10.0 LE DÉCAPAGE

10.3 Procédés de substitution

10.3.1 Projection d'abrasifs

10.3.1.2 Plastique

Description Les systèmes de projection de matière plastique sont utilisés aux États-Unis depuis 1984 (Carnes,1991 ). Les matériaux employés comprennent les résines acryliques, de mélamine-formol ainsi que les polyesters (Ivey,1990 ). Des systèmes de classification ont été établis à l'intérieur desquels les matériaux sont regroupés en fonction de leur dureté et leur capacité à endommager divers substrats (Larson,1990 ). Puisque les abrasifs mous nécessitent des temps de contact plus longs, ils peuvent, pour un niveau de décapage donné, endommager les substrats aussi bien que les abrasifs durs (Larson,1990 ).

Très répandu dans le secteur de l'entretien (Wolf,1991b ), ce type de décapage est aussi utilisé pour le décapage de (Konopka,1991 ) :

robinets en laiton;

cadres en zinc de miroirs automobiles moulés en coquille;

boîtiers de chaufferettes en acier mince;

lentilles de verre des phares automobiles.

À cause de son pouvoir érosif élevé, ce type de décapage n'est pas recommandé pour les composites, exception faite de ceux en graphite ou en résine époxy stratifiée à la fibre de bore (Larson,1990 ). La projection de plastique décape efficacement les revêtements appliqués par électrodéposition ou en poudre ainsi que les revêtements résistant aux produits chimiques sur les véhicules militaires (Konopka,1991 ).

Systèmes de projection automatisés Des systèmes de projection automatisé de plastique ont été mis au point pour le décapage d'avions. Ces systèmes exigent des équipements de qualité aérospatiale et utilisent du plastique de Type II (classification des forces armées des États-Unis). Ils s'avèrent efficaces pour le décapage de revêtements métalliques ou de composites aussi minces que 3 et 4 mm respectivement (Carnes,1991 ).

La très grande majorité des particules (90 % des particules de plastique et 99 % de la poussière et des écailles de peinture) sont captées au point de décapage. Pour être économiques, ces systèmes doivent comprendre un appareil de recyclage du plastique. Ces appareils récupèrent le plastique sans ramasser la poussière ou les écailles de peinture. Les séparateurs utilisés enlèvent toutes les particules plus denses que 1,5 g/cm³, soit 99,98 % de toutes les particules (Carnes,1991 ).

Systèmes de projection à froid Les pièces sont gelées à l'aide d'azote liquide, afin de rendre les revêtements plus cassants, puis décapées par projection de grains de polycarbonate. Les grains sont récupérés et recyclés alors que l'azote gazeux épuré est évacué à l'air extérieur (Mathur,1991 ).

Ces systèmes sont utilisés, entre autres, pour le nettoyage des équipements sur des chaînes de production utilisant des peintures alkydes, acryliques, polyesters et vinyliques, ainsi que des laques. Ils sont cependant peu performants contre les revêtements à base de résine époxy ou de polyuréthane (Mathur,1991 ).

Mode d'utilisation Le plus souvent, la projection de plastique se fait manuellement dans des cabines ou en aire ouverte (Konopka,1991 ). La pression varie de 140 à 410 kPa (Konopka,1991 ).

Avantages Les avantages sont multiples (Konopka,1991 ) :

l'abrasif est facilement récupérable et réutilisable;

il y a réduction de problèmes de santé, de sécurité, et environnementaux;

il y a diminution du volume de déchets et des coûts d'élimination;

l'abrasif ne s'imbrique pas dans la plupart des substrats;

l'abrasif n'endommage pas les revêtements anodisés, galvanisés, ou plaqués;

le décapage des composites est plus rapide et plus sécuritaire;

il n'y a aucun risque de fragilisation;

le procédé ne produit pas de piqûres sur les métaux tels que le zinc moulé en coquille, le magnésium, l'aluminium et le laiton coulé;

le procédé est souvent plus rapide que le décapage chimique traditionnel;

il n'y a aucune rétention capillaire;

le procédé peut éliminer la nécessité de désassembler les pièces;

il y a diminution des coûts associés à l'entretien des équipements comparativement à la projection d'abrasifs plus durs;

le procédé ne modifie pas la tolérance sur les pièces délicates;

le procédé ne corrode pas les pièces décapées.

Le plastique récupéré et recyclé est propre et sans danger, et ne constitue pas un déchet dangereux. Il peut être éliminé par incinération dans des fours, y compris les fours à ciment, laissant un peu de noir de carbone comme seul résidu (Carnes,1991 )

Les systèmes de projection à froid possèdent les avantages supplémentaires suivants (Mathur,1991 ) :

absence d'effluents gazeux dangereux;

absence de dangers d'explosion ou d'incendie;

élimination du nettoyage des pièces suivant le décapage.

Désavantages Les plastiques utilisés peuvent être suffisamment durs pour endommager certains substrats et il est même possible d'endommager des avions si les conditions d'opération ne sont pas convenablement réglées (Carnes,1991 ; Wolf,1991b ). Le plastique «vierge» (neuf, non recyclé) est plus mou que les rebuts de plastique mais il est aussi plus coûteux et se dégrade souvent plus rapidement (Carnes,1991 ). Les particules de plastique ont tendance à s'infiltrer dans les jonctions et joints d'étanchéité des revêtements d'avions (Ivey,1990 ). Ce phénomène peut être évité par le masquage des endroits sensibles, mais cette étape nécessite l'emploi de beaucoup de main-d'oeuvre (Ivey,1990 ).

Bien qu'il diminue la quantité de déchets dangereux générée, ce type de décapage ne les élimine pas complètement. Par exemple, le décapage d'un avion F-15 génère 680 à 1 360 kg de déchets dangereux solides (Ivey,1990 ). En plus de ces déchets, le procédé génère une quantité importante de rebuts de plastique, à cause de la désintégration des granules de plastiques en particules trop fines pour être recyclées (Ivey,1990 ; Wolf,1991b ).

L'utilisation des équipements nécessaires au contrôle de l'exposition des employés aux poussières générées par le procédé peut entraîner des coûts d'immobilisation importants (Wolf,1991b ).

La projection à froid entraîne quelques dangers spécifiques (Mathur,1991 ) :

déficience en oxygène suite à l'évacuation de l'azote;

exposition au froid à cause de la manipulation de pièces froides pendant le déchargement de la cuve de projection. Le port de gants est recommandé. Habituellement, les pièces peuvent être manipulées avec les mains nues après cinq minutes.

Performance La vitesse de décapage est fonction de la résistance de la peinture, de la pression d'application, de l'angle d'application, de la taille des particules et de la distance de la surface (Konopka,1991 ). La performance des systèmes dépend beaucoup de l'habileté des opérateurs (Carnes,1991 ). Le Tableau 10.1 présente des paramètres opérationnels représentatifs.

À titre d'exemple, des systèmes automatisés consomment 113-129 kg/min et peuvent atteindre des vitesses de 1,33 à 2,00 m²/min, en fonction de l'épaisseur du revêtement. Une diminution du temps de décapage d'un avion de 87 % par rapport au procédés traditionnels a été rapportée, cette diminution atteignant 99 % lorsque la projection se fait à l'aide d'une turbine (Carnes,1991 ).

Les systèmes de projection à froid ne décapent que des revêtements dont l'épaisseur se situe entre 0,025 et 12 mm. Le taux de consommation de l'abrasif est de 178 kg pour une période de 5 à 15 minutes (Mathur,1991 ).

Coûts Les systèmes de projection à froid sont particulièrement économiques dans les situations suivantes (Mathur,1991 ) :

grand volume de production;

coûts élevés associés à l'élimination des déchets;

les pièces peuvent être endommagées par la chaleur ou les produits chimiques.

Carnes rapporte que l'implantation d'un système de projection automatisé aurait engendré des coûts d'immobilisation de 6,8M $US. L'abrasif coûte entre 3,26 et 3,53 $US/kg (Carnes,1991 ). La marine américaine a estimé que le recours à la projection manuelle de plastique a réduit les coûts associés au décapage des avions de 48 % (Konopka,1991 ).