Qu'est-ce que la galvanisation ? - Définition, méthodes, processus

Qu'est-ce que la galvanisation ?

La galvanisation ou la galvanisation est le processus d'application d'une couche protectrice de zinc sur l'acier ou le fer pour prévenir la rouille. La méthode la plus courante est la galvanisation à chaud, dans laquelle les pièces sont immergées dans un bain de zinc chaud en fusion.

La galvanisation est l'une des méthodes les plus utilisées pour protéger le métal contre la corrosion. Une couche de zinc plus fine est appliquée sur un métal de base plus épais pour le protéger de l'environnement.

La prochaine fois que vous serez dans votre voiture, vérifiez les panneaux de signalisation et les lampadaires que vous croisez. Beaucoup d'entre eux sont muets, de couleur argentée. Cet "argent" est en fait le revêtement de zinc.

Les partisans de l'acier galvanisé, qui peut être utilisé pour construire ou réparer des structures en acier, par exemple, bénéficient de coûts d'entretien et de réparation réduits en raison de ses propriétés particulières.

Sans protection, l'acier rouillera avec le temps en raison des conditions atmosphériques. Le degré de rouille dépend de l'environnement dans lequel se trouve le produit. La rouille est un oxyde de fer (généralement un oxyde rouge) créé par la réaction de réduction et d'oxydation du fer et de l'oxygène en présence d'eau ou d'humidité.

Il existe des méthodes de protection telles que la peinture ou le revêtement plastique, mais ces méthodes présentent des inconvénients. Si elles sont endommagées, des parties de l'acier rouillent et la couche protectrice tombe, rendant ces types de protection non permanents et peu fiables.

L'un des meilleurs moyens de protéger les matériaux en acier de la corrosion est la galvanisation à chaud. Dans la galvanisation à chaud, toutes les surfaces du matériau sont trempées dans du zinc fondu et entièrement recouvertes de celui-ci. La corrosion du zinc est très lente, ce qui lui confère une durée de vie plus longue tout en protégeant le métal de base.

Comment la galvanisation protège-t-elle le métal de base en dessous ?

1. Le revêtement de zinc empêche les substances corrosives telles que l'acide (par exemple, les pluies acides) d'atteindre le métal en dessous.
2. La galvanisation protège contre la rouille. Si le revêtement est rayé, le zinc « sacrifie » encore plus facilement son anode que le métal de base, qui le protège de la rouille.
3. Le zinc protège le métal en se corrodant plus rapidement que le métal de base. Parfois, un ingrédient spécial appelé "chromate" est ajouté au métal galvanisé, ce qui le rend encore plus rapide à se corroder. Cela peut sembler ne pas être ce que vous voulez, mais gardez à l'esprit que le zinc se corrodera à partir du métal, ce qui protégera le métal en dessous de la rouille.

Découvrez comment et pourquoi les métaux rouillent dans notre blog :Qu'est-ce que la rouille des métaux ?

Pourquoi galvaniser ?

La galvanisation d'un métal lui confère uniquement des propriétés anti-corrosion. Sans le revêtement de zinc protecteur, le métal resterait exposé aux éléments et pourrait s'oxyder et se corroder beaucoup plus rapidement. L'acier galvanisé est une alternative peu coûteuse aux matériaux comme l'acier inoxydable austénitique ou l'aluminium pour prévenir la corrosion.

Comment fonctionne la galvanisation Travail ?

La galvanisation peut protéger le métal de plusieurs façons. Tout d'abord, un revêtement protecteur est créé qui protège le métal de l'environnement.

La couche de zinc empêche l'eau et l'humidité, ainsi que d'autres éléments dans l'air, d'attaquer l'acier en dessous. Si le revêtement de zinc était suffisamment rayé, le métal serait exposé et sensible à la corrosion.

La galvanisation peut également protéger le métal grâce à un processus connu sous le nom de "corrosion galvanique". La corrosion galvanique se produit lorsque deux métaux de compositions électrochimiques différentes sont mis en contact l'un avec l'autre avec un électrolyte existant tel que l'eau salée.

Selon la structure atomique des deux métaux, un métal est l'anode et l'autre est la cathode.

L'anode se corrode plus vite qu'elle-même et la cathode se corrode plus lentement qu'elle-même. Le zinc est utilisé en galvanoplastie car il a une affinité pour l'anode lorsqu'il entre en contact avec de nombreux types de métaux différents.

