ISO 14713:1999
(Main)Protection against corrosion of iron and steel in structures — Zinc and aluminium coatings — Guidelines
Protection against corrosion of iron and steel in structures — Zinc and aluminium coatings — Guidelines
Protection contre la corrosion du fer et de l'acier dans les constructions — Revêtements de zinc et d'aluminium — Lignes directrices
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14713
First edition
1999-03-01
Protection against corrosion of iron and
steel in structures — Zinc and aluminium
coatings — Guidelines
Protection contre la corrosion du fer et de l'acier dans les constructions —
Revêtements de zinc et d'aluminium — Lignes directrices
A
Reference number
ISO 14713:1999(E)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 14713:1999(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of
preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which
a technical committee has been established has the right to be represented
on that committee. International organizations, governmental and non-
governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in
the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this
International Standard may be the subject of patent rights. ISO shall not be
held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 14713 was prepared by the European
Committee for Standardization (CEN) in collaboration with ISO Technical
Committee TC 107, Metallic and other coatings, Subcommittee SC 4,
Hot-dip coatings (galvanized, etc.), in accordance with the Agreement on
technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
Throughout the text of this standard, read “.this European Standard.” to
mean “.this International Standard.”.
Annexes A to C of this International Standard are for information only.
Annex ZA provides a list of corresponding International and European
Standards for which equivalents are not given in the text.
© ISO 1999
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and
microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Switzerland
Internet iso@iso.ch
Printed in Switzerland
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
©
ISO ISO 14713:1999(E)
Contents
Page
1 Scope.1
2 Normative reference(s).1
3 Term(s) and definition(s) .1
4 Materials .2
4.1 Iron and steel substrates .2
4.2 Non-ferrous metals as coatings.2
5 Selection of zinc or aluminium coating system.3
6 Corrosion in different environments .3
6.1 Corrosion in the atmosphere .3
6.2 Corrosion in soil.4
6.3 Corrosion in water .4
6.4 Exceptional exposure (special cases).4
6.4.1 General .4
6.4.2 Chemical attack .4
6.4.3 Abrasion .5
6.4.4 Exposure to elevated and high temperature.5
7 Design of protective systems .5
7.1 General principles .5
7.2 Practical design.5
7.3 Tubes and hollow sections.6
7.3.1 General .6
7.3.2 Hot dip galvanized protection .6
7.3.3 Thermal spray protection .6
7.4 Connections.6
7.4.1 Fastenings to be used with thermal spray or hot dip coatings.6
7.4.2 Welding considerations related to coatings.6
7.4.3 Brazing or soldering.7
7.5 Zinc or aluminium coatings with an overcoating.7
Annex A (informative) Design for hot dip galvanizing of products.19
Annex B (informative) Design for thermal spraying on iron and steel substrates.32
Annex C (informative) Bibliography .38
Annex ZA (normative) References to international publications with their relevant European publications.39
iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
©
ISO 14713:1999(E) ISO
Foreword
The text of EN ISO 14713:1999 has been prepared by Technical Committee CEN/TC 262 "Metallic and other inorganic
coatings", the secretariat of which is held by BSI, in collaboration with Technical Committee ISO/TC 107 "Metallic and other
inorganic coatings".
This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an identical text or by
endorsement, at the latest by August 1999, and conflicting national standards shall be withdrawn at the latest by August 1999.
According to the CEN/CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the following countries are
bound to implement this European Standard: Austria, Belgium, Czech Republic, Denmark, Finland, France, Germany, Greece,
Iceland, Ireland, Italy, Luxembourg, Netherlands, Norway, Portugal, Spain, Sweden, Switzerland and the United Kingdom.
iv
---------------------- Page: 4 ----------------------
©
ISO ISO 14713:1999(E)
1 Scope
This European Standard constitutes guidelines containing general recommendations on the corrosion protection of iron and
steel structures, including connections, by zinc or aluminium coatings. Particular reference is made to hot dip coating and
thermal spraying on hot-rolled steel or cold-formed steel but these recommendations also apply to other zinc coatings
(electroplating, mechanical coating, sherardizing, etc.). Initial protection is covered in relation to:
a) available standard processes;
b) design considerations; and
c) environments of use.
These guidelines also consider the influence of the initial choice of aluminium or zinc coating in relation to the subsequent
application of paint or powder coatings.
These guidelines provide general recommendations and do not deal with the maintenance of corrosion protection in service
for steel with zinc or aluminium coatings; maintenance of corrosion protection will be covered in a separate document
(see ISO 12944-5).
Requirements specific to each type of metallic coating form the subject of specific standards. Requirements for metallic
coatings which are applied in the factory to certain products and which constitute an integral part of those products (e.g. nails,
fasteners, ductile iron pipes) are given in the corresponding product standards.
2 Normative reference(s)
This European Standard incorporates, by dated or undated reference, provisions from other publications. These normative
references are cited at the appropriate places in the text and the publications are listed hereafter. For dated references,
subsequent amendments to or revisions of any of these publications apply to this European Standard only when incorporated in
it by amendment or revision. For undated references, the latest edition of the publication referred to applies.
ISO 1461:1999, Hot dip galvanized coatings on fabricated iron and steel articles — Specification.
ISO 2063, Metallic and other inorganic coatings — Thermal spraying — Zinc, aluminium and their alloys.
ISO 2064, Metallic and other inorganic coatings — Definitions and conventions concerning the measurement of thickness.
ISO 2081, Metallic coatings — Electroplated coatings of zinc on iron or steel.
ISO 4998, Continuous hot-dip zinc-coated carbon steel sheet of structural quality.
ISO 9223, Corrosion of metals and alloys — Corrosivity of atmospheres — Classification.
ISO 12944-5, Paints and varnishes — Corrosion protection of steel structures by protective paint systems — Part 5: Protective
paint systems
EN 10142, Specification for continuously hot dip zinc coated low carbon steel sheet and strip for cold forming — Technical
delivery conditions.
