Brevet FR2504153A1 — publié le 19821022

La présente invention a pour objet un alliage a base de zinc pour la galvanisation par immersion a chaud de tuyaux a eau potable. Plus précisément, l'invention concerne un alliage à base de zinc micro-allié de magnésium. Le revêtement peut être appliqué au moyen des techniques usuelles de galvanisation par immersion à chaud et il satisfait aux avis émis par les services de santé publique, à savoir que l'eau potable ne doit pas contenir plus de 2 mg/l de Zn après seize heures de contact avec le tuyau galvanisé. Comme on le sait, les tuyaux eau sont généralement galvanisés afin d'éviter la corrosion. De nombreuses tentatives ont été faites pour améliorer la qualité du revêtement de zinc, en particulier en ce qui concerne l'aspect, l'uniformité d'épaisseur, l'adhérence et la résistance a la corrosion, notamment dans l'eau chaude où il se produit une inversion de polarité il en résulte que le revêtement devient cathodique par rapport a la base ferreuse, ce qui accélère la corrosion -aux points exposés, au lieu d'assurer une protection contre elle. Pour ce qui est de la résistance a la corrosion dans l'eau domestique froide - l'eau potable -, on considérait que le problème avait été résolu de manière satisfaisante, a quelques exceptions près. Toutefois, au cours de ces dernières années, la Communauté Economique Européenne a émis des avis (C214 du 18.4. 1975) d'après lesquels, pour des raisons de santé, la teneur en zinc de l'eau potable ne doit pas dépasser 2 mg/l après 16 heures dans un tuyau galvanisé. Des vérifications, faites sur des tuyaux galvanisés actuellement sur le marché, montrent que la libération de zinc dans l'eau est beaucoup plus élevée que ce chiffre, étant de 1' ordre de 4 a 5 mg/l dans les meilleurs des cas. Bien que l'avis de la Communauté n'ait pas force de loi, il est évident que de nouvel les améliorations doivent être apportées aux caractéristiques des revêtements de zinc si l'on veut que les chiffres se situent dans les limites recommandées. Il est tout aussi évident que les fabricants de tuyaux galvanisés doivent introduire des changements radicaux, soit dans leurs procédés de revêtement, soit dans leurs pratiques standard, le prix de revient du revêtement devant néanmoins rester le même, à peu de chose près. Le but de la présente invention est donc de fournir, pour des tuyaux à eau potable en acier, un revêtement à base de zinc qui puisse être appliqué en utilisant des techniques et des équipements existants, qui soit économique et qui assure une teneur en zinc de moins de 2 mg/l dans l'eau après un contact de seize heures. Ces buts sont effectivement atteints suivant la présente invention par l'addition de 0,1 à 0,6 % de magnésium (en poids) à un bain de galvanisation classique contenant du zinc et les impuretés usuelles, telles que le plomb et l'aluminium. Cet alliage est facilement utilisable avec les techniques et les équipements existants, il n'est guère plus coûteux que des bains classiques et il est en mesure d'apporter une amélioration considérable des caractéristiques l'écologiques" des tuyaux qui sont revêtus avec lui. Avant de s'engager davantage dans l'explication de la présente invention, il n'est pas hors de propos de donner quelques éclaircissements au sujet des bains de galvanisation usuels. S'il n'y a pas particulièrement besoin d'un revêtement allié, pour'des raisons relatives à la métallurgie ou à la corrosion, le bain se compose de zinc de qualité commerciale, contenant les impuretés inévitables usuelles. Toutefois, on ajoute généralement de l'aluminium au bain, dans une proportion comprise typiquement entre 0,02 et 0,2 %, essentiellement pour le rendre plus fluide et pour contrler son oxydation. De plus, pour des raisons connues des spécialistes, du plomb est présent au fond des bains de galvanisation t