Fiche technique n° 31

LES PHÉNOMÈNES DE DÉGAZAGE DES REVÊTEMENTS EN POUDRE

Pourquoi des cloques et des trous sont-ils parfois visibles dans le revêtement d'un système duplex ?

Le dégazage est un terme générique qui désigne un phénomène facilement observable comme une déviation de la surface d’un revêtement en poudre. Au cours du processus, de petits cratères, des trous et parfois des cloques se forment sur le revêtement en poudre. C’est ce qu’on appelle le dégazage et les trous sont appelés « trous d’épingle ».

Ces défauts sont indésirables non seulement pour des raisons esthétiques, mais aussi parce qu’ils réduisent les propriétés de corrosion. L’humidité et la contamination peuvent pénétrer dans ces ouvertures, entraînant la formation d’oxyde sur la couche de zinc sous-jacente.
Le phénomène de dégazage peut se produire à partir de substrats généralement rugueux ou poreux tels que l’acier, mais il se produit régulièrement lors du revêtement de l’acier galvanisé. Soit la pièce est galvanisée après la construction, soit elle est fabriquée à partir de tôles galvanisées à chaud, soit elle est revêtue d’une couche de métallisation après la construction, appelée pulvérisation thermique.

Organigramme d'une installation de poudrage avec prétraitement chimique ("humide")
Organigramme d'une installation de poudrage avec prétraitement chimique ("humide")

La cause principale du dégazage est généralement l’humidité ou la réaction due aux contaminants qui veulent s’échapper de l’acier galvanisé dans le four de poudrage. Parfois, la cause est la poudre elle-même. Dans ce cas, la poudre ne possède pas la propriété de permettre un processus d’écoulement suffisamment long. En bref, le chemin entre la liquéfaction de la poudre et le durcissement de la poudre n’est pas assez « long » pour que le dégazage ait lieu complètement.

QU’EST-CE QUI PROVOQUE LE DÉGAZAGE ?

Contamination de la surface à revêtir
Les piqûres et les cloques sont souvent causées par une surface contaminée (contamination). C’est le cas lorsque vous ne nettoyez pas soigneusement une surface avant le revêtement par poudre. L’huile, la graisse et d’autres formes de contamination laissées sur la surface se transforment en vapeur sous l’effet de la température élevée et n’ont nulle part où aller lorsqu’elles sont piégées par le revêtement en poudre, de sorte qu’elles éclatent simplement à travers celui-ci, créant ainsi des trous d’épingle. Si l’atelier de peinture utilise de l’air comprimé pour le nettoyage et le soufflage, celui-ci doit également être propre, exempt d’huile et sec. En fait, ces causes sont liées à un travail inadéquat. Par conséquent, le dégazage dû à la contamination est un phénomène plutôt rare.
Épaisseur du revêtement en poudre
Les revêtements doivent être appliqués en couches relativement fines. Si vous appliquez une couche épaisse, des gaz peuvent être libérés pendant le processus de durcissement et vouloir se frayer un chemin jusqu’à la surface du revêtement. Lorsque la poudre durcit au cours de ce processus, ces bulles de gaz peuvent alors provoquer des cratères ou des cloques. Il est essentiel de veiller à ce que l’épaisseur du revêtement ne contribue pas au problème.
Support
Si le substrat est quelque peu poreux, par exemple après l’application d’un revêtement galvanisé, des gaz peuvent s’échapper des pores. Ce dégazage se produit lorsque l’objet est chauffé dans le four. Le gaz formé s’échappe alors à travers le revêtement en poudre appliqué, qui durcit après une phase d’écoulement. Si le durcissement a lieu et que tout le gaz ne s’est pas échappé, de petits cratères ou bulles resteront visibles après le revêtement.
Pièces de fonte
Les pièces moulées sont rarement recouvertes d’un revêtement en poudre lorsqu’elles sont galvanisées. Le problème du métal coulé est qu’il peut dégager beaucoup de gaz pendant le processus de revêtement par poudre. En effet, le processus de moulage lui-même emprisonne souvent des gaz dans le métal en raison de minuscules cavités et ouvertures. La galvanisation à chaud des pièces moulées peut également poser des problèmes et donner des résultats variables.

COMMENT RÉSOUDRE CES ANOMALIES ?