EN 10147, Specification for continuously hot-dip zinc coated structural steel sheet and strip — Technical delivery conditions.
EN 10240, Internal and/or external protective coatings for steel tubes — Specification for hot dip galvanized coatingsapplied
in automatic plants.
3 Term(s) and definition(s)
For the purposes of this standard, the following definitions apply, together with those given in ISO 1461, ISO 2063 and
ISO 2064.
3.1
atmospheric corrosion
o o
corrosion caused by exposure to the atmosphere at temperatures between -55 C and +60 C
1
---------------------- Page: 5 ----------------------
©
ISO 14713:1999(E) ISO
3.2
elevated temperatures
o o
temperatures between +60 C and +150 C
3.3
exceptional exposure
special cases; exposure that substantially intensifies the corrosion exposure and/or places increased demands on the corrosion
protection system
3.4
life to first maintenance
the time interval that can elapse after initial coating before coating deterioration reaches the point that maintenance is necessary
to restore protection of the basis metal.
4 Materials
4.1 Iron and steel substrates
Steel can be hot-rolled or cold-formed. Hot rolling is used to produce the familiar angle, 'I', 'H' and other structural sections.
Some smaller structural sections, e.g. lattice trusses and cladding rails, and also cladding panels, are cold-formed.
Steel is basically an alloy of iron and carbon with other elements added depending on the required performance and processing
method. The metallurgical and chemical nature of the steel is irrelevant to protection by thermally sprayed coatings. In hot dip
galvanizing, the reactivity of the steel is modified by its chemical composition, particularly by the silicon plus phosphorus
contents (see ISO 1461:1999, annex C).
Cast and wrought irons are of various metallurgical and chemical compositions. This is irrelevant to protection by thermally
sprayed coatings but special comment is needed regarding the cast-irons most suitable for hot dip galvanizing as follows.
Grey iron castings: grey iron has a carbon content of greater than 2%, the majority of which is graphite in flake form.
Spheroidal graphite (SG) castings: similar to grey iron in many aspects of composition but with carbon present primarily
as graphite in spheroidal form initiated by additions of magnesium or cerium.
Malleable iron castings: blackheart, whiteheart and pearlitic. Toughness and workability are derived from annealing
processes and no primary graphite is permissible.
Conventional hydrochloric acid pickling does not remove mould-sand deposits, graphite or temper carbon from the surface of
cast-iron. Grit-blasting is necessary to remove these contaminants. Surface cleaning of complex shapes can be undertaken by
specialist galvanizing companies using hydrofluoric acid.
Care needs to be exercised in the design of cast-iron sections. Small castings of simple shape and solid cross-section do not
present problems for galvanizing provided that the material and surface condition are suitable. Larger castings should have a
balanced design with uniform section thicknesses to avoid distortion and cracking due to thermal stress. Large fillet radii and
pattern numbers should be used and sharp corners and deep recesses avoided.
The rough surface finish which castings tend to possess may result in thicker galvanized coatings than on rolled components.
4.2 Non-ferrous metals as coatings
Metal coating is an effective method of retarding or preventing corrosion of ferrous materials. Zinc and aluminium, or their
alloys with each other and with iron, are the most commonly used, usually as hot dip or thermally sprayed metallic coatings,
because they protect iron and steel both by barrier action and by galvanic action.
Corrosion of zinc, aluminium and their alloys is affected by the time for which they are exposed to wetness and contamination
of the surface, but the corrosion rates are much slower than for steel and often decrease with time; the relative importance of
different contaminants also changes.
These non-ferrous coatings may be left unmaintained if the total corrosion of the coating and the underlying iron or steel is
insufficient to affect the performance of the structure in its designed period of use. If a longer life in total is required,
maintenance of the coating should be by painting either initially or at least while some original coating remains.
2
---------------------- Page: 6 ----------------------
©
ISO ISO 14713:1999(E)
5 Selection of zinc or aluminium coating system
The zinc or aluminium coating system to be used should be selected taking the following items into account:
a) the general environment in which it is to be applied (see clause 6 and table 1);
b) local variations in the environment, including anticipated future changes and any special conditions;
c) the required life to first maintenance of the metal coating system (see table 2 under the applicable environment);
d) the need for ancillary components;
e) the need for painting, either initially or when the metal coating is approaching the end of its life to first maintenance to
achieve minimal maintenance cost;
f) the availability and cost;
g) if the life to first maintenance of the system is less than that required for the structure, its ease of maintenance.
The operational sequence for applying the selected system should be determined in consultation with the steel fabricator and
the metal coating system applicator.
NOTE 1 Additional information may be given in product specifications.
NOTE 2 Zinc-aluminium systems, both for hot dip coating (notably sheet and wire) and for thermal spraying are available in some
countries and for some articles but they are not universally available and — in common with other alloy coatings — are not listed in table 2.
6 Corrosion in different environments
6.1 Corrosion in the atmosphere
Table 1 gives basic groups of environments (related to ISO 9223). Where the relative humidity is below 60%, the corrosion rate
of iron and steel is negligible and it may not require metal coating, e.g. inside many buildings. Metal coating with or without
painting may however be required for appearance or for reasons of hygiene, e.g. in a food factory. When the relative humidity
is higher than 60% or where exposed to wet or immersed conditions or prolonged condensation then, like most metals, iron and
steel is subject to more serious corrosion. Contaminants deposited on the surface, notably chlorides and sulfates, accelerate
attack. Substances that deposit on the surface of the iron and steel increase corrosion if they absorb moisture or go into solution
on the surface of the iron and steel. The temperature also influences the corrosion rate of unprotected iron and steel and
temperature fluctuations have a stronger effect than the average temperature value.
