Fiche technique n° 28
On parle souvent de « galvanisation ». Cependant, il existe différentes méthodes d’application du zinc, chacune ayant ses avantages et ses inconvénients. Il est donc important de comprendre où ces différences peuvent mener. Voir également « [Galvanisation] Différentes techniques de galvanisation » et la fiche d’information technique 11 : Méthodes d’application du zinc.
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Rien n’offre plus de sécurité qu’un système équitable. Depuis plus de 150 ans, la galvanisation à chaud est la championne de la protection contre la corrosion. Le fait que le zinc, en tant que métal de base, puisse protéger un matériau tel que l’acier a longtemps été un mystère. Les alchimistes ont dû y puiser de l’espoir pour continuer à chercher une méthode de fabrication de l’or. Depuis le début du 18e siècle, on sait qu’une couche de zinc protège l’acier de la rouille. Mais ce n’est qu’au 19e siècle que l’on a réussi à trouver une méthode pour le faire de manière productive, à savoir l’invention du décapage. Une fois de plus, ce n’est qu’après 100 ans que des expériences et des recherches en laboratoire ont permis de comprendre comment et pourquoi. La pratique quotidienne nous montre sans cesse l’énorme étendue de l’application de l’acier galvanisé à chaud dans les structures, les outils et le design. Il suffit d’un investissement unique et il n’y a plus d’entretien. Il n’est donc pas étonnant que, près de 300 ans après son invention, de nombreuses personnes choisissent encore l’acier galvanisé à chaud. Pour permettre la galvanisation à chaud, des trous de galvanisation doivent être pratiqués dans un objet. Dans cette fiche technique, nous vous expliquons le pourquoi et le comment.
La galvanisation à chaud est un procédé métallurgique qui consiste à immerger de l’acier dans du zinc en fusion. Pour que le zinc soit liquide et permette l’immersion, il faut une température supérieure au point de fusion du zinc : 419 °Celsius. Une température de 450 °Celsius est presque toujours maintenue dans le bain de zinc. Lors de l’immersion de l’objet en acier à traiter, un processus chimique se produit entre le fer et le zinc liquide dès que l’objet atteint la température du bain de zinc. Plusieurs couches d’alliage zinc-fer se forment rapidement, qui sont recouvertes d’une couche de zinc pur due à la solidification du zinc lorsque l’objet est retiré du bain de zinc.
La norme internationale EN-ISO 14713-2 contient des lignes directrices et des recommandations sur les trous de galvanisation. Si les conseils donnés dans la norme sont suivis lors de la conception de l’objet à galvaniser, on peut s’attendre à ce que la galvanisation soit effectuée en toute sécurité et correctement, avec pour résultat une couche de zinc complètement fermée, exempte de taches non galvanisées et de résidus/résidus du prétraitement de galvanisation.
En ce qui concerne le pourquoi des dolines, nous pouvons citer une raison évidente. En effet, pour qu’il y ait immersion, il faut qu’il y ait des dolines, sinon l’objet flottera. En effet, l’objet à immerger subit une force ascendante égale au poids du liquide déplacé. Le zinc est plus de 7 fois plus lourd que l’eau et la force de flottaison est donc 7 fois plus importante. Il est également important que les coins, les renfoncements et les profils ou objets creux soient complètement scellés avec une couche de zinc. Le zinc doit pouvoir pénétrer partout dans l’objet. C’est pourquoi des trous sont nécessaires pour laisser s’échapper l’air déplacé par le zinc liquide lors du trempage. Ces trous d’aération servent également à laisser s’échapper les résidus des liquides de prétraitement. Les trous doivent donc être choisis plus grands que ce qui serait nécessaire pour l’air seul. Les cendres des liquides de prétraitement sont volumineuses et légères, de sorte qu’elles peuvent facilement être laissées dans un tube, une cavité ou même sur une arête vive.
