Technique & normes

Traitements de surface

 

1. Corrosion

1.1. L'oxydation de l'acier sous l'influence de l'environnement

L'acier revient à sont état initial.

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1.2. Eléments du processus de corrosion

traitement de surface

  • Electrolyte:c’est le moyen (généralement un liquide ou un environnement corrosif) dans lequel le métal se trouve et qui conduit l’électricité. Celui-ci est généralement constitué d’eau, « enrichie » ou pas avec des éléments constitutifs stimulant la conductivité (p.ex. des chlorures)
  • Anode: c’est la partie (d’un métal) qui se corrode ou qui rouille. En d’autres termes, elle se dissout dans l’environnement (solution électrolytique). Ces particules dissoutes sont chargées positivement, avec pour conséquence que la surface résiduelle est chargée négativement (à cause d’électrons).
  • Conducteur métallique: c’est un fil conducteur qui relie l’anode avec la cathode et où les électrons libérés circulent de l’anode vers la cathode.
  • Cathode:c’est la partie passive de l’ensemble et reçoit les électrons de l’anode via le conducteur métallique.

A partir du moment où un de ces 4 éléments manque, il n’est PLUS question de corrosion galvanique.

1.3. Acier courant

L’acier courant est plein d’anodes et de cathodes.

1.4. Effets de l'environnement sur la vitesse de corrosion

Les 4 facteurs qui influencent le plus la vitesse de corrosion sont:

  • L'humidité - Une humidité de l’air plus importante mène à la présence de plus d’électrolyte, ce qui facilite le transport des électrons. C’est la raison pour laquelle un métal qui est immergé est généralement sujet à plus de corrosion qu’un qui se trouve sur la terre.
  • L'oxygène - L’oxygène est un élément nécessaire à plusieurs réactions chimiques, il en va de même pour la corrosion ou la formation de rouille. Au cours de ces derniers, des oxydes métalliques sont formés, pendant lesquels les ions métalliques sont transformés en oxydes métalliques. Par conséquent, dans les environnements pauvres en oxygène, une formation de rouille moins forte sera généralement constatée (p.ex. l’immersion en eau chaude, car moins d’oxygène dans l’eau chaude que dans l’eau froide). Ainsi, le métal se corrodera moins vite dans les eaux profondes que dans la ’splash-zone’.
  • Assemblages chimiques - Bon nombre d’assemblages chimiques, en particuliers les sels, augmentent la conductivité lorsqu’ils sont dissous dans un liquide. Ainsi, ils accéléreront aussi la formation de rouille en causant une conductivité accrue (meilleur transport d’électrons) dans l’électrolyte.
  • Temperature - Comme toute réaction chimique, sa vitesse dépend, dans une certaine mesure, de la température. La vitesse de corrosion diminue de moitié environ tous les 10°C de température en moins (lorsque tous les facteurs restent constants!).

Des données ci-dessus, on peut déduire de manière relativement facile que la ‘splash-zone’ est, dans un climat maritime, une des zones les plus agressives qu’on peut trouver dans la nature, car :

  • elle est fréquemment immergée (100 % R.V.), pendant la marée haute
  • le sel dans l’eau de mer accroît la conductivité et dessèche à chaque fois ce qui mène localement à des concentrations de sel augmentées
  • une grande quantité d’oxygène est apportée (lors de la marée basse)

2. Préparation de surface

Quel que soit le type d’enduction qui est appliqué, la qualité de préparation de surface est responsable pour minimum 50 % à parfois 70 % de la qualité générale (lisez : durée de vie) du système d’enduction à appliquer. Il vaut donc TOUJOURS : au mieux la qualité de la préparation de surface, au plus longue sera la durée de protection obtenue.

2.1. Construction nouvelle

Pour les projections de construction nouvelle (fabrication dans la place ou dans l’atelier) il est presque exclusivement fait usage de ce qu’on appelle ‘opérations de sablage’.

Le grenaillage, le décapage à la grenaille, le décapage à la grenaille de fil coupé, le décapage au jet de sable… sont toutes des méthodes différentes de préparation de surface lors desquelles un moyen abrasif est projeté à grande vitesse sur la surface à nettoyer, de sorte que tous les éléments nocifs comme par exemple la calamine, la rouille, la peinture ancienne, etc… soient suffisamment enlevés et que la PURETÉ nécessaire soit atteinte.

