FR2930023A1 - Surface treatment method for motor vehicle's charge air cooler, involves carrying out hydrothermal treatment on components and brazing points to cover components and points with boehmite film and protect components and points from corrosion - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé de traitement de surface d'un échangeur de chaleur et échanqeur de chaleur résistant à la corrosion. Surface treatment method of a heat exchanger and heat exchanger resistant to corrosion.
L'invention se rapporte au domaine des échangeurs de chaleur brasés, notamment pour-5 véhicule automobile et à un procédé de traitement de surface pour de tels échangeurs de chaleur. The invention relates to the field of brazed heat exchangers, in particular for motor vehicles and to a surface treatment process for such heat exchangers.
Beaucoup d'échangeurs de chaleur sont réalisés par l'assemblage de différentes pièces en matière métallique comprenant de l'aluminium. Les pièces sont généralement assemblées 10 entre elles par brasage pour former un échangeur de chaleur de géométrie plus ou moins complexe. Many heat exchangers are made by assembling different pieces of metal material including aluminum. The parts are generally assembled together by brazing to form a heat exchanger of more or less complex geometry.
Les échangeurs de chaleur en matière métallique sont sensibles à leur environnement parfois hostile et sont souvent touchés par des réactions corrosives. La réaction chimique 15 de corrosion entraîne une dégradation progressive desdits échangeurs de chaleur. Metal heat exchangers are sensitive to their sometimes hostile environment and are often affected by corrosive reactions. The chemical corrosion reaction causes progressive degradation of said heat exchangers.
La corrosion est souvent due à la condensation de gaz d'échappement lors du démarrage, sur l'échangeur de chaleur dans le moteur d'un véhicule. Également, l'encrassement d'un échangeur de chaleur par pollution favorise la corrosion. 20 La condensation des gaz d'échappement est accrue lors du démarrage en raison du fait que l'ensemble des composants d'un moteur sont froids. La dégradation des échangeurs de chaleur a pour conséquence l'abaissement des performances et de la durée de vie d'un moteur. II existe donc un besoin de traiter les échangeurs de chaleur d'un véhicule, pour 25 augmenter leurs résistances à la corrosion. Corrosion is often due to the condensation of exhaust gases during start-up, on the heat exchanger in the engine of a vehicle. Also, the fouling of a pollution heat exchanger promotes corrosion. The condensation of the exhaust gases is increased during start-up due to the fact that all the components of an engine are cold. The degradation of the heat exchangers results in the lowering of the performance and the life of an engine. There is therefore a need to treat the heat exchangers of a vehicle to increase their corrosion resistance.
La corrosion peut toucher les échangeurs de chaleur, à la fois sur leur extérieur (dite corrosion externe) et sur leur intérieur (dite corrosion interne). La corrosion externe est principalement liée au milieu ambiant environnant, à savoir principalement l'ensemble gaz 30 d'échappements/pollution. Notamment, en zone urbaine le milieu ambiant environnant est particulièrement agressif. Corrosion can affect heat exchangers, both on their outside (so-called external corrosion) and on their inside (called internal corrosion). External corrosion is mainly related to the surrounding environment, namely mainly the exhaust / pollution gas assembly. In particular, in urban areas the surrounding environment is particularly aggressive.
Jusqu'à récemment, la corrosion interne était généralement moins répandue. Ceci était dû au fait que l'intérieur d'un échangeur se trouvait moins exposé au milieu ambiant 35 environnant. De nouvelles technologies avec notamment les refroidisseurs à air de suralimentation (RAS) ont retourné la situation. En effet, les moteurs de véhicules modernes sont fréquemment alimentés en air de suralimentation. Cet air contient dans de nombreux cas des gaz d'échappement recyclés. L'intérieur de RAS est par conséquent exposé à un milieu agressif et demande un traitement particulier. Until recently, internal corrosion was generally less widespread. This was because the interior of an exchanger was less exposed to the surrounding environment. New technologies such as charge air coolers (RAS) have turned things around. Indeed, modern vehicle engines are frequently supplied with charge air. This air contains in many cases recycled exhaust gases. The interior of RAS is therefore exposed to an aggressive environment and requires special treatment.
On connaît notamment des traitements de surface utilisant des revêtements hydrophobes. 5 Le document W02006/034876A1 décrit un échangeur de chaleur pour le refroidissement d'air de suralimentation, lequel comprend une surface hydrophobe en vue de l'élimination d'eau de condensation sous forme de gouttelettes. In particular, surface treatments using hydrophobic coatings are known. WO2006 / 034876A1 discloses a heat exchanger for charge air cooling, which comprises a hydrophobic surface for the purpose of removing condensed water in the form of droplets.
Les traitements de surface par revêtement de l'art antérieur sont souvent complexes et ne 10 permettent pas un revêtement uniforme. De plus, les revêtements sont généralement réalisés au moyen d'une étape complexe et coûteuse de trempage et d'immersion dans une composition chimique de type laque hydrophobe. The prior art coating surface treatments are often complex and do not provide uniform coating. In addition, the coatings are generally made by means of a complex and expensive step of soaking and immersion in a hydrophobic lacquer type chemical composition.