The macro environment is best defined by scientific measurements (e.g. relative humidity, temperature, sulfate and chloride
deposition rates) but such data are often not available. The qualitative descriptions in table 1 and figure 1 have, therefore, been
developed in relation to the latest UN and other global studies. The underlying tendency for corrosion in different countries or
parts of countries is different, e.g. an 'industrial' atmosphere in Scandinavia or in Spain may be less corrosive than an 'industrial'
atmosphere in the UK. The corrosion rate for zinc and zinc alloy coatings has decreased substantially in the past 30 years and is
expected to continue to decrease in the atmosphere as a result of decrease in atmospheric pollution. Every effort should be
made to choose the atmospheric environmental category on the basis of known performance or sulfate or chloride levels: the
sulfur dioxide level is the most significant with zinc; in otherwise similar atmospheres, the rate of corrosion of zinc increases
linearly with increase in sulfur dioxide.
The micro environment, i.e. the conditions prevailing around the structure, is also important because it allows a more precise
assessment of the likely conditions than study of the basic climate alone. It is not always known at the planning stage of a
project. Every effort should be made to identify it accurately, however, because it is an important factor in the total
environment against which corrosion protection is required. An example of a micro climate is the underside of a bridge
(particularly over water).
The corrosion of steelwork inside buildings is dependent upon the internal environment but in 'normal' atmospheres, e.g. dry
and heated, is insignificant. Steelwork in the perimeter walls of buildings is influenced by the configuration within the perimeter
wall, e.g. steelwork in clear separation from the outer leaf of a wall comprising two parts separated by an air space is at less risk
of corrosion than steelwork in contact with or embedded in the outer leaf. Buildings containing industrial processes, chemical
environments, wet or contaminated environments should be given special consideration. Steelwork which is partially sheltered,
e.g. farm barns, aircraft hangars, should be considered as being subject to the exterior environment.
3
---------------------- Page: 7 ----------------------
©
ISO 14713:1999(E) ISO
6.2 Corrosion in soil
Corrosion in soil is dependent on the mineral content, the nature of these minerals and on the organic components, water
content and oxygen content (aerobic and anaerobic corrosion). Corrosion rates in disturbed soil conditions are usually higher
than in undisturbed soil.
Lime-containing soils and sandy soils (providing that they are chloride-free) are in general least corrosive, whilst clay soils and
clay marl soils are corrosive to a limited extent. In bog and peat soils, the corrosiveness depends on the total acid content.
Where major iron and steel structures such as pipelines, tunnels, tank installations, pass through different types of soil,
increased corrosion (pitting) can occur at isolated points (anodic areas) by the formation of differential aeration cells. For some
uses, e.g. earth reinforcement, a controlled backfill is used in conjunction with a metal coating.
Corrosion cells can also form at the soil/air and soil/ground water level interfaces, leading possibly to increased corrosion and
these areas should be given special consideration. Conversely, the application of cathodic protection for structures in soil (or in
water) can both modify the protective coating requirements and lengthen their life. Specialist advice should be sought for full
guidance on all conditions involved.
The factors influencing corrosion in soil make it impracticable to include simple guidance in table 2.
6.3 Corrosion in water
The type of water — soft or hard fresh water/brackish water/salt water — has a major influence on the corrosion of iron and
steel in water and the selection of protective metal coatings. With zinc coatings, corrosion is affected primarily by the chemical
composition of the water but temperature, pressure, flow rate, agitation and oxygen availability are all important. For example,
zinc should not be used in hot non-scale-forming waters; heavy corrosion of zinc can also occur in condensate, especially
o o o
between about 55 C and 80 C (e.g. in saunas). Otherwise, barrier protection can occur at all temperatures; below about 60 C,
zinc can also provide cathodic protection. The duration of life of zinc surfaces in cold scale-forming waters is usually higher
than in non-scale-forming waters (Ryznar's or Langelier's index should be used to calculate whether the water is scale-forming).
Choice of aluminium or zinc is often on the basis of pH value: aluminium for pH <5 or 6; zinc for pH >5 or 6 (depending on
other factors). Since the composition of non-saline waters can vary greatly, previous experience or expert advice should be
sought. For hot water, specialist advice should always be sought (see also for example DIN 50930-3:1991). Coatings used for
all structures (including pipes, fittings, tanks and tank covers) in contact with potable water should be non-toxic and should not
impart any taste or odour, colour or turbidity to the water, nor foster microbial attack. With tanks, if additional protection to hot
dip galvanizing is necessary, sufficient coats of high-build bitumen paint should be applied.
Zones of fluctuating water level (i.e., the area in which the water level changes as a result of natural fluctuations — e.g., tidal
movements, or artificial alteration of the water level in lock chambers or reservoirs) or splash zones should be given special
consideration as, in addition to water attack, there can also be atmospheric attack and abrasion.
The many factors affecting corrosion in fresh water make it impracticable to present simple tabular guidance in table 2. Some
guidelines for seawater are in table 2g) but it is emphasized that for all water exposures specialist advice should be sought for
full guidance on all conditions involved.
6.4 Exceptional exposure (special cases)
6.4.1 General
Because of the multiplicity of types of exceptional exposure/special cases, only a few samples are discussed in 6.4.2 to 6.4.4
and table 2 does not cover such effects.
6.4.2 Chemical attack
Corrosion is increased locally by pollution from industrial processes, notably by acids in the case of zinc coatings and by alkalis
in the case of aluminium coatings.
Many organic solvents have little effect on non-ferrous metals but specific advice should be sought for each chemical.
4
---------------------- Page: 8 ----------------------
©
ISO ISO 14713:1999(E)
6.4.3 Abrasion
Natural mechanical exposure can occur in waters by shifting of boulders, abrasion by sand, wave splashing, etc. Particles
entrained by the wind (for example sand) can also cause increased attack.
The non-ferrous metal coatings have much higher abrasion resistance (a factor of 10 or more) than most conventional paint
coatings. The zinc-iron alloys are particularly hard.