Surcouchage
En ponçant légèrement l’objet jusqu’à ce que la surface soit suffisamment plane, puis en appliquant une couche de revêtement supplémentaire, il est possible d’améliorer considérablement l’aspect de la surface. En outre, l’épaisseur de la couche de poudre augmente et la résistance à la corrosion s’améliore grâce à un meilleur effet de barrière.
Recouvrement
Retirer l’objet du revêtement en poudre et recommencer. La peinture en poudre est enlevée thermiquement ou chimiquement. Lors de la galvanisation à chaud, la structure des couches d’alliage zinc-fer peut se modifier de manière à réduire l’adhérence. Dans ce cas, l’objet doit être galvanisé à nouveau (= re-galvanisation). Après le nettoyage, veillez à ce que tous les paramètres du processus soient strictement respectés afin d’obtenir un résultat optimal.

COMMENT LE DÉGAZAGE EST-IL ÉVITÉ ?

Le dégazage ne peut pas toujours être évité, comme vous le comprendrez à la lecture de ce document. Un certain dégazage est donc admissible et ne peut entraîner un rejet. La norme et le code de pratique indiquent tous deux qu’une certaine distance d’évaluation doit être respectée. En général, ces cratères ne sont pas visibles aux distances mentionnées. Le dégazage peut être largement évité en préparant correctement vos matériaux, en appliquant les opérations adéquates pour le processus de revêtement par poudre et en manipulant correctement vos matériaux. Voici les étapes à suivre :
Nettoyez toute contamination
Nettoyez et dégraissez soigneusement l’objet que vous allez revêtir d’une peinture en poudre. Veillez à porter des gants afin que vos mains ne laissent pas d’huile ou de graisse sur la surface de l’objet.
Attention au stockage de l’acier galvanisé
L’acier fraîchement galvanisé forme directement des oxydes de zinc dans l’atmosphère et réagit avec les éléments présents dans l’air extérieur pour former une couche de patine de zinc. Si les matériaux sont mal stockés, de la rouille blanche peut apparaître en raison d’une exposition prolongée à l’humidité. La rouille blanche est un contaminant de surface et doit être éliminée. Les oxydes doivent également être éliminés.
Contrôle de l’épaisseur du revêtement en poudre
Certains travaux nécessitent un revêtement en poudre plus épais que d’autres, mais il n’est pas nécessaire d’appliquer l’épaisseur de revêtement souhaitée en une seule couche. En comprenant les matériaux utilisés dans un revêtement et en appliquant plusieurs couches, il est possible d’éviter le dégazage dû à une couche de poudre trop épaisse sur l’objet.
Utiliser un apprêt
L’application d’une couche d’apprêt appropriée permet de s’assurer que les gaz libérés pendant le processus de chauffage sont pris en charge par l’apprêt.
Ils ne peuvent donc pas s’infiltrer dans la couche de couleur de la peinture en poudre elle-même. Bien entendu, cela ne remplace pas un nettoyage approfondi et un prétraitement adéquat.
Ajout d’additifs
Les gaz qui s’échappent dans le four pénètrent dans la couche de revêtement encore liquide au fur et à mesure que le revêtement durcit. Cela finit par provoquer des cloques lorsque le revêtement est assez dur et ne laisse plus passer les gaz. Certains additifs peuvent être utilisés pour que la poudre reste plus longtemps à l’état liquide. Les gaz ont ainsi plus de temps pour s’échapper avant que la poudre ne durcisse. Les fournisseurs spécialisés proposent généralement des poudres « compatibles avec le dégazage ».
Dégazage préalable de l’objet
Le dégazage étant causé par les gaz libérés par l’expansion lorsque l’objet est chauffé dans le four, il peut être évité en préchauffant l’objet avant le poudrage. Pendant cette « précuisson », des bulles de gaz peuvent s’échapper du matériau sans poudrage. En règle générale, maintenez une température supérieure de 20 à 30 ºC à la température de durcissement requise (voir les spécifications du fournisseur de poudre à ce sujet) et doublez le temps de séjour de l’objet dans le four. Ensuite, ne laissez pas l’objet refroidir complètement (environ 40-50 ºC) avant de commencer à appliquer la poudre afin d’éviter la condensation de l’humidité sur la surface.
Ajuster le prétraitement
Outre les gaz qui s’échappent des contaminants, de la vapeur ou du gaz s’échappe également des pores du matériau à revêtir.
Il en va de même pour l’humidité provenant du prétraitement chimique d’une installation de revêtement par poudre. C’est pourquoi, pour les surfaces sensibles au dégazage, il est parfois préférable d’opter pour un prétraitement par sablage.
En outre, il est important d’évaluer le revêtement galvanisé. Une couche de zinc rugueuse, terne et grise est plus sensible au dégazage qu’une couche de zinc lisse, brillante et argentée. Il peut arriver qu’une couche de zinc grise, terne et raisonnablement lisse soit visible. Dans ce cas, la couche de zinc peut avoir subi un post-traitement par recuit. Il s’agit de réchauffer l’objet pour que la couche de zinc acquière d’autres propriétés. Vous comprenez qu’après ce second chauffage, les risques de dégazage sont fortement réduits.