Étant donné que le revêtement de zinc en contact avec le métal de base est généralement l'anode, il ralentit la corrosion du métal de base ou de la cathode.

Différentes méthodes de galvanisation

Il existe plusieurs procédés différents pour galvaniser le métal :

1. Galvanisation à chaud

La galvanisation à chaud consiste à plonger le fer ou l'acier dans un bain de zinc fondu pour créer un revêtement multicouche résistant à la corrosion d'alliage zinc-fer et de zinc métallique. Lorsque l'acier est plongé dans le zinc, une réaction métallurgique se produit entre le fer contenu dans l'acier et le zinc fondu.

Cette réaction est un processus de diffusion, de sorte que le revêtement se forme perpendiculairement à toutes les surfaces et crée une épaisseur uniforme sur toute la pièce.

Le processus de galvanisation à chaud est utilisé depuis 1742 et offre une protection anticorrosion durable et sans entretien à un prix raisonnable pendant des décennies. Bien que la galvanisation à chaud soit utilisée pour protéger l'acier depuis des générations, le processus de galvanisation évolue constamment avec les nouvelles technologies et les chimies créatives.

Les trois étapes principales du processus de galvanisation à chaud sont la préparation de la surface, la galvanisation et le post-traitement, chacune étant discutée en détail. Le processus est intrinsèquement simple, ce qui constitue un avantage décisif par rapport aux autres méthodes de protection contre la corrosion.

La rouille et la corrosion coûtent cher aux propriétaires et aux contribuables. Les bâtiments, les routes, les ponts, etc. en décomposition coûtent cher à réparer et, sans protection adéquate contre la corrosion, un entretien a souvent lieu ou, dans le pire des cas, la structure doit être reconstruite.

Face à la recherche d'un développement durable, définir des ouvrages pérennes nécessitant peu d'entretien dans le temps présente des avantages à la fois environnementaux et économiques.

2. Pré-galvanisation

Ce processus est très similaire à la galvanisation à chaud, mais il est réalisé dans l'aciérie, généralement sur des matériaux qui ont déjà une certaine forme. Lors de la pré-galvanisation, la tôle est laminée dans un processus de nettoyage similaire à celui de la galvanisation à chaud. Le métal est ensuite passé à travers une piscine de zinc liquide chaud, puis soutiré.

L'un des avantages de ce procédé est que, par rapport à la galvanisation à chaud, les grandes bobines de tôle d'acier peuvent être rapidement galvanisées avec un revêtement plus uniforme. L'inconvénient est qu'après le début de la production du métal pré-galvanisé, il y a des zones exposées et non revêtues.

Cela signifie que lorsqu'une longue bobine de tôle est coupée en plus petites dimensions, les bords où le métal est coupé restent libres.

3. Électrogalvanisation

Contrairement aux méthodes précédentes, la galvanoplastie n'utilise pas de bain de zinc fondu. Au lieu de cela, ce processus utilise un courant électrique dans une solution d'électrolyte pour transférer les ions de zinc au métal de base. Au cours de ce processus, les ions de zinc chargés positivement sont électriquement réduits en zinc métallique, qui se dépose ensuite sur le matériau chargé positivement.

Un grain plus fin peut également être ajouté pour assurer un revêtement de zinc lisse sur l'acier. Semblable à la pré-galvanisation, l'électro-galvanisation est généralement appliquée en continu sur un rouleau de tôle.

Certains avantages de ce procédé sont un revêtement uniforme et une épaisseur de couche précise. Cependant, le revêtement est généralement plus mince que le revêtement de zinc obtenu par galvanisation à chaud, ce qui peut réduire la protection contre la corrosion.

Qu'est-ce que la galvanisation à chaud ? En détail

La galvanisation à chaud (HDG) est le processus de revêtement de l'acier en l'immergeant dans un bain de zinc fondu. Il y a trois étapes de base impliquées dans la galvanisation à chaud; Préparation de surface, galvanisation et inspection.

La galvanisation à chaud est une forme de galvanisation. C'est le processus de revêtement du fer et de l'acier avec du zinc qui, lorsque le métal est immergé dans un bain de zinc fondu à une température d'environ 450 °C (842 °F), s'allie avec la surface du métal de base.

