Brevet FR2708330A1 — publié le 19950203

La présente invention est relative à la protec- tion contre la corrosion des canalisations 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.... L'invention s'applique principalement aux cana- lisations enterrées, mais peut éventuellement être égale- ment utilisée dans le cas de canalisations aériennes. La corrosion par les sols des métaux ferreux est un phénomène d'une nature différente de la corrosion at- mosphérique 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. Il se produit donc des détériorations localisées et par conséquent importantes du métal ferreux. La protection anti-corrosion des éléments de tuyauterie enterrés présente ainsi une difficulté particu- lière, 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 tuyaute- ries destinés à être enterrés 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, notamment enterrée, à base de fer qui, avec un coût acceptable, assure une bonne protection contre la corrosion 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, notamment pour canalisation enterrée, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un revêtement extérieur comprenant: - une première couche de zinc; sur cette pre- mière couche, - une seconde couche, poreuse, d'alliage zinc/a- luminium contenant 5 à 55 % d'aluminium; et, sur cette deuxième couche, - une troisième couche, poreuse, dite bouche- pores, comprenant un liant organique, notamment une peinture à l'eau, un vernis de bitume ou une résine époxydique. L'élément de tuyauterie peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - La première couche est poreuse; - La première couche est prévue dans une quan- tité d'au moins 130 g/m2, notamment d'au moins 200 g/m2; - La couche d'alliage est prévue dans une quan- tité d'au moins 130 g/m2, notamment d'au moins 150 g/m2; - La couche bouche-pores a une épaisseur com- prise entre 80 et 150 pm. L'invention a également pour objets: - une canalisation, notamment enterrée, consti- tuée 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, notamment par les sols, comprenant les étapes suivantes: a) dépôt, notamment par métallisation à l'arc d'une première couche de zinc. b) dépôt par métallisation à l'arc d'une seconde couche d'alliage zinc/aluminium, contenant 5 à 55 % d'alu- minium; puis c) dépôt d'une troisième couche, poreuse, dite bouche- pores, comprenant un liant organique, notamment une peinture à l'eau, un vernis de bitume ou une résine 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 en trois étapes 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 métalli- sation à l'arc électrique une première couche de zinc. Puis une seconde couche, constituée d'alliage zinc/aluminium, est déposée par métallisation à l'arc électrique sur la première couche. Enfin, on dépose par pulvérisation la couche de finition, dite bouche-pores, comprenant un liant organi- que, notamment une peinture à l'eau, un vernis de bitume ou une résine époxydique. Cette pulvérisation peut en particulier être réalisée au moyen d'un pistolet à peintu- re, fonctionnant sans air ou à l'air comprimé. Pour l'essentiel, ce revêtement agit de la manière suivante. La couche de zinc est dite "sacrificielle" par rapport à la fonte; en effet, elle peut se consommer progressivement par oxydation sous l'effet de la pile électrochimique formée par la fonte, le zinc et le sol, pour protéger la fonte sous-jacente ou mise à nu au niveau de défauts ou de blessures du revêtement, par formation d'une couche protectrice de produits de corrosion, qui forment des précipités stables dans le milieu o ils ont pris naissance. Les produits de corrosion colmatent et cicatri- sent lesdites blessures, mais si le zinc vient à être épuisé, cette couche se détruit progressivement au cours du temps sans se renouveler, et la fonte n'est plus proté- gée. Or, un facteur essentiel conduisant à l'épuisement du zinc est l'auto-corrosion du zinc, qui consomme ce métal. La seconde couche d'alliage zinc/aluminium protège la couche de zinc de ce phénomène en étant elle- même le siège de l'auto-corrosion. L'interaction entre la première couche de zinc et la deuxième couche d'alliage vient stabiliser chaque couche métallique pour former une couche protectrice à long terme. Du fait de son dépôt par métallisation à l'arc, la couche d'alliage est constituée