Préparation de surface

Qu’est-ce que la préparation de surface ?

La préparation de surface est la toute première étape de traitement d’une surface métallique (ou autre) avant l’application de tout revêtement. Elle consiste à nettoyer la surface de tout contaminant, comme l’huile, la graisse, la rouille non adhérente et autres calamines, puis à créer un profil adéquat sur lequel la peinture ou un autre revêtement fonctionnel pourra adhérer. Elle est essentielle dans toute application de revêtement afin d’assurer une adhérence durable des revêtements de protection – que ce soit par pulvérisation, par trempage à chaud, etc. – et de prévenir la corrosion. Le décapage par abrasion est un procédé très efficace et économique, et possiblement la meilleure technologie de préparation de surface. Il consiste à projeter un média abrasif sur une surface métallique au moyen d’un système de sablage à haute pression afin de créer un profil de rugosité favorisant l’adhérence de la peinture ou d’un autre revêtement fonctionnel. Sans une préparation de surface adéquate, un revêtement peut s’écailler ou se décoller lorsqu’il est exposé à des conditions sévères (froid, chaleur, frottement ou friction) et échouer. Le décapage par abrasion n’est pas nécessairement le seul procédé utilisé pour obtenir la propreté de surface requise. Dans certains cas, un nettoyage supplémentaire de la surface au solvant ou avec un autre produit chimique peut être nécessaire.

Applications

En général, il existe trois étapes où une surface métallique ou une structure en acier nécessite une préparation de surface avant l’application d’un revêtement :

• Fabrication d’un produit métallique
• Travaux d’entretien sur une structure en acier ou une surface métallique existante
• Ébavurage des arêtes de pièces métalliques moulées sortant des alumineries, fonderies et forges, etc.

Le traitement de surface des produits nouvellement fabriqués se déroule généralement dans un environnement très contrôlé – que ce soit dans des cabinets de sablage manuelles ou automatisées, ou dans une chambre de sablage. De plus, diverses pièces et composantes de grandes structures peuvent être traitées individuellement avant l’assemblage sur le chantier. À cette étape précise, la préparation de surface et le procédé de revêtement sont essentiels pour assurer une longue durée de vie aux produits ou aux structures en acier. Les travaux d’entretien sur des surfaces métalliques existantes peuvent être beaucoup plus complexes – surtout sur de grandes structures déjà assemblées, comme les navires, les ponts et les ouvrages de génie civil. Pour ces applications, un sableur portatif est généralement amené sur place et les opérateurs doivent composer avec des conditions météorologiques non contrôlées. Comme mentionné précédemment, exposer des surfaces métalliques à l’humidité alors qu’elles ne sont pas encore revêtues peut entraîner une corrosion très rapidement. Par conséquent, la planification du projet en fonction de la météo peut devenir une tâche très difficile. Heureusement, certaines spécifications de revêtement n’exigent pas une surface métallique entièrement mise à nu pour assurer une bonne adhérence du revêtement subséquent. Parfois, le retrait de la première couche de revêtement peut suffire à assurer une adhérence adéquate. Le sablage est une technique qui combine efficacité, performance et précision. Pour ces raisons, elle est largement utilisée dans une variété d’applications, des plus simples aux plus complexes.

Normes et exigences

Les fabricants de peinture et de revêtements précisent généralement les exigences minimales pour que leurs produits adhèrent correctement. En préparation de surface, les mêmes normes que celles utilisées en décapage par projection abrasive s’appliquent quant au niveau de propreté de la pièce. Toutefois, l’exigence va plus loin avec l’ajout du profil d’ancrage – le niveau de rugosité de surface à atteindre. Le profil d’ancrage correspond essentiellement aux pics et aux vallées d’une surface donnée, observés à l’échelle microscopique. Le profil s’exprime en millimètres, microns ou mils et se mesure par la profondeur des vallées par rapport à la surface moyenne. Il est extrêmement important de respecter les exigences indiquées dans les spécifications de revêtement du travail, car des surfaces imparfaites peuvent entraîner une défaillance prématurée de la peinture. À l’inverse, un profil d’ancrage trop agressif augmentera les coûts de production en exigeant davantage de produit de revêtement et plus de temps d’application.

Comment évaluer si la préparation de surface métallique répond aux exigences ?

Comme mentionné dans l’application décapage par abrasion, un test de chlorures et/ou une loupe sont utilisés pour évaluer si la surface respecte ou non les normes de nettoyage établies par la Society for Protective Coatings (SSPC) et la norme internationale NACE. De plus, le profil d’ancrage et le niveau de « rugosité » d’une surface donnée peuvent être contrôlés afin d’optimiser l’adhérence des revêtements. Il existe plusieurs méthodes pour mesurer ou évaluer la distance entre les pics et les creux d’une surface décapée par abrasion. Les méthodes les plus courantes sont les plaques comparatrices, les comparateurs à cadran et les rubans de réplique.

