CA2099449C - Procede de protection contre la corrosion de pieces metalliques et pieces metalliques obtenues par ce procede - Google Patents

Procede de protection contre la corrosion de pieces metalliques et pieces metalliques obtenues par ce procede Download PDF

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Abstract

L'invention a pour objet un procédé de protection temporaire contre la corrosion d'une pièce métallique décapée, notamment d'une tôle, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: - appliquer sur une partie au moins de ladite pièce métallique une émulsion obtenue par dispersion dans de l'eau de 3 à 13 % en volume d'une phase huileuse comprenant de 75 à 90 % en volume d'au moins une huile minérale, de 5 à 10 % en volume d'au moins un agent tensioactif et de 5 à 15 % en volume d'au moins un inhibiteur de corrosion, - sécher ladite pièce métallique revêtue jusqu'à obten- tion d'un film sec.

Description

2a9~~9 La présente invention a pour objet un procédé
de protection temporaire contre la corrosï.on d'une pièce mëtall.ique, notamment d'une tôle métallique.
Le problème de la protection des surfaces métalliques et, plus particulièrement, des tôles métalli ques, contre la corrosion atmosphëriqu2, est une préocçu pation constante des industriels.
En effet, après les opérations de laminage à
chaud des produits plats et de laminage à froid en vue d'en réduire l'épaisseur, on fait subir aux 'tôles obtenues un décapage, puis on les stocke dans un entre-pôt. Les tôles sont alors souvent exposées directement aux agressions du milieu. ambiant et se corrodent au cours du temps avant de parvenir chez l'utilisateur.
Toute altêration ou dégradation de l'état de surface des tilles métalliques perturbe de manidre importante les ~trai~tements postérieurs effectués sur les tôles, notamment la phosphatation, l'embout:Lssage et le soudage.
Afin d'éviter ces inconvénients, il convient d'isoler les tôles du milieu ambiant en les recouvrant d'un matériau étanche et résïstant aux agressi6ns du milieu ambiant.
Après décapage chimique et rinçage des produits métalliques, notamment des produits plats tels que les tdlos, Ceux-Ci sont traités différemment selon qu'ils sont livrés sans traitement ultérieur ou selon qu'ils subissent différentes opérations da parachèvement avant leur livraison aux utilisateurs.
Dans le premier cas, il convient de conférer une protection d' une durée minimale de trais mois a Un procédé connu pour protéger les tôles métalliques contre 1a corrosion pendant une durée d'au moins trois mois
2~i99~9 consiste à appliquer sur les -tôles préalablement décapées et séchées un film formé d'une huile, par trempage des tôles dans un bain d'huile afin de leur conférer un revêtement gras d'une densité surfacique de l'ordre de 1 à 3 g/m~.
ISans le second cas, les produits préalable-ment décapés sont tout d'abord protégés pour une durée de l'ordre de quelques jours par des inhibiteurs de corrosion, tels que des inhibiteurs de corrosion à base d' amines, par exemple le produit RC 305 commercialisé par la société CRODA. Aprés les opërations de parachèvement, les produits sont protégés plus durablement par applica tion d'un film protecteur gras tel que décrit p:rëcédem ment ou sont livrés â l'utilisateur sans protection particulière.
Le procédë consistant à appliquer sur les produits décapés ayant éventuellement subi des apératians da parachèvement un film gras d' huile, comporte plusieurs inconv6nlents importants.
En Effet, l'utilisateur doit avant toute utilisation, par exemple la mise en peinture, l' émaillage ou la galvanisation, dêgraisser longuement les surfaces desdits produits afin d'éviter une pollution inutile des outils (cisaille, refendeuse) et des installations, et de permettre l'adhérence des revëtements.
En outre, ces films gras polluent les bains de nettoyage qui doivent donc être fréquemment renouve-lës.
Ainsi, poux s'affranchir dos problèmes inhêrents à 1a présence du film protecteur gras sur les produits métalliques dêcapés et notamment sur les tôles, on peut choisir soit de ne pas protéger les produits, soit d'utiliser des produits classiques contre la corrosion mais présentant une résistance â la corrosion limitée dans le temps, de l'ordre de quelques jours.

