Le décapage par projection est une technique utilisée dans un large éventail d’industries, consistant à éliminer toute saleté ou calamine des objets métalliques par une action d’impact ou un matériau abrasif projeté sur leur surface.
Bien que cela puisse sembler très courant et facile à réaliser, un décapage par projection efficace implique une combinaison d’actions agressives et douces qui peuvent rapidement éliminer les résidus indésirables du matériau sans altérer ni modifier sa surface.
Le décapage par projection ne doit pas être confondu avec la préparation de surface et d’autres applications courantes du sablage au jet dans lesquelles la surface peut être modifiée, martelée, formée ou compressée par rapport à sa structure d’origine.
Le nettoyage abrasif, ou nettoyage par projection, est le procédé consistant à éliminer toute saleté visible, rouille, corrosion, accumulation de carbone, oxydes, peinture, revêtement fonctionnel, calamine, poussière et autres résidus tenaces de la surface d’un objet, en projetant un média abrasif contre celle-ci par tout moyen contrôlé.
Les contaminants humides, tels que l’huile et la graisse, doivent être éliminés au lavage avec un nettoyant à solvant, et les pièces doivent être complètement séchées avant d’utiliser un équipement de nettoyage par projection. À défaut, le sablage humide peut être utilisé pour ce type d’application. Sinon, ces contaminants peuvent provoquer l’agglomération de l’abrasif et entraîner une défaillance de la machine dans les applications de sablage à sec.
Le nettoyage par projection est une application très courante du sablage au jet et peut intervenir à différentes étapes de la fabrication, de la maintenance ou du reconditionnement d’une surface métallique. Les fabricants et les entrepreneurs utilisent cette technique sur des pièces ou des structures en métal, fonte, plastique, béton, composite et autres matériaux.
Le nettoyage par projection consiste à propulser un média abrasif à grande vitesse – au moyen d’air comprimé dans le sablage au jet ou de turbines dans les grenailleuses à roue – sur la surface d’un matériau afin de déloger efficacement les résidus indésirables de la surface ou de ses cavités. Dans certains cas, le média se brise à l’impact (et devient de la poussière), mais il peut aussi rester intact et être réutilisé plus tard dans le procédé grâce à un système approprié de récupération du média. Les équipements de projection comprennent généralement des dépoussiéreurs qui captent et filtrent la poussière à la source afin d’éviter de contaminer les machines environnantes et l’environnement de travail.
Bien que l’objectif du nettoyage par projection ne soit pas de modifier la surface ni la forme d’une pièce, des procédés de nettoyage particulièrement agressifs ou utilisant des médias abrasifs anguleux et durs entraînent parfois la création de pics, une particularité de la préparation de surface.
Selon l’application, les pics causés par le nettoyage par projection peuvent être acceptables pour obtenir un nettoyage plus rapide, ou peuvent conduire au rejet de la pièce dans les procédés soumis à des exigences de qualité plus élevées.
Les surfaces métalliques sont soumises à différentes sources de contamination chimique. La plus évidente à laquelle nous pensons tous est la rouille. Toutefois, même si certains autres contaminants ne sont pas facilement visibles à l’œil nu, ils doivent tout de même être éliminés afin d’assurer une bonne adhérence du revêtement.
Rouille et corrosion : Les structures en acier sont chauffées à plus de 1 000 ºC lors de leur fabrication. Lorsqu’elles commencent à refroidir, la surface réagit très rapidement avec l’air ambiant (en particulier l’oxygène) et l’on peut voir apparaître la calamine. La calamine crée des fissures et, lorsque l’humidité présente dans l’air ambiant commence à les remplir, le processus de rouillage de la structure se déclenche. Avec le temps, la rouille commence à s’écailler, rendant la surface instable pour une bonne adhérence du revêtement. Même à un stade précoce de détérioration, la calamine peut affecter l’adhérence et doit être entièrement éliminée avant la mise en peinture.
Sel soluble : Outre la corrosion, la présence de sel soluble sur une structure peut affecter l’adhérence du revêtement. Les anciennes structures en acier présentant des signes de corrosion sont plus susceptibles de contenir des sels de sulfate ferreux et des chlorures de fer. Dans de nombreux cas, ces sels doivent également être éliminés avant l’application d’un revêtement dans le cadre de travaux de maintenance.
Contaminants humides : L’huile d’usinage ou de lubrification, la graisse et d’autres contaminants humides proviennent généralement des procédés de fabrication. Bien que ces contaminants n’affectent généralement pas négativement la structure métallique – en fait, ils agissent souvent comme agent de protection contre la corrosion et d’autres détériorations chimiques – ils doivent être complètement éliminés afin d’assurer une bonne adhérence du revêtement.