En outre, la conception de l’objet peut jouer un rôle. Un bon transfert de chaleur doit pouvoir avoir lieu dans le four d’une installation de poudrage. L’objet doit atteindre la température assez rapidement et de manière régulière, pour ainsi dire. Des profils creux ou des masses d’acier localement importantes peuvent entraîner des écarts qui font que le dégazage ne commence qu’une fois que le revêtement est déjà en train de durcir.

Au cours du processus thermique dans le four, généralement à une température de 150 à 200°C, l'air contenu dans les cavités du substrat se dilate et s'échappe, et l'eau liée se décompose et s'évapore. Selon la loi des gaz idéaux, une bulle de gaz voit son volume augmenter d'environ 60% lorsqu'elle est chauffée de la température ambiante à 180°C. Cette expansion se manifeste par une bulle de gaz qui s'ouvre à la surface du revêtement, si le vernis n'est pas réglé pour cela. Cette expansion se manifeste par l'éclatement d'une bulle de gaz à la surface du revêtement, si le revêtement n'est pas adapté à cet effet. L'eau, quant à elle, voit son volume augmenter de manière significative lorsqu'elle change d'état d'agrégation, c'est-à-dire lorsqu'elle passe de l'état liquide à l'état de vapeur. Cela peut se manifester par de grosses bulles de gaz qui perturbent la surface. L'intérêt de ces types de dégazage est qu'il s'agit de processus finis. Une fois la température maximale atteinte, l'air ne se dilate plus ; une fois l'eau évaporée, le dégazage est terminé. Le dégazage par augmentation du volume d'air s'arrête donc immédiatement lorsque la température maximale de cuisson est atteinte. Le processus est parfaitement contrôlable. Les peintures en poudre anti-dégazage sont adaptées à cette situation. Ils donnent à la couche de zinc le temps de dégazer parce que les revêtements ont une faible viscosité dans la phase de fusion et parce que le début de la réaction de polymérisation est quelque peu retardé.

EN ISO 12944-1:2018
Peintures et vernis - Protection anticorrosion des structures en acier par des systèmes de peinture de protection - Partie 1 : Introduction générale (ISO 12944-1:2017)

EN ISO 12944-2:2018
Peintures et vernis - Protection anticorrosion des structures en acier par des systèmes de peinture de protection - Partie 2 : Classification des environnements (ISO 12944-2:2017)

EN ISO 12944-3:2018
Peintures et vernis - Protection anticorrosion des structures en acier par des systèmes de peinture de protection - Partie 3 : Considérations de conception (ISO 12944-3 : 2017)

EN ISO 12944-4:2018
Peintures et vernis - Protection anticorrosion des structures en acier par des systèmes de peinture de protection - Partie 4 : Types de surface et préparation de surface (ISO 12944-4:2017)

EN ISO 12944-5:2019
Peintures et vernis - Protection anticorrosion des structures en acier par des systèmes de peinture de protection - Partie 5 : Systèmes de peinture de protection (ISO 12944-5:2019)

EN ISO 12944-6:2018
Peintures et vernis - Protection anticorrosion des structures en acier par des systèmes de peinture de protection - Partie 6 : Méthodes d’essai en laboratoire (ISO 12944-6:2018)

EN ISO 12944-7:2018
Peintures et vernis - Protection anticorrosion des structures en acier par des systèmes de peinture de protection - Partie 7 : Exécution et supervision des opérations de peinture (ISO 12944-7:2017)

EN ISO 12944-8:2018
Peintures et vernis - Protection anticorrosion des structures en acier par des systèmes de peinture de protection - Partie 8 : Élaboration de spécifications pour les travaux neufs et la maintenance (ISO 12944-8:2017)

EN 15773
Application industrielle de revêtements organiques en poudre sur acier galvanisé à chaud ou shérardisé (systèmes duplex) - Spécifications, recommandations et directives