela, un premier opérateur maintient en position le premier module isolant 40A par rapport au tube T à l’aide d’une clé correspondant au profil hexagonal 401, de sorte que le premier module isolant 40A et donc le premier module électroconducteur 41A et l’anode 3 sont bloqués en rotation. Un second opérateur visse le second module isolant 40B sur le tube T à l’aide d’une clé correspondante et applique un couple de serrage, notamment de 130 dN.m. En raison des pas de vis inversés des alésages taraudés 404, 413, ce vissage permet la mise en traction de l’anode 3 entre les deux modules électroconducteurs 41A, 41B ;
- la mise en place du tube d’arme T sur les moyens d’entraînement en rotation 5 portés par l’ensemble châssis 1. Pour cela, l’ensemble bague de roulement 60 est placé sur la paire de galets 59 montés libres en rotation et une région du tube T située entre la cathode 2 et le second ensemble formant interface 4B est placée sur les paires de galets 57 entraînés en rotation par le moteur 50 ;
- la fixation des premier et second modules coniques 42A, 42B aux premier et second modules électroconducteurs 41A, 41B, respectivement ;
- au besoin, notamment dans le cas d’un tube T de grande longueur, le montage des potences 12 sur le châssis porteur 10 et la suspension des câbles électriques 9 et des conduites 17 hydrauliques à ces potences 12.
Une fois ces étapes préalables réalisées, le tube T à traiter est apte à former cathode et est positionné à la position non verticale souhaitée, notamment à l’horizontale, et l’anode 3 est maintenue strictement coaxiale à l’axe longitudinal X0 du tube T.
Le procédé de traitement électrochimique peut alors comprends les étapes de traitement suivantes :
- la liaison des modules coniques 42A, 42B au circuit hydraulique CH ;
- la liaison de la source de courant 8 à la cathode 2 par le montage du module connecteur 22 autour du premier module isolant 40A et autour de la tige 20 et la liaison de l’élément de connexion 23 au pôle négatif (-), et à l’anode 3 par la liaison de l’élément de connexion 30 du second module électroconducteur 41B au pôle positif (+) ;
- l’introduction d’un électrolyte dans le passage longitudinal 7 par actionnement des moyens de circulation et commande des moyens de pilotage 16 ;
- une fois la température de la surface du tube T homogénéisée, la mise sous tension de la source de courant 8. Le passage d’un courant électrique dans le liquide de traitement s’écoulant dans le passage longitudinal 7 permettant le traitement de surface de la paroi intérieure Pi du tube T ;
- pendant le traitement de surface, l’actionnement des moyens de mise en circulation alternée 18 du liquide de traitement et des moyens d’entraînement en rotation 5 du tube T. Ainsi, le tube T est amené à pivoter autour de son axe longitudinal X0, dans des sens de rotation alternés et du liquide de traitement traverse le tube T dans un sens longitudinal, puis dans l’autre.
- la liaison des modules coniques 42A, 42B au circuit hydraulique CH ;
- la liaison de la source de courant 8 à la cathode 2 par le montage du module connecteur 22 autour du premier module isolant 40A et autour de la tige 20 et la liaison de l’élément de connexion 23 au pôle négatif (-), et à l’anode 3 par la liaison de l’élément de connexion 30 du second module électroconducteur 41B au pôle positif (+) ;
- l’introduction d’un électrolyte dans le passage longitudinal 7 par actionnement des moyens de circulation et commande des moyens de pilotage 16 ;
- une fois la température de la surface du tube T homogénéisée, la mise sous tension de la source de courant 8. Le passage d’un courant électrique dans le liquide de traitement s’écoulant dans le passage longitudinal 7 permettant le traitement de surface de la paroi intérieure Pi du tube T ;
- pendant le traitement de surface, l’actionnement des moyens de mise en circulation alternée 18 du liquide de traitement et des moyens d’entraînement en rotation 5 du tube T. Ainsi, le tube T est amené à pivoter autour de son axe longitudinal X0, dans des sens de rotation alternés et du liquide de traitement traverse le tube T dans un sens longitudinal, puis dans l’autre.
