Conseils & Astuces

La Corrosion

Qu'est-ce que la corrosion?

La norme ISO 8044 définit la corrosion comme étant une interaction physico-chimique entre un métal et son environnement entraînant des modifications dans les propriétés du métal et souvent une dégradation fonctionnelle du métal lui-même, de son environnement ou du système technique constitué par les deux facteurs…

La corrosion est un processus tout à fait naturel, mais son coût est plus qu’important puisque la perte annuelle est estimée à 2,5% du PNB.

Quel est le mécanisme de la corrosion?

Quatre éléments doivent être réunis pour que la corrosion soit initiée:

  • une anode;
  • une cathode;
  • un électrolyte, généralement de l’eau;
  • un transfert d’électrons.

La corrosion s’installe progressivement selon plusieurs étapes.

En savoir plus: mécanisme de la corrosion

Comment éviter la corrosion?

Pour qu’une corrosion s’installe, il faut obligatoirement un transfert d’électrons par un électrolyte, généralement de l’eau.

Pour éviter ce phénomène, il suffit d’interrompre le processus par l’application d’une barrière entre l’acier et l’eau.  Ceci peut être fait par différents moyens:

  • peinture;
  • galvanisation à chaud;
  • métallisation au zinc (TSZ);
  • métallisation au zinc-aluminium (TSZA);
  • système duplex.

 

Quelles sont les différentes classes de corrosion?

Selon la norme ISO 12944-2 :2017

  • C1 : très bas
    • Bâtiments chauffés avec atmosphère saine.
      • Exemples : bureaux, magasins, écoles, hôtels.
  • C 2 – bas 
    • Atmosphère avec un niveau faible de pollution.
      • Exemple : zones rurales.
    • Bâtiments non chauffés avec apparition possible de condensation.
      • Exemples : dépôts, halls omnisports.
  • C 3 – moyen 
    • Atmosphères urbaines et industrielles avec niveau moyen de pollution en soufre.
      • Exemples : zones côtières avec faible degré de salinité.
    • Sites de production avec humidité élevée et air pollué.
      • Exemples : brasseries, blanchisseries, usines agroalimentaire.
  • C 4 – élevé 
    • Zones industrielles et côtières avec degré moyen de salinité.
      • Exemples : industries chimiques, piscines.
  • C 5 – très élevé 
    • Zones industrielles et côtières avec forte humidité et atmosphère agressive, zones côtières avec degré de salinité élevé.
    • Bâtiments ou zones avec condensation permanente et haut degré de pollution.
  • CX – extrême 
    • Zones offshores avec haut degré de salinité, zones industrielles avec humidité extrême, atmosphères agressives et atmosphères tropicales et subtropicales.
    • Zones industrielles avec humidité extrême et atmosphère agressive.
  • Im1 – immersion en eau douce
    • Installations fluviales (barrages), centrales hydroélectriques.
  • Im2 – immersion en eau de mer ou eau saumâtre sans protection cathodique
    • Structures immergées sans protection cathodique.
      • Exemples : zones portuaires avec structures comme par exemple des vannes d’écluse, embarcadères.
  • Im3 – immersion dans le sol
    • Citernes enfouies dans le sol, tuyaux et pieux d’acier.
  • Im4 – immersion en eau de mer ou eau saumâtre avec protection cathodique
    • Structures immergées dans l’eau avec protection cathodique.
      • Exemple : structures offshore

Les systèmes de protection anticorrosion à base de zinc

Galvanisation à chaud

Il existe différents procédés de galvanisation à chaud qui consistent à immerger l’acier dans un bain de zinc en fusion à +/- 455°C.

Ce procédé ne se limite toutefois pas seulement à déposer du zinc en surface. Une réaction métallurgique de diffusion entre le zinc et le fer se produit également, ce qui fait que le zinc est métallurgiquement lié à l’acier de base.

Plusieurs couches d’alliage de zinc-fer dont la teneur en zinc augmente au fur et à mesure que l’on se rapproche de la surface du revêtement se forment.

Les spécifications de ce procédé se trouvent dans la norme EN ISO 1461.

Les différents procédés sont:

  • continu ou Sendzimir: Le procédé de galvanisation en continu ou Sendzimir consiste à appliquer un revêtement de zinc sur la surface d’un feuillard lorsque celui-ci passe à grande vitesse dans le bain de zinc en fusion. Ces feuillards, dont l’épaisseur varie entre 0,25 mm et 6,3 mm , sont transformés en produits finis après galvanisation. La couche de revêtement de zinc obtenue a une épaisseur de 15 – 30 µm. Des alliages zinc-aluminium (Zn/Al) peuvent aussi être utilisés dans ce procédé;
  • discontinu ou galvanisation à façon après fabrication: Procédé au cours duquel des produits finis sont immergés pendant un temps assez court dans un bain de zinc en fusion. L’épaisseur de couche totale est généralement comprise entre 80 et 120 µm. Norme pour la galvanisation à chaud discontinu ou galvanisation à façon : EN ISO 1461;
  • la galvanisation par centrifugation: Seules des petites pièces, comme des boulons, des écrous, des tiges filetées, etc., peuvent être galvanisées à chaud par centrifugation. Après avoir été prétraitées, ces pièces sont galvanisées en lots dans des paniers ou tambours et sont centrifugées à la sortie du bain de zinc afin d’enlever l’excès de zinc. La couche de zinc ainsi obtenue est plus mince que dans le cas du procédé discontinu de galvanisation à chaud. L’épaisseur de couche minimale est consignée dans la norme EN ISO 1461. Les produits à tiges filetées sont normalisés séparément dans EN ISO 10684.
Galvanisation électrolytique/Galvanoplastie

