Chapitre IV-+Corrosion+-+Chap+IV... · Modes de protection contre la corrosion Selon leur mode...
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ISITV E. ARAGON CORROSION - Chapitre IV : Protection par revêtements
Chapitre IV Protections contre
la corrosion
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Modes de protection contre la corrosion
Selon leur mode d’action Selon leur principe Selon la localisation de l’action
On peut proposer différents classements :
Méthode de protection Principe Localisation Revêtements Cinétique Surface Inhibiteurs Cinétique Milieu corrosif Protection cathodique Thermodynamique Métal Protection anodique Cinétique Surface
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Modification du milieu Diminution ou augmentation de la température !
Diminution ou augmentation de la vitesse d’écoulement !
Élimination de l’oxygène ou des oxydants
Modification de la concentration d’espèces solubles
Modification du pH
…
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Choix d’une solution anticorrosion
Choix de matériaux résistants
Choix de matériaux non résistants :
• Maîtrise de leur vitesse de corrosion ⇒ corrosion uniforme
• Contrôle et maintenance : politique de remplacement
• Utilisation d’une protection
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Protection par revêtements
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INTRODUCTION
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Types de revêtements Revêtements organiques :
• Peintures solvantés, hydrosolubles, en poudre, à haut extraits secs, réticulantes sous rayonnement
• Revêtements collés Revêtements métalliques :
• Bains du métal fondu : Zn, Pb, Sn, Al et alliages • Dépôts électrolytiques : Cu, Ni, Cr, Cd, Sn, Zn, Ag,… • Métallisations : Zn, Al et alliages Al-Zn ou Al-Mg • Dépôts plasma : Mo, Ni, Co, …
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Types de revêtements Revêtements minéraux :
• Vitrification ou émaillage : verres, aluminosilicates, borosilicates, …
• Revêtements de maçonneries : ciments et enduits
• Dépôts plasma : oxydes et carbures métalliques
Traitements de surface :
• Traitements de diffusion
• Traitements de conversion
• Grenaillage de précontrainte
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REVETEMENTS ORGANIQUES
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Protection de l'acier contre la corrosion Durabilité du revêtement dans les
conditions d'usage Revêtement adhérent au subjectile Résistance aux agressions mécaniques Faible perméabilité à l'humidité, à
l'oxygène, aux ions corrosifs (dioxyde de soufre, sels marins)
Propriétés attendues d'un revêtement protecteur
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Applicable dans des conditions spécifiques Séchage dans un temps limité Conduit à un revêtement possédant les
propriétés attendues "Mouille" la surface de sorte que le film sec
soit adhérent au subjectile
CAHIER DES CHARGES
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matrice (liant)
O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O
A C I E R
pigments et charges
10 µm
Peinture = composite
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PREPARATION DES
SURFACES
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LA PREPARATION DE SURFACE
Pourquoi ? – Rugosité du subjectile – Propreté du subjectile
Conséquences ?
