Brevet FR2258464A1 — publié le 19750818

L'invention concerne une technique de protection de surfaces de pièces en métal ferreux zingué contre la corrosion en présence d'eau, et notamment de surfaces internes de canalisation en acier zingué, ainsi que des procédés de réalisation de tels dépôts. I1 est usuel de protéger des pièces en métal ferreux immergées dans de l'eau, et notamment des canalisations de distribution d'eau, par une couche de zinc ; de telles pièces sont dites couramment galvanisées. Le zinc, étant plus électronégatif que l'acier protège celui-ci contre la corrosion en se dissolvant préférentielle- ment. Cette dissolution est retardée et freinée par formation d'une couche de sels insolubles par déplacement de sels minéraux en solution dans lteau. Toutefois la formation de ces sels protecteurs est lente et n'assure pas toujours la protection complète du zinc, notamment si l'eau est chaude, si elle contient peu de sels minéraux (degré hydrotimétrique ou TH voisin de zéro), ou si elle contient des métaux tels que le cuivre qui agissent comme catalyseur d'attaque du zinc.On constate une accélération considérable de la corrosion par l'eau entre 60 et OOC, et des traces de cuivre, à la concentration-de 1 ppm seulement (parties par million) ont un effet catalytique de corrosion marqué. De plus l'utilisation de plus en plus fréquente d'adoucisseurs d' eau, qui abaissent le degré hydrotimétrique par échange ionique, sur les installations de distribution d'eau, aggravent les dangers de corrosion prématurée de pièces galvanisées. Eour reméeier à ces dangers de corrosion, on utilise parfois des techniques dites de vaccination de l'eau qui consistent èn des ajouts continuels dosés de silicates ou de métaphosphates. Ces sels restent en majeure partie dans l'eau distribuée, et la présence notamment de phosphates dans l'eau destinée à la consommation humaine peut ne pas être sans inconvénients pour la santé. La demanderesse a découvert que l'on pouvait provoquer un dépôt continu, insoluble dans lleau chaude ou froide, protégeant efficacement le zinc contre la corrosion même en eaux-chaudes, à faible degré hydrotimétrique et présentant une teneur en cuivre non négli-geable, par mise en contact avec les pièces galvanisees à protéger d'une solution contenant des silicates ou des métaphosphates en milieu phosphorique à p11 faible en présence d'ions zinc, le dépôt pouvant être réalisé rapidement et donnant une protection durable. L'invention propose donc une solution destinée au dépôt rapide d'un recouvrement protecteur de surface'de pièces métal ferreux zingué contre la corrosion eu présence d'eau, caractérisée en ce qu'elle est constituée par addition à de l'eau, par litrede solution finale, de 1 à- 40 grammes de métasilicate de sodium, 14 à 40 millilitres d'acide phosphorique de densité 1,71, de 1 à 40 grammes de'nitrate de sodium, de 10 à 50 grammes de chlorure de zinc anhydre, le pH de ladite solution étant ajusté entre 2,3 et 3,8 par addition progressive de carbonate de calcium. En variante, la solution est caractérisée en ce qu'elle contient en outre jusqu'à 70 grammes d'hexamétaphosphate de sodium par litre de solution finale. Ces solutions sont mises en oeuvre par un procédé de dépôt d'un recouvrement protecteur sur des pièces en métal ferreux zingué, caractérisé en ce que l'on constitue une solution du genre précité à la température ambiante, on filtre ladite solution apyres ajustement du pH, on la porte = une température de travail com- prise entre 15 et 750C, on met en contact ladite solution avec lesdites pièces pendant une durée comprise entre 20 et 72 heures à ladite température de travail, et on rince ultérieurement à 1 eau ladite pièce. Selon une forme avantageuse de procédé pour le dépit d'un recouvrement protecteur sur la face interne de canalisation en acier zingué, on met en contact ladite solution avec ladite surface interne par circulation, préférablement alternée, de ladite solution dans lesdites canalisations, un filtre étant interposé dans ladite circulation. Selon une autre forme avantageuse de procédé de traitement de pièces avant mise en place, on immerge lesdites pièces en métal ferreux zingué dans ladite solution contenue dans une cuve, cette solution étant agitée par circulation recyclée filtrée. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs des exemples suivants exemple 1 - On compose une solution selon la formule suivante pour un litre de solution - 35 g d'hexamétaphosphate de sodium - 5 g de métasilicate de sodium - 15 nl d'acide phosphorique (d= 1,71) - 7.4 g de nitrate de sodium - 5 g de chlorure de nickel cristallisé (iliC12*6II20) - 20 g de chlorure de zinc anhydre - du carbonate de calcium pour amener le pE aux environ de 2,8. semple 2 - On compose une solution selon la formule suivante pour un litre de solution - 20 g de métasilicate de sodium - 17 ml d'acide phosphorique Cd 1,71) - 20 g de nitrate de sodium - 5 g de chlorure de nickel cristallisé (NiCl2.6E2o) - 20 g de chlorure de zinc anhydre - carbonate de calcium pour amener la solution au pH 3,6. Exemple 3 - On utilise une solution suivant l'exemple I Température d'utilisation de la solution 65 à 75 C Durée de formation du dépit de recouvrement 20 heures ou mieux 24 heures Mode de formation Circulation continue ou mieux alternée de la solution après passage dans un filtre à laine de verre Nature du revetement Phosphate de zinc. Exemple 4 - On utilise une solution suivant l'exemple 2 Température d'utilisation de la solution nitre 15 et 250C: Durée de formation du dépit de recouvrement 72 heures Mode de formation Circulation continue ou mieux alternée de la solution Nature du revetement Mélange de phosphatEs et silicates de inc. Résultats d'essais de corrosion Les essais ont été effectués sur des échantillons ayant subi le traitement suivant l'exemple 3 ainsi que sur des témoins non traités, dans les conditions suivantes - température de l'eau 800 - TE de l'eau O - teneur en cuivre 1 ppm - durée de l'essai (échantillon intact 2 mois (témoin fortement rouillé en piques éparses (échantillon pratiquement intact 9 mois # (témoin piques de rouille généralisées Les dépôts obtenus sont continus, durs, résistent à l'abrasion et aux chocs sans s'écailler.La protection du zinc obtenue est efficace contre la corrosion dans les conditions les plus défavorables, à savoir dans les eaux chaudes, à faible degré hydrotimétrique, et contenant du cuivre en proportion non négligeable. La formation du dépôt protecteur est rapide. Notamment à la mise en service d'installation de distribution d'eau lors de la construction d'immeubles neufs, le traitement des canalisations apporte pas de retard appréciable à la finition de l'ensemble. Le revêtement obtenu reste insoluble et adhèrent en eaux chaudes et froides, et ne pollue pas ces eaux qui restent propres à la consommation humaine. Le chlorure de nickel apporté à l'état hexahydraté s'est ré vélé un accélérateur de dépit efficace. I1 est évident que sa présence n'est pas indispentable,'et qti'en outre l'addition d' autres accélérateurs de dépôt aux solutions de la présente invention ne sortirait pas du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1) Solution destinée au dépôt rapide d'un recouvrement protecteur de surfaces de pièces en métal ferreux zingué, caractérisé sée en ce qu'elle est constituée par addition à de 11 eau, 2ar litre de solution finale, de 1 à 40 grammes de mêtasilicate de sodium, 15 à 40 millilitres d'acide phosphorique de densité 1,71, de 1 à 40 grammes de nitrate de sodium, de 10 à 50 grammes de chlorure de zinc anhydre, le pli de ladite solution étant ajusté entre 2,3 et 3,8 par addition progressive de carbonate de calcium. 2) Solution suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient en outre jusqu'à 70 grammes d'bexamétaphosphate de sodium par litre de solution finale. 3) Solution suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle convient du chlorure de nickel introduit avant ajus- tenent du pli de la solution, et de préférence apporté sous forme hexahydratée en quantité comprise entre 0,5 et 20 grammes par litre de solution finale. 4) Procédé de dépôt; d'un recouvrement de protection sur des pièces en métal ferreux zingué, caractérisé en ce que l'on constitue une solution selon une queiconque des revendications 1 à 3 à la températ7tre ambiante, on filtre ladite solution après ajus tement du pH, on la porte à une température de travail comprise entre 15 et 750C, on met en contact ladite solution avec redites pièces pendant une durée comprise entre 20 et 72 heures à ladite température de travail, et on rince ultérieurement à l'eau ladite pièce. 5) Procédé selon la revendication 4 de dépôt d'un recouvrement protecteur sur la face interne de canalisations en acier zingué, caractérisé en ce que on met en contact ladite solution avec ladite surface interne par circulation, préférablement alternée, de ladite solution dans lesdites canalisations} un filtre étant interposé dans ladite circulation. 6) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que 1'on immerge lesdites pièces en métal ferreux zingué dans ladite solution contenue dans une cuve, cette solution étant agitée par circulation recyclée filtrée. 7) Pièces recouvertes d'un dépôt contre la corrosion, caractérisées par un traitement selon une quelconque des revendications 4 à 6.