Une fois le traitement de surface achevé, la mise en circulation du liquide de traitement est arrêtée, le tube T est vidangé, les ensembles formant interface 4A, 4B sont démontés et le dispositif D est déconnecté du circuit électrique CE et du circuit hydraulique CH.
On comprend donc que le système S selon la présente invention permet la mise en œuvre d’une séquence de traitements de surface. Par exemple, le système S peut mettre en œuvre un nettoyage de la surface intérieure du tube T afin de conditionner l’adhérence ultérieure d’un dépôt, un chromage électrolytique permettant le dépôt d’une couche de chrome, un ou plusieurs rinçages, un électropolissage, etc. selon le traitement souhaité, les moyens de pilotage 16 du circuit hydraulique CH commandent la liaison fluidique entre la cuve C1à Cncontenant le liquide de traitement approprié et le dispositif D. Par exemple, en vue d’un nettoyage, le dispositif D selon l’invention est traversé par un liquide d’attaque (acide, base, etc.), alors qu’en vue d’un chromage, le dispositif D est traversé par un liquide à base de chrome. Ainsi, le nombre de cuves de stockage C1à Cnet les liquides de traitement contenus dans ces cuves sont adaptés aux traitements de surface souhaités. De plus, du courant est amené à circuler dans le circuit électrique CE uniquement lorsque le traitement à réaliser est électrochimique.
Il est bien entendu que les modes de réalisation particuliers qui viennent d’être décrits ont été donnés à titre indicatif et non limitatif, et que des modifications peuvent être apportées sans que l’on s’écarte pour autant du cadre de la présente invention.
Claims (10)
- Dispositif (D) pour le traitement de surface électrochimique d’une surface intérieure d’un élément tubulaire longitudinal (T) en matériau électroconducteur, notamment pour le revêtement métallique par voie électrolytique d’une paroi intérieure (Pi) d’un tube d’arme (T), l’élément tubulaire (T) ayant un axe longitudinal (X0) et étant ouvert à des première et seconde extrémités (E1, E2), lequel dispositif (D) comprend :
- un ensemble châssis (1) configuré pour supporter un tel élément tubulaire (T) de façon à autoriser l’élément tubulaire (T) à tourner autour de son axe longitudinal (X0) ;
- au moins une cathode (2) destinée à être reliée au pôle négatif d’une source de courant (8) et configurée pour être reliée électriquement à l’élément tubulaire (T) ;
- une anode (3) longitudinale destinée à être reliée au pôle positif de la source de courant (8) et configurée pour être placée à l’intérieur de l’élément tubulaire (T), coaxialement à l’axe longitudinal (X0) et au moins sur toute la longueur de l’élément tubulaire (T) ;
- des moyens formant interface étanche (4A, 4B) configurés pour coopérer de manière amovible avec l’élément tubulaire (T) au niveau des première (E1) et seconde (E2) extrémités de l’élément tubulaire (T) et pour assurer l’étanchéité desdites première et seconde extrémités (E1, E2), et pour coopérer avec l’anode (3) afin d’assurer son centrage par rapport à l’élément tubulaire (T), les moyens formant interface étanche (4A, 4B) comprenant au moins un premier orifice d’entrée/sortie (424) apte à communiquer avec la première extrémité (E1) ouverte de l’élément tubulaire (T) et au moins un second orifice d’entrée/sortie (424) apte à communiquer avec la seconde extrémité (E2) ouverte de l’élément tubulaire (T), de telle sorte qu’en utilisation, un passage longitudinal (7) étanche est formé entre l’anode (3) et la surface intérieure de l’élément tubulaire (T) de la première (E1) à la seconde (E2) extrémité de l’élément tubulaire (T), les orifices d’entrée/sortie (424) étant destinés à être reliés à une source de liquide de traitement (C1-Cn); et
- des moyens d’entraînement en rotation (5) de l’élément tubulaire (T) autour de son axe longitudinal (X0),
caractérisé par le fait que l’ensemble châssis (1) est apte à supporter l’élément tubulaire (T) dans une orientation non verticale de ce dernier et que le dispositif (D) comprend en outre des moyens de mise en traction (6) de l’anode (3) configurés pour, lorsque l’anode (3) est montée à l’intérieur de l’élément tubulaire (T), agir sur au moins l’une des deux extrémités de l’anode (3) afin d’empêcher un fléchissement de l’anode (3). - Dispositif (D) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de mise en traction (6) de l’anode (3) sont configurés pour permettre un réglage de la traction par vissage de l’anode (3) sur l’un des moyens formant interface étanche (4A, 4B).
