Paramètres de l'impact et de la projection

Imprimer

Les paramètres de l'impact

Notion de base: rappel
Le traitement par impacts est basé sur le principe d'une projection de grains en continu, qui percutent d'une façon plus ou moins forte la surface d'une pièce, pour lui imposer des modifications physiques, chimiques ou mécaniques. Dans ce processus, chacun des grains possède au moment de l'impact, une énergie cinétique fonction de sa vitesse et de sa masse.
E = 1/2 mv2.
La vitesse initiale du grain produite par le système de projection, varie suivant le procédé employé (fluide conducteur ou force mécanique). Sa vitesse résiduelle à l'impact, varie en fonction du freinage de l'air, dans lequel la forme, la grosseur et la densité du grain interviennent. Il est donc important et nécessaire de tenir compte des paramètres qui suivent et qui varient en fonction de l'application considérée.

L'intensité de l'impact
Elle est directement liée aux valeurs de bases énoncées ci dessus. Elle est proportionnelle à la masse du grain et au carré de sa vitesse. Une faible variation de l'un de ces deux paramètres, et en particulier la vitesse, peut modifier sensiblement l'intensité de l'impact. Cette intensité sera fonction du travail à accomplir, dépendant de la dureté de la couche à enlever, de la rugosité de surface à obtenir, ou de l'intensité "Almen" imposée.

La granulométrie
C'est la grosseur des grains qui conditionne non seulement leur poids (variable suivant la densité du produit utilisé), mais aussi leur vitesse et enfin le nombre de grains à l'unité de poids. Ce nombre augmente de façon spectaculaire quand la grosseur diminue. Cela veut dire qu'à conditions de travail égales, un grain fin travaille plus vite qu'un gros grain en raison du nombre d'impacts infiniment plus grand par unité de poids ou de temps. En pratique, c'est toujours le grain le plus fin qui est le meilleur compromis entre le rendement et la consommation.
Taux de recouvrement: Cn = 1- ( 1 - C1 )n

La vitesse
C'est l'élément prépondérant dans l'intensité de l'impact, mais il ne peut être mesuré directement. En fait, à conditions égales, la vitesse des grains est d'autant plus élevée que leur grosseur est petite et par conséquent la force de frappe plus grande. Cela signifie d'une part, que pour un grain fin, l'énergie initiale est mieux utilisée, avec un pouvoir couvrant plus rapide, mais que d'autre part, l'usure ou la fragmentation est accélérée. Il faudra trouver le bon compromis entre l'efficacité et la consommation, pour obtenir le meilleur rapport qualité/prix toujours présent à l'esprit. La vitesse du grain à l'arrivée sur la cible, peut également varier en fonction de la distance de cette dernière par rapport à la source de projection.

Les paramètres de la projection

Le débit
C'est le nombre de grains projetés à l'unité de temps.
En jet libre, il est fonction:
- du diamètre de la buse (système à pression),
- du diamètre de l'injecteur (système à succion),
- de la pression d'utilisation,
- de la granulométrie du produit projeté,
- du nombre de buses ou pistolets employés.
En turbine, il est fonction:
- du diamètre de la roue,
- de la dimension des pâles,
- de la vitesse de rotation,
- de la granulométrie du produit projeté,
- du nombre de turbines.
C'est l'élément le plus important, car il affecte directement la vitesse de travail, donc le coût de la main œuvre.

La distance de projection
La distance entre la buse ou la turbine et la surface à traiter, affecte directement la vitesse que possède le grain à son arrivée sur la cible (frein crée par l'air) et donc l'intensité de l'impact. Par voie de conséquence, la distance affecte donc la rapidité du travail mais aussi la consommation.
Quelques essais préalables permettront de trouver le compromis idéal en tenant compte du fait qu'une distance plus longue donne un recouvrement plus rapide et plus uniforme de la surface. Ceci en raison de l'augmentation de l'angle ouverture du jet de la buse ou de la nappe de la turbine.

L'angle de projection
Cet angle, existant entre la perpendiculaire de la surface traitée et la direction du jet, affecte à la fois la consommation et l'efficacité de l'impact. A conditions de travail égales, c'est le jet à 90°, perpendiculairement à la surface qui provoquera la plus forte consommation et le plus mauvais rendement. Ceci, à cause du ricochement d'un grand nombre de grains, qui en rebondissant forment un effet d'écran et s'autodétruisent.
L'expérience a montré que le travail le plus efficace et le plus économique, est obtenu avec un angle de projection compris entre 45 et 60°. Dans ces conditions, la consommation peut-être de 30% inférieure à celle d'un jet perpendiculaire et le rendement inversement proportionnel.
Pour les opérations de grenaillage de précontrainte, l'intensité de l'impact imposée, ne peut être obtenue qu'en augmentant l'angle de projection jusqu'à 80° , ou même 85°, sans jamais atteindre 90°.

L'exposition
C'est le temps pendant lequel la surface à traiter est soumise au bombardement des grains. De sa durée découlera un état de surface plus ou moins propre ou mécaniquement traité.
Le temps ayant une incidence directe sur le coût, on s'efforcera de le réduire par l'augmentation du débit et par la mise en œuvre de mouvements des pièces ou mouvements du jet, les plus efficaces possibles, pour obtenir la meilleure couverture.

techlis.jpg