WO2014170570A1 - Procédé de production d'un élément multicouche présentant un revêtement protecteur - Google Patents

Procédé de production d'un élément multicouche présentant un revêtement protecteur Download PDF

Info

Publication number
WO2014170570A1
WO2014170570A1 PCT/FR2014/050615 FR2014050615W WO2014170570A1 WO 2014170570 A1 WO2014170570 A1 WO 2014170570A1 FR 2014050615 W FR2014050615 W FR 2014050615W WO 2014170570 A1 WO2014170570 A1 WO 2014170570A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
channels
layer
architecture
primary
coating
Prior art date
Application number
PCT/FR2014/050615
Other languages
English (en)
Inventor
Damien SALLAIS
Laurent Prost
Pascal Del-Gallo
Marc Wagner
Michel VILASI
Thierry Mazet
Stéphane MATHIEU
Original Assignee
L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude
Centre National De La Recherche Scientifique
Universite De Lorraine
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude, Centre National De La Recherche Scientifique, Universite De Lorraine filed Critical L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude
Priority to ES14715375.3T priority Critical patent/ES2622162T3/es
Priority to EP14715375.3A priority patent/EP2986925B1/fr
Priority to CN201480021430.XA priority patent/CN105190218B/zh
Priority to US14/785,451 priority patent/US9915484B2/en
Publication of WO2014170570A1 publication Critical patent/WO2014170570A1/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/08—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/10—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon
    • 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
    • C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/28—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
    • C23C10/34—Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation
    • C23C10/36—Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation only one element being diffused
    • C23C10/48—Aluminising
    • 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
    • C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/60—After-treatment
    • 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
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/08—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of metallic material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0037—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the conduits for the other heat-exchange medium also being formed by paired plates touching each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
    • F28F19/02—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings
    • F28F19/06—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings of metal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/089—Coatings, claddings or bonding layers made from metals or metal alloys
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2260/00—Heat exchangers or heat exchange elements having special size, e.g. microstructures
    • F28F2260/02—Heat exchangers or heat exchange elements having special size, e.g. microstructures having microchannels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/06—Fastening; Joining by welding
    • F28F2275/061—Fastening; Joining by welding by diffusion bonding

Definitions

  • the present invention relates to the production of a protective coating against corrosion on a multilayer element having channels.
  • one solution is to deposit a protective coating on the exposed surfaces in order to achieve in the best case a barrier, or at all less a brake to the phenomenon of corrosion.
  • the drawbacks of this technique lie, on the one hand, in the production of tools, which are delicate and expensive in the case of complex surfaces of small dimensions to be masked mechanically, and on the other hand in the risk of absence. coating room (related to imprecision in the positioning of the masking tool or the geometry of the tool itself) or local excess of coating (detrimental to the assembly).
  • coating room related to imprecision in the positioning of the masking tool or the geometry of the tool itself
  • local excess of coating detrimental to the assembly
  • the major difficulty of this technique is its selective implementation selectively on complex surfaces of small dimensions, any imprecision in its application that may lead to a local lack of coating (preferential corrosion site) or a local excess of coating (detrimental to the assembly step).
