Préparation et peinture galvanisation / kta UniversityKTA-Tator
La galvanisation est l’application d’une couche de zinc sur l’acier par diverses méthodes telles que l’immersion à chaud, le dépôt continu ou l’électro-dépôt. Dans de nombreux cas, l’acier galvanisé n’est pas peint car la durée de vie de la galvanisation seule dépasse généralement celle des revêtements de protection conventionnels. Lorsque la peinture est appliquée à la galvanisation, on parle souvent de « système duplex ».” La durée de vie d’un système de revêtement duplex a été rapportée dans des études pour être un facteur de 1,5 à 2.,3 fois la somme de la durée de vie individuelle pour la galvanisation nue ou la peinture seule. Cependant, l’augmentation réelle de la durée de vie dépend de l’environnement d’exposition; c’est-à-dire que le système duplex dans une exposition légère aura une durée de vie plus longue que dans une exposition plus sévère.
pour atteindre la longue durée de vie attendue, une bonne préparation de la galvanisation est essentielle. Le nouvel acier galvanisé a une surface lisse qui inhibe l’adhérence du revêtement. En outre, certains post-traitements (discutés ci-dessous) qui suivent fréquemment le processus de galvanisation peuvent nuire aux performances du revêtement.,
traitements post galvanisation
l’acier galvanisé est parfois post-traité ou passivé pour arrêter la réaction entre le fer et le zinc ou pour ralentir l’oxydation ultérieure (c’est-à-dire l’exposition aux intempéries) de la surface du zinc. Les traitements post les plus courants sont la trempe à l’eau, la trempe au chromate et la phosphatation. Dans la trempe à l’eau, l’acier fraîchement galvanisé est plongé dans un bain-marie pour accélérer le processus de refroidissement et arrêter la réaction entre le fer et le zinc., Une conséquence de la trempe de l’eau est que l’eau est souvent contaminée par de l’huile ou de la saleté qui se dépose sur la surface du zinc. Ces contaminants peuvent interférer avec l’adhérence s’ils ne sont pas éliminés adéquatement avant la peinture.
la trempe au Chromate est principalement utilisée pour empêcher la formation de « rouille blanche” ou de « tache de stockage humide” lorsque l’acier galvanisé est étroitement emballé pendant le transport ou le stockage. La rouille blanche fait référence aux sels de zinc qui se forment naturellement sur la surface galvanisée lorsque le zinc s’oxyde pendant l’exposition atmosphérique., La tache de stockage humide est une forme accélérée d’oxydation qui a lieu lorsque des concentrations plus élevées d’humidité et d’oxygène sont piégées entre des pièces ou des feuilles d’acier galvanisé qui sont étroitement empilées. Bien que le traitement au chromate puisse empêcher cette oxydation, il peut également interférer avec l’adhérence si la peinture est appliquée ultérieurement. Un traitement au Chromate peut être souhaité si la peinture n’est pas prévue après la galvanisation, car le traitement donne généralement un aspect plus uniforme à mesure que la surface du zinc s’oxyde et se détériore., L’aspect” brillant « et” pailleté » de la nouvelle galvanisation devient généralement gris, plus terne et marbré avec l’âge.
Les traitements de phosphatation sur l’acier après galvanisation forment une couche de phosphate de zinc non réactif sur la surface du zinc. Dans ce processus, les surfaces galvanisées sont d’abord nettoyées et dégraissées, puis immergées dans une solution de phosphatation. La phosphatation empêche la formation de produits de corrosion sur la surface et favorise l’adhérence avec une couche de peinture appliquée ultérieurement.,
altération de la galvanisation
des produits de Corrosion (sels de zinc blanc) commencent à se former sur une surface de zinc dès qu’elle est exposée à l’environnement. Généralement, les composés de zinc initiaux qui sont formés sont solubles dans l’eau, poreux et faiblement collés à la surface. Au fil du temps, ces composés sont convertis en un film insoluble dans l’eau étroitement adhérent qui sert à protéger la surface du zinc contre toute corrosion ultérieure. Les produits de Corrosion sont formés à partir du zinc réagissant avec l’oxygène atmosphérique, le dioxyde de carbone et l’eau., Cependant, le temps nécessaire pour atteindre les différentes étapes de l’altération varie considérablement avec les conditions réelles d’exposition environnementale dans un endroit particulier. Les catégories suivantes de « vieillissement » du zinc doivent être considérées comme des temps moyens.
nouvellement galvanisé – moins de 48 heures
aucun produit de corrosion appréciable n’est formé au cours des 48 premières heures de galvanisation. Idéalement, le revêtement d’atelier de la galvanisation devrait avoir lieu pendant cette période, Si prévu.,
partiellement altéré – 48 heures à 2 ans
L’oxydation de la surface commence dès que la galvanisation au zinc est appliquée sur l’acier. Ces produits oxydants sont relativement poreux et adhèrent faiblement à la surface de l’acier au cours de la formation précoce. Initialement, les oxydes de zinc et les hydroxydes solubles dans l’eau se forment sur la surface galvanisée. Ce produit de corrosion précoce est parfois appelé rouille blanche. Au fur et à mesure que le zinc continue à résister aux intempéries, les produits de corrosion initiaux sont lentement convertis en composés insolubles dans l’eau constitués principalement de carbonates de zinc.,
entièrement altéré – sur 2 ans
Après une période prolongée, les produits de corrosion sont convertis en une couche dense de carbonates de zinc qui adhèrent étroitement à la surface de l’acier. Cette couche oxydée aide à protéger le zinc contre toute corrosion supplémentaire.