- Dispositif (D) selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les moyens de mise en traction (6) de l’anode (3) comprennent au moins un premier alésage taraudé (404) et au moins un deuxième alésage taraudé (413) prévus dans les moyens formant interface étanche (4A, 4B), le ou l’un des premiers alésages taraudés (404) étant configuré pour coopérer avec l’une des extrémités (E1, E2) de l’élément tubulaire (T), notamment la seconde extrémité (E2), et le ou l’un des deuxièmes alésages taraudés (413) étant configuré pour coopérer avec un filetage extérieur (31) prévu sur la région d’extrémité correspondante de l’anode (3), ledit premier alésage taraudé (404) ayant un pas de vis inversé par rapport au pas de vis dudit deuxième alésage taraudé (413), de telle sorte qu’en utilisation, lorsque ledit premier alésage taraudé (404) est vissé sur l’extrémité de l’élément tubulaire (T) et que l’autre extrémité de l’anode (3) est maintenue fixe, la région d’extrémité de l’anode (3) portant le filetage extérieur (31) est amenée à se visser dans ledit deuxième alésage taraudé (413).
- Dispositif (D) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les moyens formant interface étanche (4A, 4B) comprennent un premier (4A) et un second (4B) ensemble formant interface, le premier ensemble formant interface (4A) comprenant un premier module en matériau isolant électrique (40A) configuré pour coopérer avec la première extrémité (E1) de l’élément tubulaire (T) et être traversé par l’anode (3) et un premier module en matériau électroconducteur (41A) fixé au premier module en matériau isolant électrique (40A) et configuré pour coopérer avec la première extrémité de l’anode (3), le second ensemble formant interface (4B) comprenant un second module en matériau isolant électrique (40B) configuré pour coopérer avec la seconde extrémité (E2) de l’élément tubulaire (T) et être traversé par l’anode (3) et un second module en matériau électroconducteur (41B) fixé au second module en matériau isolant électrique (40B) et relié à la seconde extrémité de l’anode (3) par l’intermédiaire des moyens de mise en traction de l’anode (6).
- Dispositif (D) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l’au moins une cathode (2) est une cathode périphérique comprenant une tige métallique (20) destinée à être positionnée à l’extérieur de l’élément tubulaire (T) et le long d’une génératrice de celui-ci, la tige (20) portant au moins une bride de raccordement (21) à l’élément tubulaire (T) et un module connecteur (22) destiné à relier la tige à (20) la source de courant (8), le module connecteur (22) étant fixé aux moyens formant interface étanche (4A, 4B) en étant isolé électriquement de l’anode (3), de telle sorte qu’en utilisation, l’élément tubulaire (T) prend la fonction de cathode.
- Dispositif (D) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l’ensemble châssis (1) comprend un châssis porteur (10) et un châssis mobile monté sur le châssis porteur (10) et mobile relativement au châssis porteur (10), au moins à pivotement autour d’un axe de pivotement, les moyens d’entraînement en rotation (5) de l’élément tubulaire (T) étant solidaires du châssis mobile, l’amplitude du pivotement du châssis mobile autour de l’axe de pivotement autorisant, en utilisation, l’élément tubulaire (T) à former un angle d’inclinaison par rapport à un plan horizontal compris entre 0 et 90 degrés inclus.
