WO1997042355A1 - Procede et installation de metallisation de tuyaux en fonte - Google Patents

Procede et installation de metallisation de tuyaux en fonte Download PDF

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WO1997042355A1
WO1997042355A1 PCT/FR1997/000756 FR9700756W WO9742355A1 WO 1997042355 A1 WO1997042355 A1 WO 1997042355A1 FR 9700756 W FR9700756 W FR 9700756W WO 9742355 A1 WO9742355 A1 WO 9742355A1
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metallization
pipe
gun
wheel
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PCT/FR1997/000756
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Inventor
Denis Girardin
Christophe Lamouret
Joël LHUILLIER
Original Assignee
Pont-A-Mousson S.A.
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Priority to CA002252948A priority patent/CA2252948C/fr
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/14—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying for coating elongate material
    • C23C4/16—Wires; Tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C29/00—Cooling or heating work or parts of the extrusion press; Gas treatment of work
    • B21C29/006—Gas treatment of work, e.g. to prevent oxidation or to create surface effects

Definitions

  • the present invention relates to a process for metallization of metal supports and relates more particularly to the hot metallization of pipes, in particular of cast iron pipes which are obtained by vertical continuous casting.
  • Hot-dip galvanizing coats the pipe internally and externally, and the pipe heats up, so that the results of other previous operations performed on the pipe at lower temperatures may be compromised.
  • Hot-dip galvanizing by the liquid process poses the currently insoluble problem of sealing in a liquid bath between the vertical pipe and the liquid metal, as well as the problem of managing a healthy bath (without mattes) and composition stable over time.
  • the pipe to be coated from continuous casting is not rough which makes it impossible to hang a cold coating without surface preparation.
  • the invention aims to achieve a uniform diffused coating having good impact resistance.
  • the invention also aims to provide a very adherent coating on the outside of a pipe whose position and diameter vary, continuously scrolling in the vertical direction and not subject to rotation, while avoiding subjecting the pipe thermal quenching.
  • the invention further aims to provide a coating ensuring self-healing of wounds.
  • the object of the invention is finally to produce a coating which contributes to corrosion resistance in a buried situation.
  • a zinc-based metallization alloy using a set of spray guns arranged so as to surround the path of the pipe to be metallized.
  • the spray guns are made to oscillate around the path of the pipe with a frequency and an angular amplitude adapted to the speed of movement. of the pipe in order to obtain a uniform coating in thickness.
  • the invention also relates to an installation for metallization of a metal pipe obtained by vertical ascending continuous casting and moved vertically continuously, characterized in that it comprises on the path of the pipe, a metallization station including ⁇ leading to a passage for the pipe, a metallization enclosure, projection guns mounted in said enclosure on an oscillating plate surrounding said path, means for supplying each gun with metallization material and means for making oscil ⁇ ler the support plate and to move the guns in said enclosure in an oscillating movement whose frequency and angular amplitude ensure the production of a uniform coating in thickness.
  • the invention further relates to a metal pipe obtained by vertical casting, characterized in that it comprises a metallization coating obtained by the process defined above.
  • the spray guns are three in number and are arranged on the plate at 120 ° from each other.
  • the spray guns are flame guns or arc guns.
  • the metallization material is an alloy wire Zn ⁇ l ⁇ and the means for supplying metallization material comprise for each gun a reserve of wire and a reel device controlled by the oscillation movement of the gun support plate.
  • - Fig.l is a schematic view in vertical section of a metallization installation according to the invention.
  • - Fig.2 is a schematic sectional view along line 2-2 of Figure 1;
  • - Fig.3 is a partial schematic side view of the metallization installation of Figure 1; - Fig.4 is a partial sectional view of a flame gun of the installation; and
  • - Fig.5 is a micrograph of a coating obtained by the process according to the invention.
  • the metallization installation shown in FIG. 1 comprises on the path of a pipe T obtained in an upward vertical continuous casting installation not shown and above this installation, a chimney 1 for the passage of pipe T during fabrica ⁇ tion, into which nitrogen 2 is injected through a conduit 2 to allow the pipe T to move between the outlet of the casting installation and the metalli ⁇ cation installation in an atmosphere of surface protection of pipe T against oxidation.
  • the chimney 1 has a lower part 3 in which the pipe passes progressively during its upward movement from 1100 ° C to 1000 ° C and an upper part 4 cooled with water located immediately below the metallization zone and in which the temperature of the pipe goes from 1000 ° C to a temperature between 700 and 900 ° C.
  • a sliding mask 5 made of thermal insulating material is placed in the chimney 1 at the junction of the lower part 3 and the upper part 4 thereof and its movement in the cooled upper part 4 makes it possible to control the cooling - ment of the pipe T by interposition between the pipe and the wall of said cooled part.