Si l’application d’un système de revêtement est souhaitée, les différentes étapes de l’altération nécessitent des procédures de préparation de surface distinctes, en fonction de l’âge de la galvanisation. Généralement, la galvanisation de peinture est divisée en deux catégories– les nouvelles surfaces galvanisées et les surfaces galvanisées existantes., La préparation des surfaces galvanisées pour l’application de peinture est explorée plus en détail dans un article de Kenneth Trimber de L’Université KTA intitulé « préparer la galvanisation à chaud pour la peinture – ce n’est pas trop compliqué. »
Peinture Nouvelle galvanisation
la préparation de la nouvelle galvanisation pour la peinture suppose qu’une période minimale (moins de 48 heures) s’est écoulée depuis la galvanisation. Cependant, les surfaces en zinc peuvent nécessiter un nettoyage supplémentaire si le matériau a été entreposé avant la peinture.,
L’acier fraîchement galvanisé doit d’abord être nettoyé et dégraissé conformément au SSPC-SP 1, nettoyage au solvant. Ceci est particulièrement important si la trempe à l’eau a été utilisée comme post-traitement et si des résidus de saleté et/ou d’huile ont été déposés sur les surfaces. De plus, la nouvelle galvanisation destinée à la peinture ne doit pas être trempée au chromate. Tous les composés de chromate présents sur la surface galvanisée causeront des problèmes d’adhérence pour les revêtements appliqués ultérieurement., Si un traitement au chromate a été utilisé, les surfaces doivent être soigneusement nettoyées pour éliminer le traitement, puis testées pour détecter les composés de chromate afin d’assurer leur élimination. Idéalement, les spécifications pour l’acier galvanisé ne devraient pas permettre le traitement au chromate et devraient plutôt spécifier un post-traitement phosphatant. Comme décrit précédemment, la phosphatation produit une surface propice aux revêtements appliqués ultérieurement. La phosphatation passive la surface du zinc et produit une couche de revêtement de conversion idéale pour l’application d’un système de revêtement.,
Après le nettoyage conformément à la norme SSPC-SP 1, de nouvelles surfaces galvanisées peuvent être préparées pour la peinture par application d’un apprêt de lavage, d’un traitement chimique ou d’un nettoyage à la brosse.
apprêts de lavage
une option pour la préparation de la surface consiste à appliquer un apprêt de lavage sur la surface galvanisée nettoyée. Les apprêts de lavage sont généralement des matériaux à base de butyral de vinyle qui acidifient la surface galvanisée pour favoriser l’adhérence des revêtements., L’apprêt de lavage doit être compatible avec le système de revêtement prévu et il faut veiller à ne pas appliquer l’apprêt plus épais que recommandé, sous peine de fissuration. Il convient de noter que la conformité des apprêts de lavage aux COV (composés organiques volatils) doit être prise en compte. De nombreux apprêts de lavage peuvent ne pas respecter les limites de teneur en COV fédérales, étatiques ou locales pour l’application en magasin ou sur le terrain.
traitements chimiques
Une autre option est le traitement chimique utilisant des solutions légèrement acides ou basiques qui gravent la surface du zinc., Ces produits peuvent être appelés « nettoyants de pré-peinture » et doivent être spécifiquement conçus pour être utilisés sur la galvanisation. Les produits de nettoyage de pré-peinture sont généralement dilués avec de l’eau, appliqués sur la surface galvanisée et autorisés à un court temps de séjour. Bien que le rinçage de la surface avec de l’eau soit généralement nécessaire pour éliminer les résidus de nettoyage, il existe des nettoyants « sans rinçage” disponibles.