Areas walked on or driven on or which rub together can be subject to severe abrasion. Areas under coarse gravel are subjected
to severe erosion by impact and abrasion. The good bond between metal coatings and steel (particularly in hot dip galvanizing
and sherardizing where there is an alloying reaction) helps to limit such effects.
6.4.4 Exposure to elevated and high temperature
All the metal coatings described are usually suitable for elevated temperatures. Separate advice has to be sought regarding any
organic materials/coatings.
o o
Temperatures above 200 C are not considered in this International/European Standard. Temperatures between +200 C and
o
+500 C occur only under special conditions of construction and operation, e.g. in steel chimneys, flue gas ducts, gas take-off
mains in coking plants. Specialist advice should be sought for the coating of surfaces so exposed.
7 Design of protective systems
7.1 General principles
Design of structures and plant should influence the choice of protective system. It may be appropriate and economic to modify
the design to suit the preferred protective system.
Points a) to i) should be considered.
a) Safe and easy access for maintenance should be provided.
b) Pockets and recesses in which water and dirt can collect should be avoided; a design with smooth contours facilitates
application of a protective coating and helps to improve corrosion resistance. Corrosive chemicals should be directed
away from structural components, e.g. drainage tubes should be used to control de-icing salts.
c) Areas which are inaccessible after erection should be given a coating system designed to last the required life of the
structure.
d) If bimetallic corrosion is possible, additional protective measures should be considered (see PD 6484, British Standards
Institution, for example).
e) Where the coated iron and steel is likely to be in contact with other building materials, special consideration should be
given to the contact area; e.g. the use of paint, tapes or plastic foils should be considered.
f) Hot dip galvanizing, sherardizing, mechanical coating or electroplating can be provided only in works; thermal spraying
and zinc flake coating can be applied in works or on site. When paint is to be applied to a metal coating the application is
more readily controlled in works but, where there is a likelihood of substantial damage occuring during transportation and
erection, specifiers may prefer to apply the final paint coat on site.
Where the total system is applied off-site, the specification has to cover the need for care at all stages to prevent damage
to the finished iron and steel and set out repair procedures to the coating once the steelwork is erected.
g) Hot dip galvanizing (in accordance with ISO 1461) or thermal spraying (in accordance with ISO 2063) should take place
after bending and other forms of fabrication.
h) Methods of marking parts prior to coating.
i) Precautions required to minimize the likelihood of deformation during processing or subsequently.
7.2 Practical design
Design practice for hot dip coating differs from that for thermal spray coatings. Annex A provides guidance on design for hot
dip coatings and annex B for thermally sprayed coatings. These supplement the general principles of good design for steel
structures.
Design should be discussed with the hot dip galvanizer at an early stage in order that stresses introduced during fabrication may
be balanced where possible. Some stresses in the basis metal will be relieved during the hot dip galvanizing process and this
could cause deformation of the coated article.
5
---------------------- Page: 9 ----------------------
©
ISO 14713:1999(E) ISO
Design for electroplating with zinc follows the general design principles for electr
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 14713
Première édition
1999-03-01
Protection contre la corrosion du fer et
de l'acier dans les constructions —
Revêtements de zinc et d'aluminium —
Lignes directrices
Protection against corrosion of iron and steel in structures — Zinc and
aluminium coatings — Guidelines
A
Numéro de référence
ISO 14713:1999(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 14713:1999(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de
l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales,
en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore
étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en
ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles
données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente
Norme internationale peuvent faire l'objet de droits de propriété
intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de
leur existence.
La Norme internationale ISO 14713 a été élaborée par le Comité européen
de normalisation (CEN) en collaboration avec le comité technique
ISO/TC 107, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques,
sous-comité SC 4, Revêtements par immersion à chaud (galvanisation,
etc.), conformément à l'Accord de coopération technique entre l'ISO et le
CEN (Accord de Vienne).
Tout au long du texte de la présente norme, lire «.la présente norme
européenne.» avec le sens de «.la présente Norme internationale.».
Les annexes A à C de la présente Norme internationale sont données
uniquement à titre d'information.
L’annexe ZA fournit une liste des Normes internationales et européennes
correspondantes pour lesquelles les équivalents ne sont pas donnés dans
le texte.
© ISO 1999
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord
écrit de l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Suisse
Internet iso@iso.ch
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
©
ISO ISO 14713:1999(F)
Sommaire
Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Définitions . 2
4 Matériaux. 2
5 Choix d'un système de revêtement de zinc ou d'aluminium . 4
6 Corrosion dans différents environnements. 5
7 Conception des systèmes de protection . 8
Annexe A (informative) Conception pour la galvanisation à chaud des produits . 23
Annexe B (informative) Conception des pièces destinées à recevoir un revêtement
par projection thermique sur des substrats en fer et en acier . 37
Annexe C (informative) Bibliographie . 45
Annexe ZA (normative) Références normatives aux publications internationales avec
leurs publications européennes correspondantes. 46
iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
©
ISO 14713:1999(F) ISO
Avant-propos
Le texte de l’EN ISO 14713:1999 a été élaboré par le Comité Technique CEN/TC 262
"Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques" dont le secrétariat est tenu par le
BSI, en collaboration avec le Comité Technique ISO/TC 107 "Revêtements métalliques et autres
revêtements inorganiques".
Cette norme européenne devra recevoir le statut de norme nationale, soit par publication d'un
texte identique, soit par entérinement, au plus tard en août 1999, et toutes les normes nationales
en contradiction devront être retirées au plus tard en août 1999.
