Le séchage des pièces est un élément essentiel du procédé de nettoyage par solution aqueuse. Le degré de séchage nécessaire peut simplement servir à retirer l'excédant d'eau afin d'empêcher les dégâts et de garder un environnement de travail propre et sécuritaire, ou encore, il peut faire partie de procédés plus critiques tels que le débavurage thermique, les tests de détection de fuites ou l'assemblage.

Le séchage est principalement accompli par évaporation et par déplacement physique. La vitesse d'évaporation dépend de la différence de pression de la vapeur entre l'eau retrouvée sur la pièce et l'air utilisé pour sécher. L'augmentation de la température de l'air et de la pièce, ainsi que l'augmentation du débit et de la vélocité de l'air contribuent à augmenter l'efficacité du séchage. La pression est utilisée afin de créer une force à haute vitesse qui déplace l'eau de la pièce ou l'étend sur une grande surface pour en faciliter l'évaporation.

PROCECO a accumulé beaucoup d'expérience par l'utilisation de différents systèmes de séchage et peut vous offrir le système le plus adapté à vos besoins.

1. Souffleries Régénératives

Ce procédé utilise une combinaison de pressions afin de fournir l'impact nécessaire pour déplacer les accumulations d'eau, ainsi qu'un débit moyen dans le but d'augmenter la vitesse d'évaporation. Ceci convient à une production de grand rendement de pièces telles que les composants de transmissions automobiles et assèche les pièces avec un minimum de temps d'exposition (généralement de 15 à 60 secondes). Le système nécessite peu d'aire de plancher et ne requiert pas d'augmenter l'alimentation en air comprimé de l'établissement puisqu'un souffleur régénératif est utilisé afin de fournir de l'air pour le séchage. Une des caractéristiques du souffleur régénératif est qu'il réchauffe l'air en même temps qu'il le comprime. Cet ajout de chaleur (de 40 à 90° F de plus que l'air ambiant) augmente l'efficacité du séchage. Pour une utilisation plus complexe, un réchauffeur électrique est ajouté afin d'obtenir une augmentation de température pouvant aller jusqu'à 250° F.

L'air utilisé pour le séchage n'est pas recirculé dans ce système, donc l'air qui entre en contact avec la pièce est propre et sec puisque fourni par le souffleur d'air de l'établissement. L'air du boîtier de séchage est évacué à une vitesse légèrement plus rapide que la capacité du souffleur à introduire l'air dans le boîtier. Ceci a pour effet d'évacuer l'eau retirée de la pièce et d'empêcher que de l'air chaud et humide ne soit relâché dans l'environnement de travail.

Le souffleur est choisi selon l'utilisation qui en sera faite. Proceco offre des unités ayant une capacité de débit pouvant atteindre jusqu'à 850 pcnm et une pression pouvant atteindre 100"c.e.

Un certain nombre de méthodes sont utilisées afin de faire parvenir l'air à la pièce qui doit être traitée.

Couteaux d'Air Linéaires

Ces souffleurs sont généralement utilisés dans le but d'enlever l'excès d'eau ainsi que dans des situations où différentes pièces sont traitées par le même équipement. L'utilisation prolongée de plusieurs couteaux d'air peut produire d'excellents résultats même lorsque l'on assèche des pièces complexes. Les couteaux d'air sont conçus pour traiter en même temps toute la surface de la pièce. Ce système nécessite donc que la pièce et les couteaux d'air puissent se déplacer de façon interdépendante. C'est-à-dire que, soit les couteaux d'air sont fixes et que l'on déplace la pièce, ou encore que la pièce est fixe et que les couteaux d'air sont animés d'un mouvement de va-et-vient. PROCECO fait la conception et la production d'une collection complète de couteaux d'air peu bruyants et de haute efficacité.

Gicleurs de Précision

Les gicleurs à grand débit sont dirigés de façon à assécher des endroits spécifiques alors que la pièce est arrêtée dans un système d'indexation. Les gicleurs de précision sont généralement utilisés pour des pièces géométriquement complexes, telles que les valves automatiques pour transmissions ainsi que tout élément ayant des cavités internes ou des ouvertures difficiles d'accès.

Séchage par Pression Positive

Certaines pièces ayant des passages internes complexes (telles que des valves de contrôle des fluides pour des systèmes de contrôle de traction et de freinage, ainsi que des collecteurs de distribution pour systèmes diesel à injection) sont extrêmement difficiles à sécher, puisque les surfaces internes mouillées ne font pas partie du champ d'action des gicleurs. Dans de tels cas, des collecteurs de conception spécifique sont clavetés à la pièce et de l'air est soufflé de force dans les passages internes pour un séchage rapide.

