Pourquoi les tuyaux galvanisés rouillent-ils ?

Tuyau galvanisé L'acier galvanisé est un matériau de tuyauterie couramment utilisé dans la construction et l'industrie. Sa surface est recouverte d'une couche de zinc pour empêcher les éléments en fer à l'intérieur du tube en acier d'entrer en contact avec l'air extérieur et l'humidité, jouant ainsi un rôle anticorrosion et antirouille. Cependant, de nombreux utilisateurs ont constaté que les tubes en acier galvanisé peuvent encore rouiller lors de l'utilisation de tubes galvanisés. Alors, pourquoi le tube galvanisé rouille-t-il ? Quelle est la raison de la rouille des tubes galvanisés ? Et quel impact sa rouille aura-t-elle sur l'utilisation réelle ? Cet article expliquera ces problèmes en détail et j'espère qu'il vous sera utile.

Qu'est-ce qu'un tuyau galvanisé ?

Le tuyau galvanisé est un tuyau qui forme une couche anticorrosion en recouvrant une couche de zinc sur la surface du tuyau en acier pour améliorer la résistance à la corrosion du tuyau. Le but de la galvanisation est d'empêcher le tuyau lui-même de subir une corrosion oxydative due au contact avec des milieux tels que l'air et l'eau. En particulier dans l'utilisation d'environnements difficiles tels que l'humidité et le sel, la couche galvanisée offre une excellente protection.

Selon les différents procédés de galvanisation, les tubes galvanisés peuvent être divisés en tubes galvanisés à chaud et tubes électro-galvanisés.

• Tube galvanisé à chaud : Le procédé de galvanisation à chaud consiste à chauffer le tube en acier à une certaine température et à l'immerger dans un réservoir de zinc liquide. Grâce à des réactions chimiques, la couche de zinc se combine avec la surface du tube en acier pour former une couche d'alliage zinc-fer. La couche de zinc du tube galvanisé à chaud est plus épaisse, généralement jusqu'à 60-80 microns, et présente une bonne résistance à la corrosion.
• Tube électro-galvanisé : la couche de zinc est appliquée sur la surface du tube en acier par galvanoplastie ou pulvérisation. La couche de zinc du tube électro-galvanisé est relativement fine, généralement entre 5 et 15 microns. Bien que l'effet anticorrosion ne soit pas aussi bon que la galvanisation à chaud, l'uniformité de la couche de zinc peut être contrôlée pendant le traitement.

Le principe anticorrosion de la galvanisation

Le principe anticorrosion des tubes galvanisés repose sur l'effet « anode sacrificielle » du zinc. L'activité métallique de la couche de zinc est forte. Lorsque la surface du tube est exposée à l'environnement extérieur, le zinc subit d'abord une réaction d'oxydation pour former de la rouille de zinc (ZnO). Cette couche de rouille de zinc peut isoler une érosion supplémentaire de l'oxygène et de l'humidité et protéger le corps du tube en acier de la corrosion.

Pourquoi utiliser des tuyaux galvaniséss Rouiller?

Bien que la couche de zinc des tuyaux galvanisés puisse théoriquement empêcher efficacement la corrosion, la rouille peut néanmoins apparaître dans la pratique. Les raisons de la rouille des tuyaux galvanisés sont généralement les suivantes :

Dommages à la couche de zinc :

La couche protectrice de surface des tubes galvanisés est composée d'une couche de zinc. Si la couche de zinc est affectée par un impact mécanique, l'usure, les rayures et d'autres facteurs pendant l'utilisation, la couche de zinc peut tomber ou se casser, et la surface exposée du tube en acier est exposée à l'environnement extérieur et sujette à la corrosion. Cette situation est plus courante lors de l'installation de canalisations, en particulier dans des endroits tels que les coudes et les joints de tuyaux, où la couche de zinc est endommagée en raison d'un fonctionnement fréquent.

Problèmes de qualité de galvanisation :

L'effet anticorrosion des tubes galvanisés est directement lié à l'épaisseur et à l'uniformité de la couche de zinc. Si le processus de fabrication du tube galvanisé n'est pas qualifié, ce qui entraîne une épaisseur de couche de zinc inégale ou une mauvaise adhérence de la couche de zinc, cela peut entraîner l'exposition de certaines zones de la surface du tube en acier, augmentant ainsi le risque de corrosion.