– Adhérence du feuil – Longévité du feuil
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Propreté : élimination des contaminants de l’acier
Calamine Anciens revêtements Rouille ( produits de corrosion solides ) Poussière Huile et graisse Produits de corrosion solubles (sels) Eau
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Déroulement des opérations de préparation de surface
Préparer les tôles Dégraisser Éliminer les sels solubles Nettoyer et décaper Dépoussiérer
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La préparation de surface débute avec la préparation de l’acier
arrondir les arêtes vives (rayon de 2 mm) éliminer les projections de soudure meuler les soudures et les tranches meuler les bords de coupe oxycoupés atténuer les cavités
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Problème de recouvrement d’1 film de peinture sur 1 arête vive
Subjectile
Arête vive (sous épaisseur) Près de
l’arête (surépaisseur)
Plan central (épaisseur moyenne du film de peinture)
film de peinture
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Défauts de soudure à rectifier irrégularité Angle droit
graton
Meulage : ISO 12 944 - 3 Burinage
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Type de solvants AROMATIQUES
– Toluène, – Xylène
ALIPHATIQUES – Hexane – white spirit – Essence de térébentine
CHLORES – Trichloroéthane – trifluorotrichloroéthane
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Elimination d’huile et de graisse
Nettoyage aux solvants Nettoyage avec des détergents
alcalins Nettoyage à la vapeur Nettoyage par ultrasons Nettoyage électrolytique
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Elimination des sels solubles
Nettoyage à l’eau douce L’eau chaude réduit le
temps de séchage et la qualité de fleur de rouille Suivi d’un séchage
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Nettoyage et décapage Produits éliminés
– Calamine – Rouille ( produits de corrosion non solubles ) – Anciens revêtements
Méthodes – Nettoyage à la main ou à la machine – Nettoyage à la flamme – Décapage par projection – Décapage chimique
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Nettoyage A la main et à la machine
– Grattage – Brossage manuel – Brossage mécanique – Meulage
A la flamme
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Les décapages par projection d’abrasif Décapage en voie sèche Décapage en voie humide Décapage centrifuge Décapage avec aspiration Décapage à l’eau sous ultra haute
pression ( UHP ) Décapage en voie humide avec
adjonction d’abrasif
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Différents procédés de décapage
air/abrasifs
Eau
Décapage par projection d'abrasif à l'air sec - sablage à l'air comprimé (dry blasting)
Décapage humide par projection d'abrasif - nettoyage avec un liquide sous pression (slurry blasting)
Air/Abrasifs
Eau
Sablage à l'abrasif par air comprimé humide. Décapage humide par projection d'eau et adjonction d'abrasif (wet blasting)
Eau
Décapage par projection d'eau sous haute et ultra-haute pression (hydro blasting)
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Décapage à haute et ultra haute pression
Avantages : Élimination des contaminants solides Élimination des sels solubles Pas de poussière Récupération et traitement des déchets
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Décapage à haute et ultra haute pression
Inconvénients : Mauvaise visibilité Enrouillement instantané Pas de rugosité Nombreux guides, NFT 35520 - ISO
12944
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Elimination de la poussière Balayage à l’air comprimé
Dépoussiérage par aspiration
Nettoyage à l’eau douce sous
pression
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DEFINITION D’UNE
PEINTURE
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Liant Composés volatils Pigments Charges Additifs
COMPOSITION D’UNE PEINTURE
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Détermine les propriétés principales du feuil
- cohésion et flexibilité - adhésion du feuil
LIANT
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Liant formé avant application - vinylique - latex - caoutchouc chloré - alkyde Liant formé à l'application - époxyde - polyuréthane - polyester
DIFFERENTS TYPES DE LIANTS
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Permettre l'application en réduisant la viscosité
Elimination complète des composés volatils
- alcool - acétate de butyle - cétones (MIBC-
MEC)
- xylène - white-spirit - eau
COMPOSES VOLATILS
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Contribuer à la protection anticorrosion
Apporter la couleur et l'opacité du revêtement
Contribuer à la dureté et à la résistance à l'abrasion du revêtement
Diminuer la perméabilité Etre inerte au rayonnement
UV/visible
Types de pigments
(poudre) Oxydes de fer - jaune - rouge Dioxyde de titane
(blanc) Poussière de zinc
(gris)
PIGMENTS
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Bon marché Insoluble dans le liant Faible pouvoir colorant
et opacifiant Permet d'ajuster la CPV
à faible coût
Types de charges : Silices (Si O2) - quartz Silicates (d'aluminium) Sulfates - sulfates de barium - sulfates de calcium Carbonates (de calcium)
CHARGES
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Agent rhéologique (épaississants) Agent anti-mousse Agent anti-sédimentation Agent anti-peau Catalyseur Absorbant U V Plastifiants
ADDITIFS
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Transformation d'un liquide en solide - séchage par voie physique - séchage par réaction chimique
FORMATION D’UN REVETEMENT
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Evaporation des composés volatils
A c i e r
A c i e r
SECHAGE PHYSIQUE
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Evaporation de solvants
Acier
Oxygène
Acier
SECHAGE PAR OXYDATION
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A + B
Réticulation Application
A C I E R
SECHAGE PAR RETICULATION
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Séchage physique Séchage par oxydation Séchage par réticulation
caoutchouc chloré vinylique bitume
Alkyde à l'huile
époxy ester
époxy polyuréthanne
polyester éthylsilicate de zinc
MODES DE SECHAGE
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Finition : Aspect de surface, brillant, couleur et fonctions spécifiques
Intermédiaire : Protection par effet barrière, augmentation de l'épaisseur, bonne adhésion au primaire et à la finition.
