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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)