Brevet FR2701754A1 — publié le 19940826

La présente invention est relative aux canalisations enterrées constituées d'éléments de tuyauterie à base de fer, notamment en fonte. Par "éléments de tuyauterie", on entend les tuyaux ainsi que les divers accessoires tels que les coudes, les raccords, etc. La corrosion par les sols des métaux ferreux est un phénomène d'une nature différente de la corrosion atmosphérique et consiste, pour l'essentiel, en la création de zones d'oxydation électriquement associées à des zones de réduction pouvant être situées à une certaine distance. En conséquence, il se produit des détériorations localisées et par conséquent importantes du métal ferreux. La protection anti-corrosion des éléments de tuyauterie enterrés présente ainsi une difficulté particulière, d'autant plus que les terrains sont hétérogènes et de natures très diverses, que les éléments de tuyauterie, suivant leur utilisation, véhiculent des fluides à des températures différentes, modifiant les conditions de corrosion, et que la manutention des éléments de tuyauteries destinées à être enterrées conduit fréquemment à blesser en divers emplacements leur surface extérieure. L'invention a pour but de fournir une technique de revêtement d'un élément de tuyauterie enterrée à base de fer qui, avec un coût acceptable, convienne quelle que soit la destination de la canalisation, notamment en adduction d'eau et en assainissement, et dans la grande majorité des terrains. A cet effet, l'invention a pour objet un élément de tuyauterie à base de fer, notamment en fonte, pour canalisation enterrée, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un revêtement extérieur comprenant - une première couche, poreuse, d'alliage zinc/aluminium contenant 5 à 60% d'aluminium; et, sur cette première couche, - une seconde couche, dite bouche-pores, époxydique. Suivant d'autres caractéristiques - la couche bouche-pores a une épaisseur comprise entre 100 et 140 pm; - la couche d'alliage est prévue dans une quantité d'au moins 200 g/m2; - le revêtement comporte en outre une couche de chromate de zinc et/ou de phosphate de zinc entre lesdites première et seconde couches. L'invention a également pour objets - une canalisation enterrée constituée d'éléments de tuyauterie tels que définis ci-dessus; et - un procédé de protection d'un élément de tuyauterie à base de fer, notamment en fonte, contre la corrosion par les sols, comprenant les étapes suivantes: (a) dépôt par métallisation à l'arc d'une première couche d'alliage zinc/aluminium, contenant 5 à 60% d'aluminium; puis (b) dépôt d'une seconde couche, dite bouchepores, époxydique. On fournira maintenant un exemple de mise en oeuvre de l'invention, appliqué à un élément de tuyauterie d'adduction d'eau ou d'assainissement en fonte ductile. Dans cet exemple, le revêtement défini plus haut est appliqué sur de la fonte prise après passage au four de traitement thermique, donc possédant une peau constituée d'oxydes de fer. Dans une première étape, on dépose par métallisation à l'arc électrique une première couche d'alliage zinc/aluminium contenant 5 à 60% d'aluminium, et de préférence 10 à 60% d'aluminium. Sous l'action des agents corrosifs du sol, cette couche se transforme en une couche protectrice de produits de corrosion stable dans le milieu où elle a pris naissance. La couche d'alliage est par ailleurs dite "sacrificielle" par rapport à la fonte, en ce sens qu'elle peut se consommer progressivement par oxydation sous l'effet de la pile électrochimique formée par la fonte, l'alliage et le sol, pour protéger la fonte sousjacente ou mise à nu au niveau de défauts de la couche d'alliage zinc-aluminium, par formation de ladite couche protectrice. Du fait de son dépôt par métallisation à l'arc, cette première couche est constituée de gouttelettes solidifiées et est donc poreuse, et, par un choix approprié de la taille des pores et de l'épaisseur de la couche, on peut régler les conditions, notamment la vitesse, de formation de la couche protectrice. On a constaté que la structure biphasique de l'alliage zinc/aluminium favorise le piégeage des produits de corrosion du zinc. On a ainsi déterminé que la première couche de revêtement devait de préférence être déposée dans une quantité d'au moins 200 g/m2. On dépose ensuite, par pulvérisation, la couche de finition dite bouche-pores en résine époxydique. Ce bouche-pores permet d'une part de ralentir la corrosion du zinc, et d'autre part, de consolider la couche de produits de corrosion du zinc, afin de maintenir leur effet protecteur. L'épaisseur du bouche-pores doit être suffisante pour assurer cette retenue, mais suffisamment faible pour que le bouche-pores reste poreux, faute de quoi les espèces actives ne pourraient plus migrer jusqu'à la première couche du revêtement pour que celle-ci joue son rôle, expliqué ci-dessus. De plus, une épaisseur trop importante du bouche-pores conduirait au piégeage d'eau sous lui et à la formation de cloques. On a ainsi déterminé que l'épaisseur du bouche-pores devait être comprise entre 100 et 140 pm. Eventuellement, on procède, après le dépôt de la première couche et avant celui de la seconde couche, à un traitement de conversion de surface de l'alliage zinc/aluminium, consistant en une chromatation ou en une phosphatation. Ce traitement consiste en l'application sur la couche d'alliage zinc/aluminium d'un produit monoou bi-composant à base chromatante et/ou phosphatante. A titre d'exemple, on a revêtu un tuyau en fonte, pris après passage au four de traitement thermique, de la manière suivante - dépôt par métallisation à l'arc électrique, à raison de 200g/m2, d'une couche d'alliage Zn/Al à 85% de zinc et 15% d'aluminium ; puis - dépôt au pistolet à peinture, fonctionnant sans air ou à l'air comprimé, d'un produit de conversion de surface composé essentiellement de chromate de zinc, de butyral polyvinylique et d'acide phosphorique, sous une épaisseur à sec de 15pm ; puis - dépôt au pistolet à peinture, fonctionnant sans air ou à l'air comprimé, d'une résine époxy, constituant la couche bouche-pores, sous une épaisseur à sec de 120pm. REVENDICATIONS 1 - Elément de tuyauterie à base de fer, notamment en fonte, pour canalisation enterrée, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un revêtement extérieur comprenant - une première couche, poreuse, d'alliage zinc/aluminium contenant 5 à 60% d'aluminium; et sur cette première couche, - une seconde couche, dite bouche-pores, époxydique. 2 - Elément de tuyauterie selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche bouche-pores a une épaisseur comprise entre 100 et 140 pm. 3 - Elément de tuyauterie selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche d'alliage 2 est prévue dans une quantité d'au moins 200 g/m2. 4 - Elément de tuyauterie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le revêtement comporte en outre une couche de chromate de zinc et/ou de phosphate de zinc entre lesdites première et seconde couches. 5 - Canalisation enterrée constituée d'éléments de tuyauterie suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4. 6 - Procédé de protection d'un élément de tuyauterie à base de fer, notamment en fonte, contre la corrosion par les sols, comprenant les étapes suivantes: (a) dépôt par métallisation à l'arc d'une première couche d'alliage zinc/aluminium, contenant 5 à 60% d'aluminium; puis (b) dépôt d'une seconde couche, dite bouchepores, époxydique. 7 - Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'on dépose la couche d'alliage dans une quantité d'au moins 200 g/m2. 8 - Procédé suivant la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'on dépose la seconde couche par pulvérisation. 9 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'on dépose la seconde couche sous une épaisseur comprise entre 100 et 140 pm. 10 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend, entre les étapes (a) et (b), une étape de conversion de surface par chromatation et/ou phosphatation.