Comment tester la résistance au brouillard salin d’échantillons de bobines GI présentant différents poids de revêtement en zinc

Comment tester la résistance au brouillard salin d’échantillons de bobines GI présentant différents poids de revêtement en zinc

L’essai en brouillard salin est la méthode la plus largement reconnue pour évaluer la résistance à la corrosion des revêtements sur bobines GI. Pour les acheteurs et les ingénieurs qualité, comprendre comment différentes masses de revêtement en zinc se comportent dans des conditions de corrosion accélérée est essentiel à la spécification des matériaux. Ce guide fournit un protocole étape par étape pour tester des échantillons de bobines GI couvrant cinq masses courantes de revêtement en zinc, allant de Z20 à Z275, conformément aux procédures normalisées ASTM B117.

Pourquoi l’essai en brouillard salin est crucial pour l’évaluation de la qualité des bobines GI

Le revêtement de zinc sur la bobine GI assure une protection cathodique sacrificielle au substrat en acier sous-jacent. L’épaisseur et l’uniformité de cette couche de zinc déterminent directement la durée pendant laquelle l’acier reste protégé avant l’apparition de la rouille rouge. Les essais en brouillard salin accélèrent le processus de corrosion, permettant aux fabricants et aux acheteurs de prédire les performances en conditions réelles en quelques jours plutôt qu’en plusieurs années.

Pour les bobines GI destinées aux environnements côtiers, industriels ou à forte humidité, le choix du poids approprié du revêtement de zinc est essentiel. Une bobine GI dotée d’une couche de zinc uniforme, avec un poids de revêtement constant sur toute la largeur et la longueur de la bande, produira des résultats d’essai en brouillard salin plus prévisibles et reproductibles.

Protocole de préparation des échantillons d’essai

Une préparation adéquate des échantillons est essentielle pour obtenir des résultats fiables et reproductibles lors des essais en brouillard salin. Suivez ces étapes pour chaque échantillon de bobine GI :

Étape 1 : Découper cinq panneaux d’essai de 150 mm sur 100 mm à divers endroits sur la largeur de la bobine afin de vérifier l’uniformité du revêtement. Utiliser une cisaille ou une découpe au laser pour éviter un échauffement des bords susceptible d’affecter la couche de zinc.

Étape 2 : Nettoyer chaque panneau à l’aide d’un chiffon souple et d’éthanol afin d’éliminer les huiles superficielles et les contaminants. Ne pas utiliser de produits nettoyants abrasifs qui pourraient rayer le revêtement de zinc.

Étape 3 : Masquer les bords découpés à l’aide d’un ruban résistant à la corrosion afin de garantir que seule la surface plane revêtue est exposée au brouillard salin. La corrosion des bords peut fausser considérablement les résultats.

Étape 4 : Mesurer le poids réel du revêtement de zinc de chaque panneau à l’aide de la méthode gravimétrique conformément à la norme ASTM A90 ou d’un jauge magnétique conforme à la norme ASTM E376. Enregistrer les valeurs afin de les corréler aux résultats des essais.

Étape 5 : Attribuer à chaque panneau un numéro d’identification unique et documenter l’emplacement de prélèvement, le poids mesuré du revêtement et l’état de surface avant l’essai.

Configuration et paramètres de l’essai ASTM B117

La chambre d’essai au brouillard salin doit être étalonnée et exploitée conformément à la norme ASTM B117. Les paramètres suivants doivent être maintenus tout au long de l’essai :

La concentration de la solution saline doit être de 5 % de chlorure de sodium dans de l’eau distillée, avec un pH compris entre 6,5 et 7,2. La température de la chambre doit être maintenue à 35 degrés Celsius, avec une tolérance de ± 2 degrés. Le débit de collecte de la solution saline doit être de 1 à 2 millilitres par heure par 80 centimètres carrés de surface horizontale de collecte. La pression de pulvérisation doit être réglée entre 0,7 et 1,4 bar.

Les plaques d’essai doivent être positionnées à un angle de 15 à 30 degrés par rapport à la verticale, face à la buse de projection du brouillard salin. Veillez à ce que les plaques ne se touchent pas entre elles ni les parois de la chambre afin d’éviter des artefacts dus à l’écoulement de la solution.

Inspectez les plaques à intervalles réguliers de 24 heures. Notez l’heure d’apparition de la première trace de rouille blanche, le pourcentage de surface recouverte de rouille blanche à chaque intervalle, ainsi que l’heure d’apparition de la première trace de rouille rouge.

Résultats : masse de revêtement en zinc par rapport aux heures de brouillard salin

Sur la base d’essais approfondis d’échantillons de bobines GI conformes aux normes ASTM A653 et JIS G3302 SGCC, les résultats typiques suivants constituent une référence pour évaluer les performances attendues en brouillard salin :

Les échantillons à masse de revêtement Z20 présentent généralement de la rouille blanche entre 24 et 48 heures, puis de la rouille rouge entre 72 et 96 heures. Les échantillons Z80 présentent de la rouille blanche entre 72 et 120 heures, puis de la rouille rouge entre 168 et 240 heures. Les échantillons Z120 présentent de la rouille blanche entre 120 et 168 heures, puis de la rouille rouge entre 288 et 432 heures. Les échantillons Z180 présentent de la rouille blanche entre 168 et 240 heures, puis de la rouille rouge entre 480 et 720 heures. Les échantillons Z275 présentent de la rouille blanche entre 240 et 336 heures, puis de la rouille rouge entre 720 et 1000 heures.