  • a problem is to provide an improved method of coating integrated channels within a multilayer architecture.
  • a solution of the present invention is a method for producing an element comprising a multilayer architecture whose layers comprise primary channels on their upper faces, said method comprising the following successive steps:
  • each secondary channel 2 being intended to face a primary channel 1 of the adjacent lower layer within the architecture
  • each secondary channel 2 being greater than the width of the primary channel 1 which it faces within the architecture.
  • Centered on means a centering with a margin of error of less than 0.15 mm.
  • secondary channels is meant additional channels located on the opposite side of the layers having primary channels on the surface.
  • the method according to the invention makes it possible to dispense with the carrying out of masking in areas with a complex architecture, that is to say in the channels, which is difficult to implement and can generate contamination of the coating. or surfaces to be assembled.
  • the purpose of the secondary channels is to provide a complete and homogeneous protection of the entire surface of the channels, without lack of local coating that can generate a preferential site of corrosion.
  • the channels will preferably have a semicircular shaped section and the counterchannels will preferably have a half-rectangle shaped section, considering a rectangle cut in the lengthwise direction.
  • the coating can be formed by pack-cementation by carrying out a low-activity aluminization from a mixture of a metal powder (N1 2 AI 3 ), a diluent powder (Al 2 O 3 3 ) as well as a powder of an activating agent (such as
  • the method may comprise downstream of the assembly step:
  • Another possibility is to choose to form a coating by pack cementation by performing a high activity aluminizing from a mixture comprising a metal powder Al, a powder of a diluent (Al 2 O 3 ) and a powder of an activating agent (such as
  • said method comprises downstream of the assembly step:
  • step (ii) a second step of annealing the element resulting from step (i) at a temperature of between 1000 and 1100 ° C. for a duration of between 4 and 8 hours so as to transform this layer of MAI 3 (fragile) in MAI (desired coating).
  • the step of producing the secondary channels may comprise a mechanical or chemical machining.
  • the assembly step may be carried out as follows: by diffusion welding, a technique which consists in principle in obtaining from two distinct elements a single homogeneous block by diffusion of solid state material by applying a pressure constant during a heating cycle in a vacuum oven (press furnace).
  • the element in question here is preferably a metal alloy element and the coating is preferably an anti-corrosion coating.
  • FIG. 2 schematizes the main steps of the method according to the invention: Step (a): forming secondary channels on the lower faces of each layer, each secondary channel being intended to face a primary channel of the neighboring lower layer within the architecture. These secondary channels must be centered on the primary channels of the opposite face and have a width greater than the width of the primary channels to ensure protection of the entire surface of the channel after assembly, including in case of slight defect of positioning the pieces on each other during assembly.
  • the present invention also relates to a metal heat exchanger comprising a multilayer architecture each layer comprising primary channels on its upper face, characterized in that:
  • each lower face of the layers comprises secondary channels centered on the channels of the adjacent lower layer within the architecture and of width greater than the width of the primary channels, and
  • the heat exchanger may have one or more of the following characteristics:
  • the thickness of the coating is between 50 and 100 ⁇
  • the channels are millimeter channels
  • the layers of the architecture have a thickness of between 1.6 and 2 mm.
  • the heat exchanger according to the invention will be used for the production of hydrogen.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