i
3 Au-delà de cette durée, le phénomène de corrosion apparaît et dégrade très rapidement les produits décapés.
La présente invention a donc pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un procédé qui permet de protéger de manière efficace contre la corrosion des pièces métalliques, notamment des tôles métalliques, et de s'affranchir des opérations de nettoyage desdits produits avant leur utilisation.
La présente invention a ainsi pour obj et un procédé de protection temporaire contre la corrosion d'une pièce métallique décapée, notamment d'une tôle, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à
- appliquer sur une partie au moins de ladite pièce métallique une émulsion obtenue par dispersion dans de l'eau de 3 à 13% en volume d'une phase huileuse comprenant de 75 à 90% en volume d'au moins une huile minérale, de 5 à 10% en volume d'au moins un agent tensioactif et de 5 à 15% en volume d'au moins un inhibiteur de corrosion, - sécher ladite pièce métallique revêtue jusqu'à obtention d'un film sec.
Avantageusement, l'huile minérale de la phase huileuse est une huile de type paraffinique.
On préfère utiliser comme agent tensioactif de la phase huileuse un tensioactif de type polyoxyéthylénique.
On utilise avantageusement comme inhibiteur de corrosion de la phase huileuse, un acide carboxylique, un alkyl-sulfonate de baryum ou de sodium ou un sel ~Q9~~4J
d'amine et d'acide gras.
Avantageusement, l'émulsion aqueuse est appliquée par pulvérisation.
Avantageusement, le procédé comprend l.es étapes consistant à
sécher ladite pièce métallique en la chauffant à une température comprise entre 30°C et 90°C
pendant une durée comprise entre 2 et 20 secondes, - appliquer sur une partie au moïns de ladite pièce métallique une émulsion obtenue par dispersion dans de l'eau de 3 à 13 ~ en volume d'une phase huileuse comprenant de 75 à 90 $ en volume d'au moins une huile minérale, de 5 à 10 ~ en volume d'au moins un agent tensioactif et de 5 à 15 $ en volume d'au moins un inhibiteur de corrosion, - sécher ladite pièce métallique revëtue jusqu'à obtention d'un film sec, de préférence en chauffant ladite pièce métallique à une température comprise entre 70 et 100°C pendant une durée comprise entre 2 et 20 secondes.
L'opêration de séchage préalable favorise la réactivité de la tôle ainsi que les mécanismes d'accro-chage du produit qui sera appliqué ultêrieurement sur ladite tôle.
Un exemple préférê de phase huileuse utilisée dans l'émulsion aqueuse est constitué par le produit commercialisé sous la dénomination PREVOX 67678 par HENKEL.
Un autre exemple est le produit commercialisé
sous 1a dénomination 112 STSR par QUAKER.
La pièce mêtallique est de préfêrence une tôle métallique, le film sec étant formé sur une face au moins de ladite tôle.
L'invention a également pour objet une tôle métallique revètue d'un film s~ea de protection contre la corrosion obtenue par le procëdé selon l'invention, caractérisée en ce que le film sec comprend de 300 à 800 mg/mz de produit déposë obtenu à partir de l'émulsion appliquée, la quantité de produit étant déterminée par dosage chimique de l' agent tensioactif selon la norme NFT
73258.
L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples suivants se rapportant à une tôle d'acier préalablement décapée et mise en oeuvre sur une ligne de traitement, par exemple à partir d'une tôle laminée à
chaud, et à la figure unique représentant l'évolution de la corrosion au cours du temps d'une tôle non traitée, d'une tôle traitée au moyen d'un inhibiteur de corrosion classique et de tôles traitêes selon le procêdé de l'invention.
La 'tôle d' acier est d' abord décapée par un décapage dans les bains acides, par exemple dans l'acide chlorhydrique, afin d'blimin~er les substances chimiques, comme les oxydes de fer constituant la calamine, adhêren-'tes à la surface de la tôle et qui gêneraient l'applica-tion ultérieure d'un revstement. Ensuite la tôle est immergée dans les bacs d'eau de ringage pour enlever toute trace d'acide.
On applique alors par pulvérisation sur la tôle l'émulsion selon l'invention.
Afin de déterminer l'efficacité de protection du film sec protecteur à la surface de la tôle, on effectue un dosage chimique du film conformément à la norme NFT 73258 relative à la détermination des agents tensioactifs et détergents.
Suivant la norme précitée, on prélève le produit constituant le film sur une surface déterminée êgale à S (m2) de la tôle par lavage au chloroforme. On recueille le prélèvement dans une fiole jaugée de 200 ml à laquelle on ajoute 10 ml d'eau.

209~4~9 On effectue alors un dosage volumëtrique du prélèvement à l'aide d'un indicateur mixte, 1°hyamine, la solution d'hyamine étant titrée à 0,004 mol/l jusqu'à
ce que la couleur rose vire au bleu. En désignant par V
le volume d' hyamine versé ( ml ) et par S la surface de prélèvement, la quantité en teneur d'agent tensioactif présent à la surface de la tôle a Four valeur 104 x V x 0,004 = x ueq/m2 S
ce qui correspond à une teneur d'agent tensïoactif de y . g/m2.