Selon le Règlement Intérieur du CEN/CENELEC, les instituts de normalisation nationaux des pays
suivants sont tenus de mettre cette norme européenne en application: Allemagne, Autriche,
Belgique, Danemark, Espagne, Finlande, France, Grèce, Irlande, Islande, Italie, Luxembourg,
Norvège, Pays-Bas, Portugal, République Tchèque, Royaume-Uni, Suède et Suisse.
iv
---------------------- Page: 4 ----------------------
©
ISO ISO 14713:1999(F)
1 Domaine d'application
La présente norme européenne est un guide formulant des recommandations générales relatives
à la protection contre la corrosion des constructions en fer et en acier, fixations comprises, par des
revêtements en zinc ou en aluminium. Si les revêtements obtenus par galvanisation à chaud et
projection thermique sur de l'acier laminé à chaud ou formé à froid sont les plus souvent cités, les
recommandations formulées dans le présent document s'appliquent également aux autres types
de revêtements en zinc (zingage électrolytique, matoplastie, shérardisation, etc.). La protection
initiale est traitée en relation avec :
a) les procédés normalisés existants ;
b) les considérations théoriques ;
c) les environnements d'utilisation.
Ces lignes directrices accordent également une grande importance au choix initial du revêtement
en aluminium ou en zinc selon qu'il est prévu ou non une application ultérieure de revêtements de
peinture ou de poudre.
Ces lignes directrices se présentent sous forme de recommandations générales et ne traitent pas
de l'entretien de la protection contre la corrosion assurée pour l'acier par des revêtements en zinc
ou en aluminium ; l'entretien des revêtements de protection contre la corrosion sera traité dans un
autre document (voir ISO 12944-5).
Les prescriptions spécifiques à chaque type de revêtement métallique font l'objet de normes
spécifiques. Les prescriptions relatives aux revêtements métalliques appliqués en usine sur
certains produits et qui font partie intégrante de ces produits (par exemple les clous, les éléments
de fixation, les canalisations en fonte ductile) figurent dans les normes produit correspondantes.
2 Références normatives
Cette norme européenne comporte par référence datée ou non datée des dispositions d'autres
publications. Ces références normatives sont citées aux endroits appropriés dans le texte et les
publications sont énumérées ci-après. Pour les références datées, les amendements ou révisions
ultérieurs de l'une quelconque de ces publications ne s'appliquent à cette norme que s'ils y ont été
incorporés par amendement ou révision. Pour les références non datées, la dernière édition de la
publication à laquelle il est fait référence s'applique.
ISO 1461:1999 Revêtements par galvanisation à chaud sur produits finis ferreux —
Spécification
ISO 2063 Revêtements métalliques et inorganiques — Projection thermique —
Zinc, aluminium et alliages de ces métaux
ISO 2064 Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques —
Définitions et principes concernant le mesurage de l'épaisseur
ISO 2081 Revêtements métalliques — Dépôts électrolytiques de zinc sur fer ou
acier
ISO 4998 Tôles en acier au carbone galvanisées en continu par immersion à chaud,
de qualité destinée à la construction
1
---------------------- Page: 5 ----------------------
©
ISO 14713:1999(F) ISO
ISO 9223 Corrosion des métaux et alliages — Corrosivité des atmosphères -
Classification
ISO 12944-5 Peintures et vernis — Anticorrosion des structures en acier par systèmes
de peinture — Partie 5 : Systèmes de peintures
EN 10142 Bandes et tôles en acier doux galvanisées à chaud et en continu pour
formage à froid — Conditions techniques de livraison
EN 10147 Bandes et tôles en aciers de construction galvanisées à chaud en
continu — Conditions techniques de livraison
EN 10240 Revêtements intérieur et/ou extérieur des tubes en acier — Spécification
pour revêtements de galvanisation à chaud sur des lignes automatiques
3 Définitions
Pour les besoins de la présente norme, les définitions suivantes s'appliquent, outre celles données
dans l'ISO 1461, l'ISO 2063 et l'ISO 2064.
3.1
corrosion atmosphérique
corrosion causée par l'exposition à l'atmosphère à des températures comprises entre - 55 °C et
+ 60 °C
3.2
températures élevées
températures comprises entre + 60 °C et + 150 °C
3.3
exposition exceptionnelle
cas particuliers ; exposition qui accélère de façon significative la corrosion et/ou qui soumet le
système de protection contre la corrosion à des conditions plus sévères.
3.4
durée de vie avant le premier entretien
laps de temps entre le revêtement initial et le moment où la détérioration du revêtement rend les
opérations d'entretien nécessaires pour continuer d'assurer la protection du métal de base.
4 Matériaux
4.1 Substrats en fer et en acier
L'acier peut être laminé à chaud ou formé à froid. Le laminage à chaud est utilisé pour produire la
poutrelle courante, en 'I', en 'H' et d'autres profils de construction. Certains profils de construction
plus petits sont formés à froid, par exemple les poutres treillis et les lisses de façade, ainsi que les
bardages.
2
---------------------- Page: 6 ----------------------
©
ISO ISO 14713:1999(F)
L'acier est en fait un alliage de fer et de carbone auquel sont ajoutés d'autres éléments en
fonction des performances recherchées et de la méthode de traitement. La nature métallurgique
et chimique de l'acier n'a pas d'importance vis-à-vis de la protection par projection thermique. En
galvanisation à chaud, la réactivité de l'acier est modifiée par sa composition chimique, en
particulier, par les teneurs en silicium et phosphore (voir l'ISO 1461:1999, l'annexe C).
Les fontes et fers forgés sont de compositions métallurgique et chimique diverses. Ceci est sans
effet sur la protection par projection thermique, les fontes se prêtant le mieux à la galvanisation à
chaud nécessitent les commentaires suivants :
- les pièces en fonte grise : la fonte grise a une teneur en carbone supérieure à 2 %, la majorité
de celle-ci est sous forme de lamelles ;
- les pièces en fonte à graphite sphéroïdal (GS) : semblable à la fonte grise en composition
sous de nombreux aspects, mais le carbone est présent sous forme sphéroïdale, en raison
d'additions de magnésium ou de cérium ;
- les pièces en fonte malléable : à coeur noir, à coeur blanc et perlitiques. La ténacité et
l'usinabilité leur sont conférées par les traitements de recuit, mais la présence de carbone
primaire n'est pas admissible.