Primaire : Adhésion à l'acier et protection anticorrosion
Acier
SYSTEME DE PEINTURE
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SYSTEME DE PEINTURE AERONAUTIQUE
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Pigments lamellaires (oxyde de fer micacé,écailles de verre, ...)
Alkyde, bitumineuse, époxy, caoutchouc chloré, polyuréthanes, vinyliques
Faible perméabilité à l'eau
Bonne adhésion entre le primaire et l'acier
Surface propre exempte de sels Finition
Intermédiaire Primaire Acie
r
EFFET BARRIERE
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Peintures à base de phosphate de zinc ou de plomb
Absorption d'humidité (mouillage du primaire) Réagit avec la surface Couche de passivation
Finition Intermédiaire
Primaire avec inhibiteur Acier
PROTECTION PAR INHIBITION
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Zinc à liant silicate d ’éthyle Zinc à liant époxydique corrosion préférentielle du zinc
Intermédiaire Primaire riche en zinc
Acier
Finition
Zn2+
PROTECTION CATHODIQUE
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MODES DE
CORROSION
ASSOCIES AUX
PEINTURE
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Cloquage osmotique Autres défauts de préparation de
surface Délaminations et décollements Défauts d’application
PATHOLOGIES
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PHENOMENE OSMOTIQUE Solution de sels solubles
membrane semi perméable
eau pure
avant équilibre après équilibre
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CLOQUAGE OSMOTIQUE (Présence d'impuretés) Humidité
absorbée par les sels
Sels ou solvants hydrosolubles
Solution saline formée par la vapeur d'eau par dissolution des sels solubles
revêtement
vapeur d'eau
air humide
eau ou eau salée
ACIER
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CLOQUAGE OSMOTIQUE (Présence de vide)
vapeur d'eau pénétrant dans des vides (zone de faible adhérence)
Corrosion de l'acier et formation de sels solubles
A C I E R Cloquage
décollant le revêtement
Fe++
OH-
A C I E R
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Cloquage
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DEFAUT DE PREPARATION DE SURFACE
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DEFAUT DE PREPARATION DE SURFACE
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DEFAUT DE PREPARATION DE SURFACE
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DEFAUT DE PREPARATION DE SURFACE
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Défaut de séchage
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Défaut de séchage
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Délamination
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Délamination due à une incompatibilité entre les différentes couches du système de peinture
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Piqûre de rouille
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Farinage
Farinage
Lumière du jour Couche finale époxy
Primaire
Acier décapé
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Farinage
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Farinage
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Craquelures
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Compatibilité entre protection cathodique et peintures
Couplage fréquent de peinture et protection cathodique
⇒ Protection cathodique peut suppléer aux éventuelles altérations du feuil
Application d’un revêtement permet de diminuer la demande en courant de la protection cathodique ⇔ diminution de la masse d’anodes sacrificielles ⇔ économie
Problèmes de détérioration de protection passive peuvent se présenter aux environs des anodes de courant imposé ⇔ Surprotection (peintures saponifiables non conseillées)