Conférence ASRH, 21 octobre 2009 1 METHODES APPLIQUEES AU NETTOYAGE Patrick EGGLI LRCB Sàrl Bienne

1 Conférence ASRH, 21 octobre 2009

METHODES APPLIQUEES AU NETTOYAGE

Patrick EGGLI

LRCB Sàrl

Bienne


Objectifs:

• Faire un survol des procédés actuels • Assimiler quelques bases techniques• Sensibilisation aux points essentiels


Machinesà solvantouvertes

Solvantschlorés

Machinesà solvantsous vide

Dispositifsà solvants

fluorés

Lavage

Aqueuximmersion

Aqueuxaspersion

Obsolète

Mérite une présentationséparée

EssentiellementPour les conditionnements


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


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


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!


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


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


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


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


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


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?


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


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!


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


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


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


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


Merci pour votre attentionRemerciements pour les illustrations à:

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