• Épaisseur inégale de la couche de zinc : si l'épaisseur de la couche de zinc est inégale pendant le processus de galvanisation, les zones faibles sont sujettes à la corrosion.
• Mauvaise adhérence de la couche de zinc : la couche galvanisée n'est pas fermement liée à la surface du tuyau en acier et elle est facile à tomber sous l'action d'une force externe, provoquant la rouille du tuyau.
• Défauts du processus de galvanisation : Pendant le processus de galvanisation à chaud, si la température de la cuve de zinc est instable, le temps d'immersion est trop long ou trop court, la qualité de la couche de zinc diminuera et même des défauts se formeront à la surface du tuyau.

Influence des facteurs environnementaux :

La rouille des tuyaux galvanisés est également étroitement liée à l’environnement dans lequel ils se trouvent.

• Humidité et climat : Une humidité élevée et des conditions climatiques humides accélèrent le processus d'oxydation de la couche de zinc, en particulier lors de changements de température fréquents, la surface du tuyau est sujette à la condensation et à la formation de gouttelettes d'eau, accélérant encore la corrosion.
• Corrosion par brouillard salin : les canalisations situées près de la mer ou des zones salines-alcalines sont particulièrement sensibles à la corrosion par brouillard salin. Le brouillard salin adhère à la surface du tuyau, formant un environnement électrolytique qui rend la couche de zinc facilement corrodable, ce qui expose le métal de base et provoque la rouille.
• Environnement acide et alcalin : Les environnements contenant des gaz acides et alcalins tels que les zones industrielles et les usines chimiques accélèrent également la corrosion des tuyaux galvanisés. Les substances corrosives telles que les gaz acides, les sulfures et les chlorures ont un fort effet corrosif sur les tuyaux galvanisés.

Influence de la qualité de l'eau :

La qualité de l'eau est directement liée au taux de corrosion des tuyaux galvanisés. Dans certains environnements aquatiques hautement corrosifs (tels que les sources d'eau contenant des substances plus acides), même les tuyaux galvanisés sont difficiles à éviter la rouille.

• pH de l'eau : Le pH de l'eau affecte directement la vitesse de corrosion des tuyaux galvanisés. L'eau acide (valeur de pH inférieure à 7) a un fort effet corrosif sur la couche de zinc, provoquant sa dissolution.
• Eau dure et eau douce : l'eau dure contient plus de minéraux (tels que des ions calcium et magnésium). Le transport à long terme dans des tuyaux galvanisés peut facilement former du tartre sur la paroi interne du tuyau, favorisant la corrosion. L'eau douce est généralement plus active et réagit facilement avec le zinc, accélérant ainsi la dissolution du zinc. 
• Substances corrosives : Lorsque l'eau contient des substances corrosives telles que du sulfure et de l'ammoniac, le taux de corrosion des tuyaux galvanisés s'accélère et peut même provoquer de graves fuites de canalisations.

Corrosion électrochimique :

Le phénomène de corrosion électrochimique est provoqué par la différence de potentiel générée lorsque différents métaux entrent en contact dans un environnement électrolytique, ce qui entraîne la corrosion du métal. Dans le système de tuyauterie galvanisée, la corrosion électrochimique se produit principalement dans les situations suivantes :

• Contact de différents métaux : Lorsque le tuyau galvanisé est en contact direct avec d'autres métaux (tels que le cuivre, l'aluminium, etc.), en raison de l'existence d'une différence de potentiel, le zinc, en tant qu'anode sacrificielle, se corrodera avant les autres métaux, entraînant une corrosion accélérée du tuyau galvanisé.
• Joints de canalisations : Aux joints des canalisations, des tubes de protection des câbles et à d'autres endroits, des différences de courant ou de potentiel s'accumulent souvent, aggravant la réaction de corrosion.

Effet anodique sacrificiel affaibli de la couche de zinc :

Bien que l'effet d'anode sacrificielle du zinc puisse prévenir efficacement la corrosion, lorsque la couche de zinc est trop fine ou consommée prématurément dans un environnement corrosif, l'effet d'anode sacrificielle sera affaibli, entraînant l'exposition de la matrice du tube en acier, augmentant ainsi le risque de rouille.