- Dispositif (D) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les moyens d’entraînement en rotation (5) de l’élément tubulaire (T) sont configurés pour produire un mouvement de rotation alternée de l’élément tubulaire (T), de sorte qu’en utilisation, l’élément tubulaire (T) est apte à être mis en rotation, sur une plage angulaire déterminée, alternativement dans un sens de rotation donné, puis dans le sens de rotation inverse.
- Système (S) pour le traitement de surface électrochimique d’une surface intérieure d’un élément tubulaire (T) en matériau électroconducteur, caractérisé par le fait qu’il comprend un dispositif (D) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, lequel système (S) comprend en outre :
- un circuit électrique (CE) comprenant une source de courant (8) dont le pôle positif est relié à l’anode (3) et dont le pôle négatif est relié à l’au moins une cathode (2) ; et
- un circuit hydraulique (CH) relié aux premier et second orifices d’entrée/sortie (424) du dispositif (D) et comprenant au moins une source de liquide de traitement (C1-Cn) et des moyens de circulation de liquide de traitement, lequel circuit hydraulique (CH) comprend en outre des moyens de mise en circulation alternée (18) aptes à faire circuler le liquide de traitement dans le passage longitudinal (7), dans un premier temps de la première (E1) vers la seconde (E2) extrémité, puis dans un second temps inversement de la seconde (E2) vers la première (E1) extrémité.
- Système (S) selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l’anode (3) est reliée à la source de courant (8) par l’intermédiaire d’un premier élément de connexion (30) conducteur relié d’une part au pôle positif de la source de courant (8) et d’autre part au second module en matériau électroconducteur (41A ; 41B), et par le fait que la cathode (2) est reliée à la source de courant (8) par l’intermédiaire d’un second élément de connexion (23) conducteur relié d’une part au pôle négatif de la source de courant (8) et d’autre part au module connecteur (22).
- Système (S) selon l’une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé par le fait que le circuit hydraulique (CH) comprend une pluralité de cuves de stockage de liquide de traitement (C1-Cn), chaque cuve (C1-Cn) étant associée à au moins un conduit (14) pour la délivrance du liquide qu’elle contient, lequel conduit (14) est équipé d’une électrovanne (15), des moyens de pilotage (16) étant prévus pour piloter les électrovannes (15) et permettre de relier fluidiquement l’une des cuves de stockage (C1-Cn) au dispositif (D).
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2212147A FR3142493A1 (fr) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | Dispositif pour le traitement de surface électrochimique d'une surface intérieure d'un élément tubulaire en matériau électroconducteur, notamment d'un tube d'arme,et système comprenan un tel dispositif |
PCT/IB2023/061908 WO2024116049A1 (fr) | 2022-11-29 | 2023-11-27 | Dispositif pour le traitement de surface électrochimique d'une surface intérieure d'un élément tubulaire en matériau électroconducteur, notamment d'un tube d'arme, et système comprenant un tel dispositif |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2212147A FR3142493A1 (fr) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | Dispositif pour le traitement de surface électrochimique d'une surface intérieure d'un élément tubulaire en matériau électroconducteur, notamment d'un tube d'arme,et système comprenan un tel dispositif |
FR2212147 | 2022-11-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR3142493A1 true FR3142493A1 (fr) | 2024-05-31 |
Family
ID=85685332