il se dissout en partie dans le zinc, dans une proportion généralement comprise entre 0,3 et 0,4 % en poids. Entre autres choses, cette quantité de plomb améliore la propreté du bain en favorisant la formation et la précipitation de matte de fond.Il est toutefois évident que bien qu'il n'ait. été question jusqu'ici que de bains de zinc fondu contenant de l'aluminium et du plomb dans les pourcentages indiqués, en plus des impuretés habituelles, la présente invention peut être aussi bien appliquée à d'autres compositions de bains de galvanisation. Il est normal aussi qu'en raison de la nécessité de limiter les frais, la présente invention soit appliquée de préférence avec des bains de zinc fondu qui ne sont pas expressément alliés. Les raisons des limites données ci-dessus au sujet de la teneur en magnésium du bain de galvanisation sont qu'à moins de 0,1 %, l'addition du métal ne garantit pas que l'effet voulu sera obtenu dans tous les cas, tandis qu'S plus de 0,6 8, la qualité du revêtement n'est pas améliorée proportionnellement et, en outre, la proportion accrue de magnésium augmente inutilement la réactivité du bain, avec toutes les difficultés que cela entraine. La présente invention va maintenant etre expliquée de façon plus détaillée, en référence à une série d'essais menés sur des tuyaux galvanisés de la manière classique et suivant l'invention. Les résultats correspondants sont donnés dans le tableau qui suit. - T A B L E A U - mg/l de Zn dans l'eau après 16 heures de contact Nombre de jours Avec un au cours revêtement Avec un revêtement classique + X % de Mg de la classique ( X = ) période d'essai 0,08 0,11 0,3 0,39 0,55 0,62 0,75 20 6 - 8 4 - 5 2,5 - 3 2 - 3 2 - 3 2 - 2,5 2,5 - 3 1,8-2,5 30 5,5-6,5 4 - 5 1,5 - 2 1,5 - 2 1,3-1,8 1,2-1,8 1,1-1,6 1,3-1,6 40 4 - 5,5 3 - 4,5 1,5 - 2 1,2 - 1,8 1,2 - 1,8 1,1-1,6 1,2-1,6 1,3-1,4 60 4 - 5,5 2,4 - 4 1,4-1,8 1 - 1,6 1 - 1,5 0,8-1,4 1,1-1,5 1,1-1,4 L'essai consistait à couper des longueurs de tuyau de 20 cm, à les assembler par des raccords de PVC, puis à brancher le tout sur une canalisation d'eau. Le rapport de la surface galvanisée au volume d'eau était de 2,51 : 1. Le circuit était rempli d'eau chaque jour et abandonné pendant zeize heures. Puis il était rincé sous écoulement continu pendant huit heures. L'essai a duré au total soixante jours. Après chaque phase de seize heures, un échantillon d'eau était prélevé dans chaque morceau de tuyau galvanisé. Cet échantillon était alors analysé en ce qui concerne le zinc. Après que les surfaces Ont été conditionnées pendant 25 à 30 jours, période pendant laquelle a quantité de zinc dissous était plus élevée que la normale, la situation s'est stabilisée. 11 ressort du tableau que le vingtième jour, alors que le revêtement classique libérait encore entra 6 et 8 mg/l de zinc, la quantité dans le @ns d@ revêtements suivant l'invention était déjl tombée à meins de la moitié. Ce rapport resta ensuite inchangé, Par exerîe-, le soixantième jour, alors que la quantité minimale de zinc libérée par le revêtement classique était de 4 mg/l, la quantité maximale libérée par le revêtement suivant l'invention était de 1,8 mg/l. Il est intéressant de noter qu'avec l'addition de 0,08 % de magnésium, à savoir juste au-dessous du minimum revendiqué dans l'invention, la quantité de zinc libérée dans l'eau est beaucoup plus élevée qu'avec l'addition de 0,11 %, tandis qu't l'autre extrémité de la gamme revendiquée, la différence de comportement entre l'alliage contenant 0,55 % de magnésium et ceux qui contiennent respectivement 0,62 et 0,75 % n'est guère significative. - REVENDICATION Alliage de protection à hase de zinc, contenant les impuretés inévitables, pour le revêtement de tuyaux à eau potable en acier, caractérisé en ce qu'il est ajouté, au bain de galvanisation, entre 0,1 et 0,6 % de magnésium (en poids).