Dans l'atmosphère, le zinc pur (Zn) réagit avec l'oxygène (O2) pour former de l'oxyde de zinc (ZnO), qui réagit ensuite avec le dioxyde de carbone (CO2) pour former du carbonate de zinc (ZnCO3), un matériau généralement gris terne et assez résistant qui rend l'acier en dessous de nombreux Protège contre la corrosion supplémentaire.

L'acier galvanisé est largement utilisé dans les applications où la résistance à la corrosion est requise sans le coût de l'acier inoxydable et est considéré comme supérieur en termes de coût et de durée de vie. Il peut être identifié par le motif de cristallisation à la surface.

1. Préparation de surface

Lorsque l'acier fabriqué arrive à l'usine de galvanisation, il est suspendu à un fil ou placé sur un système d'étagères qui peut être soulevé et déplacé tout au long du processus à l'aide de ponts roulants. L'acier passe ensuite par une série de trois étapes de nettoyage; Dégraissage, décapage et flux.

Le dégraissage élimine la saleté, l'huile et les résidus organiques, tandis que le bain de décapage acide élimine la calamine et l'oxyde de fer. La dernière étape de la préparation de surface, le flux, élimine tous les oxydes restants et recouvre l'acier d'une couche protectrice pour empêcher la formation d'oxydes supplémentaires avant la galvanisation.

Une bonne préparation de surface est cruciale car le zinc ne réagit pas avec l'acier contaminé.

2. Galvanisation

Après préparation de surface, l'acier est plongé dans le bain fondu (830 F) contenant au moins 98% de zinc. L'acier est abaissé dans la bouilloire à un angle afin que l'air puisse s'échapper des formes tubulaires ou d'autres poches et que le zinc puisse s'écouler dans, sur et à travers toute la pièce.

Lorsqu'il est immergé dans la bouilloire, le fer de l'acier réagit métallurgiquement avec le zinc pour former une série de couches intermétalliques zinc-fer et une couche externe de zinc pur.

3. Contrôle

La dernière étape est un examen du revêtement. Une détermination très précise de la qualité du revêtement peut être obtenue par une inspection visuelle car le zinc ne réagit pas avec de l'acier sale, ce qui laisserait une zone non revêtue sur la pièce. De plus, une jauge d'épaisseur magnétique peut être utilisée pour vérifier que l'épaisseur du revêtement répond aux exigences de la spécification.

Avantages de la galvanisation à chaud

La galvanisation à chaud offre de nombreux avantages à l'acier qu'elle protège. Les couches d'alliage zinc-fer liées métallurgiquement forment non seulement une barrière entre l'acier et l'environnement, mais protègent également l'acier de manière catholique.

En raison de la protection cathodique qu'offre le zinc, le revêtement galvanisé se sacrifie pour protéger l'acier sous-jacent de la corrosion.

Le revêtement fermement adhérent avec une force de liaison d'environ 3 600 psi est également extrêmement résistant à l'abrasion, car les couches intermétalliques sont plus dures que l'acier de base. Mais même si le revêtement est endommagé, l'effet sacrificiel du zinc protège l'acier exposé jusqu'à ¼ de pouce.

En plus de la protection cathodique qu'offre la galvanisation à chaud, il existe quelques autres propriétés du revêtement qui garantissent une longue durée de vie.

Premièrement, la réaction dans la cuve de galvanisation est un processus de diffusion; ce qui signifie que le revêtement se développe perpendiculairement à la surface et garantit que tous les coins et bords ont au moins la même épaisseur que les surfaces planes. De plus, l'immersion complète dans le bain de zinc permet une couverture complète de l'acier, y compris l'intérieur des structures creuses.

Enfin, le revêtement de zinc forme naturellement une couche imperméable de produits de corrosion sur la surface, appelée patine de zinc. La patine, la protection cathodique, la couverture complète et toutes ces autres propriétés confèrent à l'acier galvanisé à chaud une longue durée de vie sans entretien.

Combien de temps dure le processus de galvanisation ?

Un temps d'immersion typique est d'environ quatre ou cinq minutes, mais il peut être plus long pour les objets lourds à forte inertie thermique ou si le zinc doit pénétrer à l'intérieur.