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR2212147A Pending FR3142493A1 (fr) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | Dispositif pour le traitement de surface électrochimique d'une surface intérieure d'un élément tubulaire en matériau électroconducteur, notamment d'un tube d'arme,et système comprenan un tel dispositif |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR3142493A1 (fr) |
WO (1) | WO2024116049A1 (fr) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB712314A (en) | 1951-02-08 | 1954-07-21 | Electro Metal Hardening Co S A | Method of and apparatus for a uniform electrolytic internal chromium plating of tubes |
US2859157A (en) * | 1956-10-04 | 1958-11-04 | Jr John S Curtiss | Method and apparatus for electroplating the interior surface of conductive material apertures |
CN1064901A (zh) * | 1992-01-28 | 1992-09-30 | 胜利石油管理局总机械厂 | 深孔定尺寸镀铬装置及工艺方法 |
-
2022
- 2022-11-29 FR FR2212147A patent/FR3142493A1/fr active Pending
-
2023
- 2023-11-27 WO PCT/IB2023/061908 patent/WO2024116049A1/fr unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB712314A (en) | 1951-02-08 | 1954-07-21 | Electro Metal Hardening Co S A | Method of and apparatus for a uniform electrolytic internal chromium plating of tubes |
US2859157A (en) * | 1956-10-04 | 1958-11-04 | Jr John S Curtiss | Method and apparatus for electroplating the interior surface of conductive material apertures |
CN1064901A (zh) * | 1992-01-28 | 1992-09-30 | 胜利石油管理局总机械厂 | 深孔定尺寸镀铬装置及工艺方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2024116049A1 (fr) | 2024-06-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2064362B1 (fr) | Dispositif de guidage d'une bande dans un bain liquide | |
EP0425354B1 (fr) | Installation et procédé de revêtement électrolytique d'une bande métallique | |
WO2024116049A1 (fr) | Dispositif pour le traitement de surface électrochimique d'une surface intérieure d'un élément tubulaire en matériau électroconducteur, notamment d'un tube d'arme, et système comprenant un tel dispositif | |
FR2723014A1 (fr) | Procede et dispositif de correction de l'ovalisation de cylindres de coulee continue de bande metallique | |
FR2915119A1 (fr) | Procede et systeme pour souder un palier. | |
FR2900161A1 (fr) | Installation de traitement de pieces, notamment par electrolyse | |
EP3126720B1 (fr) | Vanne à corps de vanne perfectionné et procédé de fabrication d'une telle vanne | |
FR2521233A1 (fr) | Dispositif hydraulique de commande de mouvements de bascule | |
EP0084752B1 (fr) | Procédé de chromage intérieur d'un élément tubulaire, anode pour sa mise en oeuvre | |
FR2708347A1 (fr) | Chambre de mesure, notamment pour le contrôle de l'eau d'une piscine. | |
EP2013383B1 (fr) | Installation de traitement de surface de pieces metalliques, notamment par electrolyse | |
WO2019097151A1 (fr) | Dispositif pour pomper l'eau en grande profondeur | |
EP3616865A1 (fr) | Dispositif et procédé d'impression tridimensionnelle dans du gel | |
EP3505657B1 (fr) | Rouleaux conducteurs de courant | |
FR2717830A1 (fr) | Dispositif de projection d'un liquide de décapage ou de rinçage. | |
EP3719435B1 (fr) | Insert d extrémité de conduit | |
EP0430917B1 (fr) | Dispositif pour former un dépôt électrolytique continu d'épaisseur constante | |
BE1001525A6 (fr) | Dispositif d'alimentation en electrolyte d'une cellule de depot electrolytique. | |
WO2022136015A1 (fr) | Dispositif pour pomper l'eau en grande profondeur | |
EP0070791A1 (fr) | Joint tournant à raccords multiples | |
EP4409172A1 (fr) | Vanne de regulation a pincement | |
BE538986A (fr) | ||
FR2958560A1 (fr) | Installation a circuit ferme pour traiter la surface de pieces a partir d'un bain liquide | |
FR3140888A1 (fr) | Procede de depot de revetement | |
LU87849A1 (fr) | Dispositif d'alimentation en courant electrique d'un rouleau tournant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20240531 |