Les applications les plus courantes du nettoyage par projection sont :
Fabrication
Reconditionnement
Construction et génie civil
Les normes de préparation de surface ont été rédigées conjointement par les comités techniques de la Society for Protective Coatings (SSPC), de la NACE International Standard et de l’International Organization for Standardization (ISO). La plupart des normes définissent les exigences de propreté des métaux et du béton au moyen d’un nettoyage par projection à sec ou d’un nettoyage au jet d’eau avant l’application d’un revêtement de protection. Le niveau de propreté correspond à la quantité de contaminants tolérée pour une surface donnée.
Les normes les plus couramment utilisées en nettoyage par projection sont détaillées dans les tableaux ci-dessous.
* Normes conjointes élaborées conjointement par les trois détenteurs de droits d’auteur Certaines normes se rapportent à des procédés de nettoyage autres que le nettoyage abrasif par projection. Bien que le nettoyage par projection soit généralement plus efficace que d’autres techniques pour arracher la calamine, les taches et la rouille d’une pièce, le nettoyage au solvant est généralement privilégié pour éliminer les produits chimiques, la graisse et les sels solubles sur les surfaces métalliques, car ces contaminants peuvent affecter le fonctionnement des équipements de sablage au jet. Une combinaison de différentes méthodes peut être utilisée pour atteindre le niveau de propreté requis pour une application donnée.
ISO 8503-1:2012 Partie 1 : Spécifications et définitions des comparateurs de profil de surface ISO pour l’évaluation des surfaces nettoyées par projection abrasive.
Les prescripteurs de revêtements et de doublures, les responsables du contrôle qualité, les applicateurs et les inspecteurs utilisent ces normes pour définir si un procédé de nettoyage par projection a atteint son objectif ou ses exigences de procédé.
Obtenir un nettoyage par projection de haute qualité, 100 % exempt de contaminants, n’est pas toujours nécessaire. En fait, cela peut être coûteux et exige un équipement finement réglé avec un contrôle complet du procédé. Les fabricants de peintures et de revêtements spécifient généralement la norme minimale requise pour que leurs produits adhèrent correctement. Lorsqu’une remise en revêtement haute performance n’est pas requise, les normes SSPC-SP14 / NACE 8 (industriel) ou SSPC-SP6 / NACE 3 (commercial) s’appliquent généralement.
Assurez-vous de respecter les exigences de votre fournisseur de peinture ou de revêtement avant l’application – un procédé de nettoyage qui ne répond pas aux exigences minimales peut entraîner une défaillance prématurée de la peinture.
Gardez à l’esprit qu’une fois le procédé de nettoyage terminé, les pièces doivent être complètement séchées et un revêtement de protection doit être appliqué immédiatement. Sinon, une surface projetée exposée aux sels, à l’humidité, à la contamination ou à un environnement corrosif peut rouiller très rapidement.
En général, deux tests de mesure peuvent être utilisés pour évaluer la qualité d’une application de nettoyage par projection : le test des chlorures et le tableau de comparaison.
Il est extrêmement important d’éliminer tout résidu de sels chlorures à la surface d’une surface en acier avant l’application d’un revêtement. Les sels solubles – tels que les ions chlorure, sulfate ou nitrate – peuvent attirer l’humidité à travers la peinture et entraîner des défaillances prématurées du revêtement. À terme, le processus de corrosion se produira sur certaines zones de la surface d’acier non nettoyée si des résidus de sels solubles sont présents à des concentrations modérément élevées sur une surface en acier.
Malheureusement, le sablage abrasif n’élimine pas la contamination par sels solubles. Pire encore, une contamination croisée peut se produire entre les travaux lors de la réutilisation du média abrasif pour différentes applications.
La méthode la plus courante pour évaluer la présence de sels solubles sur une surface métallique est le test des chlorures au patch Bresle. Cette méthode est utilisée depuis plus de 20 ans pour mesurer la concentration de tous les sels solubles sur les surfaces d’acier conformément aux normes ISO 8502-6 et ISO 8502-9.
Le test des chlorures au patch Bresle consiste à mesurer la concentration de sels solubles sur une zone échantillon de la surface d’acier à l’aide d’un patch, d’une seringue, d’une petite quantité d’eau distillée et d’un appareil de mesure.
Étape 1 – Coller un compartiment de patch sur une zone échantillon de la surface d’acier.
Étape 2 – Ajouter une petite quantité d’eau (3 ml) et retirer l’air du compartiment du patch.
Étape 3 – Masser le compartiment d’eau pour dissoudre tous les sels solubles dans le mélange et laisser reposer 10 minutes. Pendant ce temps, une série répétée de retrait et de réinsertion de l’eau est recommandée afin de s’assurer que l’eau collecte tous les sels solubles.
Étape 4 – Prélever l’eau du compartiment du patch et ajouter quelques gouttes dans l’appareil de mesure afin de mesurer la conductivité électrique du mélange (l’eau salée étant hautement conductrice, le niveau de conductivité est corrélé pour obtenir la concentration de sels solubles).