Procédé de production d'un élément comprenant une architecture multicouche dont les couches comprennent des canaux primaires sur leurs faces supérieures, ledit procédé comprenant les étapes successives suivantes: (a) réalisation de canaux secondaires (2) sur les faces inférieures de chaque couche, chaque canal secondaire (2) étant destiné à faire face à un canal primaire de la couche inférieure voisine au sein de l'architecture, (b) dépôt d'un revêtement protégeant contre l'oxydation à une température comprise entre 500 et 1000°C et contre la corrosion sur l'ensemble des surfaces inférieures et supérieures des couches, (c) ponçage ou décapage mécanique des surfaces destinées à être assemblées, et (d) assemblage par superposition des différentes couches de telle manière que chaque canal secondaire (2) d'une face inférieure d'une couche supérieure fasse face et soit centré sur un canal primaire (1) de la couche inférieure voisine, la largeur de chaque canal secondaire (2) étant supérieure à la largeur du canal primaire (1) auquel il fait face au sein de l'architecture.

Description

Procédé de production d'un élément multicouche présentant un revêtement protecteur
La présente invention est relative à la réalisation d'un revêtement protecteur contre la corrosion sur un élément multicouche présentant des canaux.
Afin d'augmenter la tenue thermochimique de pièces en alliage métallique soumises à des conditions chimiquement agressives induites par des mélanges gazeux, une solution consiste à déposer un revêtement protecteur sur les surfaces exposées afin de réaliser dans le meilleur des cas une barrière, ou tout au moins un frein au phénomène de corrosion.
Dans le cas de pièces présentant une architecture complexe après assemblage, avec des canaux de petites dimensions et de géométries diverses pouvant présenter une grande tortuosité et des zones difficiles d'accès, les techniques classiques de mise en œuvre de ces revêtements protecteurs ne permettent pas de réaliser un dépôt uniforme et homogène dans l'ensemble de l'architecture.
Des solutions alternatives doivent par conséquent être mises en œuvre, comme la réalisation du revêtement protecteur avant assemblage des éléments constituants la pièce complexe. Dans ce cas le dépôt du revêtement protecteur doit toutefois être réalisé de manière sélective sur les surfaces destinées à être protégées, sans modifier l'état de surface des surfaces destinées à être assemblées, afin de ne pas perturber l'étape ultérieure d'assemblage.
Les solutions actuellement existantes permettant de mettre en œuvre un dépôt sélectif consistent à réaliser un masquage ou épargne des surfaces ne devant pas être revêtues pendant l'étape de dépôt du revêtement. La mise en œuvre du dépôt du revêtement protecteur se déroulant à haute température (c'est-à-dire entre 600 et 1100°C), ces masquages doivent être résistants à ces hautes températures.
Parmi ces solutions, on trouve le masquage mécanique ou le masquage à l'aide d'une peinture ou d'un vernis.
Concernant le masquage mécanique, les inconvénients de cette technique résident d'une part dans la réalisation de l'outillage, délicate et coûteuse dans le cas de surfaces complexes de petites dimensions à masquer mécaniquement, et d'autre part dans le risque d'absence local de revêtement (lié à une imprécision dans le positionnement de l'outillage de masquage ou à la géométrie de l'outillage lui-même) ou d'excès local de revêtement (préjudiciable pour l'assemblage). Concernant le masquage à l'aide d'une peinture ou d'un vernis haute température, la difficulté majeure de cette technique reste sa mise en œuvre délicate de manière sélective sur des surfaces complexes de petites dimensions, toute imprécision dans son application pouvant conduire à un manque local de revêtement (site préférentiel de corrosion) ou à un excès local de revêtement (préjudiciable à l'étape d'assemblage).
Partant de là, un problème qui se pose est de fournir un procédé amélioré de revêtement de canaux intégrés au sein d'une architecture multicouche.
Une solution de la présente invention est un procédé de production d'un élément comprenant une architecture multicouche dont les couches comprennent des canaux primaires sur leurs faces supérieures, ledit procédé comprenant les étapes successives suivantes :
(a) réalisation de canaux secondaires 2 sur les faces inférieures de chaque couche, chaque canal secondaire 2 étant destiné à faire face à un canal primaire 1 de la couche inférieure voisine au sein de l'architecture,
(b) dépôt d'un revêtement protégeant contre l'oxydation à une température comprise entre 500 et 1000°C et contre la corrosion sur l'ensemble des surfaces inférieures et supérieures des couches,
(c) ponçage ou décapage mécanique des surfaces destinées à être assemblées, et
(d) assemblage par superposition des différentes couches de telle manière que chaque canal secondaire 2 d'une face inférieure d'une couche supérieure fasse face et soit centré sur un canal primaire 1 de la couche inférieure voisine,
la largeur de chaque canal secondaire 2 étant supérieure à la largeur du canal primaire 1 auquel il fait face au sein de l'architecture.
Par « centré sur », on entend un centrage avec une marge d'erreur inférieure à 0,15 mm.
Par canaux secondaires, on entend des canaux supplémentaires situés sur la face opposée des couches présentant des canaux primaires en surface.
