8.0 LE DÉGRAISSAGE ET LE NETTOYAGE DES INSTRUMENTS DE PRÉCISION

8.2 Produits de substitution

8.2.6 Nettoyants aqueux

Description Il est probable que le nettoyage aqueux devienne la technique de remplacement de choix pour le 1,1,1-trichloroéthane dans ce secteur. En effet, ces nettoyants dissolvent mieux les salissures ioniques que ne le fait le CFC-113, bien que leur capacité à enlever les salissures organiques telles que les huiles et les graisses soit inférieure (Basu,1990 ; Baxter,1991 ). Les nettoyants aqueux ne peuvent pas être employés pour le nettoyage des pièces en béryllium, parce que ces dernières subissent facilement la corrosion

(Basu,1990 ). Ils nettoient les particules et les pellicules mieux que ne le font les nettoyants à base de solvants (Baxter,1991 ).

Utilisation Les nettoyants aqueux peuvent être projetés sur les pièces à nettoyer, ou les pièces peuvent être immergées dans des bains agités aux ultrasons. À cause de leur temps de séchage relativement long, un système de séchage antitaches, notamment avec des fours à air chaud ou à vide, est nécessaire

(Words and Publications,1992 ). Les nettoyants aqueux sont plus susceptibles à la cavitation, ce qui les rend plus performants dans des systèmes agités aux ultrasons que ne sont le CFC-113 et le 1,1,1- trichloroéthane (Baxter,1991 ; Energy Pathways Inc., 1994 ).

Dans les systèmes de nettoyage par immersion avec agitation aux ultrasons, les pièces extrêmement délicates sont habituellement nettoyées à une fréquence de 40 kHz (Baxter,1991 ). Il est toutefois important de porter une attention particulière à la conception des équipements, afin d'éviter l'érosion des pièces.

Maltby a esquissé les grandes lignes de la conception et de l'implantation d'un système de nettoyage aqueux avec agitation aux ultrasons (Maltby,1992 ). Cela consiste essentiellement en trois étapes :

Lavage C'est au poste de lavage que sont enlevées les salissures. Ce poste comprend, en plus d'une unité de génération d'ultrasons, une unité de filtration du nettoyant recirculé, afin de minimiser le dépôt des salissures et de prolonger la durée de vie du bain. Les critères de conception du poste de lavage comprennent la facilité d'usage, la durée de vie du bain, la minimisation des pertes par entraînement et la minimisation du nombre de lavages.

Rinçage En général, le rinçage comprend deux étapes. La première étape, en circuit fermé, comprend des procédés de projection et d'immersion et sert à enlever la majorité des contaminants de surface. Lors de la deuxième étape, les pièces sont d'abord immergées dans un bain agité aux ultrasons, puis rincées par projection. Il est préférable que le bain soit chauffé, afin de faciliter l'étape subséquente de séchage.

Séchage La technique de séchage la plus courante est la recirculation d'air chauffé. Les installations de séchage comprennent habituellement des filtres à haute efficacité (filtres HEPA), des systèmes de chauffage de l'air en continu, et des dispositifs de contrôle de l'humidité de l'air.

L'air chaud est incapable de sécher complètement les trous borgnes profonds, les bacs à cuvette et les surfaces imbibées d'eau. Toutes ces pièces doivent passer à une étape secondaire de séchage, dont la plus courante est le séchage à vide. La combinaison du séchage à l'air chauffé et du séchage à vide permet le séchage de presque n'importe quelle pièce tout en ne laissant aucune tache.

Dans le nettoyage par projection, les nettoyants sont appliqués à des pressions de 140 à 14000 kPa, parfois plus élevés encore. Les jets à haute pression augmentent l'efficacité du rinçage des surfaces et réduisent la rétention d'eau. Pour ce type de nettoyage, les agents tensioactifs peu moussants sont obligatoires; en pratique cela implique le recours aux agents tensioactifs non ioniques. Ces agents sont moins efficaces que ceux utilisés pour le nettoyage par immersion, mais l'effet mécanique du jet compense en grande partie. Le nettoyage par projection peut produire des pièces beaucoup plus propres que le nettoyage par immersion, puisque les nettoyants sont toujours propres au moment où ils entrent en contact avec les pièces (Baxter,1991 ).

Un rinçage à faible pression (280-560 kPa) et grand débit est le plus efficace. Pour les pièces de géométrie complexe, un rinçage par immersion en bain agité aux ultrasons s'avérera utile. Les pièces doivent obligatoirement être mouillées jusqu'à ce qu'elles arrivent à l'étape finale de séchage (Baxter,1991 ).

Les contraintes énergétiques et temporelles de production ne permettent généralement pas le séchage par simple évaporation. Il faut donc recourir à des moyens mécaniques tels que les souffleries à turbine

(Baxter,1991 ).

Avantages Les nettoyants aqueux sont ininflammables et non explosifs. Leur plus grande susceptibilité à la cavitation les rend plus efficaces que les solvants pour le nettoyage aux ultrasons (Baxter,1991 ).

Désavantages Les principaux désavantages de ces nettoyants découlent des propriétés physiques de l'eau. Ainsi, généralement, les pièces nettoyées doivent être séchées avant de passer à la prochaine étape de production. La tension superficielle relativement élevée de l'eau fait en sorte qu'il est très difficile de sécher les trous borgnes (Baxter,1991 ).

Pour accélérer le séchage des pièces, les nettoyants ainsi que l'eau servant au rinçage peuvent être chauffés. Cela entraîne nécessairement des coûts énergétiques supplémentaires (Baxter,1991 ).

Dans certains cas, le rinçage devient obligatoire, afin d'assurer la propreté voulue des pièces. La présence d'agents tensioactifs dans ces nettoyants peut cependant rendre le rinçage difficile. Certains procédés peuvent aussi exiger le recours à une eau de haute pureté, afin de minimiser les résidus ioniques

(Baxter,1991 ).

Finalement, le nettoyage aux nettoyants aqueux génère une quantité importante d'effluents qui doivent être traités avant d'être rejetés dans l'environnement (Baxter,1991 ).

Coûts Dans certains cas, les systèmes de nettoyage aqueux avec agitation aux ultrasons peuvent occuper moins d'espace que des systèmes traditionnels, mais les économies associées à cette réduction peuvent être contrebalancées par les coûts associés à l'entretien plus fréquent que ces systèmes exigent ainsi que l'augmentation de la consommation d'eau (Maltby,1992 ).