La galvanisation électrolytique ou galvanoplastie est un procédé de traitement de surface par électrolyse. L’électrolyse permet de réaliser des réactions chimiques sous l’effet d’un courant éléctrique.

La pièce d’acier à traîter, préalablement dégraissée et décapée, est plongée dans une cuve contenant une solution aqueuse de sels de zinc qui va jouer le rôle d’électrolyte. C’est-à-dire qu’elle va permettre le passage du courant électrique par mouvements d’ions. La pièce d’acier est connectée comme cathode à la borne négative du générateur et l’anode , reliée à la borne positive du générateur, est formée par du zinc. Sous l’action d’un courant continu, le zinc se dissout et se dépose sur la pièce d’acier.

Le processus de galvanisation électrolytique ou galvanoplastie peut être continu (feuillard, fil, tube) ou discontinu, c’est-à-dire par lot (petites pièces comme des boulons, des écrous, etc.). Le processus discontinu s’effectue dans des bains suspendus ou dans des tambours rotatifs perforés.

L’épaisseur du revêtement par galvanisation électrolytique continue se situe entre 1-10 µm par face tandis que l’épaisseur de revêtement par galvanisation électrolytique discontinue varie entre 5 et 25 µm.

La protection anticorrosion du revêtement de zinc peut être améliorée par une passivation au chrome qui lui donne une teinte vert-jaune transparente ou jaune paille à bleu métallique (Norme ISO 5002 et NF EN 10152).

Les avantages sont :

  • une bonne adhérence;
  • une épaisseur de revêtement régulière sur le côté extérieur des pièces;
  • l’acier inoxydable, la fonte et même le plastique peuvent être galvanisés par électrolyse.

Les inconvénients sont :

  • une protection cathodique réduite due à la faible épaisseur de revêtement;
  • une protection anticorrosion limitée, car la durée de vie d’un revêtement de zinc est directement proportionnelle à l’épaisseur de sa couche;
  • les parois internes des pièces creuses ne sont que peu ou pas protégées, car le courant ne parvient pas jusqu’à l’intérieur d’une pièce en acier et qu’il n’y a donc pas de dépôt de zinc à cet endroit (cage de Faraday);
  • la limitation aux pièces de petites dimensions.
Métallisation

Ce procédé consiste à fondre le métal sous forme de fil ou de poudre dans un pistolet à flamme ou à arc électrique et, à l’aide d’air comprimé, à projeter le métal en fusion sur l’acier préalablement décapé par jet d’abrasifs. Le procédé de métallisation est normalisé : NORME ISO 2063. Le zinc ainsi projeté se solidifie instantanément au contact de la surface d’acier et constitue le revêtement de zinc. La protection anticorrosion est donc immédiate.

Le revêtement de métallisation étant légèrement poreux, il est recommandé d’appliquer un colmatage. Le caractère poreux de la surface métallisée est d’ailleurs une base idéale pour l’application d’un système de peinture complémentaire, soit pour des raisons esthétiques, soit pour renforcer les performances anticorrosion ; on parlera alors de système duplex métallisation + peintures.

L’épaisseur du revêtement peut varier entre 50 et 200 µm, ce qui est idéal pour une protection à long terme contre la corrosion. Cette flexibilité permet aussi à l’applicateur de s’adapter à toute les classes de corrosion ainsi qu’aux exigences du cahier des charges. Ce procédé peut s’effectuer en atelier ou sur chantier et convient parfaitement pour le traitement de structures trop grandes pour être galvanisées à chaud.

Pour le fil, deux systèmes sont généralement utilisés:

  • la métallisation au pistolet à arc électrique: Ce procédé consiste à introduire deux fils de zinc ou d’alliage de zinc-aluminium dans un pistolet de métallisation électrique. Lorsque ces deux fils entrent en contact, un arc électrique se forme et fait fondre le zinc qui est ensuite projeté à l’aide d’air comprimé sur la surface à métalliser. Pour ce type de pistolet, on utilise des fils de plus fin diamètre, généralement de 2,50 mm maximum;
  • la métallisation au pistolet à flamme: Ce procédé consiste à introduire un fil de zinc ou d’alliage de zinc-aluminium dans un pistolet de métallisation alimenté au gaz (propane ou acétylène et oxygène). La combustion du gaz fait fondre le fil qui le traverse. Celui-ci est ensuite projeté par air comprimé sur la surface à métalliser. Pour ce type de pistolet, on utilise des fils de plus gros diamètre, généralement à partir de 3 mm.
Shérardisation