Lors du retrait du bain de galvanisation, une couche de zinc fondu est retirée de la couche d'alliage. Souvent, cela se refroidit pour révéler l'aspect brillant et brillant des produits galvanisés.

Post-traitement

Le traitement après le processus de galvanisation peut inclure une trempe dans l'eau ou un refroidissement à l'air. Les conditions dans l'usine de galvanisation telles que la température, l'humidité et la qualité de l'air n'ont aucune influence sur la qualité du revêtement galvanisé.

En revanche, ceux-ci sont cruciaux pour une bonne qualité de peinture. Aucun post-traitement des articles galvanisés n'est requis et une peinture ou un revêtement en poudre peut être appliqué pour améliorer l'esthétique ou pour fournir une protection supplémentaire dans des environnements extrêmement agressifs. Des revêtements de conversion chimique et d'autres systèmes de barrière peuvent être utilisés pour minimiser l'apparition de taches de stockage humide.

Comment pouvez-vous utiliser du métal galvanisé ?

Les métaux galvanisés sont utilisés partout !

Les carrosseries des voitures et de nombreux vélos sont fabriquées à partir de métaux galvanisés. Certaines conduites d'eau potable sont encore en acier galvanisé. La tôle laminée à froid est également fréquemment galvanisée.

Les écrous, les boulons, les outils et les fils de toutes sortes sont maintenant galvanisés car c'est un processus peu coûteux et qui aide certainement à augmenter la durée de vie du métal !

L'acier galvanisé, en particulier, est souvent utilisé dans les bâtiments modernes à «ossature en acier». L'acier galvanisé est également utilisé pour créer des structures telles que des balcons, des vérandas, des escaliers, des échelles, des passerelles, etc.

Le métal galvanisé est un excellent choix si votre projet vivra à l'extérieur une fois terminé. Les clôtures, les toits, les passerelles extérieures, sont tous d'excellents choix pour le métal galvanisé !

Avantages de la galvanisation du métal

• Coût initial le plus bas. La galvanisation a un coût initial inférieur à celui de nombreux autres revêtements de protection couramment spécifiés pour l'acier. Le coût d'application des revêtements à forte intensité de main-d'œuvre tels que la peinture a augmenté bien plus que le coût des opérations en usine telles que la galvanisation.
• Moins de maintenance/Coût à long terme le plus bas. Même dans les cas où le coût initial de la galvanisation est plus élevé que les revêtements alternatifs, la galvanisation est presque toujours la moins chère à long terme (car elle dure plus longtemps et nécessite moins d'entretien). De plus, la maintenance cause des problèmes et augmente les coûts lorsque les structures sont situées dans des zones éloignées, et lorsqu'il y a arrêt de l'usine ou interruption de la production.
• Longue durée de vie. L'espérance de vie des revêtements galvanisés sur les éléments structuraux typiques dépasse de loin 50 ans dans la plupart des environnements ruraux, et 20 à 25 ans et plus, même en cas d'exposition urbaine et côtière sévère.
• Fiabilité. La galvanisation est effectuée selon la norme australienne/néo-zélandaise 4680 et des épaisseurs de revêtement minimales standard sont appliquées. La durée de vie et les performances du revêtement sont fiables et prévisibles.
• Revêtement le plus résistant. Un revêtement galvanisé a une structure métallurgique unique qui lui confère une résistance exceptionnelle aux dommages mécaniques pendant le transport, le montage et le service.
• Protection automatique des zones endommagées. Les revêtements galvanisés se corrodent préférentiellement à l'acier, fournissant une protection cathodique ou sacrificielle à de petites zones d'acier exposées à des dommages. Contrairement aux revêtements organiques, les petites zones endommagées ne nécessitent aucune retouche.
• Protection complète. Chaque partie d'un article galvanisé est protégée, même les recoins, les angles vifs et les zones inaccessibles. Aucun revêtement appliqué sur une structure ou une fabrication après l'achèvement ne peut fournir la même protection.
• Facilité d'inspection. Les revêtements galvanisés sont facilement évalués à l'œil nu et des méthodes simples de test d'épaisseur non destructives peuvent être utilisées. Le processus de galvanisation est tel que si les revêtements semblent sains et continus, ils sont sains et continus.
• Temps de montage plus rapide. Lorsque les éléments en acier galvanisé sont reçus, ils sont prêts à l'emploi. Aucun temps n'est perdu sur place dans la préparation de la surface, la peinture et l'inspection. Lorsque l'assemblage de la structure est terminé, il est immédiatement prêt à être utilisé ou pour la prochaine étape de construction.
• Un revêtement protecteur complet peut être appliqué en quelques minutes ; Le processus de galvanisation ne dépend pas des conditions météorologiques

FAQ.