Ces plages supposent une bobine GI dotée d’une couche de zinc uniforme, appliquée par galvanisation à chaud. Les résultats réels peuvent varier selon la composition du substrat en acier, le type de cristaux (spangle) et le traitement de surface.

Interprétation de l’apparition de la rouille rouge

La rouille blanche, qui apparaît sous forme de dépôt poudreux blanc, indique une oxydation du zinc à la surface du revêtement. Il s'agit d'une étape prévue et non critique du processus de corrosion. En revanche, la rouille rouge signale que le revêtement en zinc a été entièrement consommé à cet endroit et que l'acier sous-jacent commence désormais à corroder.

Le délai avant l'apparition de la rouille rouge constitue la principale mesure de performance pour les essais en brouillard salin des bobines GI. Une bobine GI dotée d'une couche de zinc uniforme présentera une apparition homogène de la rouille rouge sur toute la surface du panneau. Si la rouille rouge apparaît de façon isolée et nettement plus tôt que la fourchette attendue, cela peut révéler un défaut localisé du revêtement ou une répartition non uniforme du zinc.

À des fins d’acceptation, la plupart des spécifications d’achat définissent le nombre minimal d’heures avant l’apparition de la première rouille rouge pour chaque catégorie de masse de revêtement. Les acheteurs doivent préciser ces exigences dans leurs bons de commande afin de garantir la conformité qualité.

Étude de cas sur le protocole d’essai : comparaison Z80 contre Z275

Dans le cadre d’un récent programme de vérification de la qualité, nous avons effectué des essais de brouillard salin sur des échantillons de bobines en acier galvanisé (GI) provenant de deux lots de production destinés à un projet de construction au Moyen-Orient. Le client exigeait une vérification des performances anticorrosion pour des conditions d’installation côtières.

Le groupe d’échantillons A était constitué de bobines GI Z80 avec un poids de revêtement mesuré de 80 grammes par mètre carré. Le groupe d’échantillons B était constitué de bobines GI Z275 avec un poids de revêtement mesuré de 275 grammes par mètre carré. Cinq panneaux de chaque groupe ont été testés conformément au protocole ASTM B117 décrit ci-dessus.

Les panneaux Z80 ont présenté de la rouille blanche pour la première fois après une moyenne de 96 heures et de la rouille rouge pour la première fois après une moyenne de 210 heures. Les panneaux Z275 ont présenté de la rouille blanche pour la première fois après une moyenne de 284 heures et de la rouille rouge pour la première fois après une moyenne de 845 heures. Les échantillons Z275 offraient environ quatre fois plus de protection contre la rouille rouge que les échantillons Z80.

Sur la base de ces résultats, la spécification du projet a été ajustée afin d’utiliser la tôle d’acier galvanisé Z180 GI pour les composants structurels non exposés et la tôle d’acier galvanisé Z275 GI pour les panneaux de toiture directement exposés. Shenyang Yuanhe Steel a fourni les deux grades de revêtement à partir de nos stocks permanents, accompagnés de toute la documentation relative aux essais ; le client a vérifié les résultats auprès de son propre laboratoire d’essais indépendant.

Questions fréquemment posées

Question : Quelle est la différence entre la rouille blanche et la rouille rouge dans les essais en brouillard salin ?

Réponse : La rouille blanche est une oxydation du zinc qui apparaît sous forme de dépôt poudreux blanc à la surface du revêtement. Elle indique que le revêtement en zinc protège activement l’acier. La rouille rouge signifie que le zinc a été entièrement consommé et que l’acier sous-jacent commence à corroder. L’apparition de rouille rouge constitue le critère déterminant d’échec pour l’évaluation des tôles d’acier galvanisé GI.

Question : Comment le temps d’essai en brouillard salin se rapporte-t-il à la durée de vie réelle en service ?

Réponse : L’essai en brouillard salin est un essai accéléré et ne présente pas de corrélation linéaire directe avec la durée de vie réelle en service. Toutefois, il fournit une référence comparative. Un échantillon de bobine GI atteignant 500 heures avant l’apparition de rouille rouge surpassera généralement un échantillon atteignant 200 heures dans les mêmes conditions environnementales.

Question : Pourquoi une couche de zinc uniforme est-elle importante pour obtenir des résultats cohérents en essai en brouillard salin ?

Réponse : Une répartition non uniforme du zinc crée des zones minces qui se corrodent plus rapidement, provoquant ainsi une apparition prématurée de rouille rouge sur des zones localisées. Une bobine GI dotée d’une couche de zinc uniforme garantit une épaisseur de revêtement constante sur toute la surface, assurant une résistance à la corrosion prévisible et reproductible, conforme aux performances attendues pour chaque grade de masse de revêtement.