de gouttelettes soli- difiées et est donc poreuse. Ces pores sont partiellement colmatés par l'apparition des précipités produits par la corrosion du zinc, la progression de l'électrolyte du sol vers la couche de zinc pur étant ainsi freinée dans la couche d'alliage. En outre, la porosité de cette couche d'alliage favorise le bon accrochage de la couche bouche- pores. Il est à noter à ce sujet que la migration des produits de corrosion de la première couche de zinc dans la deuxième couche d'alliage permet de colmater cette deuxième couche, réduisant ainsi la diffusion des espèces actives des sols vers la fonte. Par conséquent, la couche protectrice formée par la transformation contrôlée des différentes couches du revêtement offre une meilleure tenue à long terme que les couches de transformation obtenues à partir de l'un ou l'autre des constituants métalliques zinc/alliage du revêtement selon l'invention. Le caractère poreux de la couche de zinc est lui aussi avantageux, car il augmente la surface active de zinc, et donc l'efficacité de la protection galvanique, et, de plus, il favorise le bon accrochage de la couche d'alliage. La couche de zinc et la couche d'alliage zinc/a- luminium ont donc pour l'essentiel des fonctions complé- mentaires, et on constate que leur superposition dans des quantités respectives de préférence d'au moins 200 g/m2 et g/m2 protège efficacement la fonte contre la corrosion par les sols. La couche bouche-pores permet principalement de ralentir l'auto- corrosion du zinc, et par conséquent de favoriser la constitution d'une couche compacte et dense de produits de corrosion du zinc, afin de maintenir leur effet protecteur. L'épaisseur du bouche-pores doit être suffisante pour assurer un frein efficace à l'auto-corro- sion du zinc, mais suffisamment faible pour permettre un bon fonctionnement de la protection galvanique et la constitution des produits de corrosion. 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 80 et 150 pm. REVENDICATIONS 1.- Elément de tuyauterie à base de fer, notam- ment en fonte, notamment pour canalisation enterrée, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un revêtement exté- rieur comprenant: - une première couche de zinc; sur cette pre- mière couche, - une deuxième couche, poreuse, d'alliage zinc/aluminium contenant 5 à 55 % d'aluminium; et sur cette deuxième couche, - une troisième couche, poreuse, dite bouche- pores, comprenant un liant organique, notamment une peinture à l'eau, un vernis de bitume ou une résine époxydique. 2.- Elément de tuyauterie selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première couche est poreuse. 3.- Elément de tuyauterie selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche de zinc est prévue dans une quantité d'au moins 130 g/m2, notamment d'au moins 200 g/m2. 4.- Elément de tuyauterie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche d'alliage est prévue dans une quantité d'au moins 130 g/m2, notamment d'au moins 150 g/m2. 5.- Elément de tuyauterie selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche bouche-pores a une épaisseur comprise entre 80 et 150 pm. 6.- Canalisation, notamment enterrée, constituée d'éléments de tuyauterie selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 7.- Procédé de protection d'un élément de tuyau- terie à base de fer, notamment en fonte, contre la corro- sion, notamment par les sols, comprenant les étapes suivantes: (a) dépôt, notamment par métallisation à l'arc, d'une première couche de zinc, puis (b) dépôt par métallisation à l'arc d'une deu- xième couche d'alliage zinc/aluminium, contenant 5 à 55 % d'aluminium, puis (c) dépôt d'une troisième couche, poreuse, dite bouche-pores, comprenant un liant organique, notamment une peinture à l'eau, un vernis de bitume ou une résine époxydique. 8.- Procédé suivant la revendication 7, caracté- risé en ce qu'on dépose la couche de zinc dans une quan- tité d'au moins 130 g/m2, notamment d'au moins 200 g/m2. 9.- Procédé suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'on dépose la couche d'alliage dans une quantité d'au moins 130 g/m2, notamment d'au moins g/m2. 10.- Procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 7 à 9, caractérisé en ce qu'on dépose la troi- sième couche par pulvérisation, notamment sous une épais- seur comprise entre 80 et 150 pm.