Qu'est-ce que la galvanisation ?

La galvanisation est un procédé de revêtement métallique dans lequel une pièce ferreuse est recouverte d'une fine couche de zinc. Le revêtement de zinc scelle la surface de la pièce de l'environnement, empêchant l'oxydation et les intempéries de se produire.

Qu'est-ce que la galvanisation à chaud ?

La galvanisation à chaud est le processus d'immersion du fer ou de l'acier dans un bain de zinc fondu pour produire un revêtement multicouche résistant à la corrosion d'alliage zinc-fer et de zinc métallique. Le processus est intrinsèquement simple, ce qui constitue un net avantage par rapport aux autres méthodes de protection contre la corrosion.

Qu'est-ce que la réaction de galvanisation ?

La galvanisation est un procédé de revêtement métallique dans lequel une pièce ferreuse est recouverte d'une fine couche de zinc. Le revêtement de zinc scelle la surface de la pièce de l'environnement, empêchant l'oxydation et les intempéries de se produire.

Quel est le processus de galvanisation ?

La galvanisation à chaud est le processus d'immersion du fer ou de l'acier dans un bain de zinc fondu pour produire un revêtement multicouche résistant à la corrosion d'alliage zinc-fer et de zinc métallique.

Pourquoi est-ce appelé galvanisation ?

La « galvanisation » était un terme utilisé au XIXe siècle pour décrire l'administration de décharges électriques. En 1836, Sorel en France a déposé le premier de nombreux brevets pour un procédé de revêtement de l'acier en le trempant dans du zinc fondu après l'avoir d'abord nettoyé. Il a donné au processus son nom de "galvanisation".

Qu'est-ce que la galvanisation du métal ?

Le métal galvanisé est un métal qui a subi le processus de galvanisation, qui est un processus de protection contre la corrosion pour le fer ou l'acier dans lequel le substrat est recouvert de zinc pour l'empêcher de rouiller.

Qu'est-ce que la galvanisation du fer ?

La galvanisation est un processus de revêtement du fer ou de l'acier avec du zinc afin de fournir une meilleure protection contre la corrosion pour la base en fer ou en acier. Le procédé de galvanisation de la tôle de fer a été développé simultanément en France et en Angleterre en 1837.

Qu'est-ce que la galvanisation dans la technologie ?

Le processus de trempage à chaud le plus courant pour les applications industrielles est la galvanisation, qui fait référence au revêtement de zinc sur du fer ou de l'acier pour l'antirouille. C'est un moyen extrêmement polyvalent et facile de fournir une protection contre la corrosion pour les matériaux de construction exposés aux conditions atmosphériques.

Qui a découvert la galvanisation ?

Le nom de « galvanisation » a d'abord été appliqué au procédé inventé par Stanislas Sorel. En 1836, il breveta un procédé de nettoyage de l'acier, puis de le recouvrir de zinc en le plongeant dans du zinc fondu.

À quoi sert la galvanisation ?

La galvanisation est l'une des méthodes les plus utilisées pour protéger le métal de la corrosion. Il s'agit d'appliquer une fine couche de zinc sur un métal de base plus épais, aidant à le protéger de l'environnement environnant. La prochaine fois que vous serez dans votre voiture, jetez un coup d'œil aux panneaux de signalisation et aux lampadaires que vous croisez.

La galvanisation est-elle un changement chimique ?

La galvanisation est un changement physique car il n'y a qu'un dépôt de zinc sur la surface sans former de nouvelle substance.

Quels produits sont galvanisés ?

Voici sept articles dont vous ne saviez probablement pas qu'ils étaient galvanisés.

• Clous, écrous, boulons et vis. Des clous, des écrous, des boulons et des vis rouillés peuvent entraîner des défaillances structurelles ou mécaniques.
• Électronique.
• Projets de construction.
• Tuyauterie.
• Équipement de terrain de jeu.
• Transport/automobile.
• Câble métallique.