Procédé au cours duquel de petites pièces sont placées dans un tambour en rotation contenant de la poudre de zinc ou d’alliage de zinc et du sable. Ce tambour pivote lentement pendant plus de trois heures à une température de 380 à 400 °C et le zinc se lie par diffusion avec le matériau de base. Deux couches d’alliage zinc-fer (gamma et delta) sont ainsi formées à la surface du matériau avec des épaisseurs de revêtement dépendant de la température et de la durée du traitement. Le revêtement obtenu est uniforme, dur et résistant aux abrasions et à la corrosion durable. Voir norme EN 13811 pour les spécifications.

L’épaisseur de revêtement obtenue varie entre 2 et 30 µm.

Plusieurs post-traitements peuvent être réalisés : passivation chromique (finition grise), finition organo-minérale (finition noire) ou finition lubrifiée.

Les aciers au carbone non allié, les aciers HR, la matière frittée, le fer et la fonte se prêtent très bien à la Shérardisation.

Domaines d’application : boulonnerie, visserie, bâtiment, ferroviaire, automobile.

Galvanisation mécanique/Matoplastie

La galvanisation mécanique ou matoplastie est un procédé de galvanisation à froid au cours duquel du zinc est appliqué sur des petites pièces en métal par voie mécanique.

Les pièces à traiter subissent d’abord un traitement chimique et sont ensuite mises en rotation dans un tambour avec de la poudre de zinc, des billes de verre, de l’eau et des produits chimiques. Par le mouvement de rotation du tambour, les billes de verre projettent la poudre de zinc par leurs impacts sur la surface de la pièce. On obtient ainsi un revêtement quasi uniforme d’une épaisseur variant entre 3 et 85 µm.

Comme traitement de finition, les pièces peuvent être chromatées ou huilées.

La galvanisation mécanique ou matoplastie peut être appliquée sur des pièces de 20 cm de long maximum et de +/-500 g comme des boulons, des écrous, des pièces de serrurerie (Norme EN ISO 12683).

Un mélange de zinc-aluminium peut aussi être déposé par ce procédé.

Peintures riches en zinc

Les peintures riches en zinc sont des peintures qui contiennent de la poudre de zinc et bénéficient par conséquent des propriétés anticorrosives liées au zinc, à savoir une protection cathodique et une barrière contre la corrosion.

Les peintures riches en zinc sont  organiques ou non organiques selon le liant utilisé. Elles peuvent être appliquées au pinceau ou en spray, mais doivent obligatoirement être appliquées sur une surface d’acier convenablement préparée.

Anodes sacrificielles

Une anode sacrificielle est une pièce métallique en zinc qui permet de protéger un autre élément métallique de la corrosion en s’oxydant à sa place.

Les anodes sacrificielles en zinc, fixées à la coque des navires, s’oxydent à la place de l’acier et protègent la coque des navires tant qu’elles ne sont pas entièrement oxydées.

Contrairement aux autres systèmes de protection anticorrosion à base de zinc qui forment une barrière entre l’acier et l’électrolyte/eau, l’anode change le potentiel électrochimique. La cathode devient anode.

Performance anticorrosion des différents systèmes

Plus d’informations quant à la performance des différents systèmes anticorrosion à base de zinc peuvent être trouvées dans la norme EN ISO 14713-1:2009.

Les performances varient selon les systèmes utilisés, les épaisseurs de revêtement et les classes de corrosion.

Pour la métallisation à la flamme avec couche de colmatage, les performances reprises sont les suivantes:

Pour une épaisseur de 100 µm:

  • classe C3 (VL): 48-143 ans
  • classe C4 (VL): 24-48 ans
  • classe C5 (L): 12-24 ans
  • classe CX (S): 4-12 ans

Pour une épaisseur de 200 µm:

  • classe C3 (VL): 95-286 ans
  • classe C4 (VL): 48-95 ans
  • classe C5 (L): 24-48 ans
  • classe CX (S): 8-24 ans

Les différents processus de métallisation

Historique de la métallisation
  • Au début du vingtième siècle,  Max Ulrich Schoop conduit des essais à Zurich, au cours desquels il a projeté du plomb et du zinc pour produire des revêtements de protection.
  • En 1909, Schoop obtient un brevet pour la projection à flamme avec combustion de gaz et d’oxygène pour fondre du fil à projeter sur un substrat.
  • Le second brevet de Schoop date de 1911. Il s’agit d’un brevet pour la métallisation à l’arc électrique.
  • La technologie de métallisation est donc établie.
  • La métallisation est d’abord uniquement utilisée pour protéger contre la corrosion.
  • L’utilisation de matériaux comme la céramique, le plastique, les oxydes et bien d’autres encore n’a commencé qu’après la Deuxième Guerre Mondiale.
Classification des différents processus de métallisation

Les différents processus de métallisation sont classés suivant le combustible utilisé.