Les étapes de trempage de l'art antérieur ne permettent pas un accès de manière uniforme 15 sur les échangeurs de chaleur de géométrie complexe, tels que les échangeurs pour air de suralimentation et/ou pour gaz d'échappement recyclés. II s'ajoute que les revêtements hydrophobes ne permettent pas une protection efficace au pH faible, ce qui est nécessaire pour une résistance à la corrosion. Prior art soaking steps do not provide uniform access to heat exchangers of complex geometry, such as charge air exchangers and / or recycled exhaust gas exchangers. In addition, hydrophobic coatings do not provide effective protection at low pH, which is necessary for corrosion resistance.
2 0 L'invention vient améliorer la situation. The invention improves the situation.
La présente invention consiste en un procédé de traitement de surface d'un échangeur de chaleur ayant des composants en aluminium assemblés entre eux par des points de brasage, caractérisé en ce qu'il comporte l'application d'un traitement hydrothermique de 25 type boehmitage sur une partie au moins; desdits composants et points de brasage, pour les recouvrir au moins partiellement d'un film de boehmite et les protéger contre la corrosion. The present invention consists of a surface treatment method of a heat exchanger having aluminum components joined to each other by soldering points, characterized in that it comprises the application of a hydrothermal treatment of boehmitage type on at least one part; said components and brazing points, to cover them at least partially with a boehmite film and protect them against corrosion.
A cet effet, l'invention vient introduire un procédé de traitement de surface d'un échangeur 30 de chaleur ayant des composants en aluminium assemblés entre eux par des points de brasage. Le procédé comporte l'application d'un traitement hydro thermique de type boehmitage sur une partie au moins desdits composants et points de brasage, pour les recouvrir au moins partiellement d'un film de boehmite. Le procédé de l'invention permet notamment une protection efficace contre la corrosion. De plus l'application hydro 35 thermique peut s'effectuer de manière régulière et uniforme sur l'ensemble desdits composants et desdits points de brasage. For this purpose, the invention introduces a method of surface treatment of a heat exchanger having aluminum components joined together by soldering points. The method comprises the application of a hydro-thermal boehmitage type treatment on at least part of said components and soldering points, to cover them at least partially with a boehmite film. The method of the invention notably allows effective protection against corrosion. In addition, the hydro-thermal application can be carried out in a regular and uniform manner on all of said components and said soldering points.
3 Le traitement hydro thermique comprend les étapes suivantes : a. former une interface entre une solution d'eau déionisée et une partie au moins desdits composants en aluminium et points de brasage, b. appliquer une succession de variations de température à ladite interface. 3 The hydro-thermal treatment comprises the following steps: a. forming an interface between a deionized water solution and at least a portion of said aluminum components and soldering points, b. applying a succession of temperature variations to said interface.
Selon un mode de réalisation l'étape b. comprend au moins les sous-étapes suivantes : b1. appliquer une température choisie comprise entre 20°C et 80°C, de préférence 80°C pendant 10 à 20 minutes, de préférence 20 minutes, b2. appliquer une température choisie comprise entre 80°C et 100°C, de préférence 100°C pendant 1 à 15 heures, de préférence 1 heure, (1 heure de préférence pour obtenir le minimum d'épaisseur de couche pour une protection efficace contre la corrosion), b3. alternativement pour obtenir une couche de boehmite plus épaisse, appliquer une température choisie en phase vapeur comprise entre 100°C et 374°C, de préférence 120°C, pendant 1 à 15 heures (en fonction de l'épaisseur souhaité). According to one embodiment, step b. includes at least the following substeps: b1. apply a selected temperature of between 20 ° C and 80 ° C, preferably 80 ° C for 10 to 20 minutes, preferably 20 minutes, b2. apply a selected temperature of between 80 ° C and 100 ° C, preferably 100 ° C for 1 to 15 hours, preferably 1 hour, (1 hour preferably to obtain the minimum layer thickness for effective protection against corrosion), b3. alternatively to obtain a thicker boehmite layer, apply a selected vapor phase temperature of between 100 ° C and 374 ° C, preferably 120 ° C, for 1 to 15 hours (depending on the desired thickness).
Souvent avant l'application de la sous-étape b1, les points de brasage sont revêtus au moins partiellement par des particules de silicium. Selon un mode de réalisation, après l'application de la sous-étape b3, les points de brasage sont intégralement recouverts d'un film de boehmite. Often before the application of sub-step b1, the soldering points are coated at least partially with silicon particles. According to one embodiment, after the application of the sub-step b3, the soldering points are entirely covered with a boehmite film.
Selon un mode de réalisation l'échangeur de chaleur est du type refroidisseur d'air de suralimentation. Comme mentionné plus haut, les échangeurs de ce type sons particulièrement sujets à la corrosion. Le procédé de l'invention permet de les protéger de manière efficace. According to one embodiment, the heat exchanger is of the charge air cooler type. As mentioned above, exchangers of this type are particularly susceptible to corrosion. The method of the invention makes it possible to protect them effectively.