• Épaisseur de la couche de zinc insuffisante : si la couche de zinc du tuyau galvanisé est trop fine, l'effet protecteur du zinc échouera rapidement et le processus de corrosion du tuyau en acier sera accéléré.
• Consommation prématurée de la couche de zinc : Lors d'une utilisation à long terme, en particulier dans un environnement hautement corrosif, la couche de zinc est consommée trop rapidement, l'effet d'anode sacrificielle est affaibli et la matrice du tube en acier est progressivement exposée.

Effets de la rouille sur les tuyaux galvanisés

1).Durabilité réduite des tuyaux :Une fois tuyaux galvanisés Les tuyaux rouillés réduisent leur capacité portante, leur résistance à la pression et aux chocs et leur durée de vie est considérablement raccourcie. Le vieillissement des tuyaux causé par la corrosion les rend incapables de résister aux contraintes dues à un débit d'eau à haute pression ou à d'autres conditions de travail, et ils sont faciles à rompre ou à fuir.

2).Pollution de l’eau :La pollution au zinc causée par la corrosion des tuyaux galvanisés peut avoir un impact négatif sur l'environnement. En particulier dans les réseaux d'approvisionnement en eau municipaux, les fuites de zinc peuvent entraîner une pollution de l'eau et affecter la sécurité de l'eau potable. De plus, les fuites de tuyaux rouillés peuvent provoquer une certaine pollution du sol et de la végétation environnants, affectant ainsi l'environnement écologique.

3). Menaces à la sécurité structurelle :La corrosion des tuyaux galvanisés affecte non seulement les tuyaux eux-mêmes, mais peut également affecter la structure porteuse des tuyaux. Par exemple, dans les domaines de l'électricité et des communications, les tuyaux galvanisés sont souvent utilisés pour soutenir et protéger les câbles. Si les tuyaux galvanisés sont fortement corrodés, cela peut provoquer la rupture des câbles ou endommager la couche protectrice extérieure, ce qui affecte à son tour la stabilité et la sécurité de l'ensemble du système.

Mesures anticorrosion pour les tuyaux galvanisés

Améliorer la qualité de la galvanisation

La conformité de l'uniformité, de l'épaisseur et de l'adhérence de la couche de zinc aux normes peut améliorer considérablement la capacité anticorrosion des tubes galvanisés. Pendant le processus de production, la température, la concentration et d'autres paramètres de processus de la solution de galvanisation doivent être strictement contrôlés pour garantir la qualité de la couche de zinc.

Prévenir les dommages mécaniques

Les dommages mécaniques et l'usure doivent être évités pendant le transport, l'installation et l'utilisation de la canalisation. Une fois que la surface du tube galvanisé est impactée, rayée ou heurtée, la couche de zinc est facilement endommagée, exposant le métal de base du tube en acier, ce qui est facile à provoquer de la corrosion. Par conséquent, soyez prudent pendant le processus d'installation pour éviter d'endommager la couche de zinc. Les dommages mécaniques peuvent être réduits par les mesures suivantes :

• Utiliser des matériaux d'emballage souples : pendant le transport et la manutention, utilisez des matériaux de protection souples tels que de la mousse, un film plastique, etc. pour envelopper le tuyau afin de réduire les collisions et les frottements.
• Évitez les chocs directs lors de l'installation : utilisez des outils d'installation professionnels tels que des supports de tuyaux et des colliers pour éviter les chocs directs sur le tuyau.

Revêtement anticorrosion et couche galvanisée supplémentaire

Pour les endroits où le tuyau en métal galvanisé est utilisé dans un environnement difficile, des revêtements anticorrosion supplémentaires peuvent être appliqués à l'extérieur du tuyau. Ces revêtements sont généralement constitués de matériaux tels que la résine époxy, le polyuréthane, le polyéthylène, etc., qui peuvent encore améliorer les performances anticorrosion et prolonger la durée de vie du tuyau galvanisé.