Outre les trous d’entrée du zinc et les trous d’aération, des trous sont nécessaires pour suspendre les objets à l’aide d’un fil de fer à une poutre de support auxiliaire (traverse) de la ligne de galvanisation. Souvent, les trous d’aération peuvent servir de trous de suspension, mais ce n’est pas toujours possible.
La taille des trous de fraisage, en particulier ceux destinés à l’aération et à l’alimentation en zinc, doit être aussi grande que possible. Plus les trous sont grands, plus vite un objet peut être immergé dans le bain de zinc et plus vite il peut en être extrait. Cette vitesse n’est pas nécessaire pour des raisons de rapidité ou pour augmenter la production de l’usine de galvanisation, mais elle est nécessaire pour obtenir le meilleur résultat de galvanisation possible. Il est possible que, dans la chaleur du bain de zinc, un objet se déforme sous l’influence des tensions qu’il subit. Outre les détails de conception et la méthode de soudage, la différence de température est également une cause possible. Lorsqu’un objet, en raison de ses petites ouvertures, ne peut être trempé que lentement, une grande différence de température apparaît entre la partie plongée dans le zinc liquide et la partie située au-dessus. Le chauffage provoque la dilatation de l’acier, ce qui peut entraîner des différences de dilatation qui, combinées aux contraintes existantes, peuvent conduire à une déformation.
Outre la déformation, une plus grande vitesse de trempage et de durcissement est nécessaire pour que les résidus de liquide de prétraitement susmentionnés disparaissent facilement de l’objet vers la surface du bain de zinc. La vitesse d’écoulement du liquide joue un rôle à cet égard. Plus la vitesse est élevée, plus ces résidus de cendres se détachent facilement de la surface de l’acier.
Outre la fonction des trous de fraisage et leur taille, le choix correct de l’emplacement du trou est d’une importance capitale. Ces trous doivent être placés le plus loin possible dans les coins pour éviter l’accumulation de zinc, mais aussi pour éviter la possibilité de zones non galvanisées. Il est donc important d’appliquer les trous avant l’assemblage de l’objet. Par la suite, il n’est généralement pas possible de percer suffisamment loin dans les coins. En effet, il y a souvent une soudure à l’endroit souhaité, où il vaut mieux ne pas percer, ou bien l’endroit idéal n’est tout simplement plus accessible avec une perceuse. En ce qui concerne l’emplacement et la taille des trous de fraisage, il existe un poster intitulé « Liste de contrôle pour un fraisage correct et sûr ». Elle est disponible sur notre site web et peut également être demandée pour être affichée dans votre entreprise.
Le client qui présente l’objet à une usine de galvanisation pour traitement est en partie responsable du résultat final. Dans cette publication, nous avons expliqué le pourquoi et le comment des trous de galvanisation. Il incombe au client de veiller à ce que les trous soient correctement positionnés afin de permettre une galvanisation correcte et sûre. Le fait qu’un objet présente une couche de zinc complètement fermée et sans imperfections est presque toujours dû à la conception de l’objet et, dans une moindre mesure, à une négligence de la part de l’usine de galvanisation. Si un atelier de galvanisation a des doutes quant à la sécurité de la galvanisation d’un objet, il reportera le traitement de l’objet jusqu’à ce qu’il en soit certain (voir la fiche d’information technique 23 - Trous de galvanisation invisibles). Pour ce faire, le client peut ajuster l’objet ou démontrer que les trous sont présents dans la structure. Des trous de fraisage mal ajustés dans un objet peuvent entraîner une explosion dans le bain de zinc. Il s’agit d’une situation potentiellement mortelle qui ne doit pas être prise à la légère.
EN ISO 1461
Revêtement galvanisé à chaud sur des objets en fer et en acier - Spécifications et méthodes d’essai.
EN ISO 14713 partie 2
Revêtements de zinc - Lignes directrices et recommandations pour la protection du fer et de l’acier dans les structures contre la corrosion - Partie 2 : Galvanisation à chaud
FICHE TECHNIQUE 23
Fraises/trous borgnes non visibles