Le procédé selon l'invention permet de s'affranchir de la réalisation d'un masquage dans les zones à l'architecture complexe, c'est-à-dire dans les canaux, délicat à mettre en œuvre et pouvant générer une contamination du revêtement ou des surfaces à assembler.
Notons que les canaux secondaires ont pour objectif, après dépôt du revêtement et assemblage des différentes couches, d'assurer une protection complète et homogène de l'ensemble de la surface des canaux, sans manque local de revêtement pouvant générer un site préférentiel de corrosion.
Les canaux auront de préférence une section en forme demi-cercle et les contre- canaux auront de préférence une section en forme de demi-rectangle, en considérant un rectangle coupé dans le sens de la longueur.
Dans le cadre de l'invention, le revêtement peut être formé par pack-cémentation en réalisant une aluminisation basse activité à partir d'un mélange d'une poudre de métal (N12AI3), une poudre de diluant (AI2O3) ainsi qu'une poudre d'un agent activant (tel que
Figure imgf000005_0001
Dans ce cas, le procédé peut comprendre en aval de l'étape d'assemblage :
(i) une étape de chauffage sous vide ou sous Ar de l'élément enfoui dans le mélange de poudres à une température comprise entre 950 et 1000°C pendant une durée comprise entre 8 et lOh. Ce procédé permet de former directement le revêtement MAI souhaité.
Une autre possibilité est de choisir de former un revêtement par pack-cémentation en réalisant une aluminisation haute activité à partir d'un mélange comprenant une poudre de métal Al, une poudre d'un diluant (AI2O3) et une poudre d'un agent activant (tel que
Figure imgf000005_0002
Dans ce cas, ledit procédé comprend en aval de l'étape d'assemblage :
(i) une première étape de chauffage de l'élément enfoui dans le mélange de poudres à une température de 600°C pendant une durée comprise entre 8 et 1 Oh de manière à former une première couche de MAI3 ; et
(ii) une deuxième étape de recuit de l'élément issu de l'étape (i) à une température comprise entre 1000 et 1100°C pendant une durée comprise entre 4 et 8h de manière à transformer cette couche de MAI3 (fragile) en MAI (revêtement souhaité).
L'étape de réalisation des canaux secondaire peut comprendre un usinage mécanique ou chimique.
L'étape d'assemblage peut-être réalisée de la manière suivante: par soudage diffusion, technique qui consiste dans son principe à obtenir à partir de deux éléments distincts un seul bloc homogène par diffusion de matière à l'état solide en appliquant une pression constante pendant un cycle de chauffe dans un four sous vide (four à presse).
Notons que l'élément dont il est question ici, est de préférence un élément en alliage métallique et le revêtement est de préférence un revêtement anti-corrosion.
La figure 2 schématise les principales étapes du procédé selon l'invention : Etape (a) : réalisation de canaux secondaires sur les faces inférieures de chaque couche, chaque canal secondaire étant destiné à faire face à un canal primaire de la couche inférieure voisine au sein de l'architecture. Ces canaux secondaires devront être centrés sur les canaux primaires de la face opposée et présenter une largeur supérieure à la largeur des canaux primaires afin d'assurer une protection de la totalité de la surface du canal après assemblage, y compris en cas de léger défaut de positionnement des pièces les unes sur les autres pendant l'assemblage.
Etape (b) : dépôt d'un revêtement protecteur sur l'ensemble des surfaces inférieures et supérieures des couches. Dans le cas présent on s'affranchit totalement du masquage.
Etape (c) : emerissage mécanique des surfaces destinées à être assemblées. Grâce à cette technique (à détailler), seules les surfaces des canaux primaires et secondaires conservent le revêtement, les autres surfaces étant remises à nues afin d'être plus aisément assemblées.
Etape (d) : assemblage par superposition des différentes couches de telle manière que chaque canal secondaire d'une face inférieure d'une couche supérieure fasse face et soit centré sur un canal primaire de la couche inférieure voisine. Il en résulte, après assemblage, une pièce assemblée présentant des canaux revêtus de manière homogène sur l'ensemble de leur surface.
La présente invention a également pour objet un échangeur de chaleur métallique comprenant une architecture multicouche chaque couche comprenant des canaux primaires sur sa face supérieure, caractérisé en ce que :
- chaque face inférieure des couches comprend des canaux secondaires centrés sur les canaux de la couche inférieure voisine au sein de l'architecture et de largeur plus grande que la largeur des canaux primaires, et
- un revêtement protégeant contre l'oxydation à une température comprise entre 500 et 1000°C et contre la corrosion, et dont la variation de l'épaisseur est inférieure à 10 μιη sur l'ensemble des surfaces des canaux primaires et secondaires.
De préférence, l'échangeur de chaleur peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- l'épaisseur du revêtement est comprise entre 50 et 100 μιη,
- les canaux sont des canaux millimétriques,
- les couches de l'architecture présente une épaisseur comprise entre 1,6 et 2 mm. De préférence l'échangeur de chaleur selon l'invention sera utilisé pour la production d'hydrogène.