  • a metallization enclosure 6 comprising a bottom 7 inclined downward, from the center towards the periphery, and provided with suction ducts 8.
  • the bottom 7 is connected to a fall-prevention cover 9 through which the pipe T to be coated passes with minimal play in order to prevent the sprayed metallization product which does not adhere to the wall of the pipe does fall to the bottom of the installation.
  • the enclosure further comprises an oscil ⁇ lante plate 10 on which are mounted spray guns such as the flame metallization gun 11.
  • Each gun is supplied with metallization wire 12 in a manner which will be described with reference to Figures 2 to 4.
  • the pistols 11 are for example three in number and are arranged on the plate 10 at 120 ° from each other.
  • Each gun 10 projects a jet 13 of metallization material onto the pipe T during its upward displacement.
  • the projection pistols can also be arc pistols.
  • They can also be formed by liquid metal spraying members.
  • flame guns have the advantage of being a hot technology which does not disturb the cooling kinetics of the product.
  • the upper wall 14 of the enclosure 6 also includes suction ducts 15.
  • the enclosure 6 is surmounted by a water-cooled sheath 16 allowing the metallized pipe to leave the metallization installation at a temperature of
  • the installation shown in section in FIG. 2 comprises a platform (not shown) crossed by the pipe in formation, on which the metallization enclosure provided with the annular plate 10 is mounted.
  • the plate 10 is rotated in an oscillating movement by an appropriate mechanism not shown. As indicated above, in the present example, it carries three flame metallization guns 11.
  • the amplitude of angular displacement of the plate 10 as well as its frequency are a function of the angle of dispersion of the jets 13 of molten metal projected by the guns 11 as well as the speed of displacement of the pipe T in order to allow the application of '' a metallization layer of uniform thickness.
  • Each metallization gun 11 which includes means for supplying oxygen and gas, by means of suitable hoses (not shown is associated with a device for supplying metallization product in the form of a wire 12.
  • Each device comprises a wire reserve 20 and a reel designated by the general reference 21, intended to bring the metallization wire 12 from the wire reserve 20 to the associated gun 11 taking into account the oscillating movements to which the gun 11 is subjected. by the oscillating plate 10.
  • the wire 12 is advantageously made of an alloy containing 5 to 15% Al.
  • the cored wire can also be formed from an aluminum core and a Zn sheath.
  • FIG 3 there is shown one of the spray guns 11 carried by the oscillating plate 10 of the installation as well as the wire reserve 20 and the unwinding device or reel 21 associated.
  • the metallization wire 12 is placed in the form of a coil in a barrel 22, for example a barrel of standard type for petroleum products provided with a central core 23 on which the coil of wire (not shown) is threaded inside the was.
  • a frame 25 comprising a bracket 26 which supports a wire straightening device 27 with four rollers to which is associated an inlet cone 28 for the wire 12 facing the barrel 22.
  • a set of wheels is arranged, a first wheel 30 of which is carried by an oblique support 31 fixed at a point 32 of the vertical amount of the stem 26.
  • a second wheel 34 is mounted oscillating around a point close to the fixing point 32 for fixing the first wheel 30 by means of a bracket or mobile support 35 on which a weight 36 is suspended.
  • the weight 36 is fixed to a rod 37 articulated on the gallows 35.
  • a third wheel 38 for returning the wire to the plate, disposed above the oscillating plate 10 is fixed to the structure of the installation, not shown.
  • a second wire straightener with four rollers 40 is provided.
  • the gun 11 carries at its rear end opposite to its projection nozzle 42, a fourth wheel 44 or wheel for admitting the wire into the gun, mounted on a pivoting support and making it possible to modify the inclination of the metallization wire 12 as a function oscillations of stage 10.
  • the metallization wire 12 is dislodged from the reserve coil contained in the barrel 22, passes through the inlet neck 28, is straightened a first time in the rectifier 27, passes over the first wheel 30, then under the second wheel 34 , then again on the third wheel 38. It is kept in tension by the weight 36 acting on the oscillating bracket 35 for supporting the second wheel 34.
  • the gun 11 includes a device for driving the wire in view to bring it into the melting zone.
  • This device known per se and not shown comprises a servomotor with incorporated tachometric generator, a transmission assembly with reducers and wire drive wheels and a clamping device pneumatic wheels which, by means of a piston ensure the tightening of the wire between them.
  • the flame gun 11 comprising a base 46 fixed to the plate 10, is provided at its end opposite to the metallization nozzle 42, with a cradle 48 comprising bearings 49.50 on which a fork 51 supporting the fourth intake wheel 44 is oscillating.
  • the bearings 49 and 50 are oriented radially relative to the oscillating plate 10.