2. Souffleries d'Air Comprimé

Ce système utilise l'impact d'air comprimé de haute pression fourni par l'établissement (de 20 à 100 psi) afin de déplacer physiquement l'eau. Il s'agit du système le moins dispendieux à l'achat et qui requiert le moins d'aire de plancher.

Les systèmes à air comprimé sont utilisés en général afin de retirer l'excès d'eau d'endroits spécifiques d'une pièce. Ils ne servent pas à assécher complètement une pièce.

Les souffleries d'air comprimé ayant des gicleurs de précision sont souvent utilisées pour compléter d'autres systèmes de séchage, afin de retirer l'eau des endroits difficiles d'accès que l'on peut retrouver sur une pièce, tels que les trous borgnes. Ces gicleurs peuvent aussi être installés sur des collecteurs amovibles afin qu'ils puissent être positionnés automatiquement vis-à-vis d'endroits qui ne sont pas accessibles lors de l'utilisation de collecteurs fixes ou de couteaux d'air linéaires en raison des restrictions imposées par les méthodes de manipulation de la pièce.

Lorsqu'il s'agit de retirer l'eau de petits trous de forage ou de trous taraudés difficiles d'accès, les gicleurs sont actionnés par impulsions rapides afin d'obtenir un plus haut degré d'efficacité.

Les désavantages majeurs des souffleries d'air comprimé sont la grande demande qu'elles exercent sur le fournisseur d'air comprimé de l'établissement ainsi qu'un niveau de bruit plus élevé que ceux produits par d'autres systèmes de soufflerie.

Afin de réduire la demande en air comprimé, un gicleur seul peut être installé sur un système de transport à plusieurs axes, ce qui permet de retirer l'eau de plusieurs orifices retrouvés sur une pièce. Un gicleur amplificateur de débit peut être utilisé. Ce gicleur entraîne l'air environnant avec l'air comprimé, augmentant de façon significative le débit et ce, avec une diminution de pression minime. Ce type de gicleur réduit aussi le niveau de bruit produit. Il est possible d'installer des détecteurs de pièces sur les équipements à production élevée afin que le système de soufflerie ne soit activé que lorsqu'une pièce est présente.

3. Séchoirs sous Vide

Ce procédé s'appuie sur l'évaporation seulement, et n'utilise pas de chaleur. La pièce est déposée dans un réservoir hermétique et une pompe aspiratrice est utilisée afin de retirer rapidement l'air (10 secondes ou moins) jusqu'à une pression absolue de 3 à 5 torr. La pression vaporeuse de l'eau est donc réduite à un point tel que l'eau s'évapore à une température sous les 40 ° F. Ce procédé assèche rapidement la pièce, et puisque l'on n'utilise pas de chaleur, la pièce refroidit grâce à la perte de chaleur résultant de l'évaporation. Dans plusieurs systèmes, cet effet refroidissant peut éliminer le besoin d'avoir des tunnels de refroidissement séparés qui servent à refroidir la pièce dans le but de pouvoir la manipuler de façon sécuritaire ou de la traiter dans des étapes ultérieures telles que le dimensionnement, les tests de détection de fuites, ainsi que l'assemblage La durée d'un cycle typique pour des pièces telles que les composants de transmissions automobiles est de 20 à 60 secondes.

Le séchage sous vide est utilisé lorsque des procédés critiques nécessitent des pièces complètement sèches et est le plus efficace lorsqu'il s'agit de retirer une mince couche d'eau recouvrant la surface entière de la pièce.

L'accumulation d'eau ou les trous borgnes remplis d'eau ne sécheront pas rapidement par séchage sous vide. Une soufflerie régénérative pour le séchage brut est alors installée avant le séchoir sous vide.

Le séchoir sous vide est le système le plus efficace, pour une utilisation d'énergie moindre, offert sur le marché. Il nécessite un minimum d'aire de plancher et ne requiert pas de connexion pour l'évacuation vers l'extérieur de l'établissement.

4. Fours à Convection

Ce procédé utilise principalement la chaleur afin d'évaporer l'eau de la pièce à traiter. Une soufflerie centrifuge à basse pression (1 à 4" c.e.) est utilisée pour faire circuler un grand volume d'air chauffé tout autour de la pièce. Ces systèmes atteignent généralement des températures variant de 250 à 350° F. L'air est recirculé afin de conserver l'énergie. Un pourcentage (10 à 30%) de l'air en circulation est évacué dans le but de retirer l'eau évaporée.