Nettoyage à la brosse
Le nettoyage à la brosse peut également être utilisé pour préparer des surfaces galvanisées pour le revêtement., Cependant, une préoccupation évidente est que le nettoyage au jet peut endommager et même enlever une partie importante de la couche de zinc protectrice s’il n’est pas correctement contrôlé. Les surfaces galvanisées doivent être nettoyées à la brosse conformément à SSPC-SP 16, « Nettoyage à la brosse de L’acier galvanisé revêtu et non revêtu, des aciers inoxydables et des métaux Non Ferreux. »
peinture galvanisation existante
comme décrit précédemment, l’âge et l’environnement d’exposition de la surface galvanisée détermine le stade de l’altération., Cependant, les procédures décrites dans cette section pour la galvanisation « existante » s’appliquent à toutes les étapes de l’altération; l’étape de l’altération déterminera la quantité de nettoyage nécessaire pour obtenir un revêtement standard bien adhéré. Notez que ces procédures sont pour la galvanisation nue et altérée, et supposons que la peinture n’a pas été appliquée auparavant; cependant, les procédures ne nécessiteraient que de légères modifications pour éliminer la vieille peinture faiblement adhérée.,
la préparation de la galvanisation existante doit inclure l’élimination de la saleté et d’autres contaminants, des composés de zinc faiblement collés et de toute la rouille pour obtenir une surface adaptée à l’application du revêtement. La première étape doit toujours être le nettoyage au solvant selon SSPC-SP 1 pour éliminer les contaminants tels que la saleté, l’huile ou la graisse. Des tests pour le chromate ou d’autres traitements postérieurs peuvent également être effectués, bien qu’il soit peu probable que des problèmes de post-traitement soient toujours présents sur la galvanisation entièrement altérée. La préparation ultérieure de la surface est le plus souvent obtenue par nettoyage à l’eau sous pression.,
Nettoyage à L’eau pressurisée
le nettoyage à l’eau pressurisée est la méthode de nettoyage préférée pour la galvanisation existante, car il présente un risque moindre d’endommager ou d’enlever la couche galvanisée par rapport à d’autres méthodes (p. ex., nettoyage par jet d’abrasif ou nettoyage d’outils électriques). Bien qu’il soit nécessaire de nettoyer la surface galvanisée pour la peinture, la couche de zinc doit rester intacte car c’est ce qui assure une protection galvanique à l’acier.,
toutes les surfaces doivent être nettoyées conformément à la norme SSPC-SP WJ-4 / NACE WJ-4, « Water Jet Cleaning of Metals – light Cleaning”, en utilisant de l’eau sous pression de 3 000 à 5 000 psi. La pression de l’eau et les distances d’arrêt de nettoyage doivent être ajustées si nécessaire pour atteindre le niveau de nettoyage spécifié tout en minimisant les dommages à la couche de zinc protectrice. L’eau sous pression éliminera les matériaux de corrosion lâches, les sels solubles et autres contaminants. Un nettoyage supplémentaire à l’aide d’outils manuels ou électriques peut être nécessaire en cas de rouille de l’acier sous-jacent.,
systèmes de revêtement
Il existe différents systèmes de revêtement qui ont une histoire de performance réussie sur la galvanisation. Les systèmes typiques comprennent les revêtements acryliques, les revêtements époxy/polyuréthane ou les uréthanes durcissant l’humidité. Un apprêt spot résistant à la corrosion ou riche en zinc est généralement recommandé pour la retouche de zones rouillées nues sur de l’acier galvanisé patiné existant avant le revêtement complet.,
Il est important de noter que les revêtements alkydes (à base d’huile) ne doivent pas être appliqués à la galvanisation en raison du risque de réaction entre les produits de corrosion du zinc alcalin (rouille blanche) et la résine alkyde du revêtement. Lorsque cela se produit, le revêtement se dégrade souvent (saponifier) et échoue.
Une autre option pour une nouvelle galvanisation est l’utilisation d’un revêtement en poudre appliqué en atelier. Les revêtements en poudre sont appliqués par pulvérisation électrostatique ou par lits fluidisés, ce qui rend le processus beaucoup plus spécialisé par rapport aux revêtements liquides appliqués par pulvérisation typiques., La poudre est déposée et maintenue à la surface métallique par la charge électrostatique, puis cuite à des températures élevées pour faire fondre et fusionner la poudre en un film de revêtement solide. Les revêtements en poudre pour les expositions aux intempéries sont généralement des matériaux à base de polyester tels que le triglycylisocyanurate ou le TGIC, mais les revêtements en poudre époxy sont également largement utilisés sur les tuyaux enterrés (par exemple, les tuyaux pour la distribution de gaz et de pétrole). Les revêtements en poudre offrent une excellente adhérence, une résistance élevée à l’abrasion, de faibles émissions de COV et peu de perte de matériau., Les poudres de Polyester offrent également d’excellentes caractéristiques d’altération (rétention de la couleur et de la brillance). Une préoccupation lors de l’utilisation de revêtements en poudre sur la galvanisation est le potentiel de dégazage pendant la formation du film et le processus de durcissement, provoquant des trous d’épingle dans la surface du revêtement fini. Cela peut être minimisé en pré-cuisant le composant galvanisé avant le revêtement en poudre.
- van Eijnsbergen, J.-F., « Duplex Systèmes,” Elsevier 1994, New York, NY, pp. 7-8