  • a guide 52 of the metallization wire 12 at the inlet of the wheel 44 is also carried by the fork 51.
  • the bearing 50 of the cradle 48 which is closest to the melting zone of the gun 42 has an axial passage 56 through which the wire 12 passes.
  • the pistol also has 58.60 tips intended to receive hoses, not shown, for supplying the pistol with gas and oxygen.
  • the gas used can advantageously be propane, acetylene or natural gas.
  • the ZnAl alloy of the wire is therefore conveyed to the melting zone of the spray gun 11 in order to be melted there in fine droplets and sprayed.
  • the pipe T to be metallized Since the pipe T to be metallized is at the correct working temperature, that is to say around 800 ° C. and free of surface oxides due to the nitrogen atmosphere which surrounds it in the metallization zone, it receives jets 13 emitted by the pistols 11, a mist of ZnAl droplets which come to settle there.
  • the translational movement of the pipe combined with an alternative movement of rotation of the guns 11 ensures good regularity of thickness of the coating 62 obtained.
  • the alloy remains liquid on the pipe but does not flow through a capillary effect and also due very rapid surface oxidation and surface solidification of the external coating thus obtained.
  • the alloy reacts with the melting of the material which constitutes the pipe, to form intermetallics of the Fe t , Al ( 1 lt ) type charged with small proportion of interstitial Zn.
  • the result obtained is a pipe coated with an external coating made continuously and perfectly adherent.
  • the suction system associated with the enclosure and connected in particular to the suction ducts 8 provided in the bottom 7 and 15 provided in the upper wall 14 thereof allows the recovery of alloy droplets which have not reached the pipe.
  • the advance speed of the wire 12 is 3 m / min, its diameter is 4 mm, and its linear mass is 70 g / m.
  • the production yield is around
  • the wire is produced either from a Zn 85 Al 15 alloy or in the form of a cored wire with a Zn core, making it possible to obtain a Zn 4S Al 55 alloy.
  • the projection cycle step is 70 mm.
  • the tests carried out made it possible to obtain a coating of 100 g / m 2 to 500 g / m 2 with an alloy of Zn 85 Al 15 . As shown in FIG. 5, the micrograph of a section of the coating obtained clearly shows that a diffused interface has been obtained.
  • the impact tests carried out on the coated pipe made it possible to go up to 150 J, that is to say up to the deformation of the pipe without damaging the coating.
  • the corrosion characteristics of the coating obtained are of the same level as that which could be obtained by hot dip galvanizing on the same support and with the same alloy.
  • the metallization process according to the invention has the following advantages over the state of the art.
  • the thickness of the metallization coating to be controlled by adjusting the speed of the advance of the metallization alloy wires.

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Abstract

Installation de métallisation d'un tuyau métallique obtenu par coulée continue verticale ascendante et déplacé verticalement en continu, caractérisée en ce qu'elle comprend sur le trajet du tuyau, une station de métallisation comprenant un passage pour le tuyau, une enceinte de métallisation (6), des pistolets de projection (11) montés dans ladite enceinte sur une platine oscillante (10) entourant ledit trajet, des moyens d'alimentation de chaque pistolet en matériau de métallisation (12) et des moyens pour faire osciller la platine de support et pour déplacer les pistolets dans ladite enceinte selon un mouvement oscillant dont la fréquence et l'amplitude angulaire assurent la réalisation d'un revêtement uniforme en épaisseur.

Description

Procédé et installation de métallisation de tuyaux en fonte.
La présente invention est relative à un procédé de métallisation de supports métalliques et se rapporte plus particulièrement à la métallisation à chaud de tuyaux notamment de tuyaux en fonte qui sont obtenus par coulée continue verticale.
Parmi les procédés connus de métallisation à chaud de tuyaux, on connaît :
- la galvanisation à chaud à façon;
- le revêtement de Zn ou de ZnAl en continu de tôles d'acier;
- les méthodes de projection thermique d'allia¬ ges de Zn ou de ZnAl;
- le zingage de tuyaux.
Les solutions existantes de galvanisation présentent les inconvénients suivants.
La galvanisation à chaud à façon revêt le tuyau intérieurement et extérieurement et le tuyau subit une remontée en température, de sorte que les résultats d'autres opérations préalables exécutées sur le tuyau à des températures moins élevées risquent d'être compromis.
La galvanisation à chaud par voie liquide au défilé pose le problème actuellement insoluble de l'étan- chéité au bain liquide entre le tuyau vertical et le métal liquide, ainsi que le problème de la gestion d'un bain sain (sans mattes) et de composition stable dans le temps.
La métallisation à froid associée à un recuit permettrait d'assurer une bonne diffusion si l'on respecte des conditions draconiennes de préparation de surface du tuyau et imposerait vraisemblablement un traitement thermique sous atmosphère inerte.
Le coût, d'un tel cycle de traitement serait important et présenterait de ce fait un intérêt économique limité.
Le tuyau à revêtir issu de la coulée continue n'est pas rugueux ce qui rend impossible l'accrochage d'un revêtement à froid sans procéder à une préparation de surface.
Pour obtenir un revêtement diffusé, il faut un tuyau exempt de peau d'oxydes et la température de travail doit être élevée ou bien le temps de maintien du tuyau doit être long.
L'invention vise à réaliser un revêtement diffusé uniforme ayant une bonne résistance aux chocs.
L'invention a en outre pour but de réaliser un revêtement très adhérent sur l'extérieur d'un tuyau dont la position et le diamètre varient, défilant en continu en direction verticale et ne pouvant subir de rotation, tout en évitant de faire subir au tuyau une trempe thermique.
L'invention a de plus pour but de réaliser un revêtement assurant l'auto-cicatrisation des blessures.
L'invention a enfin pour but de réaliser un revêtement qui participe à la résistance à la corrosion en situation enterrée.
Elle a donc pour objet un procédé de métallisa- tion d'un tuyau métallique obtenu par coulée verticale et déplacé verticalement en continu selon un mouvement ascendant, caractérisé en ce qu'il consiste:
- à refroidir le tuyau dans une atmosphère inerte vis à vis de l'oxydation jusqu'à une température de 700 à 900°C; et
- à projeter sur le tuyau préalablement refroidi à la température précitée, un alliage de métallisation à base de zinc à l'aide d'un ensemble de pistolets de projection disposés de manière à entourer le trajet du tuyau à métalliser.
Suivant une caractéristique particulière de l'invention, on fait osciller les pistolets de projection autour du trajet du tuyau avec une fréquence et une amplitude angulaire adaptées à la vitesse de déplacement du tuyau en vue de l'obtention d'un revêtement uniforme en épaisseur.
L'invention a également pour objet une instal¬ lation de métallisation d'un tuyau métallique obtenu par coulée continue verticale ascendante et déplacé verticale¬ ment en continu, caractérisée en ce qu'elle comprend sur le trajet du tuyau, une station de métallisation compre¬ nant un passage pour le tuyau, une enceinte de métallisa¬ tion, des pistolets de projection montés dans ladite enceinte sur une platine oscillante entourant ledit trajet, des moyens d'alimentation de chaque pistolet en matériau de métallisation et des moyens pour faire oscil¬ ler la platine de support et pour déplacer les pistolets dans ladite enceinte selon un mouvement oscillant dont la fréquence et l'amplitude angulaire assurent la réalisation d'un revêtement uniforme en épaisseur.
L'invention a en outre pour objet un tuyau métallique obtenu par coulée verticale, caractérisé en ce qu'il comporte un revêtement de métallisation obtenu par le procédé défini ci-dessus.
Selon une caractéristique particulière, les pistolets de projection sont au nombre de trois et sont disposés sur la platine à 120° les uns des autres.
Selon une autre caractéristique particulière, les pistolets de projection sont des pistolets à flamme ou des pistolets à arc.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le matériau de métallisation est un fil d'alliage Zn^l^ et les moyens d'alimentation en matériau de métallisation comprennent pour chaque pistolet une réserve de fil et un dispositif de dévidage commandé par le mouvement d'oscillation de la platine de support des pistolets.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
- la Fig.l est une vue schématique en coupe verticale d'une installation de métallisation suivant l'invention;
- la Fig.2 est une vue schématique en coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1;
- la Fig.3 est une vue schématique partielle de côté de l'installation de métallisation de la figure 1; - la Fig.4 est une vue en coupe partielle d'un pistolet à flamme de l'installation; et
- la Fig.5 est une micrographie d'un revêtement obtenu par le procédé suivant l'invention.
L'installation de métallisation représentée à la figure 1 comporte sur le trajet d'un tuyau T obtenu dans une installation de coulée continue verticale ascendante non représentée et au-dessus de cette installation, une cheminée 1 pour le passage du tuyau T en cours de fabrica¬ tion, dans lequel est injecté par un conduit 2, de l'azote pour permettre au tuyau T de se déplacer entre la sortie de l'installation de coulée et l'installation de métalli¬ sation dans une atmosphère de protection de la surface du tuyau T contre l'oxydation.
La cheminée 1 comporte une partie inférieure 3 dans laquelle le tuyau passe progressivement au cours de son déplacement ascendant de 1100°C à 1000°C et une partie supérieure 4 refroidie à l'eau située immédiatement au- dessous de la zone de métallisation et dans laquelle la température du tuyau passe de 1000°C à une température comprise entre 700 et 900°C.