Les fours à convection exigent généralement des durées de cycle de séchage plus longues, beaucoup plus d'aire de plancher ainsi qu'une plus grande quantité d'énergie que les autres méthodes de séchage décrites. Cependant, l'efficacité du procédé ne dépend pas de la géométrie de la pièce à traiter. Ce système ne requiert pas de fixations pour les pièces à traiter, ni de gicleurs de précision ; tout ce qui peut être introduit dans la machine sera séché.

Les fours à convection sont souvent la solution idéale pour des pièces de grande taille telles que des boîtiers de contrôle électrique ainsi que des pièces automobiles en tôle estampées.

5. Souffleries Recirculatrices

Pour de plus larges pièces telles que des systèmes de transmission assemblés, il est recommandé d'utiliser un système combinant les principes du four à convection ainsi que ceux de la soufflerie régénérative. Une soufflerie centrifuge à haute pression (6 à 45" c.e.) est utilisée afin de faire circuler de l'air chauffé (150 à 250° F) pour un séchage par convection. Cette soufflerie projette aussi de l'air à grande vitesse, à l'aide de gicleurs de précision ou de couteaux d'air linéaires, qui sert à déplacer l'eau d'endroits difficiles d'accès de la pièce à traiter. Le temps d'irradiation typique est de 1 à 3 minutes.

Éléments additionnels à considérer lors de la conception d'un système de séchage :

1. L'orientation de la pièce à traiter est très importante ; les pièces doivent être positionnées pour un drainage efficace, et pour que les parties de la pièce qui retiennent l'eau soient directement exposées aux couteaux d'air linéaires ou aux gicleurs d'air.
   
2. Les trous filetés sont difficiles à sécher. Une soufflerie régénérative est souvent nécessaire.
   
3. Les trous borgnes sont plus difficiles à assécher que les trous ouverts. Les trous borgnes filetés verticaux, placés sur la partie supérieure horizontale de la pièce, sont presque impossibles à assécher complètement. Une soufflerie de précision à air comprimé et par impulsion est généralement nécessaire.
   
4. Les petits trous de forage (plus petit que 1/16" Ø) sont presque impossibles à assécher complètement. Le séchage par pression positive est généralement nécessaire.
   
5. Les pièces à basse densité qui n'accumulent pas la chaleur de façon significative (e.g. feuilles d'aluminium ou construction en plastique) ne sèchent pas rapidement à l'air ambiant à leur sortie de l'équipement.
   
6. Les pièces en tôle travaillées, telles que des bacs, qui ont des joints ou encore des lèvres roulées ou à double paroi, sont difficiles à sécher puisque de l'eau continue de s'échapper de ces joints après que la pièce a passé la soufflerie. Dans des cas extrêmes, un four à convection est l'unique solution.
   
7. Les canaux continus dans les surfaces supérieures horizontales, tels que les rainures pour joints toriques circulaires ainsi que les lèvres de bacs, sont difficiles à souffler puisque l'eau a tendance à circuler le long du canal sans en sortir. Pour de telles applications, il est plus efficace d'utiliser une soufflerie régénérative avec multiples couteaux d'air linéaires.
   
8. Le procédé de lavage affecte de façon majeure la capacité de séchage.
   1. Une température d'activation plus élevée facilitera le séchage.
      
   2. Le drainage d'une pièce ne se fait pas aussi efficacement lorsque l'on n'utilise que de l'eau courante. L'osmose inversée, l'eau dé-ionisée, ou l'eau (dans les cycles de rinçage) avec un résidu de détergent des cycles précédents sont plus efficaces.
      
   3. Lorsque l'on utilise des souffleries à haute température, il est important de choisir les détergents appropriés ainsi que des antirouilles qui ne laissent pas de grandes quantités de résidus lors de l'évaporation de l'eau. Ces résidus peuvent se déposer dans le boîtier de soufflerie, se détacher à
      un moment ultérieur, et contaminer la pièce à traiter. Si ceci ne peut être prévenu ou éviter, un système de nettoyage automatique du boîtier doit être installé.
      
9. Pour les applications nécessitant des standards de propretés strictes, il est important que le système de séchage soit construit de façon à prévenir une nouvelle contamination des pièces nettoyées par précision. Les filtres d'aspiration de la soufflerie ainsi que la construction en acier inoxydable pour la tuyauterie, les couteaux d'air linéaires ainsi que les gicleurs, sont nécessaires pour assurer que seul l'air propre entre en contact avec la pièce à traiter.

L’avenir

Notre équipe d'ingénierie ainsi que notre équipe de recherche et développement travaillent sans relâche à trouver des moyens d'améliorer l'efficacité du séchage, ainsi qu'à développer des nouveaux procédés tels que le séchage par déshumidification.

G. Weston 14/02/02