Références sur la galvanisation

La consommation mondiale de zinc est restée constante en 2011, la croissance de la consommation dans les pays émergeants (tels que la Chine, le Brésil et l’Inde) contrebalançant la baisse de consommation en Europe et aux États-Unis, selon les statistiques du Groupe d’étude international du plomb et du zinc.

Études connexes

Il existe deux traitements principaux : le procédé électrolytique et le procédé thermique. Plus de 90 % de la production mondiale provient du procédé électrolytique.
Le procédé électrolytique comprend quatre phases :

a) Concentration du minerai
b) Grillage du minerai à l’air
c) Conversion de l’oxyde de zinc en sulfate de zinc
d) Électrolyse de la solution de sulfate de zinc

Études connexes

Plus de 13 millions de tonnes de zinc ont été produites dans le monde en 2013. 60 % de cette quantité sont utilisés pour la galvanisation afin de protéger l’acier contre la corrosion et de prolonger ainsi de façon significative la durée de service des produits en acier. Environ 15 % sont utilisés dans la production d’alliages à base de zinc, principalement pour approvisionner l’industrie du moulage sous pression, 14 % servent à la production de laiton et de bronze, et 8 % à la production de composés tels que l’oxyde de zinc et le sulfate de zinc. Le reste regroupe les alliages de zinc, principalement laminés, utilisés dans les applications semi-manufacturées, dont notamment les applications de frappe de monnaie et d’architecture.

Ces fournisseurs de premier usage transforment le zinc en une large palette de produits. Le plus grand domaine d’application est de loin le bâtiment, qui utilise 45 % de tous les produits en zinc de premier usage. Le secteur des transports consomme 25 % de la consommation mondiale de zinc et les biens de consommation (dont les appareils électriques et électroniques) en utilisent 23 %. Les 7 % restants servent à la fabrication de machines industrielles.

Études connexes

De nombreux revêtements de zinc, souvent génériquement qualifiés de « galvanisants », possèdent des caractéristiques uniques. Ces caractéristiques n’affectent pas seulement leurs conditions d’application, mais aussi l’économie et les performances en matière d’environnement. Le procédé d’application, l’adhérence au métal de base, la dureté, la résistance à la corrosion et l’épaisseur de chaque revêtement de zinc varient. Ce guide pratique passe en revue les revêtements de zinc suivants : la galvanisation en continu de tôles, l’électrozingage et le placage au zinc, afin d’aider les architectes, les ingénieurs et d’autres prescripteurs à évaluer et sélectionner le revêtement de zinc le plus approprié pour la protection contre la corrosion.

Études connexes

Le mécanisme principal par lequel les revêtements galvanisés protègent l’acier consiste à servir de barrière impénétrable empêchant l’humidité d’entrer en contact avec l’acier, car sans humidité (électrolyte) la corrosion n’est pas possible. La nature du processus de galvanisation garantit que le revêtement de zinc métallique présente d’excellentes adhérence et résistance à l’abrasion et à la corrosion. Les revêtements galvanisés ne se dégradent pas (craquèlement, cloquage et détachement) comme avec les autres revêtements protecteurs tels que la peinture. Toutefois, le zinc est un matériau réactif qui se corrode et s’érode lentement. C’est pourquoi la protection fournie par un revêtement galvanisé est proportionnelle à son épaisseur et au taux de corrosion. Par conséquent, il est important de comprendre le mécanisme de corrosion du zinc et les facteurs qui affectent sa vitesse.

Études connexes

Comme son nom l’indique, un revêtement par immersion à chaud en continu implique l’application d’un revêtement fondu sur la surface de la tôle d’acier dans un processus ininterrompu. La tôle d’acier traverse comme un ruban continu un bain de métal fondu à une vitesse pouvant atteindre 180 m par minute. Dans le bain de métal fondu, la bande d’acier réagit (alliages) avec le métal fondu pour coller le revêtement à la surface de la bande. Lorsque la bande émerge du bain fondu, elle entraîne avec elle un excès de métal liquide, un peu comme un objet retiré rapidement d’un récipient d’eau. Un processus de nettoyage au gaz permet de conserver à la surface de la bande une épaisseur contrôlée de revêtement, généralement exprimée sous la forme d’un poids (masse) de revêtement par unité de surface.