Une autre méthode largement utilisée pour mesurer la propreté d’une surface métallique est le tableau de comparaison – aussi appelé méthode de la loupe ou méthode du tableau visuel. Cette méthode consiste à comparer la surface métallique traitée à des photographies de référence.
L’ISO 8501 est une norme illustrée présentant différents degrés de rouille et niveaux de propreté, bien qu’elle contienne aussi des descriptions textuelles des niveaux de propreté. La SSPC/NACE vend également des guides visuels pour une comparaison directe avec les surfaces.
La méthode est très simple. Comme le titre l’indique, les applicateurs doivent simplement comparer la surface métallique à une image de référence contenue dans la norme. L’utilisation d’une loupe éclairée est requise afin d’obtenir des comparaisons cohérentes et reproductibles. Le résultat de cette méthode peut varier d’un inspecteur à l’autre et reste sujet à interprétation, mais c’est la meilleure méthode trouvée à ce jour.
En nettoyage par projection, on utilise généralement des médias abrasifs à faible dureté afin d’éviter d’arracher ou d’ébrécher la pièce. Pour le sablage de précision, on utilise généralement une granulométrie très fine (MESH) – tandis que des particules de plus grande taille tendent à être plus efficaces en termes de cadence de production, elles peuvent aussi endommager la surface projetée. Pour choisir l’abrasif adapté à votre application, gardez à l’esprit la composition du matériau, l’état de surface et les types de contaminants présents sur la surface.
Billes céramiques et billes de verre sont les médias abrasifs les plus couramment utilisés pour le nettoyage par projection sur des surfaces métalliques présentant des niveaux de contamination moyens à faibles. Ces abrasifs ont la capacité d’éliminer efficacement les contaminants de la surface tout en préservant le matériau de base avec un minimum de dommages et de contamination. La forme sphérique de ces abrasifs est plus douce à l’impact que les médias anguleux, et ils se brisent généralement en poussière à l’impact – un compromis acceptable pour éviter d’endommager la surface de la pièce.
Pour un nettoyage par projection plus agressif, des minéraux durs – tels que GMA Garnet et JetMag – peuvent être utilisés pour arracher efficacement et rapidement les contaminants des surfaces. Ces médias ont une forme anguleuse, ce qui entraîne une action plus agressive à l’impact. Toutefois, ils peuvent aussi décaper ou endommager la surface lorsqu’ils sont utilisés sur un matériau inapproprié.
La fonte ou des alliages métalliques très durs peuvent être nettoyés avec des médias en acier tels que Steel Shot ou Steel Grit. En plus d’être très efficaces pour nettoyer une surface, les médias en acier ont aussi la capacité de résister aux impacts et de conserver leur forme, offrant une longue durée de vie dans un système en circuit fermé. En revanche, ils nécessitent un système puissant pour être utilisés correctement (les systèmes à vide ne sont généralement pas assez puissants pour traiter des médias abrasifs aussi lourds).
L’oxyde d’aluminium, un autre média de type anguleux, est très bon pour un léger ébavurage. Il présente également une excellente recyclabilité puisqu’il peut être réutilisé 10 à 12 fois dans le système de projection. Pour le nettoyage par projection d’objets délicats tels que des pièces plastiques et des moules, des matrices, des connexions électroniques et des cartes de circuits imprimés,
le média plastique de forme sphérique ou anguleuse est la meilleure option pour conserver les objets intacts. Notez que les médias plastiques sont généralement utilisés dans des procédés à relativement basse pression (30-50 psi).
Les médias organiques, tels que la coquille de noix, peuvent être utilisés sur des alliages qui ne peuvent pas être contaminés par des particules d’acier pouvant provoquer de la rouille, pour décaper la première couche de revêtement sur les sous-marins et les avions sans endommager des sous-couches coûteuses, et pour nettoyer des turbines et d’autres pièces délicates de moteurs. Les médias organiques sont également respectueux de l’environnement, biodégradables et sans danger pour la santé.
Consultez le guide de sélection des médias Kresco afin de choisir le média adapté à votre application.
Il existe plusieurs types d’équipements de projection pouvant être utilisés, selon la taille des pièces à nettoyer.
Les cuves de sablage constituent une forme d’équipement efficace, avec un encombrement très réduit, pouvant être utilisée avec pratiquement tout type de média abrasif directement sur le site d’une installation de projection.
Des équipements plus grands, tels que les salles de sablage, peuvent également fournir un environnement contrôlé pour le grenaillage industriel.
Les machines de projection automatisées peuvent également être utilisées pour obtenir des résultats et une productivité constants. Cet équipement est généralement alimenté par un compresseur d’air approprié capable de fournir une vitesse (CFM) suffisante à la sortie de la buse. L’utilisation d’équipements de sécurité tels que des masques respiratoires et des combinaisons de sablage est fortement recommandée afin de protéger l’opérateur contre les particules dangereuses en projection.
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