La tôle décapée â 1 ° acide chlorhydrique et rincée est chauffée à une température de 60°C en vue de la sécher, en utilisant des sécheurs à ai.r chaud.
Après le séchage, on pulvérise sur Lune face de la tôle d' acier décapée une émulsion aqueuse contenant 5~ en volume d'une phase huileuse constituée par le produit commercialisé sous la dénomination PREVOX 67678 par HENKEL.
La pulvérisation est effectuée au moyen de buses d'aspersion classiques de type "VEEJET" avec un angle d'ouverture de 65° qui permet de couvrir un carré
de 25 cm de cotë sur substrat placê à 20 cm de la buse.
Le produit étant ainsi réparti sur la face de la tôle, on procède au chauffage de la tôle revêtue à une température de 90°C au moyen de sécheurs à air chaud disposés de maniëre appropriée.
On forme ainsi un film sec et mince à la surface de 1a tôle d' acier décapée permettant de protéger celle-ci contre la corrosion pendant une durée minimale de trois mois.
La tôle revêtue est ensuite bobinée et planée dans une halle de stockage.
Les bobines peuvent être directement livrées aux utilisateurs sans recevoir de traitement particulier, 2~944~
ceux-ci disposant alors d'un délai de trois mois pour procéder à la transformation de la tôle en toute sécurité
vis-à-vis de la corrosion.
Des essais de mise en peinture ont été
réalisés à partir de prélèvements issus de telles bobines directement sur la tôle revêtus de son film sec anticor rosion, d'une part avec un apprêt de type polyuréthane et d'autre part, avec une peinture poudre de type polyester.
Les tests d'adhérence du revêtement de peinture (quadrillage, test dit "du chevron") ont permis de montrer que l' aptitude à la mise en peinture de ladite tôle non dégraissée, c'est-à-dire non débarrassée de son film sec, est aussi bonne que celle de la tâle nue.
25 Il en est de même pour la galvanisation au trempé à chaud et l' émaillage par pulvérisation électros-tatique .
Un simple dégraissage est suffisawt pour éliminer toute 'trace de produit à la surface de la tôle et les utilisateurs sont également assurés de ne pas polluer leurs installations.
En outre, les bobines peuvent être déroulées pour procéder au parachèvement des tôles et être éven tuellement refendues avant d'être livrées aux utilisa teurs.
Le dosage du film sec déposé conformément à
la méthode ci-dessus décrite a donné les valeurs suivan-tes S = 0,026 m2 V ~ 2 ml ce qui correspond à une quantité d'agent tensioactif de 50 ueq/m2, soit une teneur de l'ordre de 0,5 g/mz, La tôle est préalablement décapée comma ~o~~~~~
décrit précédemment à l'exemple 1, rincée pu3.s séchée à
l'aide de sécheurs à air chaud par chauffage à une température égale à 60°C pour favoriser la réactivité de la tôle ainsi que les mécanismes d'accrochage du produit.
On pulvérise alors sur une face de la tôle d'acier décapée et sêchée une émulaion aqueuse contenant 5~ en volume d'une phase huileuse constituée par le produit commercialisé sous la dénomination 112 STSR par QUAKER.
La pulvérisation est effectuée au moyen de buses d'aspersion classiques de -type "VEEJET" avec un angle d'ouverture de 65° qui permet de couvrir un carré
de 25 cm de coté sur un substrat placé à 20 cm de la buse.
Z5 Après avoir réparti le produit sur la surface de 1a tôle, on chauffe celle-ci au moyen de sécheurs à
air chaud à une température de 90°C afin de 1a sécher et donc de favoriser l'évaporation de l'eau présente à sa surface.
On dose alors de maniëre volumétrique le prélèvement à l'aide d'une solution titrée d'hyamine à
0,004 mol/1 comme décrit précédemment.
Le dosage du film sec déposé conformément à
la méthode ci-dessus dêcrite a donné les valeurs suivan tes S = 0,013 m2 V = 0, 12 rnl ce qui correspond à une quantité d'agent tensioactif de 45 ueq/m2, soit une teneur de l'ordre de Q,5 g/mZ.
La tôle ainsi protégêe contre la corrosion pour une durée d'au moins trois mois peut alors être directement livrée à l' utilisateur ou subir un parachève-ment comme expliquê pour l'exemple 1.
La Demanderesse s'est aperçue de manière tout-à-fait inattendue que le film protecteur de la tôle n'altérait .pas l'aptitude de celle-ci aux traitements ultérieurs, tels que la phosphatation et la mise en peinture.
Les résultats de l'essai décrit ci-aprés permettent de mettre en évidence d' une maniére significa-tive les propriétés des tôles revêtues par le procédé de l'invention.
ESSAI
L' essai est réalisé sur des éprouvettes de tôles d'acier de dimensions 50 x 100 mm qui ont été
décapées dans une solution d'acide chlorhydrique, les concentrations en acidité libre et en chlorures ferreux ëtant respectivement égales à 80 g/1 et 90 g/1, à une température de 85°C.
Aprës le décapage, les ëprouvettes sont ensuite rincées dans deux bacs successifs d'eau puis séchées par rotation des êprouvettes.
On pulvérise ensuite sur une première par~t~.e des éprouve~t~tes une émulsion aqueuse con'tenan't 3~ en volume de phase huileuse constituée par 1e produit commercialisé sous la dénomination PREVOX 67678 par HENKEL(1).
On pulvérise sur une deuxiéme partie des éprouvettes une émulsion aqueuse contenant 3~ en volume de phase huileuse constituée par le produit commercialisé
sous la dénomination 112 STSR par QUAKER(2).
On pulvérise également sur une troisième partie des éprouvettes une ëmulsion aqueuse contenant 3%
en volume de phase huileuse constituëe par le produit commercialisê sous la dénomination RC 3058 par CRODA
CHEMICALS (3). Ce produit, connu pour ses propriétés anticorrosion, est constitué essentiellement d'amines.
Une éprouvette n'ayant subi aucun traitement contre la corrosion sert d'échantillon témoin(4).
Toutes les éprouvettes sont sêchéés é l'aide ~49J~~~
de sécheurs à air chaud dont la température est également de 90°C.
Les éprouvettes sont alors exposées aux conditions atmosphériques dans une halle de stockage à
5 une température de l'ordre de 30°C et une humidité
relative de l'ordre de 70%.
Pendant plusieurs jours on observe les différentes éprouvettes en prenant en compte l'aspect de la corrosion en fonction du temps. L'aspect de la 10 corrosion est relevé sur une échelle de cotation allant de 1 à 4, le coefficient 1 étant attribué à une ëprou-vette sur laquelle les premières piqûres apparaissent, le coefficient 4 correspondant à toute la surface corrodée.
La courbe représentêe à la figure annexée représente l'évolution comparêe de la corrosion au cours du temps pour les quatre essais.
Les résultats das ossais montrent la supério rit6 des produits conformes à l' invention sur un inhibi Leur de corrosion classique tel que 1e RC 305, le processus de dëgradation des tôles s'engageant très rapidement avec ce dernier.
Les tôles revêtues du film sec anticorrosion selon l'invention peuvent subir sans dégraissage prêala b1e les opérations de revêtement du type galvanisation au trempé, mise en peinture ou émaillage, tout en bénéficiant d'une très bonne protection anticorrosion et ceci même après une longue période de stockage. De plus, le dégraissage des tôles reste très aisé après un stoclcage prolongë.