Le décapage habituel dans l'acide chlorhydrique n'enlève le sable déposé par le moule, ni le
graphite ou le carbone du revenu présent sur la surface de la fonte. Un grenaillage est nécessaire
pour enlever ces corps étrangers. Le nettoyage des pièces de formes complexes peut être
effectué avec de l'acide fluorhydrique par des sociétés spécialisées dans la galvanisation.
Il convient de prendre certaines précautions pour la conception des pièces en fonte. La
galvanisation des petites pièces de forme simple ayant une coupe transversale pleine ne pose pas
de problème particulier à condition que le matériau et l'état de surface s'y prêtent. Il convient de
veiller à ce que les pièces plus grandes aient une forme symétrique et présentent des sections
d'épaisseur uniforme pour éviter des déformations et une fissuration sous l'effet de contraintes
thermiques. Il convient que les rayons d'arrondi intérieurs soient suffisamment importants et que
les marquages se fassent en relief ou en creux. Il convient également d'éviter les angles vifs et les
renfoncements profonds.
La surface rugueuse que présentent souvent les pièces de fonderie peut être à l'origine d'un
certain épaississement des revêtements de galvanisation par rapport à ceux obtenus sur des
pièces laminées.
4.2 Métaux non-ferreux pour revêtement
Le revêtement métallique est une méthode efficace pour retarder ou prévenir la corrosion des
matériaux ferreux. Le zinc et l'aluminium, ou leurs alliages l'un avec l'autre et avec le fer, sont les
plus courants - il sont généralement utilisés sous forme de revêtements métalliques obtenus par
galvanisation à chaud ou par projection thermique, parce qu'ils protègent le fer et l'acier de la
corrosion non seulement en y faisant obstacle mais aussi par action galvanique.
La corrosion du zinc, de l'aluminium et de leurs alliages dépend de la durée d'exposition à
l'humidité et à la contamination de la surface, mais leur vitesse de corrosion est bien moindre que
celle de l'acier et décroît souvent avec le temps ; l'importance relative des différents contaminants
change également avec le temps.
Ces revêtements non-ferreux peuvent ne pas être entretenus si la corrosion totale du revêtement
et du fer ou de l'acier sous-jacent est trop peu importante pour affecter la performance de la
3
---------------------- Page: 7 ----------------------
©
ISO 14713:1999(F) ISO
structure durant sa période d'utilisation prévue. Si cette durée de vie devait se prolonger, il
conviendrat de restaurer le revêtement en y appliquant une peinture dès le départ, ou, par la suite,
sur les restes de la couche de protection précédente.
5 Choix d'un système de revêtement de zinc ou d'aluminium
Le système de revêtement de zinc ou d'aluminium à utiliser est en règle générale sélectionné en
tenant compte des points suivants :
a) l'environnement général dans lequel il destiné à être utilisé (voir l’article 6 et tableau 1) ;
b) les variations locales de l'environnement, y compris tout éventuel changement et toute
condition particulière prévus ;
c) la durée de vie requise avant les premières opérations d'entretien du système de revêtement
métallique (voir tableau 2 la catégorie d'environnement applicable) ;
d) les éléments auxiliaires éventuellement nécessaires ;
e) la nécessité éventuelle d'appliquer une peinture dès le départ, ou peu avant le moment prévu
pour effectuer les premières opérations d'entretien sur le revêtement, afin de réduire les coûts
d'entretien ;
f) la disponibilité et le coût ;
g) dans le cas où la durée de vie du système avant les premières opérations d'entretien est
inférieure à celle requise pour la construction, la facilité de son entretien.
Il convient que l'ordre à respecter pour effectuer les opérations nécessaires à l'application du
système sélectionné soit déterminé conjointement par le producteur d'acier et la personne
chargée de l'application du système de revêtement métallique.
NOTE 1 Des informations complémentaires peuvent être données dans les spécifications
des produits.
NOTE 2 Les systèmes zinc-aluminium, pour le revêtement par galvanisation à chaud
(particulièrement les tôles et les fils) ainsi que pour la projection thermique, existent
seulement dans certains pays et pour certains articles et — tout comme d'autres
revêtements en alliages — ils ne sont pas énumérés dans le tableau 2.
4
---------------------- Page: 8 ----------------------
©
ISO ISO 14713:1999(F)
6 Corrosion dans différents environnements
6.1 Corrosion atmosphérique
Le tableau 1 récapitule les grandes catégories d'environnements (reprises de l'ISO 9223). Si
l'humidité relative est inférieure à 60 %, la vitesse de corrosion du fer et de l'acier est négligeable
ce qui peut rendre l'application d'un revêtement métallique superflu, par exemple à l'intérieur d'un
grand nombre de bâtiments. Un revêtement métallique avec ou sans peinture peut cependant être
considéré comme nécessaire pour des raisons esthétiques ou d'hygiène, par exemple dans
l'industrie agro-alimentaire. Si l'humidité relative est supérieure à 60 % ou si le fer et l'acier sont
exposés à des conditions humides ou à une condensation de manière prolongée, ils sont, comme
la plupart des métaux, sujets à une corrosion plus importante. Les contaminants déposés sur la
surface, notamment les chlorures et les sulfates, accélèrent l'attaque. Les substances qui se
déposent à la surface du fer et de l'acier augmentent la corrosion si elles absorbent l'humidité ou
se dissolvent en surface. La température joue également un rôle dans la vitesse de corrosion du
fer et de l'acier non protégés, et l'effet de ses variations est encore plus prononcé que celui de la
température moyenne.
