Conférence ASRH, 21 octobre 2009 1 METHODES APPLIQUEES AU NETTOYAGE Patrick EGGLI LRCB Sàrl...
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1 Conférence ASRH, 21 octobre 2009
METHODES APPLIQUEES AU NETTOYAGE
Patrick EGGLI
LRCB Sàrl
Bienne
2 Conférence ASRH, 21 octobre 2009
Objectifs:
• Faire un survol des procédés actuels • Assimiler quelques bases techniques• Sensibilisation aux points essentiels
3 Conférence ASRH, 21 octobre 2009
Machinesà solvantouvertes
Solvantschlorés
Machinesà solvantsous vide
Dispositifsà solvants
fluorés
Lavage
Aqueuximmersion
Aqueuxaspersion
Obsolète
Mérite une présentationséparée
EssentiellementPour les conditionnements
4 Conférence ASRH, 21 octobre 2009
Solvants: définitionsPoint d’ébullition Température à laquelle le liquide bout à pression
normale.
Indice d’évaporation Vitesse d’évaporation relative à une référence (éther ou acétate de butyle) dans des conditions normalisées.
Polarité Propriété chimique rendant un solvant apte à dissoudre des composés non polaires (huiles, cires) ou polaires (sels).
Point éclair Température à partir de laquelle le liquide peut être enflammé au contact de l’air par une source de chaleur.
Miscibilité avec l’eau Propriété rendant apte un solvant à se dissoudre dans l’eau ou de dissoudre de l’eau, limites en %.
Enthalpie de vaporisation Energie nécessaire pour évaporer une substance. Peut être donné en J/g, cal/g, J/mol.
Solvant A III si pointÉclair >55°C
5 Conférence ASRH, 21 octobre 2009
Machines de table ouvertes
Avantages Inconvénients Pas d’eau au rinçage, pas de corrosion Polyvalent Faible encombrement
Inflammabilité des solvants Faible capacité
Procédé usuel à 4 cuves :
- Lavage sous ultrasons dans un produit de lavage aqueux, à base de pétrole ou d’éthers de glycol- Rinçage dans 3 bains successifs d’un solvant volatil- Séchage à l’air chaud
Utilisation : Terminaison (fournitures), rhabillages
Normalement pas EXNéanmoins utilisées avec
Des solvants inflammables:Pas d’autre choix!
Modèle très courantPlus fabriqué
Plusieurs nouveaux fabricants
Paniers standardisée
Température ambiante
6 Conférence ASRH, 21 octobre 2009
Solvants de rinçage
Produit Point d’ébulliti
on
Pointéclair
Indice d’évaporation
(éther=1)
Alcool éthylique 78°C 14°C 8
Alcool isopropylique 80°C 12°C 11
Benzine 100-140°C
-2°C 7
Alcool n-butylique 116°C 34°C 33
1-Méthoxy-2-propanol 119°C 33°C 19
Exigences de qualité : • Résidu d’évaporation <1mg/L• Eviter les conditionnements en matières plastique• Réserver les ustensiles de transvasement
= IPA = isopropanol
= éthanol = « alcool à brûler »
Laisse souvent des traces
Très inflammable, si possibleà éviter en production
Remplace l’IPASent fort
DOWANOL PM, odeur éthéréeRemplace la benzine
Dans les ateliers de productionNormalement pas
De problèmes jusqu’à 5mg/L
Important!
7 Conférence ASRH, 21 octobre 2009
Machines fermées sous vide
Avantages Inconvénients Simplicité Pas d’eau, pas de corrosion Grande capacité Solvant recyclé en continu
Peu polyvalent Dispositif complexe Pas ou peu compatible avec l’eau Pas de désoxydation, faible cavitation
Procédé à cuve unique avec distilleuse :
- Lavage sous ultrasons et rotation- Rinçage dans du solvant frais- Rinçage par condensation des vapeurs- Séchage sous vide
Utilisation : Fabrication des fournitures en acier, décolletage, étampage, év. ébauchesinteropération
8 Conférence ASRH, 21 octobre 2009
Point d'ébullition du NMP
60
80
100
120
140
160
180
200
220
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
P [mbar]
T [°C]
122
1 11ln
TTR
H
P
P vapLa température d’ébullition diminue avec la pression (équation de Clausius-Clapeyron).
Principe :Sous 20 mbar, la
température d’ébullition baisse d’environ 100°C par
rapport à la pression normale.