Claims

Revendications
1. Procédé de production d'un élément comprenant une architecture multicouche dont les couches comprennent des canaux primaires sur leurs faces supérieures, ledit procédé comprenant les étapes successives suivantes :
(a) réalisation de canaux secondaires (2) sur les faces inférieures de chaque couche, chaque canal secondaire (2) étant destiné à faire face à un canal primaire de la couche inférieure voisine au sein de l'architecture,
(b) dépôt d'un revêtement protégeant contre l'oxydation à une température comprise entre 500 et 1000°C et contre la corrosion sur l'ensemble des surfaces inférieures et supérieures des couches,
(c) ponçage ou décapage mécanique des surfaces destinées à être assemblées, et
(d) assemblage par superposition des différentes couches de telle manière que chaque canal secondaire (2) d'une face inférieure d'une couche supérieure fasse face et soit centré sur un canal primaire (1) de la couche inférieure voisine,
la largeur de chaque canal secondaire (2) étant supérieure à la largeur du canal primaire (1) auquel il fait face au sein de l'architecture.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement est formé à partir d'un mélange comprenant une poudre d'un agent activant, une poudre de métal
N12AI3 et un solvant AI2O3.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit procédé comprend en aval de l'étape d'assemblage :
(i) une étape de chauffage sous vide ou sous Ar de l'élément enfoui dans le mélange de poudres à une température comprise entre 950 et 1000°C pendant une durée comprise entre 8 et lOh.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement est formé à partir d'un mélange comprenant une poudre d'un agent activant, une poudre d'un métal
Al et un solvant AI2O3.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit procédé comprend en aval de l'étape d'assemblage : (i) une première étape de chauffage de l'élément enfoui dans le mélange de poudres à une température de 600°C pendant une durée comprise entre 8 et 1 Oh de manière à former une première couche de N1AI3 ; et
(ii) une deuxième étape de recuit de l'élément issu de l'étape (i) à une température comprise entre 1000 et 1100°C pendant une durée comprise entre 4 et 8h de manière à transformer cette couche de N1AI3 en Ni Al.
6. Echangeur de chaleur métallique comprenant une architecture multicouche chaque couche comprenant des canaux primaires sur sa face supérieure, caractérisé en ce que :
- chaque face inférieure des couches comprend des canaux secondaires centrés sur les canaux de la couche inférieure voisine au sein de l'architecture et de largeur plus grande que la largeur des canaux primaires, et
- un revêtement protégeant contre l'oxydation à une température comprise entre 500 et 1000°C et contre la corrosion, et dont la variation de l'épaisseur est inférieure à
10 μιη sur l'ensemble des surfaces des canaux primaires et secondaires.
7. Echangeur de chaleur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'épaisseur du revêtement est comprise entre 50 et 100 μιη.
8. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que les canaux sont des canaux millimétriques.
9. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les couches de l'architecture présente une épaisseur comprise entre 1,6 et 2 mm.
10. Utilisation d'un échangeur de chaleur selon l'une des revendications 6 à 9 pour la production d'hydrogène.
PCT/FR2014/050615 2013-04-19 2014-03-17 Procédé de production d'un élément multicouche présentant un revêtement protecteur WO2014170570A1 (fr)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES14715375.3T ES2622162T3 (es) 2013-04-19 2014-03-17 Procedimiento de fabricación de un elemento multicapa que presenta un revestimiento protector
EP14715375.3A EP2986925B1 (fr) 2013-04-19 2014-03-17 Procédé de production d'un élément multicouche présentant un revêtement protecteur
CN201480021430.XA CN105190218B (zh) 2013-04-19 2014-03-17 制备具有保护涂层的多层元件的方法
US14/785,451 US9915484B2 (en) 2013-04-19 2014-03-17 Method for producing a multilayer element having a protective coating

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1353614 2013-04-19
FR1353614A FR3004663B1 (fr) 2013-04-19 2013-04-19 Procede de production d'un element multicouche presentant un revetement protecteur

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014170570A1 true WO2014170570A1 (fr) 2014-10-23

Family

ID=48906304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2014/050615 WO2014170570A1 (fr) 2013-04-19 2014-03-17 Procédé de production d'un élément multicouche présentant un revêtement protecteur

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9915484B2 (fr)
EP (1) EP2986925B1 (fr)
CN (1) CN105190218B (fr)
ES (1) ES2622162T3 (fr)
FR (1) FR3004663B1 (fr)
PT (1) PT2986925T (fr)
WO (1) WO2014170570A1 (fr)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101780108B1 (ko) * 2015-06-22 2017-09-19 두산중공업 주식회사 천이 액상 확산 접합을 위한 열 교환기용 플레이트
CN112648867A (zh) * 2020-11-30 2021-04-13 合肥通用机械研究院有限公司 一种强化传热的一体化扩散焊热交换器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3709278A1 (de) * 1987-03-20 1988-09-29 Kernforschungsz Karlsruhe Verfahren zur herstellung von feinstrukturkoerpern
DE19834238A1 (de) * 1998-07-29 2000-02-10 Juergen Roeders Metallisches Bauteil mit zumindest einer innenliegenden, rohrförmigen oder kanalförmigen Ausnehmung sowie Verfahren zu dessen Herstellung
US20030022008A1 (en) * 2001-06-20 2003-01-30 Showa Denko K.K. Cooling plate and production method therefor
US7186388B2 (en) * 2001-10-18 2007-03-06 Compactgtl Plc Catalytic reactor
US20070210037A1 (en) * 2006-02-24 2007-09-13 Toshifumi Ishida Cooling block forming electrode
US20100051248A1 (en) * 2006-11-21 2010-03-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Heat exchanger