La meilleure définition d'un macro-environnement est donnée par les mesures scientifiques
(par exemple, l'humidité relative, la température les taux de dépôt des sulfates et des chlorures)
mais ces données existent rarement. En conséquence, les descriptions qualitatives du tableau 1
et de la figure 1, ont été élaborées par rapport aux dernières études des Nations Unies et à
d'autres études mondiales. Selon les pays ou les régions la tendance à la corrosion diffère, par
exemple, une atmosphère dite "industrielle" en Scandinavie ou en Espagne peut être moins
corrosive qu'une atmosphère dite "industrielle" au Royaume-Uni. La vitesse de corrosion des
revêtements en zinc ou en alliage de zinc a diminué de façon significative au cours des
30 dernières années, et cette tendance devrait se confirmer en raison de la baisse que connaît la
pollution atmosphérique. Il convient de choisir la catégorie d'environnement atmosphérique avec
rigueur, sur la base de performances connues ou des teneurs en sulfate ou chlorure : la teneur en
dioxyde de soufre est la plus significative pour le zinc ; dans d'autres atmosphères comparables,
l'augmentation de la vitesse de corrosion du zinc est directement proportionnelle à l'augmentation
de la teneur en dioxyde de soufre.
L'étude du micro-environnement, c'est-à-dire des conditions prévalant autour de la construction,
joue également un rôle important car elle permet d'évaluer, avec une plus grande précision que ne
le fait une simple étude du climat général, les conditions susceptibles d'être rencontrées. Elles ne
sont pas toujours connues au stade de la préparation d'un projet. Il convient cependant de tout
mettre en oeuvre pour les identifier de façon exacte, car il s'agit d'un élément non négligeable de
l'environnement général dans lequel une protection contre la corrosion doit être assurée. Comme
exemple de microclimat, on peut citer le dessous d'un pont (particulièrement ceux qui enjambent
un cours d'eau).
La corrosion des structures en acier à l'intérieur de bâtiments est fonction des conditions
environnementales qui y prévalent, mais, dans des atmosphères dites "normales", c'est à dire
sèches et chauffées, elle est négligeable. Une structure en acier incluse dans les murs extérieurs
des bâtiments subit l'influence de la configuration de ces murs, par exemple, pour une structure en
acier sans contact direct avec la partie extérieure d'une paroi constituée de deux parties séparées
par un espace d'air, le risque de corrosion est moindre que pour une structure en acier
directement en contact avec cette partie extérieure ou encastrée dedans. Il convient que les
bâtiments abritant des procédés industriels, des environnements chimiques, des environnements
contaminés ou humides fassent l'objet d'une attention particulière. Une structure en acier qui ne
serait que partiellement sous abri, par exemple une grange de ferme, un hangar d'aviation, etc.
est considérée en général comme soumise à l'environnement extérieur.
5
---------------------- Page: 9 ----------------------
©
ISO 14713:1999(F) ISO
6.2 Corrosion dans le sol
La corrosion dans le sol est fonction de sa teneur en minéraux, de la nature de ces minéraux et
des composants organiques, de la teneur en eau et de la teneur en oxygène (corrosion aérobie et
anaérobie). Dans un sol perturbé, les vitesses de corrosion sont généralement plus élevées que
dans un sol non perturbé.
Les sols contenant du calcaire et les sols sablonneux (à condition qu'ils ne contiennent pas de
chlorures) sont généralement les moins corrosifs, alors que les sols argileux ou contenant une
argile marneuse ont une action corrosive limitée. La corrosivité des sols marécageux et tourbeux
dépend de leur acidité.
Lorsque des constructions en acier d'une certaine taille comme des pipelines, des tunnels, des
installations de réservoirs, traversent différents types de sols, une corrosion accrue (piqûre) peut
se produire localement (zones anodiques) en raison de la formation de cellules d'aération
différentielles. Dans certaines applications, par exemple, la terre armée, on associe un revêtement
métallique à un remblais de composition contrôlée.
Des cellules de corrosion peuvent également se former aux interfaces eaux souterraines/sol et
sol/air, ce qui peut éventuellement accroître la corrosion ; ces zones feront en général l'objet d'une
attention particulière. Inversement, pour les structures enterrées (ou immergées) l'application
d'une protection cathodique peut à la fois modifier les exigences applicables au revêtement
protecteur et allonger sa durée de vie. Pour disposer de conseils complets sur tous les aspects de
la question, il convient de consulter un spécialiste.
Le nombre des facteurs influençant la corrosion dans le sol rend leur résumé impossible dans le
tableau 2.
6.3 Corrosion dans l'eau
Le type d'eau — eau douce ou dure/eau saumâtre/eau salée — a une influence importante sur la
corrosion de l'acier dans l'eau et sur le choix des revêtements métalliques de protection. Avec les
revêtements en zinc, la corrosion est principalement fonction de la composition chimique de l'eau,
mais la température, la pression, le débit, l'agitation et l'oxygène disponible sont autant de facteurs
à prendre en compte.
Par exemple, il est déconseillé d'utiliser du zinc dans des eaux chaudes non entartrantes. Les
condensats peuvent également être à l'origine d'une corrosion sévère, et notamment entre 55 °C
et 80 °C (par exemple dans des saunas). Autrement, une protection barrière peut être assurée à
toute température ; au-dessous de 60 °C, le zinc peut également assurer une protection
cathodique. La durée de vie des surfaces de zinc dans des eaux froides entartrantes est
généralement plus longue que dans des eaux non entartrantes (l'indice de Ryznar ou celui de
Langelier peut être utilisé pour calculer le potentiel d'entartrage de l'eau). Le choix de l'aluminium
ou du zinc se fait souvent en fonction du pH : aluminium pour un pH < 5 ou 6 ; zinc pour un
pH > 5 ou 6 (en fonction d'autres facteurs). La composition des eaux non salines pouvant varier
énormément, il convient d'avoir recours aux connaissances acquises par expérience ou de
consulter un expert. Pour l'eau chaude, l'avis d'un spécialiste devra être systématiquement
demandé (voir également la norme DIN 50930-3:1991, par exemple). Les revêtements utilisés
dans les structures en contact avec l'eau potable (y compris les tubes, raccords, réservoirs et
couvercles de réservoirs) ne doivent pas être toxiques ni apporter un goût ou une odeur
quelconque à l'eau, ni modifier sa couleur, ni la rendre trouble. En outre, ils ne doivent pas
favoriser une attaque microbienne. Dans les réservoirs, on applique, en général, pour assurer une
protection supplémentaire, des couches de peinture bitumineuse en quantité suffisante.