• Revêtement époxy : Il présente une bonne adhérence et une bonne résistance à la corrosion et convient aux environnements industriels exigeants.
• Revêtement en polyéthylène : Pour les tuyaux enterrés, le revêtement en polyéthylène peut empêcher efficacement l'intrusion d'humidité, de substances acides et alcalines et prévenir la corrosion.

De plus, dans certains cas particuliers, lorsque la couche de zinc est partiellement endommagée, la méthode de re-galvanisation peut être utilisée pour réparer la zone endommagée et restaurer la capacité anti-corrosion du tuyau.

Renforcer le contrôle environnemental

Lors de la sélection des tuyaux galvanisés, il est nécessaire de prendre en compte leur environnement d'installation. Pour les tuyaux exposés à des environnements humides, à forte teneur en brouillard salin, acides ou alcalins, il convient de sélectionner autant que possible des tuyaux présentant une résistance à la corrosion plus élevée ou de prendre certaines mesures pour contrôler l'environnement.

• Réduisez l'exposition aux zones à forte humidité : Par exemple, dans les zones humides ou les environnements en plein air, essayez de prendre des mesures pour réduire le temps et la zone d'exposition des tuyaux, comme la mise en place d'abris, de toits, etc.
• Améliorer les conditions de ventilation : En renforçant la circulation de l’air, réduire la rétention d’humidité à la surface du tuyau et ralentir la réaction de corrosion.

Inspection et entretien réguliers

Des inspections régulières permettent de détecter à temps les problèmes de corrosion et de prendre des mesures de réparation. Le contenu de l'inspection comprend l'intégrité de la couche de zinc, la présence éventuelle d'écaillement ou de fissures sur la surface et la présence éventuelle d'accumulation d'eau ou de tartre à l'intérieur du tuyau.

• Inspection régulière : Pour les tuyaux galvanisés exposés, des inspections peuvent être effectuées tous les six mois ou tous les ans, en particulier au niveau des joints de tuyaux, des coudes, des brides et d'autres pièces pour vérifier la corrosion ou les dommages.
• Inspection interne : Pour les tuyaux galvanisés enterrés ou qui ne peuvent pas être observés directement, l'état de la paroi intérieure du tuyau peut être compris grâce à une inspection endoscope, des tests par ultrasons et d'autres moyens.

Utiliser des inhibiteurs de corrosion

Dans certains systèmes de canalisations, notamment les canalisations d'eau ou de gaz, des inhibiteurs de corrosion peuvent être utilisés pour réduire l'apparition de la corrosion. Ces inhibiteurs inhibent généralement la progression des réactions de corrosion en modifiant l'environnement chimique à l'intérieur et à l'extérieur du tuyau.

• Traitement de la qualité de l’eau : Pour les tuyaux galvanisés dans les conduites d’eau, l’adoucissement de l’eau, l’élimination de l’oxygène dissous et des ions corrosifs dans l’eau et d’autres méthodes peuvent être utilisés pour réduire la possibilité de corrosion.
• Protection du gaz : Dans les canalisations de transport de gaz, certains gaz protecteurs peuvent être injectés pour modifier la composition ou la pression du gaz et ralentir la corrosion.

Sélectionnez des matériaux de canalisation appropriés

Pour les systèmes de canalisations exposés à des environnements extrêmes pendant une longue période, en plus des tuyaux galvanisés, d'autres matériaux de canalisations présentant une résistance à la corrosion plus élevée sont également disponibles. Par exemple, les tuyaux en PVC, les tuyaux en PE, les tuyaux en acier inoxydable, etc., ces matériaux ont une meilleure résistance à la corrosion que les tuyaux galvanisés et sont particulièrement adaptés à certaines applications spéciales.

• Tubes en acier inoxydable : L'acier inoxydable a une forte résistance à la corrosion et une longue durée de vie, et convient aux occasions nécessitant une résistance à la corrosion extrêmement élevée.
• Tubes PE, tubes PVC : Ces matériaux de tubes en plastique ont une bonne résistance à la corrosion et sont particulièrement adaptés au transport de fluides liquides tels que l'eau et le gaz.

La rouille des tuyaux galvanisés est un problème courant, mais grâce à une sélection de matériaux, une construction et un entretien raisonnables, la durée de vie des tuyaux galvanisés peut être efficacement prolongée.

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