2 5 À l'étape a, la formation de l'interface peut être réalisée soit par trempage d'une partie au moins desdits composants et points de brasage dans ladite solution d'eau déionisée, soit par circulation interne dans l'échangeur de chaleur ou par pulvérisation de ladite eau déionisée sur une partie au moins desdits composants et points de brasage. Par trempage on entend généralement une immersion partielle ou totale des composants et/ou points de 30 brasage. In step a, the formation of the interface can be carried out either by dipping at least a portion of said components and brazing points in said deionized water solution, or by internal circulation in the heat exchanger or by spraying said deionized water on at least part of said components and soldering points. By dipping is generally meant partial or complete immersion of the components and / or soldering points.
On remarque que la réalisation par circulation interne de l'eau déionisée est particulièrement adaptée pour conférer une résistance anticorrosion efficace aux RAS. La solution d'eau déionisée peut être soit sous forme liquide, soit sous forme gazeuse, soit 3 5 les deux. It is noted that the realization by internal circulation of the deionized water is particularly adapted to confer effective anti-corrosion resistance to the RAS. The deionized water solution can be in either liquid or gaseous form, or both.
Selon un mode de réalisation la solution d'eau déionisée peut comprendre un additif accélérateur de réaction de type catalyseur. Une solution d' ethylènediaminetetraacétique (EDTA) est particulièrement adaptée. According to one embodiment, the deionized water solution may comprise a catalyst-type reaction accelerator additive. A solution of ethylenediaminetetraacetic (EDTA) is particularly suitable.
L'invention vient également introduire un échangeur de chaleur avec des composants en aluminium assemblés entre eux par des points de brasage. Dans cet échangeur, les composants en aluminium et points de brasage sont au moins partiellement recouvert d'ur film de boehmite, ce qui permet une forte résistance anticorrosion. The invention also introduces a heat exchanger with aluminum components joined together by soldering points. In this exchanger, the aluminum components and soldering points are at least partially covered with a boehmite film, which allows a high corrosion resistance.
Comme évoqué plus haut, l'échangeur de chaleur peut être du type refroidisseur d'air de suralimentation pour l'échange de chaleur entre un premier fluide et un second fluide. comportant un faisceau d'échange de chaleur, une enveloppe logeant ce faisceau, une boîte collectrice d'entrée avec une tubulure d'entrée et une boîte collectrice de sortie avec une tubulure de sortie pour la circulation dudit premier fluide. As mentioned above, the heat exchanger may be of the charge air cooler type for heat exchange between a first fluid and a second fluid. having a heat exchange bundle, an envelope housing the bundle, an inlet manifold with an inlet manifold and an outlet manifold with an outlet manifold for circulating said first fluid.
Un tel échangeur de chaleur peut être réalisé par un procédé comme décrit ci-avant. Such a heat exchanger can be made by a method as described above.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après et sur les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 montre une vue en perspective d'un échangeur de chaleur d'air de suralimentation pour véhicules automobiles, Other advantages and characteristics of the invention will appear on reading the detailed description below and on the accompanying drawings, in which: FIG. 1 shows a perspective view of a charge air heat exchanger for motor vehicles,
- la figure 2 représente un organigramme d'un procédé hydrothermique selon un mode de 25 réalisation de l'invention, FIG. 2 represents a flowchart of a hydrothermal process according to one embodiment of the invention,
- la figure 3 montre de manière schématique la formation d'un double film de pseudoboehmite et de bayerite sur une surface d'échangeur de chaleur, et FIG. 3 schematically shows the formation of a double film of pseudoboehmite and bayerite on a surface of heat exchanger, and
30 - la figure 4 montre de manière schématique la formation de pseudo-boehmite et de film de boehmite sur la surface d'un échangeur de chaleur. Figure 4 shows schematically the formation of pseudo-boehmite and boehmite film on the surface of a heat exchanger.
Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. Ils font partie intégrante de la description, et pourront donc non 35 seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.20 On revient maintenant, brièvement sur les échangeurs de chaleur pour véhicules automobiles. The drawings and the description below contain, for the most part, elements of a certain character. They are an integral part of the description, and thus may serve not only to make the present invention easier to understand, but also to contribute to its definition, if necessary. Now, briefly, we will turn to motor vehicle heat exchangers.
Un échangeur de chaleur permet généralement l'échange de chaleur entre des fluides 5 (liquides ou gazeux) et comporte un faisceau d'échange de chaleur, une enveloppe logean: ce faisceau d'échange de chaleur, une boîte collectrice d'entrée et une boîte collectrice de sortie pour un fluide, disposées de part et d'autre du faisceau. A heat exchanger generally allows the exchange of heat between fluids 5 (liquid or gaseous) and comprises a heat exchange bundle, a logean envelope: this heat exchange bundle, an inlet manifold and a outlet manifold for a fluid, arranged on either side of the bundle.
Comme décrit plus haut, les moteurs des véhicules modernes sont fréquemment alimentés 10 en air comprimé (air de suralimentation comprenant des gaz d'échappement recyclés) par un compresseur entraîné par des gaz d'échappement. Cette compression a pour effet: d'échauffer l'air de telle manière qu'il est nécessaire de la refroidir afin d'abaisser sa température avant son introduction dans les cylindres du moteur. A cet effet, le véhicule est équipé d'un refroidisseur d'air de suralimentation. 15 Comme mentionné plus haut, ces échangeurs de chaleur comprennent des pièces métalliques assemblées entre elles par brasage. As described above, the engines of modern vehicles are frequently supplied with compressed air (charge air comprising recycled exhaust gas) by a compressor driven by exhaust gas. This compression has the effect of: heating the air so that it is necessary to cool it to lower its temperature before its introduction into the engine cylinders. For this purpose, the vehicle is equipped with a charge air cooler. As mentioned above, these heat exchangers comprise metal parts assembled together by brazing.