La norme qui décrit ces différents systèmes est la suivante:  DIN EN ISO 14917:2017.

Un résumé de tous ces processus:

  • métallisation par décharge électrique ou gaz:
    • projection à l’arc électrique (AS),
    • plasma (APS, VPS, APSS);
  • métallisation par expansion de gaz comprimé sans combustion:
    • projection de gaz à froid (CGS);
  • métallisation par combustion de gaz ou liquides:
    • projection de fil  à la flamme (WFS),
    • projection de poudres à la flamme (PFS),
    • métallisation par détonation (DGS),
    • projection de poudres à la flamme à grande vitesse (HVOF/HVAF);
  • métallisation par laser (LC).
Métallisation par décharge électrique ou gaz

Projection à l’arc électrique (AS)

Ce procédé consiste à introduire deux fils de zinc ou d’alliage de zinc-aluminium dans un pistolet de métallisation électrique. Lorsque ces deux fils entrent en contact, un arc électrique se forme et fait fondre le zinc qui est ensuite projeté à l’aide d’air comprimé sur la surface à métalliser. Pour ce type de pistolet, on utilise des fils de fin diamètre, généralement de 2,50 mm max.

Matériaux utilisés:

  • fils conducteurs d’électricité.

Domaines d’application:

  • constructions en acier, comme protection anticorrosion: ponts, éoliennes, …;
  • centrales électriques, comme protection anticorrosion ou protection contre l’usure;
  • construction de machines, comme protection contre l’usure et réparation d’éléments des machines.

En savoir plus: Technique et équipement

Plasma (APS, VPS, APSS)

La torche plasma est un appareil dans lequel on force un gaz à passer à travers un arc électrique étranglé. Cet arc électrique s’établit entre une anode et une cathode, refroidies par une circulation d’eau. L’anode, cylindrique, est percée dans son centre pour recevoir la cathode et laisser passer le gaz. Le gaz ainsi injecté autour de la cathode va traverser l’arc électrique où il est ionisé et ensuite propulsé sous l’état de plasma. Ce plasma a une très haute température (jusqu’à 20.000 K) et une très grande vitesse. Le matériau de revêtement introduit dans se plasma va être projeté à très grande vitesse sur le substrat.

Matériaux utilisés sous forme de poudre:

  • métaux purs;
  • alliages;
  • oxydes de céramique;
  • matériaux à base de nickel;
  • matériaux à base de cobalt.

Domaines d’application:

  • aviation: pales de turbine;
  • usines d’incinération de déchets: tuyauterie haute température;
  • médecine: implants;
  • construction de machines: pistons.

En savoir plus: Technique et équipement

 

 

Métallisation par expansion de gaz comprimé sans combustion

Projection de gaz à froid (CGS)

Le principe de base du procédé de projection à froid consiste à accélérer un gaz à des vitesses supersoniques dans une buse. La poudre est introduite dans la partie haute pression de la buse et est projetée à l’état « non fondu » (température du gaz: 600°C) vers le substrat.

Projeter des particules non fondues élimine ou minimise les effets négatifs rencontrés dans les autres systèmes: oxydation à haute température, évaporation, moins d’oxyde dans la couche de métallisation.

Des tests en laboratoire ont montré que les revêtements produits par ce système sont extrêmement denses et ont une excellente adhésion.

Matériaux utilisés sous forme de poudre:

  • cuivre;
  • zinc;
  • aluminium.

Domaines d’application:

  • secteur automobile;
  • protection contre la corrosion;
  • électronique.

En savoir plus: Technique et équipement

Métallisation par combustion de gaz ou liquides

Projection de fil à la flamme (WFS)

Ce procédé consiste à introduire un fil de zinc ou de zinc-aluminium dans un pistolet de métallisation alimenté au gaz (propane ou acétylène et oxygène). La combustion du gaz fait fondre le fil qui le traverse. Celui-ci est ensuite projeté par air comprimé sur la surface à métalliser.

Pour ce type de pistolet, on utilise des fils de plus gros diamètre, généralement à partir de 3 mm.

Matériaux utilisés:

  • fils;
  • barres;
  • cordes.

Domaines d’application:

  • structures en acier pour protection anticorrosion;
  • fourchette de boîte de vitesse;
  • bague de synchronisation;
  • bague de piston.

En savoir plus: Technique et équipement

Projection de poudres à la flamme (PFS)

La projection de poudres à la flamme est un procédé simple de projection thermique qui utilise l’énergie d’une réaction chimique. Un matériau sous forme de poudre est introduit au centre d’une flamme oxycombustible produite par un chalumeau.  La poudre est ensuite projetée à grande vitesse grâce à l’énergie cinétique transmise par les gaz de combustion. Avec plus de 100 matériaux différents, la panoplie de revêtements à appliquer est donc très large.

Matériaux utilisés sous forme de poudre:

  • métaux;
  • plastique.

Domaines d’application:

  • cylindres de laminage;
  • bagues de roulement;
  • rotors;
  • vis d’extrusion;
  • structures métalliques pour protection anticorrosion.