Plaque comparatrice	Comparateur à cadran	Ruban de réplique

La plaque comparatrice est très simple et facile à utiliser. Elle comporte généralement quatre segments présentant différents degrés de rugosité et un trou central. Il faut placer la plaque comparatrice sur une surface décapée, puis frotter le bout du doigt à la fois sur la surface décapée et sur la plaque comparatrice afin de comparer les deux surfaces. Des comparaisons visuelles et tactiles sont effectuées pour évaluer la qualité de la surface décapée. Le comparateur à cadran utilise une jauge à aiguille étalonnée pour mesurer la profondeur des pics d’une zone donnée en effectuant une série de mesures (un échantillon) à différents endroits de la pièce. La moyenne des différentes mesures de l’échantillon correspond à la valeur du profil d’ancrage. Le nombre de mesures requises pour l’échantillon dépend des spécifications du fabricant de revêtement pour une application donnée. Le ruban de réplique implique l’utilisation d’un film plastique à deux couches – une couche compressible et une couche de mousse incompressible de 50 µm d’épaisseur. La couche compressible est placée sur la surface d’acier décapée, puis frottée avec un outil à extrémité arrondie jusqu’à ce que la surface se conforme à celle de l’acier. Le ruban est ensuite retiré et mesuré à l’aide d’un comparateur à cadran.

Médias abrasifs utilisés en décapage par abrasion pour la préparation de surface

Abrasif angulaire	Abrasif sphérique

La préparation de surface pour les revêtements épais ou à haut extrait sec, ou pour les revêtements métalliques projetés thermiquement, est généralement réalisée avec des médias abrasifs angulaires capables de pénétrer facilement la surface et de créer des pics. Les revêtements de peinture en film mince, en revanche, nécessitent une surface grenaillée avec des pics d’amplitude moins agressive – ce qui est généralement obtenu en utilisant des médias abrasifs sphériques. Une vaste gamme de médias est disponible pour effectuer la préparation de surface – métalliques (grenaille d’acier, grit d’acier, acier inoxydable, etc.) ou non métalliques (scories, oxyde d’aluminium, grenat, olivine, etc.). Le type d’abrasif le plus approprié dépend de plusieurs facteurs :

• Pièce à décaper – Les médias abrasifs utilisés en préparation de surface sont souvent plus durs que la surface à préparer. Sinon, le média se fragmentera simplement au contact de la pièce et se transformera en poussière, ce qui entraînera un procédé improductif et coûteux.
• Type de revêtement subséquent – Les revêtements de peinture épais ou à haut extrait sec et les revêtements métalliques projetés thermiquement nécessitent un profil de surface angulaire grossier pour adhérer correctement, tandis que les revêtements de peinture en film mince, comme les apprêts de préfabrication, exigent une surface grenaillée.
• Profil d’ancrage à atteindre – Si les pics sont trop profonds, cela exigera trop de revêtement et de temps. Toutefois, si les pics ne sont pas assez profonds, le revêtement pourrait échouer.
• Équipement utilisé pour projeter l’abrasif – Les limites de l’équipement de sablage peuvent parfois imposer une sélection restreinte d’abrasifs. Par exemple, les systèmes à succion ne peuvent pas projeter des médias abrasifs plus lourds, comme le grit d’acier de grande taille MESH. En revanche, les systèmes à pression sont beaucoup plus puissants et peuvent gérer à peu près tous les médias disponibles sur le marché.
• Système de récupération du média en place – Un système de récupération du média permet des économies importantes sur la consommation d’abrasif en triant les bons médias réutilisables de la poussière et des particules fines improductives. Lorsqu’un système de recyclage est en place, il est préférable d’utiliser des substrats métalliques – ils sont plus coûteux à l’achat, mais peuvent être réutilisés encore et encore. Au final, ils deviennent compétitifs en prix par rapport aux médias « jetables », qui ne peuvent être utilisés qu’une seule fois.

Voici les formes de médias les plus couramment utilisées pour la préparation de surface :

• Grenaille d’acier
• Grit d’acier
• Oxyde d’aluminium
• Grenat GMA
• *JetMag
• *Scorie de charbon

*JetMag et la scorie de charbon sont des médias à faible recyclabilité. Toutefois, ils sont relativement peu coûteux et offrent de bonnes performances. Ils sont généralement utilisés pour des applications extérieures ou lorsque le média abrasif n’est pas récupéré en raison d’une contamination croisée. Consultez le guide Kresco Media Selection Guide afin de choisir le bon média pour votre application.