On entend par brasage un assemblage de matériaux au moyen d'un métal d'apporte, co- 20 laminé à la matière de base, ayant une température de fusion inférieure à celle des matériaux à assembler. Généralement, en industrie automobile, le brasage est réalisé dans un four. Il s'agit d'un assemblage hétérogène qui laisse subsister sur le produit final des points de brasage marquant la fusion de différentes pièces qu'ont contenu le matériel d'apporte. On comprendra que les points de brasage peuvent être des zones ou des 25 surfaces de brasage plus ou moins étendues. Brazing means an assembly of materials by means of a base metal, co-laminated to the base material, having a lower melting temperature than the materials to be assembled. Generally, in the automotive industry, brazing is carried out in an oven. It is a heterogeneous assembly which leaves on the final product brazing points marking the merger of different parts that contained the material of supply. It will be understood that soldering points may be more or less extensive soldering areas or areas.
Les points de brasage sont particulièrement sensibles à l'encrassement et à la condensation de gaz d'échappement. Il est donc important de protéger les endroits comprenant des points de brasage pour y assurer une résistance anticorrosion. On entend 30 par résistance anticorrosion une résistance à la corrosion. Brazing points are particularly sensitive to clogging and condensation of exhaust gases. It is therefore important to protect places with soldering points to ensure corrosion resistance. Anticorrosion resistance is understood to mean resistance to corrosion.
La condensation des gaz d'échappement a généralement lieu lors du démarrage d'un véhicule lorsque le moteur est froid. Les gaz d'échappement contiennent des espèces chimiques de pH 52,5 telles que des sulfates, nitrates ou des acides organiques. 35 De plus, la pollution de l'atmosphère avec notamment des particules de pH <_ 2,5 comme des chlorures, se mélange aux gaz d'échappement et encrasse l'échangeur de chaleur. Condensation of the exhaust gases usually takes place when a vehicle is started when the engine is cold. The exhaust gases contain chemical species of pH 52.5 such as sulphates, nitrates or organic acids. In addition, the pollution of the atmosphere, in particular with particles of pH <2.5, such as chlorides, mixes with the exhaust gas and fouls the heat exchanger.
Les acides organiques mentionnés plus haut sont notamment du type acide acétique, acide propanoïque, acide glycolique, acide formique, etc. The organic acids mentioned above are especially of the acetic acid, propanoic acid, glycolic acid, formic acid, etc. type.
Il s'y ajoute le fait que les normes contre la pollution deviennent de plus en plus sévères et 5 demandent une activité des échangeurs de chaleur d'air de suralimentation de plus en plus élevée, ce qui entraîne une condensation et un encrassement accrus desdits échangeurs et a pour effet une corrosion accélérée. Added to this is the fact that pollution standards are becoming increasingly severe and require increasing activity of the charge air heat exchangers, resulting in increased condensation and fouling of said heat exchangers. and has the effect of accelerated corrosion.
La Demanderesse a découvert non sans surprise qu'une application d'un traitement 10 hydrothermique de type de boehmitage sur un échangeur de chaleur ayant des. composants en aluminium assemblés entre eux par des points de brasage permet une résistance anticorrosion efficace. Notamment, selon un mode de réalisation, l'inventior permet une protection contre des agents chimiques et des agressions de pH 2,5. The Applicant has discovered, not surprisingly, that an application of a hydrothermal treatment of boehmitage type on a heat exchanger having. Aluminum components joined together by soldering points provides effective corrosion resistance. In particular, according to one embodiment, the inventior provides protection against chemical agents and attacks of pH 2.5.
15 De plus, l'invention permet une mise en oeuvre simple et une protection uniforme sur l'ensemble de l'échangeur de chaleur lorsque celle-ci est souhaitée. In addition, the invention allows simple operation and uniform protection over the entire heat exchanger when it is desired.
La figure 1 montre un échangeur de chaleur de type refroidisseur à air de suralimentation 100. Selon le mode de réalisation décrit ici, l'échangeur de chaleur 100 subit un traitement 2 0 hydrothermique de type boehmitage par immersion totale ou partielle dans une solution d'immersion à des températures régulées. FIG. 1 shows a charge air cooler type heat exchanger 100. According to the embodiment described herein, the heat exchanger 100 undergoes a boehmite hydrothermal treatment by total or partial immersion in a solution of immersion at regulated temperatures.
La solution d'immersion est préférentiellement de l'eau déionisée. L'utilisation d'eau déionisée a notamment pour avantage de ne pas agresser chimiquement l'échangeur de 2 5 chaleur 100, ce qui permet un trempage total de l'échangeur 100 afin d'accéder à tout endroit d'un échangeur à géométrie complexe tel que le refroidisseur d'air de suralimentation. The immersion solution is preferably deionized water. The use of deionized water has the particular advantage of not chemically attacking the heat exchanger 100, which allows a total soaking of the exchanger 100 in order to access any location of a complex geometry exchanger such as the charge air cooler.