deltaH=enthalpie de vaporisationDonnée en J/mol
R=8,315 J/mol.K T en K
9 Conférence ASRH, 21 octobre 2009
Propriétés de solvants pour machines fermées
Produit Point d’ébullition (1013mbar)
Pointéclair
Densité (20°C)
Hydrocarbure :Isopar H
171-191°C 49°C 0,76 g/cm3
Alcoxypropanol :Dowclene 1601
170-175°C 63°C 0,88 g/cm3
Lactame :N-Méthylpyrrolidinone
204°C 91°C 1,03 g/cm3
Diester :Rhodiasolv RPDE
200-235°C 100°C 1,09 g/cm3
Très efficace pour éliminer la gomme-laqueProvoque des allergies
Interopération au décolletageÉlimination des huiles minérales
Assez universelExiste différents types
Marginal ou pasEncore utilisé
10 Conférence ASRH, 21 octobre 2009
Lavage à base aqueuse
Types de machines :
Séquentielles linéaires ou rotatives Manuelles ou robotisées 4 à 10 cuves voire plus Grande modularité
Avantages Inconvénients Grande capacité Permet d’atteindre des propretés élevées Peu de risques pour la santé de l’utilisateur Bonne image de marque
Grande consommation en eau et en énergie Maintenance, traitement des rejets Corrosion difficilement maîtrisable sur l’acier Procédés complexes à mettre au point
Recommandé: lavage des ébauches en Terminaison, lavage des alliages cuivreux en interopérationPas recommandé en interopération sur les aciers
Efficace pour le dégommage après polissage plat, finition éventuellement avec un solvant avant séchage
11 Conférence ASRH, 21 octobre 2009
Exemple de procédé
Variantes :
- Cuve d’aspersion avec déshuileur en tête- Bullage- Jets immergés- Séchage sous vide- Ultrasons dans les bains d’eau déminéralisée
cascade rétrograde
12 Conférence ASRH, 21 octobre 2009
Lessive acide
pH 1 - 6
Lessive alcaline
pH 8 -14
Très efficace pour désoxyder le laiton Utilisable sur l’aluminium et les acier inox. Finition sur les verres et plastiques Incompatible avec les aciers faiblement alliés
Compatible avec les aciers peu ou non alliés Efficace sur les pâtes à polir et les huiles Finition sur les métaux Incompatible avec l’aluminium
Quel pH pour un bain de lessive?
13 Conférence ASRH, 21 octobre 2009
Exemple de formulationLessive concentrée alcaline
Base / amine « builder » :• Alcalinité / Effet tampon • Effet désoxydant• Saponifie les huiles type esters
Tensioactif non ionique :• Agent mouillant, détergence• Emulsifiant
Tensioactif anionique :• Hydrotrope• Stabilisateur d’émulsion• Formation d’un film lessiviel
Complexant :• Empêche la précipitation de Ca/Mg• Effet désoxydant
Inhibiteur :• Protège de la corrosion
Diluant :• Rends la formulation homogène• Solvant auxiliaire
Concentration de travail : 0,5-10%Température de travail : 50-80°C
Augmente la températuredu point de trouble
14 Conférence ASRH, 21 octobre 2009
Finition hydrophile Finition hydrophobe Très grande propreté, état de surface proche d’un traitement plasma Difficultés de séchage Grande sensibilité à la corrosion Très grande exigence au niveau des eaux de rinçage (taches de séchage)
Présence d’un film lessiviel très fin Séchage aidé par un égouttage / soufflage Résistance à la corrosion améliorée par un film inhibiteur
Effet de la lessive de finition
Molécules d’eau présentesÀ la surface
Laiton ternis rapidement
Film lessivielContamination contrôlée
L’épilame peut ne pas tenirsur une finition hydrophobe!
15 Conférence ASRH, 21 octobre 2009
Sensibilité à la corrosion
Augmentent le risque de corrosion :
- Surfaces rugueuses- Inclusions de MnS (20AP)- Présence de chlorure de sodium- Acidité- Résidus de fer doux sur de l’acier inoxydable
La corrosion de l’acier lors du rinçage eau DI / séchage peut être réduitepar l’ajout d’un agent alcalin volatil dans l’eau DI; cette eau est difficilement voir pas recyclable
L’eau DI est acide cause dissolution de CO2:Corrosion immédiate sur l’acier
Ne JAMAIS utiliser d’eau permutée
Acier inoxydable si >12% de Cr
Les goupilles de centrage des ébauches (4C27A ou 20AP) ne résistentpas au lavages en milieu acide
16 Conférence ASRH, 21 octobre 2009
Rejets à l’égout: limitations légales
Cu : 0,5 mg/L pH : 6,5 – 9,0
Pb : 0,5 mg/L Hydrocarbures : 20 mg/L
Zn : 0,5 mg/L Solvants chlorés : 0,1 mg/L
Ni : 0,5 mg/L
Les bains lessiviels usés peuvent contenir jusqu’à plusieurs grammes par litres de métaux lourds. Les limites sont fixées par la loi (OEau RS 814.201).
Dépassement admissible si en ordre après dilution avec les eaux industrielles
17 Conférence ASRH, 21 octobre 2009
Lavage aqueux, points essentiels :
Qualité de l’eau déminéralisée : < 1uS/cm voir meilleur Flux des bains de rinçage suffisants Prévoir assez de capacité de production d’eau déminéralisée Maîtrise de la concentration des bains Fréquence de vidange adaptée Personnel formé indispensable
Eau osmose inverse: env. 10uS/cm
Conductivimétrie: courbe d’étalonnage à faireExiste des conductivimètres programmables
Titration: normalement à faire en laboratoire
Contrôle de l’usure par turbidimétrie
18 Conférence ASRH, 21 octobre 2009
Conclusions :
Le lavage n’est pas un procédé simple Il n’y a pas de solution universelle Le choix et la maîtrise des procédés est essentielle
19 Conférence ASRH, 21 octobre 2009
Merci pour votre attentionRemerciements pour les illustrations à: