La bobine d'acier Galvalume, développée par Bethlehem Steel en 1972, combine la résistance à la corrosion de l'aluminium avec la protection sacrificielle du zinc, offrant une durée de vie environ deux à quatre fois plus longue que l'acier galvanisé traditionnel. Sa durabilité le rend efficace pour les toitures, les revêtements extérieurs et diverses applications de construction.
Ce matériau polyvalent est essentiel dans la construction, la fabrication, les projets architecturaux, les pièces automobiles, les équipements agricoles et les systèmes CVC, offrant une protection améliorée contre les intempéries et la corrosion.
Composition et propriétés de la bobine d'acier Galvalume
Le substrat en acier est recouvert d'un alliage protecteur composé principalement de 55 % d'aluminium, 43.4 % de zinc et 1.6 % de silicium. Cet alliage de revêtement est essentiel pour conférer aux bobines d’acier Galvalume leurs propriétés de résistance à la corrosion.
Tableau de composition du revêtement :
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Élément |
Pourcentage |
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Aluminium |
55% |
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Zinc |
43.4% |
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Silicone |
1.6% |
La microstructure du revêtement joue également un rôle essentiel dans la performance des bobines d'acier Galvalume, notamment en matière de protection. L'aluminium constitue une barrière contre la corrosion, tandis que le zinc agit activement pour protéger l'acier là où il est exposé, comme au niveau des bords coupés. Le silicium améliore la durabilité du revêtement, permettant au produit de résister aux environnements difficiles.
Les propriétés conférées par cet alliage incluent une haute résistance à la corrosion, qui surpasse l'acier galvanisé en termes d'épaisseur. De plus, il offre une excellente réflectivité thermique et peut résister à des températures élevées sans décoloration.
Microstructure du revêtement (principe de résistance à la corrosion)
Le revêtement Al-Zn à 55 % sur l'acier Galvalume présente une microstructure comprenant deux phases principales : une phase dendritique riche en aluminium et une région interdendritique riche en zinc. La phase dendritique se forme d'abord lors de la solidification, suivie par les zones interdendritiques à mesure que la concentration en zinc augmente. L'origine spécifique de ces phases concerne le diagramme de phases aluminium-zinc.
De plus, la microstructure contient de petites aiguilles de silicium et une couche intermétallique à l'interface avec l'acier. La microstructure unique, comportant un réseau de régions riches en zinc, est cruciale pour la résistance à la corrosion du revêtement, qui est renforcée par un labyrinthe de ces régions créé lors du refroidissement après le processus d'immersion à chaud.
Source: https://www.galvinfo.com/wp-content/uploads/sites/8/2017/05/GalvInfoNote_1_4.pdf
Espérance de vie de Galvalume
Les bobines d'acier Galvalume sont résistantes à la corrosion et à la rouille, ce qui signifie qu'elles peuvent durer plusieurs décennies, même dans des environnements difficiles. Selon les recherches, le galvalume a prouvé ses performances exceptionnelles en Amérique du Nord, qui est sujette à des conditions extrêmes telles que l'hiver et les pluies acides.
Les tests d'exposition à l'extérieur sur des installations réelles de construction prouvent que les tôles et bobines d'acier Galvalume sont plus résistantes et ont une meilleure résistance à la corrosion que les tôles zinguées avec la même épaisseur de revêtement dans les mêmes conditions difficiles. La durée de vie de l'acier peut atteindre en moyenne jusqu'à 35 ans sans entretien régulier.
Source: https://sadofascoprod.blob.core.windows.net/media/clhmvpyk/amd-0621-galvalume-brochure-update-en.pdf
Le test a également révélé que la durée de vie du Galvalume pouvait atteindre 40 à 60 ans en milieu rural comme en milieu industriel. L'étude consiste en des tests atmosphériques au cours desquels les chercheurs ont utilisé des échantillons de coupons plats sur une période de 17 ans au Canada et de plus de 36 ans aux États-Unis.
Cependant, la durée de vie réelle peut varier considérablement en fonction de plusieurs facteurs :
Conditions environnementales:
– L'exposition à des conditions météorologiques difficiles, telles qu'une humidité élevée, des brouillards salins dans les zones côtières, des polluants industriels et des températures extrêmes, peuvent affecter la longévité de l'acier Galvalume.
Épaisseur de revêtement:
– L’épaisseur du revêtement Al-Zn influence directement la durabilité de la bobine d’acier. Un revêtement plus épais conduit généralement à une durée de vie plus longue.
Qualité d'installation :
– Une installation et un entretien appropriés sont cruciaux pour maximiser la durée de vie des structures en acier Galvalume. Une installation incorrecte peut entraîner une panne prématurée.
Processus de fabrication
Préparation de surface:
Avant l'application du revêtement, la surface de la bobine d'acier doit être soigneusement nettoyée pour éliminer toute huile, saleté ou tartre. Cela se fait généralement à l'aide d'un bain acide (décapage) suivi d'un rinçage puis d'un traitement chimique pour améliorer l'adhérence du revêtement.
Revêtement Galvalume :
La bobine d’acier propre passe ensuite dans un bain de Galvalume fondu. Ce processus est connu sous le nom de galvanisation à chaud. La bande d'acier traverse le bain fondu et sort de l'autre côté, où l'excès de revêtement est éliminé par des lames d'air ou par essuyage mécanique.
Refroidissement et solidification :
Une fois l'excès de revêtement retiré, la bande d'acier revêtue est refroidie, permettant au revêtement Galvalume de se solidifier et de se lier à la surface en acier.
Traitement de surface:
L'acier revêtu peut subir des traitements de surface supplémentaires, tels qu'un huilage ou une passivation, pour améliorer la résistance à la corrosion ou améliorer l'adhérence de la peinture. Ces traitements peuvent également aider à prévenir d’éventuelles taches de stockage ou empreintes digitales pendant la manipulation et le transport.
Recul :
Une fois l'inspection et tous les traitements supplémentaires terminés, la bobine d'acier Galvalume est reculée. Cela implique d'enrouler la bande d'acier sur une grande bobine ou un mandrin pour créer une bobine de la taille et du poids souhaités pour l'expédition et le traitement ultérieur.
Normes et spécifications
A. Aperçu des normes internationales pour les bobines d'acier Galvalume
Les bobines d'acier Galvalume sont soumises à diverses normes internationales qui précisent les propriétés et les exigences de qualité des produits en acier revêtu. ASTM A792 est une norme importante établie par l'American Society for Testing and Materials, qui décrit les spécifications des tôles d'acier revêtues d'un alliage Al-Zn à 55 %. La norme EN 10346, établie par le Comité européen de normalisation, détaille également les exigences relatives aux produits plats en acier revêtus à chaud en continu.
B. Caractéristiques du poids et de l'épaisseur du revêtement
Le poids du revêtement des bobines d'acier Galvalume est défini avec précision dans les normes pour garantir la durabilité et la résistance à la corrosion. Par exemple:
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Standard |
Désignation du revêtement |
Total des deux côtés (g/m²) |
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ASTM A792 |
AZ50, AZ55, AZ60 |
150, 165, 180 |
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EN 10346 |
ZA255, ZA275, ZA300 |
255, 275, 300 |
Processus de test et de certification
Pour vérifier que la bobine d'acier Galvalume répond aux normes requises, elle est soumise à des tests rigoureux, qui comprennent :
- Tests d'adhésion: Pour évaluer l'adhérence du revêtement sur le substrat en acier.
- Essais de résistance à la corrosion: Comme les tests au brouillard salin pour mesurer la résistance du matériau à l'oxydation.
- Essais de traction: Pour déterminer la résistance mécanique de l'acier.
Applications de la bobine d'acier Galvalume
Bâtiment et construction:
– Matériaux de toiture : L’acier Galvalume est souvent utilisé pour les toitures résidentielles, commerciales et industrielles en raison de sa durabilité et de sa résistance à la corrosion.
– Bardage mural : En tant que couche de protection extérieure des bâtiments, il allie résistance et esthétique.
– Sections structurelles : Il est utilisé pour les structures de charpente et de support en raison de sa solidité et de sa résistance à la dégradation environnementale.
– Gouttières et descentes pluviales : Sa résistance à la corrosion le rend adapté aux systèmes de récupération des eaux pluviales.
Équipement agricole :
– Trémies et silos à grains : Le revêtement protecteur de l’acier Galvalume est bénéfique pour le stockage des céréales et autres produits agricoles, car il résiste à la corrosion causée par les éléments naturels.
– Granges et refuges pour animaux : Ces structures bénéficient de l’utilisation de matériaux durables comme l’acier Galvalume.
Comparaison avec l'acier galvanisé
A. Caractéristiques matérielles
Les bobines d'acier Galvalume et l'acier galvanisé sont tous deux des produits en acier revêtu connus pour leur durabilité et leur protection contre la corrosion. Le Galvalume est recouvert d'un alliage de zinc, d'aluminium et de silicium, tandis que l'acier galvanisé est recouvert uniquement de zinc. L'aluminium du Galvalume offre une meilleure douceur de surface et une meilleure réflexion de la chaleur, conduisant à une résilience à la température plus élevée que l'acier galvanisé.
B. Différences en matière de protection contre la corrosion
La couche protectrice des bobines Galvalume se compose de :
- 55 % d'aluminium : Fournit une barrière de protection contre la corrosion.