Études connexes

Le dictionnaire définit une « paillette » comme un objet scintillant. Lorsque le mot « paillette » est utilisé pour décrire l’aspect de surface d’une tôle d’acier galvanisé, il correspond à un motif typique de flocon de neige ou d’étoile à six branches, visible à l’œil nu. La figure 1 montre les détails d’un motif de paillette standard d’un revêtement galvanisé selon un agrandissement d’environ 10 x.

Études connexes

La sélection d’une épaisseur de revêtement appropriée aux besoins d’un utilisateur de tôles d’acier galvanisé exige de connaître la corrosivité de l’environnement dans lequel le produit doit être utilisé. L’épaisseur du revêtement de zinc détermine en grande partie sa durée de vie totale, mais elle n’est pas utilisée directement pour spécifier la quantité de revêtement. GalvInfoNote 1.1 explique pourquoi les revêtements des tôles galvanisées sont spécifiés, non pas sous la forme d’une épaisseur, mais comme un poids de revêtement (système impérial d’unités) ou une masse de revêtement (système SI).

Études connexes

Applications pour les tôles en acier galvanisé : gaines des systèmes de CVC, appareils électroménagers, climatiseurs et systèmes de réfrigération, chauffe-eau et refroidisseurs à panneaux électriques, revêtements métalliques de surfaces, portes en acier, mobilier, automobile, armures métalliques des câbles souterrains, maillages, plafonds suspendus, cloisons, etc.

Spécifications normalisées ASTM A653/A653M-15 pour les tôles d’acier, revêtues de zinc (galvanisées) ou revêtues d’un alliage de zinc et de fer (galvannealed) par immersion à chaud : EN 10346-09 – Produits plats en acier revêtus en continu par immersion à chaud – Conditions techniques de livraison : JIS G3302 – Tôles et bobines d’acier galvanisé par immersion à chaud : ISO 3575-2011 – Tôles en acier au carbone galvanisées en continu par immersion à chaud, de qualité commerciale et pour emboutissage

Le plomb favorise la formation de paillettes. Le plomb est miscible dans le zinc liquide jusqu’à une teneur d’environ 0,5 %. Au-dessus de cette limite, un liquide riche en plomb, non miscible, se dépose au fond du bain de galvanisation.

Études connexes

Le zinc joue un rôle essentiel dans la galvanisation en continu par immersion à chaud. L’utilisation d’une qualité de zinc appropriée, d’un alliage de qualité de galvanisation en continu ou d’un alliage mère est la clé pour obtenir un produit galvanisé qui répond aux exigences du marché. Un contrôle précis de la quantité d’aluminium dans le zinc est essentiel pour permettre une adhérence correcte au substrat en acier. Pour cela, le galvanisateur doit pouvoir compter sur un approvisionnement de lingots de zinc brut qui respectent les limites de composition spécifiques. Cela nécessite l’application de plusieurs normes ASTM relatives aux produits de zinc. Le bulletin GalvInfoNote 5.2 disponible sur le site web GalvInfo Center (voir le lien ci-dessous) passe en revue les qualités de zinc disponibles pour la galvanisation en continu par immersion à chaud et les documents ASTM qui la réglementent.

Études connexes

• Assombrissement des paillettes
• Perte d’adhérence retardée
• Inaptitude aux applications de peinture

Études connexes

L’utilisation d’antimoine réduit les problèmes liés au plomb pour la santé ; toutefois, la corrosion des bords des paillettes continue à poser problème.

Études connexes

6.2 Analyse du bain de zinc – Le bain de métal utilisé pour la galvanisation en continu par immersion à chaud ne doit pas contenir moins de 99 % de zinc, avec une teneur en plomb ne dépassant pas 0,009 %.

NOTE 3 – Pour contrôler la formation d’alliage et favoriser l’adhérence du revêtement de plomb à la base en acier, le métal fondu de revêtement contient normalement un pourcentage d’aluminium allant de 0,05 à 0,25. Cet aluminium est mis dans le bain fondu soit sous la forme d’un ingrédient spécifié dans le spelter, soit par l’ajout d’un alliage mère contenant de l’aluminium. La spécification B852 spécifie les alliages de zinc de qualité de galvanisation en continu, dont plusieurs alliages de zinc qui permettent de contrôler une teneur d’aluminium comprise entre 0,05 et 0,25 % du revêtement fondu et de ne pas dépasser la teneur de 0,009 % de plomb. La spécification B6 spécifie certaines qualités de zinc qui ne dépassent pas la teneur de 0,009 % de plomb, mais contiennent des niveaux plus faibles d’aluminium.

Études connexes