Fiche technique n°13
La galvanisation à chaud augmente généralement le poids de l’acier noir (non galvanisé) de 3 à 12 %. L’augmentation du poids est déterminée par la combinaison d’une série de facteurs, dont les suivants : l’épaisseur (moyenne) de la paroi de la structure ou de l’objet en acier, la composition de l’acier des parties composites de la structure ou de l’objet en acier, la composition du bain de zinc, l’état de surface de l’acier, la température du zinc en fusion, la masse de l’objet à galvaniser et le temps d’immersion dans le bain de zinc.
ÉPAISSEUR DE LA PAROI
La raison en est évidente : plus l’épaisseur de la paroi de l’acier est faible, plus l’objet est léger. La surface de l’objet par rapport à son poids est importante. Plus la surface à galvaniser est grande et plus le poids de l’objet est faible, plus l’augmentation de poids est importante.
L’inverse est également vrai : pour une même composition d’acier, on peut s’attendre à un revêtement plus épais (et donc à une augmentation de poids plus importante) sur de l’acier à parois plus épaisses. Les exigences énoncées dans la norme internationale de galvanisation EN ISO 1461 en tiennent explicitement compte.
COMPOSITION DE L’ACIER
Certains additifs à l’acier et leur combinaison peuvent grandement influencer la « réactivité » de l’acier et du zinc fondu. Les additifs les plus déterminants sont Si, P et Mn. L’influence de la quantité de Si présente dans l’acier est connue pour provoquer ce que l’on appelle « l’effet Sandelin » (voir fiche technique 18).
Certains pourcentages des additifs susmentionnés rendent l’acier très réactif par rapport au zinc en fusion, ce qui entraîne de grandes épaisseurs de revêtement
et donc de grandes augmentations du poids de l’acier lors de la galvanisation à chaud. Dans ce cas, les épaisseurs peuvent facilement être 2,5 fois plus élevées que l’épaisseur de la couche sur un acier non (ou peu) réactif ayant la même épaisseur de paroi.
COMPOSITION DU BAIN DE ZINC
Pour réduire l’influence des aciers réactifs sur l’épaisseur du revêtement de zinc, des alliages de zinc contenant, par exemple, du nickel, de l’aluminium, de l’étain et du bismuth ont été mis au point. L’utilisation de ces alliages limite le gain de poids supplémentaire des types d’acier réactifs par rapport au zinc non allié. Les pourcentages de ces substances dans la composition totale du bain de zinc sont très faibles, de l’ordre de 1,5 %. Les entreprises de galvanisation affiliées à InfoZinc Benelux contrôlent en permanence la composition du bain de zinc.
TEMPÉRATURE DU BAIN DE ZINC
Dans une usine de galvanisation à température « normale », le bain de zinc est toujours à 450°C (généralement +/- 1 ou +/- 2°C). À cette température, le zinc est liquide, suffisamment élevé pour amener l’objet à la température de traitement et pas assez pour affecter le bain de galvanisation de l’acier. Pratiquement toutes les usines de galvanisation utilisent donc 450°C comme température du bain de zinc. Une température plus élevée endommagerait le bain de galvanisation et grèverait le budget en termes de coûts énergétiques. Une température plus basse produit un écoulement de zinc un peu plus visqueux, ce qui entraîne un épaississement du zinc, des points de zinc.
L’ÉTAT DE SURFACE DE L’ACIER
En règle générale, la rouille et la calamine présentes sur l’acier noir sont éliminées par décapage. Si, au lieu du décapage, on nettoie l’acier par sablage, on obtient une surface d’acier avec une plus grande surface spécifique et une structure de surface différente. On obtient ainsi des revêtements de zinc plus uniformes et dont l’épaisseur peut atteindre 20 μm par rapport au même acier qui n’a été que décapé.
LA MASSE DE L’OBJET ET LE TEMPS D’IMMERSION
Le temps d’immersion d’un objet dans le bain de zinc (durée d’immersion) détermine en partie l’épaisseur du revêtement et dépend fortement de la composition de l’acier, de l’état de la surface et, bien sûr, du poids de l’objet. En effet, l’objet sera chauffé jusqu’à 450°C et ensuite refroidi. Si l’objet est très massif et lourd, le chauffage prend beaucoup de temps, mais le refroidissement aussi. À partir de 200°C, la réaction zinc-fer commence déjà. Elle s’arrête à nouveau après la galvanisation à 200°C. La durée de la réaction de diffusion est
si longue que l’on peut s’attendre à une plus grande épaisseur de la couche de zinc.
EN ISO 1461
Revêtement galvanisé à chaud sur des objets en fer et en acier - Spécifications et méthodes d’essai.
EN ISO 14713 partie 1
Revêtements de zinc - Directives et recommandations pour la protection du fer et de l’acier dans les structures contre la corrosion - Partie 1 : Principes généraux de conception et résistance à la corrosion.
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 18
Influence de la composition chimique sur la formation de la couche de zinc