Un masque coulissant 5 en matériau isolant thermique est disposé dans la cheminée 1 au niveau de la jonction de la partie inférieure 3 et de la partie supé¬ rieure 4 de celle-ci et son déplacement dans la partie supérieure 4 refroidie permet de contrôler le refroidisse- ment du tuyau T par interposition entre le tuyau et la paroi de ladite partie refroidie.
Au-dessus de la cheminée 1 est disposée une enceinte de métallisation 6 comprenant un fond 7 incliné vers le bas, du centre vers la périphérie, et pourvu de conduits d'aspiration 8.
Dans sa partie centrale, le fond 7 est raccordé à un capot anti-chutes 9 à travers lequel le tuyau T à revêtir passe avec un jeu minimal afin d'éviter que le produit de métallisation projeté qui n'adhère pas à la paroi du tuyau ne tombe vers le bas de l'installation.
L'enceinte comporte en outre une platine oscil¬ lante 10 sur laquelle sont montés des pistolets de projec¬ tion tels que le pistolet de métallisation à flamme 11. Chaque pistolet est alimenté en fil de métalli¬ sation 12 d'une manière qui sera décrite en référence aux figures 2 à 4.
Les pistolets 11 sont par exemple au nombre de trois et sont disposés sur la platine 10 à 120° les uns des autres.
Chaque pistolet 10 projette un jet 13 de maté¬ riau de métallisation sur le tuyau T pendant son déplace¬ ment ascendant.
Les pistolets de projection peuvent également être des pistolets à arc.
Ils peuvent également être constitués par des organes de pulvérisation de métal liquide.
Les pistolets à flamme présentent cependant l'avantage de constituer une technologie chaude qui ne perturbe pas la cinétique de refroidissement du produit.
Ils assurent un excellent rendement de la projection des gouttelettes d'alliage pulvérisé car les gouttelettes ne sont pas chassées du support comme par exemple dans le cas de l'utilisation de pistolets à arc. Le débit des pistolets à flamme est plus fin que celui des pistolets à arc.
Ils nécessitent un seul fil de matériau de métallisation alors qu'il faut deux fils pour les pisto- lets à arc.
La paroi supérieure 14 de l'enceinte 6 comporte elle aussi des conduits d'aspiration 15.
L'enceinte 6 est surmontée d'une gaine 16 refroidie à l'eau permettant au tuyau métallisé de sortir de l'installation de métallisation à une température de
750°C et formant un écran thermique qui évite de chauffer exagérément l'installation.
L'installation représentée en coupe à la figure 2 comporte une plate-forme (non représentée) traversée par le tuyau en formation, sur laquelle est montée l'enceinte de métallisation pourvue de la platine annulaire 10.
La platine 10 est entraînée en rotation selon un mouvement oscillant par un mécanisme approprié non repré¬ senté. Comme indiqué plus haut, dans le présent exem¬ ple, elle porte trois pistolets de métallisation à flamme 11.
Ce nombre de trois assure le meilleur compromis entre le coût de l'installation et la régularité de l'épaisseur du revêtement. Toutefois, le nombre de pisto¬ lets peut être différent de trois.
L'amplitude de déplacement angulaire de la platine 10 ainsi que sa fréquence sont fonction de l'angle de dispersion des jets 13 de métal fondu que projettent les pistolets 11 ainsi que de la vitesse de déplacement du tuyau T afin de permettre l'application d'une couche de métallisation d'épaisseur uniforme.
A chaque pistolet de métallisation 11 qui comporte des moyens d'alimentation en oxygène et en gaz, par l'intermédiaire de flexibles appropriés (non représen- tés), est associé un dispositif d'alimentation en produit de métallisation sous forme de fil 12.
Chaque dispositif comprend une réserve de fil 20 et un dévidoir désigné par la référence générale 21, destiné à amener le fil de métallisation 12 de la réserve de fil 20 au pistolet 11 associé compte tenu des mouve¬ ments oscillants auxquels est soumis le pistolet 11 porté par la platine oscillante 10.
Le fil 12 est avantageusement constitué d'un alliage contenant de 5 à 15% d'Al.
Il est également possible d'utiliser un fil fourré formé d'une âme de Zn entourée d'une gaine d'Al, auquel cas, on peut obtenir après fusion un alliage
Zn45Al55. Le fil fourré peut également être formé d'une âme d'aluminium et d'une gaine de Zn.
On choisit le meilleur fil fourré ou le meilleur alliage pour aboutir à une composition de métallisation de type Z^Al^, souhaitée.