En savoir plus: Technique et équipement

Métallisation par détonation (DGS)

Le pistolet à détonation est constitué d’un tube de 25 mm de diamètre et d’1 m de long, à l’extrémité duquel se trouve une chambre de combustion. La poudre est introduite en même temps que le mélange de gaz de combustion (acétylène-oxygène) qui détonne grâce à une étincelle. La vague de choc ainsi créée accélère le spray de particules. Les particules passant par une flamme sont ainsi fondues et éjectées à très grande vitesse. Il s’agit d’un système discontinu.

Matériaux utilisés sous forme de poudre:

  • métaux purs;
  • alliages;
  • oxydes céramiques;
  • matériaux à base de nickel;
  • matériaux à base de cobalt.

Domaines d’application:

  • pistons de pompe;
  • rotors de turbine dans des turbines vapeur;
  • ingénierie médicale: implants;
  • industrie pétrole et gaz: compresseurs à gaz;
  • industrie du papier: rouleaux de calandre.

En savoir plus: Technique et équipement

Projection de poudres à la flamme à grande vitesse (HVOF/HVAF)

Un mélange combustible-oxygène est brûlé en continu dans une chambre de combustion. Les carburants utilisés sont l’hydrogène, le propylène, le propane, le méthane ou le kérosène. La combustion des gaz va générer une réaction de combustion à haute pression. La poudre à projeter est introduite dans la flamme, y est fondue et est ensuite fortement accélérée. Ce procédé permet donc de produire des revêtements à haute densité et avec une adhérence optimale.

Matériaux utilisés sous forme de poudre:

  • métaux pures;
  • alliages;
  • carbures;
  • céramiques;
  • matériaux à base de cobalt;
  • matériaux à base de nickel.

Domaines d’application:

  • aviation: moteurs d’avion, train d’atterrissage, volets d’atterrissage;
  • industrie pétrole et gaz: vannes;
  • machines de construction: pistons, cylindres hydrauliques;
  • centrale électrique: turbines.

En savoir plus: Technique et équipement

Métallisation par laser

La métallisation par laser (LC)

La métallisation par laser est un processus  qui permet d’appliquer un revêtement  très dense, métallurgiquement lié et presque totalement pure.

Ce procédé est utilisé pour améliorer la résistance à l’usure, à la corrosion et à l’impact.

Un rayon laser très puissant est dirigé avec précision pour créer un bain de soudage dans lequel une poudre métallique est appliquée. La poudre, amenée par un gaz inerte de protection, est soufflée dans le même axe que le rayon laser. La nature précise de ce laser permet de produire des revêtements très denses, avec un minimum de pertes (< 5%), mais par contre avec une très bonne adhérence métallurgique.

Matériaux utilisés:

  • Cobalt6;
  • NiCrMo;
  • FeCrB.

Domaines d’application :

  • blocs de laminage haute température, résistance à la corrosion et dureté, vannes(Cobalt 6);
  • billes/sièges de vannes, blocs de laminage, parties de chaudières pour incinération de déchets, raffinerie de pétrole (NiCrMo);
  • concasseur de charbon et de minéraux / plaques d’usure / vannes (WC/Ni);
  • billes/sièges de vannes, composants de chaudière, parties de chaudières pour incinération de déchets, barres hydrauliques, stabiliseurs (FeCrB).

 

Métallisation au zinc et au zinc-aluminium

Pourquoi utiliser le zinc?

Le zinc protège de différentes manières:

  • comme la peinture ou la galvanisation, le zinc forme une couche barrière;
  • le zinc s’oxyde ensuite et forme une couche de patine qui donnera une protection supplémentaire;
  • le zinc et le zinc-aluminium ont un avantage supplémentaire: le zinc offre une protection cathodique, ce qui veut dire qu’en cas de blessure du revêtement jusqu’à l’acier, le zinc « se sacrifie » et empêche l’acier de se corroder.

En savoir plus: protection par le zinc

Pourquoi utiliser le zinc-aluminium?

Le revêtement de métallisation au zinc-aluminium combine les avantages des deux métaux.

Le zinc-aluminium dispense la protection cathodique propre au zinc et assure également une résistance chimique élevée aux milieux agressifs, grâce à l’ajout de l’aluminium.

Avantages de la métallisation au zinc-aluminium par rapport à celle au zinc pur :

  • protection anticorrosion plus durable qu’avec du zinc pur (test brouillard salin suivant norme EN ISO 9227 et test SO2 suivant la norme EN ISO 6988);
  • plus économique :
    • pour une même surface à traiter et une même épaisseur de revêtement, on utilise environ 30% de fil en moins en raison du volume beaucoup plus faible de résidus de métallisation;
    • un taux de couverture plus élevé et donc un coût de main d’œuvre au m² moindre;
    • coût total pour métalliser 1 m² incontestablement plus bas qu’au zinc pur.
  • plus confortable pour le métalliseur : grâce au plus petit volume de résidus de métallisation, il y a moins de poussières dans la cabine de métallisation.