Selon un mode de réalisation de l'invention, on utilise de l'eau déionisée dans laquelle on 30 ajoute ou non un ou plusieurs additifs tels qu'une solution d'acide éthylènediaminetetracétique (EDTA). L'EDTA permet notamment d'augmenter la vitesse de réaction pour la formation de boehmite, comme détaillé plus loin. Toutefois, le traitement hydrothermique selon l'invention ne nécessite pas l'ajout d'agents chimiques dans la solution d'immersion. 35 La figure 2 montre un organigramme du traitement hydrothermique. II s'agit d'un traitement du type boehmitage dans lequel on utilise de l'eau déionisée et 3% d'une solution d' éthylènediamintetraacétique. Une première opération 200 consiste à mettre en contact des composants en aluminium assemblés entre eux par des points de brasage d'un échangeur de chaleur avec de l'eau déionisée. According to one embodiment of the invention, deionized water is used in which one or more additives such as a solution of ethylenediaminetetracetic acid (EDTA) is added or not. EDTA makes it possible in particular to increase the reaction rate for the formation of boehmite, as detailed below. However, the hydrothermal treatment according to the invention does not require the addition of chemical agents in the immersion solution. Figure 2 shows a flow chart of the hydrothermal treatment. This is a boehmitage treatment in which deionized water and 3% of a solution of ethylenediaminetetraacetic acid are used. A first operation 200 involves contacting aluminum components joined together by soldering points of a heat exchanger with deionized water.
Dans le mode de réalisation décrit ici, il s'agit d'un échangeur de chaleur du type refroidisseur d'air de suralimentation tel que représenté sur la figure 1. La mise en contact de l'eau et desdits composants peut être réalisée par trempage ou par circulation interne de l'eau déionisée en phase vapeur dans l'échangeur de chaleur. L'opération 200 de trempage a pour but de former une interface entre la solution déionisée et une partie au moins desdits composants en aluminium et points de brasage. On comprendra dans la présente description que le terme interface ne se comprend pas au stricto sensu, mais correspond sensiblement à l'ensemble eau déionisé/surface d'aluminium. In the embodiment described here, it is a heat exchanger of the charge air cooler type as shown in Figure 1. The contacting of water and said components can be performed by dipping or by internal circulation of the deionized water in the vapor phase in the heat exchanger. The purpose of the dipping operation 200 is to form an interface between the deionized solution and at least a portion of said aluminum components and soldering points. It will be understood in the present description that the term interface is not understood in the strict sense, but corresponds substantially to the set of deionized water / aluminum surface.
Les opérations 202, 204 et 206 correspondent à une succession de variations de température de ladite ;interface. L'action de la chaleur sur l'ensemble eau déionisée/surface d'aluminium a pour effet la formation d'un oxyde d'aluminium hydraté de forte résistance anticorrosion. The operations 202, 204 and 206 correspond to a succession of temperature variations of said interface. The action of the heat on the set deionized water / aluminum surface has the effect of forming a hydrated aluminum oxide of high corrosion resistance.
L'opération 202 comprend la formation d'un double film comprenant de la pseudo-boehmite 2 0 (y-A/OOH) et de la bayerite [AI(OH)3]. L'opération 202 thermique comprend l'application d'une température comprise entre environ 20°C et 80°C pendant 10 à 20 minutes. Operation 202 comprises forming a double film comprising pseudo-boehmite (γ-A / OOH) and bayerite [Al (OH) 3]. Thermal operation 202 involves applying a temperature of between about 20 ° C and 80 ° C for 10 to 20 minutes.
Une opération 204 suivante comprend la formation de film de boehmite. L'opération 204 comprend l'application d'une température comprise entre 80°C et 100°C pendant 1 à 15 25 heures. A subsequent operation 204 comprises the formation of boehmite film. Operation 204 comprises applying a temperature of between 80 ° C and 100 ° C for 1 to 25 hours.
Une alternative pour formation d'un film de boehmite plus épaisse, opération 206 thermique, comprend l'application d'une température comprise entre 100°C et 374°C en phase vapeur d'eau, pendant 1 à 15 heures en fonction de l'épaisseur de couche souhaité. Les composants en aluminium et les points de brasage de l'échangeur de chaleur décrits ici, sont donc sensiblement recouverts d'un film de boehmite au moyen des opérations 200 à 206. Le boehmite est de nature minérale et est un oxyde d'aluminium mono-hydraté [AI203 H20]. 30 35 An alternative for forming a thicker boehmite film, thermal operation 206, comprises applying a temperature of between 100 ° C and 374 ° C in the water vapor phase, for 1 to 15 hours depending on the temperature. desired layer thickness. The aluminum components and brazing points of the heat exchanger described herein are therefore substantially coated with a boehmite film by means of operations 200 to 206. The boehmite is of a mineral nature and is a mono aluminum oxide. -hydrate [Al 2 O 3 H 2 O]. 30 35
8 Une dernière opération 208 comprend le retour à température ambiante, l'émersion et le séchage des composants en aluminium de l'échangeur de chaleur. A last operation 208 includes returning to room temperature, emersion and drying of the aluminum components of the heat exchanger.