Sur la figure 3, on a représenté l'un des pistolets de projection 11 porté par la platine oscillante 10 de l'installation ainsi que la réserve de fil 20 et le dispositif de dévidage ou dévidoir 21 associé.
Le fil de métallisation 12 est placé sous forme de bobine dans un fût 22, par exemple un fût de type standard pour produits pétroliers pourvu d'un noyau central 23 sur lequel la bobine de fil (non représentée) est enfilée à l'intérieur du fût.
A côté du fût est disposé un châssis 25 compre¬ nant une potence 26 qui supporte un dispositif redresseur de fil 27 à quatre rouleaux auquel est associé un cône d'entrée 28 pour le fil 12 tourné vers le fût 22.
A la sortie du redresseur de fil 27, est disposé un ensemble de roues dont une première roue 30 est portée par un support oblique 31 fixé en un point 32 du montant vertical de la potence 26. Une seconde roue 34 est montée oscillante autour d'un point voisin du point de fixation 32 de fixation de la première roue 30 par l'intermédiaire d'une potence ou support mobile 35 auquel est suspendu un poids 36. Le poids 36 est fixé à une tige 37 articulée sur la potence 35.
Une troisième roue 38 de renvoi du fil vers la platine, disposée au-dessus de la platine oscillante 10 est fixée à la structure de l'installation non représen- tée.
A la sortie de la troisième roue 38 est prévu un second redresseur de fil à quatre rouleaux 40.
Le pistolet 11 porte à son extrémité arrière opposée à sa buse de projection 42, une quatrième roue 44 ou roue d'admission du fil dans le pistolet, montée sur un support pivotant et permettant de modifier l'inclinaison du fil de métallisation 12 en fonction des oscillations de la platine 10.
Le fil de métallisation 12 se déloge de la bobine de réserve contenue dans le fût 22, passe par le col d'entrée 28, est redressé une première fois dans le redresseur 27, passe sur la première roue 30, puis sous la seconde roue 34, puis à nouveau sur la troisième roue 38. Il est maintenu en tension par le poids 36 agissant sur la potence oscillante 35 de support de la seconde roue 34.
Il est à nouveau redressé par le second redres¬ seur de fil à quatre rouleaux 40 et il pénètre dans le pistolet à flamme 11 après être passé sur la quatrième roue 44. Le pistolet 11 comporte un dispositif d'entraî¬ nement du fil en vue de l'amener dans la zone de fusion.
Ce dispositif connu en soi et non représenté comprend un servomoteur à génératrice tachymétrique incorporée, un ensemble de transmission avec réducteurs et molettes d'entraînement du fil et un dispositif de serrage pneumatique des molettes qui, par l'intermédiaire d'un piston assurent le serrage du fil entre elles.
Ainsi qu'on peut le voir plus clairement à la figure 4, le pistolet à flamme 11 comportant une embase 46 fixée à la platine 10, est pourvu à son extrémité opposée à la buse 42 de métallisation, d'un berceau 48 comprenant des paliers 49,50 sur lesquels est montée oscillante une fourche 51 de support de la quatrième roue d'admission 44.
Les paliers 49 et 50 sont orientés radialement par rapport à la platine oscillante 10.
Un guide 52 du fil de métallisation 12 à l'en¬ trée de la roue 44 est en outre porté par la fourche 51.
Le palier 50 du berceau 48 qui se trouve le plus proche de la zone de fusion du pistolet 42 comporte un passage axial 56 traversé par le fil 12.
Le pistolet comporte en outre des embouts 58,60 destinés à recevoir des flexibles non représentés d'ali¬ mentation du pistolet en gaz et en oxygène.
Le gaz utilisé peut avantageusement être du propane, de l'acétylène ou du gaz naturel.
L'alliage ZnAl du fil est donc acheminé vers la zone de fusion du pistolet de projection 11 pour y être fondu en fines gouttelettes et projeté.
Le tuyau T à métalliser étant à la bonne tempé- rature de travail, soit à environ 800°C et exempt d'oxydes de surface en raison de l'atmosphère d'azote qui l'entoure dans la zone de métallisation, il reçoit des jets 13 émis par les pistolets 11, un brouillard de gouttelettes de ZnAl qui viennent s'y plaquer. Le mouvement de translation du tuyau combiné à un mouvement alternatif de rotation des pistolets 11 permet d'assurer une bonne régularité d'épaisseur du revêtement 62 obtenu.
L'alliage reste liquide sur le tuyau mais ne coule pas par un effet de capillarité et aussi en raison de l'oxydation superficielle très rapide et de la solidi¬ fication superficielle du revêtement extérieur ainsi obtenu.