- 43.4% Zinc : Offre une protection galvanique à l'acier.
- 1.6% de Silicium : Améliore l'adhérence et la durabilité du revêtement.
En comparaison, le revêtement uniquement en zinc de l'acier galvanisé offre principalement une protection galvanique qui est efficace mais peut s'éroder avec le temps, conduisant à une rouille potentielle.
C. Contraste des applications
Galvalume est optimal pour les applications de toiture, de bardage et de boiseries, où une protection durable est cruciale, en particulier dans les environnements difficiles. En revanche, l’acier galvanisé est couramment utilisé dans les applications intérieures ou dans les environnements comportant moins d’éléments corrosifs, comme les charpentes dans la construction.
D. Considérations économiques et d'efficacité
Bien que le coût initial du Galvalume puisse être plus élevé que celui de l'acier galvanisé, sa longévité et sa durabilité peuvent entraîner une réduction des coûts d'entretien et de remplacement au fil du temps. Les propriétés réfléchissantes du Galvalume peuvent également entraîner des économies d'énergie.
E. Avantages esthétiques et de conception
L'acier Galvalume a un aspect distinct, lisse et pailleté qui est souvent considéré comme plus esthétique que la finition mate de l'acier galvanisé. Cela peut constituer un facteur de conception important lorsque l’acier exposé fait partie de la considération architecturale.
Spécifications et épaisseur du produit
L'épaisseur de la bobine varie en fonction de son application et des besoins du client. La plage d’épaisseur courante est répertoriée ci-dessous :
- 0.15 mm à 1.5 mm pour les applications standards
- 1.6 mm à 2.0 mm pour les utilisations structurelles
Les bobines d'acier Galvalume sont disponibles en plusieurs qualités, qui répondent à différents environnements et objectifs, décrits comme suit :
- Qualité commerciale (CS Types A, B ou C) : Convient pour un formage modéré.
- Acier de formage (type FS) : conçu pour les applications de formage plus sévères.
- Catégories structurelles (33/37/40/50/80) : utilisées dans les applications porteuses.
Les poids de revêtement sont un autre aspect crucial, communément exprimés entre AZ50 et AZ150 (ce qui signifie respectivement 0.50 à 1.50 onces de revêtement par pied carré). Cela dénote la durabilité et la durée de vie du matériau.
Tailles de bobines :
- Largeur : varie de 600 mm (23.6 pouces) à 1500 59.1 mm (XNUMX pouces)
- Diamètre intérieur : Standard à 508 mm (20 pouces) ou 610 mm (24 pouces)
- Diamètre extérieur : généralement jusqu'à 2000 78.7 mm (XNUMX pouces)
Autres noms
La bobine d'acier Galvalume est connue sous plusieurs autres noms, selon le fabricant ou la région. Quelques noms alternatifs :
Aluzinc : Il s'agit d'un nom commun utilisé pour les bobines d'acier Galvalume en Europe et dans certaines régions d'Asie. Le nom est dérivé de la combinaison d’aluminium et de zinc dans le revêtement.
Zincalume : Zincalume est une marque déposée de BlueScope Steel, une société australienne. Il s'agit essentiellement du même produit que Galvalume, avec une composition de revêtement de 55 % d'aluminium, 43.5 % de zinc et 1.5 % de silicium.
Acier revêtu d'Al-Zn : Il s'agit d'un nom générique pour les bobines d'acier recouvertes d'un alliage aluminium-zinc, qui comprend le Galvalume.
Acier revêtu d'un alliage d'aluminium et de zinc : Il s'agit d'un autre nom générique pour les bobines d'acier recouvertes d'un alliage aluminium-zinc, dont le Galvalume.
Galval : Galval est un autre nom utilisé pour les bobines d'acier Galvalume, en particulier dans certaines régions d'Europe.
Galvalume Plus : Galvalume Plus est une variante de la bobine d'acier Galvalume qui comporte un revêtement acrylique transparent supplémentaire appliqué sur le revêtement Galvalume pour une protection supplémentaire et une esthétique améliorée.
Conclusion
Les bobines d'acier Galvalume offrent des avantages distinctifs qui jouent un rôle déterminant dans leur utilisation généralisée dans les secteurs de la construction et de la fabrication. Son revêtement en alliage, composé principalement d'aluminium, de zinc et de silicium, offre une résistance exceptionnelle à la corrosion, ce qui en fait un choix supérieur pour les applications de toiture et de bardage. De plus, l’efficacité énergétique qu’elle confère aux bâtiments, grâce à ses propriétés réfléchissantes, peut être essentielle pour réduire les coûts énergétiques globaux.