En savoir plus: protection par zinc-aluminium

 

Colmatage et système duplex

Afin d’augmenter la résistance contre la corrosion, les revêtements de métallisation en zinc ou en zinc-aluminium sont souvent suivis par une couche de colmatage ou un système de peintures: le système duplex.

  • Les peintures à base d’acrylate, d’époxy et de résine de polyuréthane conviennent. Il est conseillé de consulter les spécifications du fabricant pour évaluer l’aptitude pour chaque application individuelle.
  • Des peintures à base de résines alkydes séchant à l’air ne sont pas recommandées sur des revêtement en zinc. Elles conduisent à la formation de cloques et d’écailles.
  • Dans le cas de revêtements par métallisation en zinc et en zinc-aluminium, la première couche de colmatage sert à fermer les pores au maximum. La peinture doit être bien diluée pour pénétrer dans les pores. En raison de cette pénétration, la couche de colmatage ne contribue pas à l’épaisseur totale du système duplex.
  • Afin d’éviter un dépôt d’oxydes ou d’autres contaminants dans les pores du revêtement métallisé, la couche de colmatage doit être appliquée immédiatement après la métallisation, en général dans les 4 heures. La période dépend des conditions atmosphériques et devra, dans tous les cas se faire avant une condensation.
A quand la première maintenance?

Selon la norme EN ISO 9223, la durée de vie du revêtement en zinc avant la première maintenance est *:

  • classe de corrosion C1:
    • pour 100 µm de zinc:  > 200 ans,
    • pour le système duplex: pas d’application;
  • classe de corrosion C2:
    • pour 100 µm de zinc:  > 100 ans,
    • pour le système duplex: pas d’application;
  • classe de corrosion C3:
    • pour 100 µm de zinc: 50-100 ans,
    • pour le système duplex: pas d’application;
  • classe de corrosion C4:
    • pour 100 µm de zinc: 25-50 ans,
    • pour le système duplex: 45-90 ans;
  • classe de corrosion C5:
    • pour 100 µm de zinc: 13-26 ans,
    • pour le système duplex: 23-47 ans;
  • classe de corrosion CX:
    • pour 100 µm de zinc: 4-13 ans,
    • pour le système duplex: 7-23 ans.

*Temps indicatif avant l’apparition de 5% de rouille.

Les valeurs sont plus longues pour le zinc-aluminium.

 

Paramètres de métallisation

Design des pièces à métalliser

Il faut tenir compte de plusieurs points:

La métallisation est-elle possible?

  • Accès facile et en toute sécurité.
  • Distance de métallisation minimale à respecter.
  • Coins morts à éviter.

En savoir plus: accessibilité

Le design va-t-il favoriser/défavoriser la corrosion?

  • Présence de fentes/ouvertures entre deux éléments.
  • Eviter des endroits où eau et saletés peuvent stagner.
  • Aides au levage pour éviter l’endommagement du revêtement.

En savoir plus: design favorable/défavorable

Soudures et bords?

  • Soudures ininterrompues.
  • Arrondir les bords.
  • Disquer les pièces coupées au laser pour créer une certaine rugosité et enlever les bavures éventuelles.

En savoir plus: soudures et bords

 

Préparation de surface

La préparation de surface a une grande influence sur la qualité du revêtement et en particulier sur l’adhérence. Plusieurs éléments sont donc à prendre en considération:

  • dégraissage: huile, graisse, oxydes et autres saletés doivent être enlevés;
  • grenaillage:
    • la surface à grenailler doit impérativement être accessible en toute sécurité,
    • grenailler toute la surface à préparer au moyen d’air comprimé, y compris les cordons de soudure éventuels,
    • surveiller les conditions atmosphériques pendant le grenaillage,
    • ne plus toucher la surface à main nue après le grenaillage,
    • le travail de métallisation doit commencer au plus vite après grenaillage;
  • degré de propreté: le degré de propreté à atteindre selon la norme ISO 2063 est Ra 2,50 pour le zinc et le zinc-aluminium, Ra 3 pour l’aluminium;
  • degré de rugosité: la rugosité de surface à atteindre selon la norme ISO 2063 est de Rz 50 µm à 100 µm.

En savoir plus: préparation de surface

 

 

 

 

Paramètres du processus de métallisation

Un certain nombre de paramètres influence le processus de métallisation:

  • ampérage: Il détermine la vitesse d’avancement du fil. Le taux de fusion dépend de l’ampérage;
  • voltage: Le voltage est un paramètre indépendant et peut être réglé séparément. Le voltage détermine l’énergie thermique.  Plus le voltage sera élevé, plus la température de la flamme sera haute. Les particules seront donc plus chaudes, ce qui améliorera l’adhérence;
  • pression du gaz d’atomisation: La pression a une influence sur la structure du revêtement. Plus la pression est haute, plus les particules projetées seront petites et plus la structure du revêtement sera fine. L’air comprimé a donc aussi une influence sur la porosité et l’adhérence du revêtement de zinc et sur la rugosité des couches de peinture;
  • distance de métallisation: En fonction du processus (gaz ou arc électrique), la distance idéale se situe entre 80 et 180 mm. En dessous de 80 mm, l’épaisseur de revêtement peut être trop importante et ainsi provoquer une mauvaise adhérence. Par contre, au dessus de 180 mm, les particules projetées refroidissent avant d’atteindre le substrat, ce qui augmente la quantité de résidus;
  • angle de projection: L’angle de projection optimal se situe entre 80 et 90°. Ces données ne sont garanties que par l’utilisation d’une projection automatisée;
  • conditions atmosphériques:
    • température du substrat: 3°C au-dessus du point de rosée,
    • humidité relative: < 85%,
    • température ambiante: > 5°C.

En savoir plus: paramètres de métallisation

 

Contrôles de qualité

Il est impératif d’exécuter des contrôles de qualité, avant, pendant et après la métallisation.

  • Contrôle visuel: le revêtement de métallisation doit avoir un aspect régulier, sans imperfections, sans surfaces non traitées, sans particules non adhérentes et sans dommages;
  • Contrôle de l’épaisseur: le revêtement doit atteindre l’épaisseur prescrite dans le cahier des charges sans la dépasser de manière excessive. Il est donc nécessaire de contrôler régulièrement l’épaisseur pendant et après la métallisation. Le contrôle peut se faire au moyen d’un équipement de mesure par induction magnétique selon la norme ISO 2178;
  • Contrôle de l’adhérence: l’adhérence est un facteur important lié directement à la préparation de surface. Le contrôle peut se faire sur des échantillons au moyen d’équipements mobiles ou fixes selon la norme ISO 4624. La norme indique une résistance à la traction de 4 Mpa pour un revêtement de zinc et de zinc-aluminium, non colmaté;
  • Analyse microscopique d’une section croisée d’un échantillon: ce contrôle étant destructif, ils’effectue sur des plaques de test.

En savoir plus: contrôles de qualité

Problèmes / Solutions

Mauvaise adhérence du revêtement

Les causes possibles d’une mauvaise adhérence du revêtement sont entre autres:

  • une mauvaise préparation de surface – propreté, rugosité: suivez les préparations de surface selon ISO 2063:2018;
  • une trop grande distance de métallisation. La distance optimale pour la métallisation à la flamme se situe entre 125 et 250 mm et entre 80 et 180 mm pour la métallisation à l’arc électrique. Si la distance est trop grande, les particules sont trop froides quand elles touchent le substrat;
  • l’installation du pistolet: mauvais voltage. Suivez les instructions du fabricant;
  • un mauvais angle de métallisation: angle optimal entre 70 et 90°;
  • la surface à métalliser humide: consultez la norme ISO 2063:2018 pour les conditions atmosphériques;
  • le revêtement en zinc atteint une adhérence trop faible: changez en zinc-aluminium car celui-ci atteint des valeurs d’adhésion plus élevées.
Surface métallisée trop rugueuse

Causes possibles:

  • pression du gaz trop faible: augmentez la pression;
  • diamètre du fil trop grand: diminuez le diamètre;
  • les buses ne sont pas idéales: changez les buses.
Pistolet à flamme: le fil bloque dans le pistolet

Causes possibles:

  • les pièces de rechange: vérifiez que les bonnes pièces de rechange (diamètre, alliage) soient installées dans des bonnes conditions;
  • les paramètres de métallisation: vérifiez les paramètres de métallisation, suivez les instructions du fabricant;
  • dégagement insuffisant: nettoyez l’alésage de la buse avec un outil approprié;
  • le fil est sale ou endommagé: remplacez-le par du fil propre. Evitez que le fil devienne sale, utilisez des cônes de dévidage;
  • la surface du fil est corrodée: un fil corrodé peut causer des problèmes, contrôlez toujours les conditions de stockage (température, humidité…);
  • les nœuds: il est préférable d’utiliser des cônes de dévidage;
  • le fil est tordu ou mal enroulé: remplacez-le.
Pistolet à arc électrique: le fil n'arrive pas

Causes possibles:

  • les pièces de rechange: vérifiez que les bonnes pièces de rechange (diamètre, alliage) soient installées dans des bonnes conditions;
  • les paramètres de métallisation: vérifiez les paramètres de métallisation, suivez les instructions du fabricant;
  • contrôlez les guides et les gaines: le fil doit sortir facilement, nettoyez si nécessaire;
  • contrôlez si le fil sort facilement des fûts ou des bobines;
  • contrôlez la pression des molettes sur le fil;
  • contrôlez les buses de contact;
  • la surface du fil est corrodée: un fil corrodé peut causer des problèmes, contrôlez toujours les conditions de stockage (température, humidité…);
  • le fil est sale ou endommagé: remplacez-el par du fil propre. Evitez que le fil devienne sale, utilisez des cônes de dévidage;
  • les nœuds: il est préférable d’utiliser des cônes de dévidage;
  • le fil est tordu ou mal enroulé: remplacez-le.