La figure 3 représente de manière schématique la formation de pseudo-boehmite 304 et de bayerite 302 sur un composant en aluminium 300 d'un échangeur de chaleur. La formation de pseudo-boehmite 304 et de bayerite 302 progresse vers un film uniforme de boehmite 306 tel que représenté sur la figure 4. Le film de boehmite recouvre non seulement les composants en aluminium de l'échangeur de chaleur, mais particulièrement les points de brasage formés par l'assemblage desdits composants. Figure 3 schematically shows the formation of pseudo-boehmite 304 and bayerite 302 on an aluminum component 300 of a heat exchanger. The formation of pseudo-boehmite 304 and bayerite 302 progresses to a uniform film of boehmite 306 as shown in FIG. 4. The boehmite film covers not only the aluminum components of the heat exchanger, but particularly the brazing formed by the assembly of said components.
On note que lors du brasage, il se créé ce que l'on appelle des aiguilles de silicium au niveau des points de brasage. Les aiguilles de silice sont souvent touchées par une agglomération d'impuretés autour d'elles. Par conséquent, lesdites aiguilles et leur voisinage sont particulièrement touchés par la corrosion. It is noted that during brazing, so-called silicon needles are created at the brazing points. Silica needles are often affected by an agglomeration of impurities around them. Therefore, said needles and their vicinity are particularly affected by corrosion.
Selon un mode de réalisation, le film de boehmite 306 recouvre sensiblement toutes les aiguilles de silice trouvées au niveau des points de brasage. Cela permet une résistance anticorrosion appropriée. According to one embodiment, the boehmite film 306 substantially covers all the silica needles found at the brazing points. This allows for proper corrosion resistance.
De plus, le film de boehmite 306 est hé de manière covalente sur les composants en 20 aluminium et résiste à des températures allant de moins -40°C à 280°C sans perte d'une quelconque adhésion. In addition, the boehmite film 306 is covalently bonded to the aluminum components and is resistant to temperatures of -40 ° C to 280 ° C without loss of any adhesion.
La durée du traitement hydrothermique de type boehmitage comprenant les opérations 200 à 206 est généralement de 1 à 15 heures. 25 Préférentiellement le traitement est réalisé par vapeur d'eau (pulvérisation) pour éviter toute contamination par impuretés ou par inhibiteur chimiques tels que du calcium, du cuivre, du fer, des fluorures, des chlorures, de l'oxyde de silicium et/ou du phosphate. L'invention vise également un échangeur de chaleur avec des composants en aluminium 30 assemblés entre eux par des points de brasage ayant subi un traitement procédé de l'invention. Un échangeur de chaleur selon l'invention est donc un échangeur de chaleur dont les composants en aluminium assemblés et les points de brasage sont au moins partiellement recouvert d'un film de boehrite. The duration of the hydrothermal treatment of the boehmitage type comprising the operations 200 to 206 is generally from 1 to 15 hours. Preferably, the treatment is carried out by steam (spray) to prevent contamination by chemical impurities or inhibitors such as calcium, copper, iron, fluorides, chlorides, silicon oxide and / or phosphate. The invention also relates to a heat exchanger with aluminum components 30 joined together by brazing points having undergone a process treatment of the invention. A heat exchanger according to the invention is therefore a heat exchanger whose assembled aluminum components and brazing points are at least partially covered with a boehrite film.
35 Selon un mode de réalisation l'échangeur de chaleur est du type refroidisseur d'air de suralimentation pour l'échange de chaleur entre un premier fluide et un second fluide, comportant un faisceau d'échange de chaleur, une enveloppe logeant ce faisceau, une boîte collectrice d'entrée avec une tubulure d'entrée et une boîte collectrice de sortie ave: une tubulure de sortie pour la circulation dudit premier fluide. II s'agit d'un échangeur 100 comme celui représenté sur la figure 1. According to one embodiment, the heat exchanger is of the supercharging air cooler type for exchanging heat between a first fluid and a second fluid, comprising a heat exchange bundle, an envelope housing this bundle, an inlet manifold with an inlet manifold and an outlet manifold with an outlet manifold for circulating said first fluid. It is a heat exchanger 100 like that shown in FIG.
Exemple : Échangeur de chaleur Le tableau 1 montre la résistance anticorrosion d'échangeurs de chaleur de l'invention en exposition à des conditions d'environnement hostile. Les conditions de l'exemple sont définies d'une part par l'immersion alternée d'échangeurs de chaleur dans deux milieux : Milieu A et Milieu B, dont le pH respectif est de 2,5 et de 1,5 ; et d'autre part par des cycles de simulation. Example: Heat Exchanger Table 1 shows the corrosion resistance of heat exchangers of the invention on exposure to hostile environment conditions. The conditions of the example are defined on the one hand by alternately immersing heat exchangers in two media: medium A and medium B, whose respective pH is 2.5 and 1.5; and secondly by simulation cycles.