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0044561A3 (fr) * 1980-07-21 1982-07-14 MüANYAGIPARI KUTATO INTEZET Echangeur de chaleur, particulièrement pour échange de chaleur entre fluides gazeux
JPH08269753A (ja) * 1995-03-30 1996-10-15 Kobe Steel Ltd 耐食性に優れた熱交換器用Ａｌ合金部材およびＡｌ合金製熱交換器、それらの製造方法、熱交換器に施される耐食性皮膜の形成方法、並びに熱交換器の使用方法
US20070099013A1 (en) * 2005-10-27 2007-05-03 General Electric Company Methods and apparatus for manufacturing a component
US8999226B2 (en) * 2011-08-30 2015-04-07 Siemens Energy, Inc. Method of forming a thermal barrier coating system with engineered surface roughness

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3709278A1 (de) * 1987-03-20 1988-09-29 Kernforschungsz Karlsruhe Verfahren zur herstellung von feinstrukturkoerpern
DE19834238A1 (de) * 1998-07-29 2000-02-10 Juergen Roeders Metallisches Bauteil mit zumindest einer innenliegenden, rohrförmigen oder kanalförmigen Ausnehmung sowie Verfahren zu dessen Herstellung
US20030022008A1 (en) * 2001-06-20 2003-01-30 Showa Denko K.K. Cooling plate and production method therefor
US7186388B2 (en) * 2001-10-18 2007-03-06 Compactgtl Plc Catalytic reactor
US20070210037A1 (en) * 2006-02-24 2007-09-13 Toshifumi Ishida Cooling block forming electrode
US20100051248A1 (en) * 2006-11-21 2010-03-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
CN105190218B (zh) 2017-12-08
PT2986925T (pt) 2017-04-26
CN105190218A (zh) 2015-12-23
FR3004663A1 (fr) 2014-10-24
ES2622162T3 (es) 2017-07-05
US20160061539A1 (en) 2016-03-03
US9915484B2 (en) 2018-03-13
EP2986925A1 (fr) 2016-02-24
FR3004663B1 (fr) 2015-04-17
EP2986925B1 (fr) 2017-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8580407B2 (en) Covering member for preventing erosion
KR20010023118A (ko) 가열로관 및 가열로관의 사용방법과 가열로관의 제조방법
JP6762879B2 (ja) ランタンを含む犠牲カソード防食を提供する皮膜を備える鋼板
US10053994B2 (en) Abrasive sheathing
CH661287A5 (fr) Procede de preparation par diffusion d'une couche protectrice sur des alliages a base de nickel, cobalt et fer.
FR2535345A1 (fr) Procede pour former une couche protectrice de diffusion sur des pieces en alliage a base de nickel, de cobalt et de fer
EP1911549A1 (fr) Masque de protection pour le traitement en surface d'aubes de turbomachines
EP2986925B1 (fr) Procédé de production d'un élément multicouche présentant un revêtement protecteur
FR2644088A1 (fr) Procede de fabrication de coude de fonderie
WO2015032631A1 (fr) Matrice d'échangeur de chaleur collée et procédé de collage correspondant
RU2168558C2 (ru) Изделие с металлическим основным телом и способ его изготовления
EP3227468B1 (fr) Procédé de fabrication d'une pièce revêtue d'un revêtement protecteur
EP3212357B1 (fr) Procédé de fabrication d'une matrice d'échangeur de chaleur résistant à la corrosion
JP2004314170A (ja) アルミニウム又はアルミニウム合金から成るストリップを鋳造するための鋳造ロール
EP0670190B1 (fr) Moule de fonderie et son procédé de réalisation
JP2019073755A (ja) 硬質皮膜、この硬質皮膜が被覆された被覆材、表面処理方法及びアーク放電式イオンプレーティング用ターゲット材
FR2941966A1 (fr) Procede de depot d'une couche de protection sur une piece
KR100839928B1 (ko) 알루미나 코팅층이 형성된 히터 및 그 제조방법
RU2725503C1 (ru) Способ получения жаростойких покрытий на стали
JPS594903A (ja) 自溶性合金被覆鋼板の製造方法
RU2725501C1 (ru) Способ получения жаростойкого покрытия на стали
JPS5887223A (ja) 金属被覆鋼板の製造方法
WO2021089945A1 (fr) Piece d'aeronef en superalliage comprenant un canal de refroidissement
EP2956565A1 (fr) Procede de depot d'un revetement contre la corrosion a partir d'une suspension
FR3032976A1 (fr) Procede de depot local de metal precieux

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201480021430.X

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14715375

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2014715375

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014715375

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14785451

Country of ref document: US