Comment la galvanisation empêche-t-elle la rouille ?

La galvanisation est une méthode de prévention de la rouille. L'objet en fer ou en acier est recouvert d'une fine couche de zinc. Cela empêche l'oxygène et l'eau d'atteindre le métal en dessous - mais le zinc agit également comme un métal sacrificiel. Le zinc est plus réactif que le fer, il s'oxyde donc de préférence à l'objet en fer.

Comment est fabriqué l'acier galvanisé ?

Les articles préparés sont galvanisés par immersion dans du zinc fondu. Lors de l'immersion dans le bain de galvanisation, la surface de l'acier est complètement recouverte par le zinc fondu, qui réagit avec l'acier pour former une série de couches d'alliage zinc-fer.

Qu'est-ce que la galvanisation à froid ?

Le terme galvanisation à froid est plus un terme de marketing qu'un processus réel. La galvanisation à froid consiste simplement à peindre une pièce d'acier avec une peinture riche en zinc. Il n'y a pas de réservoirs ou de préparation nécessaire autre que l'équipement dont vous auriez besoin pour peindre tout autre matériel (outils de sablage, pistolets pulvérisateurs ou rouleaux, etc.).

Comment le zinc empêche-t-il la rouille ?

Les alliages de zinc sont prêts avec d'autres métaux et sont chimiquement actifs. Lorsqu'il est exposé à l'air, il développe un mince film d'oxyde gris (patine), qui inhibe une oxydation plus profonde (corrosion) du métal. La résistance du métal à la corrosion est une caractéristique importante dans son utilisation.

Quels sont les composants de la galvanisation ?

La composition générique de l'acier à galvaniser qui produira un revêtement acceptable sera de moins de 0,25 % de carbone, moins de 0,05 % de phosphore et moins de 1,3 % de manganèse

Qu'est-ce qu'un clou galvanisé ?

Les clous galvanisés, comme les clous les plus couramment utilisés, sont recouverts d'un revêtement de zinc comme barrière protectrice pour éviter la rouille et la corrosion. Comparé à d'autres revêtements antirouille comme le chrome, le revêtement de zinc comporte une anode sacrificielle.

La galvanisation est-elle une application de la réaction de déplacement ?

La méthode la plus courante est la galvanisation à chaud, dans laquelle les pièces sont immergées dans un bain de zinc chaud fondu. La corrosion est le processus de corrosion ou de corrosion. Une réaction de déplacement est une réaction dans laquelle l'atome ou un ensemble d'atomes est déplacé par un autre atome dans une molécule.

Qu'est-ce que la rouille, comment se forme-t-elle ?

La rouille est un oxyde de fer, un oxyde généralement brun rougeâtre formé par la réaction du fer et de l'oxygène en présence catalytique d'eau ou d'humidité de l'air.

La galvanisation est-elle ferreuse ou non ferreuse ?

Le fer et l'acier sont les deux types de métaux galvanisés les plus courants. Cependant, ce ne sont pas les seuls types de métaux qui peuvent recevoir ce traitement. La plupart des métaux ferreux peuvent être galvanisés, tandis que la plupart des métaux non ferreux ne peuvent pas être galvanisés.

L'étain est-il galvanisé ?

L'étain ne peut pas être galvanisé mais est parfois allié à d'autres métaux pour éviter la corrosion. Le fer blanc est un processus de revêtement d'une fine feuille d'acier en la trempant dans du métal en fusion ou par dépôt d'électrolyte, pour créer un métal solide et formidable qui est à la fois non corrosif et non toxique.

Les voitures sont-elles galvanisées ?

Une grande partie de l'acier utilisé dans les voitures d'aujourd'hui est de haute qualité et ils sont galvanisés avant qu'ils ne deviennent une voiture. Les corps qui ne sont pas pré-galvanisés sont trempés pour assurer une couche complète de zinc protecteur.

Comment préparez-vous l'acier pour la galvanisation ?

Préparation de la surface avant la galvanisation à chaud :Le premier produit chimique est un bain de dégraissage qui élimine les contaminants organiques tels que la saleté, la graisse et l'huile du métal. Le produit chimique suivant utilisé est l'acide de décapage, qui élimine la calamine et la rouille (oxydes) de l'acier.