Mesures de sécurité

Protection individuelle

L’équipement de protection individuelle du métalliseur comprend:

  • la cagoule ou le casque:
    • vise à protéger le métalliseur contre la projection des particules et l’exposition aux poussières, tout en lui permettant de respirer normalement,
    • en cas d’utilisation d’un pistolet à arc électrique, le verre de la cagoule doit être teinté pour protéger ses yeux des effets nocifs de l’arc électrique,
    • la cagoule doit être alimentée en air respirable de qualité,
    • les fumées de zinc sont désagréables à l’odeur et peuvent causer la fièvre du zinc. Cette fièvre se manifeste un certain temps après avoir métallisé et disparaît généralement assez rapidement. Si ce n’est pas le cas, il faut alors contacter un médecin;
  • la combinaison: elle doit protéger la partie frontale et empêcher les poussières de pénétrer à l’intérieur;
  • les gants: de préférence en cuir, car ininflammable. Il doivent être isolés thermiquement et couvrir jusqu’au-dessus du poignet;
  • les chaussures de sécurité
  • les bouchons d’oreilles: pour atténuer le niveau de bruit causé par le travail de métallisation.
Inflammabilité des poussières de métallisation

La poussière de zinc réagit avec l’eau pour former de l’hydrogène. Cette réaction est exothermique et l’élévation de température peut être suffisante, dans certaines conditions, pour enflammer la poussière de zinc .

Précautions à prendre:

  • veiller à ne pas laisser entrer l’eau dans la cabine de métallisation afin d’éviter la combustion de la poussière de zinc;
  • stocker les résidus de métallisation dans des fûts métalliques fermés et sous abri;
  • éviter de meuler ou disquer dans la cabine de métallisation pour éviter la formation d’étincelles;
  • les travaux de soudage sont à réaliser sous argon.
Explosivité des poussières de métallisation

A notre connaissance (plus de 40 ans d’expérience dans le domaine des sociétés de métallisation), aucune explosion n’a jamais été constatée dans les cabines de métallisation zinc et zinc-aluminium.

Le risque d’explosion dépend de la grosseur de la poussière de métallisation. Chaque métalliseur doit donc faire tester le caractère explosif de sa poussière.

Pour informations, quelques données:

  • les valeurs des paramètres généraux d’explosion publiées s’appliquent généralement à des poudres relativement grossières;
  • température d’auto-inflammation ( TAI ) en couche : 540°C et en nuage : 690°C;
  • énergie minimale d’inflammation ( MIE ) : 640 à 960mJ;
  • concentration minimale d’explosion : 460g/m3;
  • pression maximale d’explosion : 3,5 bars;
  • pression maximale de montée en pression ( VMP ) : 120 bars/sec;
  • indice d’explosivité : < 0,1 . Cet indice d’explosivité 0,1 est considéré comme faible pour de telles poudres, mais est fortement lié à la taille des particules.
Déclaration REACH

La Société Zinacor S.A. confirme que ses produits répondent aux obligations légales relatives à l’Article 33 de la Réglementation Européenne REACH 1907/2006 (Enregistrement, Evaluation, Autorisation et Restriction des Produits Chimiques), entrée en vigueur le 01/06/2007.

Sur base des exigences actuelles en matière d’information (relatives à l’Article 33), nous pouvons confirmer que tous les produits de la Société Zinacor S.A. repris ci-dessous ne contiennent aucune des substances reprises dans la “liste candidate” ECHA (liste des substances extrêmement préoccupantes SVHC conformément à l’article REACH 59 en concentration supérieure à 0.1 % masse/masse).

  • Anodes de zinc                                          Bandes de zinc
  • Feuilles de zinc                                          Fil de zinc
  • Fil de zinc-aluminium                                 Fil étain-zinc
  • Alliages de zinc pour fonderies                  Fil étain-cuivre
  • Poudre de zinc                                           Fil éco-babbit

La Société Zinacor S.A., ainsi que ses fournisseurs, vérifiera la “liste candidate” ECHA actuelle par rapport aux mises à jour et aux ajouts continus et fournira l’information nécessaire, conformément à la Réglementation REACH.  La “liste candidate” actuellement valide est disponible sur le site Internet de l’Agence Européenne des Produits Chimiques en suivant le lien :

https://echa.europa.eu/candidate-list-table

 

 

 

 

Liens utiles

Liens

Le groupe Grillo, le plus grand fabricant de produits en zinc dans le monde et maison-mère de Zinacor.

Le site de ‘International Zinc Association’, qui explique les avantages du zinc en général.

Le site ‘Thermalsprayzinc’ , développé par IZA pour expliquer en détail quels sont les avantages de la métallisation au zinc et au zinc-aluminium.

La ‘Fédération des Métalliseurs de Belgique’.

Le site ‘corrosion’ qui fournit un certain nombre d’informations sur la corrosion et la protection contre la corrosion en général.

Le  ‘VOM’ , l’Association belge des traitements de surface des matériaux.

 

 

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