6
---------------------- Page: 10 ----------------------
©
ISO ISO 14713:1999(F)
Les zones de marnage (c'est-à-dire les zones où le niveau d'eau change en raison de fluctuations
naturelles — par exemple, le mouvement des marées — ou artificielles comme dans les écluses
ou les réservoirs) ou encore les zones d'éclaboussures, sont à traiter comme des cas particuliers
car, outre l'attaque due à l'eau, il peut également se produire une attaque résultant des conditions
atmosphériques ou de l'abrasion.
Les nombreux facteurs à prendre en compte pour la corrosion en eau douce rendent impossible
un résumé de conseils simples dans le tableau 2. Pour l'eau de mer, quelques indications sont
données dans le tableau 2 g) mais nous insistons sur le fait que, pour toutes les utilisations dans
l'eau, il est recommandé de consulter un spécialiste en ce qui concerne les conditions d'utilisation.
6.4 Exposition exceptionnelle (cas particuliers)
6.4.1 Généralités
En raison de la grande diversité des types d'exposition exceptionnelle/cas particuliers existants,
seuls quelques exemples sont traités ci-dessous de 6.4.2 à 6.4.4 et le tableau 2 ne tient pas
compte de leurs effets.
6.4.2 Attaque chimique
La corrosion, notamment acide dans le cas des revêtements en zinc, et basique dans le cas des
revêtements en aluminium, peut être localement plus sévère, en raison d'une pollution due à des
processus industriels.
De nombreux solvants organiques n'ont pratiquement pas d'effet sur les métaux non-ferreux, mais
il convient de solliciter des conseils spécifiques à chaque produit chimique.
6.4.3 Abrasion
Une action mécanique naturelle peut se produire dans l'eau en raison du déplacement de blocs de
roche, de l'abrasion due au sable, des embruns, etc. Les particules entraînées par le vent (par
exemple le sable) peuvent également renforcer ce phénomène d'abrasion.
Les revêtements métalliques non-ferreux ont une résistance à l'abrasion très supérieure
(de 10 fois ou plus) à celle de la plupart des revêtements de peinture classiques. Les alliages
zinc-fer ont une dureté particulièrement élevée.
Les zones sur lesquelles on circule à pied ou en voiture ou qui frottent l'une contre l'autre peuvent
subir une abrasion sévère. Les zones situées sous un gravier grossier subissent des chocs ou une
abrasion sévères. Une bonne liaison entre le revêtement métallique et l'acier (en particulier dans
la galvanisation à chaud et la shérardisation, où il y a formation d'alliages) permet de limiter ces
effets.
6.4.4 Exposition à des températures élevées ou très élevées
Tous les revêtements métalliques décrits peuvent, en général, être utilisés à des températures
élevées. En ce qui concerne les matériaux / revêtements organiques, il convient de consulter un
expert.
7
---------------------- Page: 11 ----------------------
©
ISO 14713:1999(F) ISO
Les températures supérieures à 200 °C ne sont pas prises en compte dans la présente norme
européenne. Des températures comprises entre + 200 °C et + 500 °C ne se rencontrent que dans
certaines conditions de construction et d'utilisation, par exemple dans des cheminées en acier,
des conduites de gaz de combustion, des conduites principales de gaz dans les cokeries. Pour les
revêtements de surface ainsi exposés, il est recommandé de consulter un spécialiste.
7 Conception des systèmes de protection
7.1 Principes généraux
Il convient que le choix du système de protection se fasse en fonction de la conception des
structures et des installations. Il peut s'avérer économique ou judicieux de modifier la conception
d'une structure pour l'adapter au système de protection choisi. Il convient de prendre en compte
les points suivants :
a) il convient de prévoir pour l'entretien un accès facile et sans danger ;
b) il convient d'éviter les poches et cavités favorisant l'accumulation d'eau et de saleté ; des
contours lisses facilitent l'application d'un revêtement protecteur et améliorent la résistance à la
corrosion. Evacuer les produits chimiques corrosifs à distance des éléments de construction,
par exemple en utilisant des tubes de drainage pour contrôler les sels de dégivrage ;
c) il convient de doter les zones inaccessibles après montage d'un système de revêtement
conçu pour durer aussi longtemps que la durée de vie prévue pour la structure ;
d) en présence d'une corrosion bimétallique éventuelle, il convient d'envisager des mesures de
protection supplémentaires (voir PD 6484 de British Standards Institution par exemple) ;
e) lorsque l'acier revêtu est susceptible d'entrer en contact avec d'autres matériaux de
construction, il convient que la zone de contact fasse l'objet d'une attention particulière, par
exemple il convient d'étudier la possibilité d'utiliser de la peinture, des rubans ou des feuilles en
matière plastique ;
f) la galvanisation à chaud, la shérardisation, la matoplastie ou la galvanoplastie ne peuvent
être réalisées qu'en atelier ; la projection thermique et le revêtement des écailles de zinc
peuvent se faire en atelier ou sur site. Lorsqu'une peinture doit être appliquée à un revêtement
métallique, son application est plus facile en atelier mais, si elle risque d'être abîmée pendant le
transport ou le montage, les spécificateurs peuvent choisir d'appliquer la dernière couche de
peinture sur site.
Lorsque l'ensemble du système est appliqué en atelier, les spécifications feront état des
précautions qui s'imposent à toutes les étapes pour éviter d'endommager l'acier revêtu, et
prévoir des procédures de réparation du revêtement après montage de la structure en acier ;
g) il convient que la galvanisation à chaud (conformément à l'ISO 1461) ou la projecti
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.