Claims (16)

1. Procédé de protection temporaire contre la corrosion d'une pièce métallique décapée, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à:
(a) sécher ladite pièce métallique décapée, (b) appliquer sur une partie au moins de ladite pièce métallique une émulsion obtenue par dispersion dans de l'eau de 3 à 13% en volume d'une phase huileuse comprenant de 75 à 90% en volume d'au moins une huile minérale, de 5 à 10% en volume d'au moins un agent tensioactif et de 5 à 15% en volume d'au moins un inhibiteur de corrosion, (c) sécher ladite pièce métallique revêtue par chauffage à une température comprise entre 70°C et 100°C jusqu'à obtention d'un film sec, ledit film sec comprenant 300 à 800 mg/m2 de produit déposé.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le séchage de la pièce métallique à l'étape (a) est réalisé par chauffage à une température comprise entre 30 et 90°C.
3. Procédé selon la revendication 1 dans lequel l'huile minérale de la phase huileuse et une huile de type paraffinique.
4. Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que l'agent tensioactif de la phase huileuse est un tensioactif de type polyoxyéthylénique.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'inhibiteur de corrosion de la phase huileuse est un acide carboxylique, un alkyl-sulfonate de baryum ou de sodium ou un sel d'amine et d'acide gras.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'émulsion aqueuse est appliquée par pulvérisation.
7. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la pièce métallique est séchée à l'étape (a) pendant un temps compris entre 2 et 20 secondes.
8. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la pièce métallique est séchée à l'étape (c) pendant un temps compris entre 2 et 20 secondes.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la pièce métallique est une tôle métallique, le film sec étant formé sur une face au moins de ladite tôle.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la phase huileuse est constituée de PREVOX 6767®.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la phase huileuse est constituée de 112 STS®.
12. Tôle métallique revêtue d'un film sec de protection contre la corrosion obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.
13. Utilisation d'une tôle métallique selon la revendication 12, pour l'application directe sur ladite tôle d'un revêtement sans dégraissage préalable.
14. Utilisation d'une tôle selon la revendication 13, pour mise en peinture sans dégraissage préalable.
15. Utilisation d'une tôle selon la revendication 13, pour émaillage sans dégraissage préalable.
16. Utilisation d'une tôle selon la revendication 13, pour galvanisation au trempé sans dégraissage préalable.
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