Pendant toute la phase de refroidissement qui suit la phase de métallisation et qui dure environ 15 mn, l'alliage réagit avec la fonte du matériau qui constitue le tuyau, pour former des intermétalliques de type Fet, Al(1.lt) chargés en faible proportion de Zn intersti¬ tiel. Le résultat obtenu est un tuyau revêtu avec un revêtement extérieur réalisé en continu et parfaitement adhérent.
Le système d'aspiration associé à l'enceinte et relié notamment aux conduits d'aspiration 8 prévus dans le fond 7 et 15 prévus dans la paroi supérieure 14 de celle- ci permet la récupération des gouttelettes d'alliage qui n'ont pas atteint le tuyau.
On donne ci-après à titre d'exemple un certain nombre d'indications numériques relatives aux paramètres de fonctionnement et à la nature de l'alliage de métalli¬ sation utilisé.
La vitesse d'avance du fil 12 est de 3 m/mn, son diamètre est de 4 mm, et sa masse linéaire est de 70 g/m. Le rendement de la production est de l'ordre de
50%.
Comme indiqué précédemment, le fil est réalisé soit en un alliage Zn85Al15 soit sous la forme d'un fil fourré à âme de Zn permettant d'obtenir un alliage Zn4SAl55. L'angle de rotation des pistolets de projection
11 est de 95° .
Le pas du cycle de projection est de 70 mm. Les essais réalisés ont permis d'obtenir un revêtement de 100 g/m2 à 500 g/m2 avec un alliage de Zn85 Al15. Comme représenté à la figure 5, la micrographie d'une coupe du revêtement obtenu montre bien l'obtention d'une interface diffusée.
On voit en effet sur cette figure, qu'entre la paroi de fonte 65 et la couche de revêtement de ZnAl 66, il s'est formé une interface intermétallique diffusée 67.
Les essais de chocs opérés sur le tuyau revêtu ont permis d'aller jusqu'à 150 J, c'est-à-dire jusqu'à la déformation du tuyau sans détériorer le revêtement. Les caractéristiques en corrosion du revêtement obtenu sont de même niveau que celles que l'on pourrait obtenir par galvanisation à chaud à façon sur un même support et avec un même alliage.
Au cours de son revêtement, le tuyau ne subit pas d'effet de trempe.
Le procédé de métallisation suivant 1 ' invention présente vis-à-vis de l'état de la technique les avantages suivants.
Il permet la maîtrise de l'épaisseur du revête- ment de métallisation par réglage de la vitesse de l'a¬ vance des fils d'alliage de métallisation.
Il permet d'obtenir un revêtement en ligne en continu.
Il permet d'obtenir un revêtement diffusé et anti-corrosion.
Il permet une pose facile d'un bouche-pores en raison de la rugosité conférée au tuyau initialement lisse par le revêtement de métallisation.
Il permet enfin d'utiliser du fil fourré ainsi que d'autres alliages.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de métallisation d'un tuyau métalli¬ que obtenu par coulée verticale et déplacé verticalement en continu selon un mouvement ascendant, caractérisé en ce qu'il consiste:
- à refroidir le tuyau dans une atmosphère inerte vis à vis de l'oxydation jusqu'à une température de 700 à 900°C; et
- à projeter sur le tuyau préalablement refroidi à la température précitée, un alliage de métallisation à base de zinc à l'aide d'un ensemble de pistolets de projection disposés de manière à entourer le trajet du tuyau à métalliser.
2. Procédé suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que l'alliage à base de zinc est du Zn^l^.
3. Procédé suivant l'une des revendications 1 et
2, caractérisé en ce que l'alliage de métallisation se présente sous la forme d'un fil.
4. Procédé suivant 1 'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que ledit fil est un fil d'un alliage comprenant entre 5 et 15% de Zn.
5. Procédé suivant l'une des revendications 2 et
3, caractérisé en ce que ledit fil est un fil de Zn85Al15.
6. Procédé suivant l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que ledit fil est un fil fourré formé d'une âme de Zn entourée d'une gaine d'Al permettant d'obtenir après fusion un alliage Zn45Al55.
7. Procédé suivant 1 'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que ledit fil est un fil fourré formé d'une âme d'Al entourée d'une gaine de Zn.
8. Installation de métallisation d'un tuyau métallique obtenu par coulée continue verticale ascendante et déplacé verticalement en continu, caractérisée en ce qu'elle comprend sur le trajet du tuyau, une station de métallisation comprenant un passage pour le tuyau, une enceinte de métallisation (6), des pistolets de projection (11) montés dans ladite enceinte sur une platine oscil¬ lante (10) entourant ledit trajet, des moyens (20,21) d'alimentation de chaque pistolet en matériau de métalli- sation (12) et des moyens pour faire osciller la platine de support et pour déplacer les pistolets dans ladite en¬ ceinte selon un mouvement oscillant dont la fréquence et l'amplitude angulaire assurent la réalisation d'un revête¬ ment uniforme en épaisseur.
9. Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que le passage pour le tuyau (T) à revêtir comporte une partie inférieure (3) , une partie supérieure (4) refroidie à l'eau, un masque coulissant (5) de contrôle de refroidissement du tuyau (T) étant disposé à la jonction des parties inférieure (3) et supérieure (4), l'enceinte de métallisation (6) étant disposée au- dessus de ladite partie supérieure (4) et étant surmontée par une gaine (16) refroidie à l'eau.
10. Installation suivant l'une des revendica- tions 8 et 9, caractérisée en ce que les pistolets de projection (11) sont au nombre de trois et sont disposés sur la platine à 120° les uns des autres.
11. Installation suivant l'une des revendica¬ tions 8 à 10, caractérisée en ce que les pistolets de projection (11) sont des pistolets à flamme ou des pisto¬ lets à arc.
12. Installation suivant l'une des revendica¬ tions 8 à 11, caractérisée en ce que le matériau de métal¬ lisation (12) est un fil d'alliage ZnAl et les moyens d'alimentation en matériau de métallisation comprennent pour chaque pistolet une réserve de fil (20) et un dévi¬ doir (21) commandé par le mouvement d'oscillation de la platine (10) de support des pistolets munis de moyens d'entraînement du fil.
13. Installation suivant l'une des revendica¬ tions 8 à 12, caractérisée en ce que l'enceinte de métal¬ lisation (6) comporte un fond (7) incliné vers le bas, du centre vers la périphérie et pourvu d'orifices d'aspira- tion (8 ) , ledit fond (7) étant raccordé en son centre à un capot anti-chutes (9) à travers lequel le tuyau (T) à revêtir, passe avec un jeu minimal afin d'éviter que le produit de métallisation projeté qui n'adhère pas à la paroi du tuyau ne tombe pas vers le bas de l'installation.
14. Installation suivant l'une des revendica¬ tions 8 à 13, caractérisée en ce que les moyens d'alimen¬ tation de chaque pistolet (11) en produit de métallisation (12) comprennent une réserve de fil (20) et un dispositif de dévidage dudit fil à partir de la réserve et d'amenée vers le pistolet (11) correspondant.
15. Installation suivant la revendication 14, caractérisée en ce que la réserve de fil associée à chaque pistolet (11) comprend un fût (22) de réception d'une bobine de fil de métallisation pourvu d'un noyau central (23) sur lequel la bobine de fil est enfilée.
16. Installation suivant l'une des revendica¬ tions 14 et 15, caractérisée en ce que le dispositif de dévidage du fil de métallisation comprend un ensemble de roues (30,34,38) d'acheminement du fil (12) de la réserve (20) jusqu'au dessus de la platine oscillante (10) et une roue (44) d'admission dans le pistolet (11) correspondant du fil provenant de l'ensemble de roues (30,34,38), ladite roue d'admission étant montée oscillante sur le pistolet selon une direction radiale de ladite platine (10), son orientation suivant les oscillations de ladite platine (10).
17. Installation suivant la revendication 16, caractérisée en ce que l'ensemble de roues (30,34,38) comporte une première roue (30) supportant le fil (12) portée par un support fixe (31), une seconde roue (34) passant sous le fil (12) portée par un support oscillant (35) auquel sont associés des moyens (36,37) de tension du fil (12) et une troisième roue (38) de renvoi du fil (12) vers la roue (44) d'admission du fil dans le pistolet (11).
18. Installation suivant la revendication 17, caractérisée en ce que le dispositif de dévidage comporte en outre entre le fût (22) et la première roue (30), un cône d'entrée (28) pour le fil (12) et un premier disposi- tif redresseur de fil (27) et à la sortie de la troisième roue (38), un second dispositif redresseur de fil (40).
19. Installation suivant l'une des revendica¬ tions 17 et 18, caractérisée en ce que les moyens de tension du fil (12) comprennent un poids (37) suspendu au support oscillant (35) de la seconde roue (34).
20. Installation suivant l'une des revendica¬ tions 16 à 19, caractérisée en ce que la roue (44) d'ad¬ mission du fil (12) dans le pistolet (11) est montée oscillante dans un berceau (48) de celui-ci au moyen d'une fourche (51) et de paliers (49,50) disposés radialement par rapport à la platine oscillante (10), le palier (50) le plus proche de la zone de fusion du pistolet (11) comprenant un passage (56) traversé par le fil (12).
21. Tuyau métallique obtenu par coulée vertica- le, caractérisé en ce qu'il comporte un revêtement de métallisation obtenu par le procédé suivant l'une quelcon¬ que des revendications 1 à 7.
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