Milieu A : - 300 ppm de Sulfates, (comme sulfate de sodium) - 50 ppm de Nitrates, (comme nitrate de sodium) - 3000 ppm d'Acide Formique, - 500 ppm d'Acide Acétique, et - 400 ppm d'Acide Propanoïque. Medium A: - 300 ppm Sulfates, (as sodium sulphate) - 50 ppm Nitrates, (as sodium nitrate) - 3000 ppm Formic Acid, - 500 ppm Acetic Acid, and - 400 ppm Acid propanoic.
Le pH résultant de ce mélange est de 2,5. Milieu B : - 1300 ppm de Sulfates, (comme acide sulfurique 96%) 25 - 50 ppm de Nitrates, (comme nitrate de sodium) 3000 ppm d'Acide Formique, 500 ppm d'Acide Acétique, et - 400 ppm d'Acide Propanoïque. The resulting pH of this mixture is 2.5. Medium B: - 1300 ppm Sulfates, (as sulfuric acid 96%) 25 - 50 ppm Nitrates, (as sodium nitrate) 3000 ppm Formic Acid, 500 ppm Acetic Acid, and - 400 ppm Acid propanoic.
30 Le pH résultant de ce mélange esi: de 1,5. The resulting pH of this mixture is 1.5.
Les cycles de simulation comprennent d'une part un cycle de conduite de 68h/semaine, l'immersion pendant 15s dans un milieu choisi (milieu A ou milieu B) et un séchage pendant 15min à 170°C ; et d'autre pari: un cycle d'arrêt de 100h/semaine, l'immersion 35 pendant 15s dans un milieu choisi (milieu A ou milieu B) et un séchage pendant 15min à température ambiante. The simulation cycles comprise on the one hand a driving cycle of 68h / week, immersion for 15s in a selected medium (medium A or medium B) and drying for 15min at 170 ° C .; and other bet: a stop cycle of 100h / week, immersion for 15s in a selected medium (medium A or medium B) and drying for 15min at room temperature.
Milieux pH Résistance Anticorrosion d'échangeurs de chaleur Milieu A 2.5 Aucune fuite après 4000 cycles de simulation Milieu B 1.5 Aucune fuite après 1630 cycles de simulation Tableau 1 Exemple : Composants en aluminium assemblés entre eux par des points de brasage Le tableau 2 montre un test comparatif entre des éléments ayant subi un traitement: hydrothermique selon l'invention (élément TH) et des éléments n'ayant subi aucur traitement hydrothermique (élément 0). La comparaison est basée sur la perte de matière. causé par la corrosion, de composants en aluminium assemblés entre eux par des points de brasage. La corrosion est favorisée pair des conditions d'environnement hostiles définies d'une part par l'immersion alternée desdits composants dans quatre milieux : Milieu C, Milieu D, Milieu E et Milieu F, de pH variable allant de 1,5 à 2,5 selon la quantité en acide sulfurique présente dans chaque milieu ; et d'autre part par des cycles corrosifs. Chaque milieu (C, D, E et F) comprend : - 1000 ppm de Sulfates, - 60 ppm de Nitrates, et - et une quantité de Chlorures variable (voir tableau 2). PH media Anticorrosion resistance of heat exchangers Medium A 2.5 No leakage after 4000 simulation cycles Medium B 1.5 No leakage after 1630 simulation cycles Table 1 Example: Aluminum components joined to each other by soldering points Table 2 shows a test Comparative between elements having undergone treatment: hydrothermal according to the invention (TH element) and elements that have not undergone hydrothermal treatment (element 0). The comparison is based on the loss of material. caused by corrosion, aluminum components joined together by soldering points. Corrosion is favored by hostile environmental conditions defined on the one hand by the alternating immersion of said components in four media: medium C, medium D, medium E and medium F, with a variable pH ranging from 1.5 to 2, Depending on the amount of sulfuric acid present in each medium; and on the other hand corrosive cycles. Each medium (C, D, E and F) comprises: - 1000 ppm Sulfates, - 60 ppm Nitrates, and - and a variable amount of Chloride (see Table 2).
Les cycles corrosifs comprennent cinq cycles de trempage successifs. Les cycles de trempage sont réalisés sur une période de 7 jours et comprennent l'immersion dans un milieu (C, D, E ou F) pendant 8h à 60°C ainsi que 16h d'exposition à l'air sur une période de 5 jours successifs, suivi d'une immersion dans un milieu (C, D, E ou F) pendant 2 jours successifs. The corrosive cycles comprise five successive dipping cycles. The soaking cycles are carried out over a period of 7 days and include immersion in a medium (C, D, E or F) for 8 hours at 60 ° C and 16 hours of exposure to air over a period of 5 days. successive days, followed by immersion in a medium (C, D, E or F) for 2 successive days.