En plus d’un fonctionnement purifiant, les opérations de sablage ont aussi comme action secondaire, mais non moins importante, l’octroi de RUGOSITÉ à la surface à traiter. La rugosité augmente notamment fort la surface d’adhésion, par laquelle l’adhésion du revêtement à l’acier peut, à son tour, être fort améliorée (ou inversement, peut être insuffisante en cas de trop peu de rugosité).

On distingue 2 types de sablages, à savoir:

  1. Les sablages manuels (air comprimé, chaudière & tuyaux lumineux, tuyère lumineux, ouvier de sablages)
  2. Sablages automatiques (turbines dans la machine de sablage et grenaillage)

2.2. Entretien

Là où la projection d’abrasif était, durant la décennie précédente, souvent aussi appliquée pour des travaux de peinture d’entretien, on voit, sur les 5 dernières années, peu à peu surgir un glissement vers les méthodes alternatives.
Ce glissement est surtout dicté par le fait que le prix de (l’évacuation du) grenaillage (perdu) s’est mis à monter de manière drastique, à la suite de quoi on est d’une part retombé sur ce qui était aussi disponible avant, c’est-à-dire les méthodes anti-rouille manuelles et mécaniques.
D’autre part, quelques nouvelles méthodes de préparation de surface ont également été développées, qui posent également des exigences spécifiques envers la disponibilité.

2.2.1. Méthodes manuelles et méthodes classiques

En plus de la brosse métallique manuelle, ce sont surtout les outils suivant qui sont utilisés pour préparer une surface à l’application de la première couche:

  • Des marteaux à aiguille pour regratter les anciens revêtements et les grosses peaux de rouille.
  • Les disques abrasifs ou les bandes à poncer tournants sont en général utilisés pour ‘l’achèvement’ de l’acier même, par exemple l’écartement de goûtes de soudure, la rectification de brasures (trop) raboteuses, l’arrondissement d’angles aigus.
  • Les brosses métalliques tournantes sont principalement utilisées lors de l’exécution du dérouillage final.

2.2.2. Nouvelles méthodes

En premier lieu parce que les méthodes de nettoyage mentionnées sont tant à fort coefficient de travail qu’elles sont sans grande valeur par rapport aux méthodes de grenaillage, l’industrie a, surtout durant ± les 10 dernières années, développé de nouvelles technologies qui ont donné une amélioration sensible aux deux inconvénients.

La plupart de ces technologies reposent sur l’usage de l’eau sous très haute pression (facilement 1500 à actuellement même 3800 bar).
Ces méthodes se retrouvent toutes sous le dénominateur Haute Pression et Ultra Haute Pression Jets d’eau ou Hydro-Jetting.

2.2.3. Méthodes combinées

Parfois, l’on rencontre également des ‘pollinisations croisées’, où les méthodes de grenaillage classiques sont combinées avec de l’eau, ce qu’on appelle le grenaillage mouillé. Bien que les pressions de service ne soient ici généralement plus si hautes, cela reste (à cause de l’eau) des tuyaux et des tuyères lumineux qui ne sont pas facilement manoeuvrables dans de petits espaces.

3. Protection contre la corrosion

Chaque méthode de traitement de la corrosion est basée sur l’élimination d’au moins un des 4 éléments nécessaires du processus de corrosion de base, à savoir l’anode, la cathode, le conducteur métallique ou la solution éléctrolyte.

Différentes méthodes:

  • Coatings sacrificiels ou électrolytes : Il s’agit de coatings qui protègent le substrat en se corrodant soi-même (p.ex. couche primaire riche en zinc)
  • Coatings écran ou d’isolation : Il s’agit de coatings qui tiennent l’humidité et/ou l’oxygène à l’écart du substrat (couches intermédiaires micacées et ferreuses)
  • Coatings freinants ou inhibiteurs : Il s’agit de coatings qui contiennent des éléments qui se lient à l’humidité entrante, après quoi il réagissent avec le substrat et, en ce faisant, le passivent.
  • Galvanisation à chaud
  • Enduction - enduction de liquide, enduction de poudre, duplex
  • Autres protection - émailler, tôle plastifiée, …

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