Milieux pH Quantité Perte de Perte de Perte de Perte de Chlorures matière - matière - matière - matière - (ppm) élément o élément élément élément (g/cm2) TH ra (%) TH (°/o) (g/cm2) Milieu C 2.5 60 0,06372 0,05244 6,4 5,2 Milieu D 2 80 0,08778 0,05943 8,78 5,94 Milieu E 1,5 60 0,12231 0,11669 12,24 11,66 Milieu F 1,5 100 0,12986 0,11927 13,0 11,93 Tableau 2 Media pH Quantity Loss of Loss of Loss of Chlorides matter - material - matter - material - (ppm) element o element element element (g / cm2) TH ra (%) TH (° / o) (g / cm2) Medium C 2.5 60 0.06372 0.05244 6.4 5.2 Medium D 2 80 0.08778 0.05943 8.78 5.94 Medium E 1.5 60 0.1231 0.1119 12.24 11.66 Medium F 1.5 100 0.12986 0.1927 13.0 11.93 Table 2
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012160267A1 (en) | 2011-05-20 | 2012-11-29 | Constellium France | Alloys for a heat exchanger tube having an inner protective cladding and brazed disrupter |
WO2015132482A1 (en) | 2014-03-06 | 2015-09-11 | Constellium Neuf-Brisach | Multiply-clad brazing metal sheet |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB985300A (en) * | 1962-03-30 | 1965-03-03 | Alusuisse | Process for coating aluminium articles |
FR2039575A5 (en) * | 1969-03-08 | 1971-01-15 | Showa Aluminium | |
JPS5573878A (en) * | 1978-11-25 | 1980-06-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Surface-treating method for aluminum alloy casting |
US4421789A (en) * | 1981-06-30 | 1983-12-20 | Occidental Chemical Corporation | Process for treating the surfaces of aluminum heat exchangers |
EP0128515A2 (en) * | 1983-06-09 | 1984-12-19 | Nihon Parkerizing Co., Ltd. | Process for treating surfaces of heat exchangers |
US4718482A (en) * | 1985-10-07 | 1988-01-12 | Mitsubishi Aluminum Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing heat exchange vehicle |
FR2603308A1 (en) * | 1986-08-29 | 1988-03-04 | Sanchem Inc | CORROSION RESISTANT ALUMINUM COATING COMPOSITION |
EP0274738A1 (en) * | 1986-12-29 | 1988-07-20 | Nihon Parkerizing Co., Ltd. | Method for forming coatings on aluminium surfaces |
US4775588A (en) * | 1983-11-11 | 1988-10-04 | Nippon Light Metal Company Limited | Metal substrates having hydrophilic resin paints containing finely divided ion exchange resins on its surface |
US4895608A (en) * | 1988-04-29 | 1990-01-23 | Sanchem, Inc. | Corrosion resistant aluminum coating composition |
JP2003181628A (en) * | 2001-12-13 | 2003-07-02 | Toyo Radiator Co Ltd | Method for manufacturing heat exchanger |
DE102005059717A1 (en) * | 2004-12-13 | 2006-07-06 | Behr Gmbh & Co. Kg | Combustion air supply device for internal combustion engine, has intercooler with flow channel for supercharged air, where combustion air is driven in intake manifold, and flow channel is made of aluminium or aluminium alloy |
-
2008
- 2008-04-09 FR FR0801945A patent/FR2930023A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB985300A (en) * | 1962-03-30 | 1965-03-03 | Alusuisse | Process for coating aluminium articles |
FR2039575A5 (en) * | 1969-03-08 | 1971-01-15 | Showa Aluminium | |
JPS5573878A (en) * | 1978-11-25 | 1980-06-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Surface-treating method for aluminum alloy casting |
US4421789A (en) * | 1981-06-30 | 1983-12-20 | Occidental Chemical Corporation | Process for treating the surfaces of aluminum heat exchangers |
EP0128515A2 (en) * | 1983-06-09 | 1984-12-19 | Nihon Parkerizing Co., Ltd. | Process for treating surfaces of heat exchangers |
US4775588A (en) * | 1983-11-11 | 1988-10-04 | Nippon Light Metal Company Limited | Metal substrates having hydrophilic resin paints containing finely divided ion exchange resins on its surface |
US4718482A (en) * | 1985-10-07 | 1988-01-12 | Mitsubishi Aluminum Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing heat exchange vehicle |
FR2603308A1 (en) * | 1986-08-29 | 1988-03-04 | Sanchem Inc | CORROSION RESISTANT ALUMINUM COATING COMPOSITION |
EP0274738A1 (en) * | 1986-12-29 | 1988-07-20 | Nihon Parkerizing Co., Ltd. | Method for forming coatings on aluminium surfaces |
US4895608A (en) * | 1988-04-29 | 1990-01-23 | Sanchem, Inc. | Corrosion resistant aluminum coating composition |
JP2003181628A (en) * | 2001-12-13 | 2003-07-02 | Toyo Radiator Co Ltd | Method for manufacturing heat exchanger |
DE102005059717A1 (en) * | 2004-12-13 | 2006-07-06 | Behr Gmbh & Co. Kg | Combustion air supply device for internal combustion engine, has intercooler with flow channel for supercharged air, where combustion air is driven in intake manifold, and flow channel is made of aluminium or aluminium alloy |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012160267A1 (en) | 2011-05-20 | 2012-11-29 | Constellium France | Alloys for a heat exchanger tube having an inner protective cladding and brazed disrupter |
WO2015132482A1 (en) | 2014-03-06 | 2015-09-11 | Constellium Neuf-Brisach | Multiply-clad brazing metal sheet |
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