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

Status
Withdrawn
Publication Date
03-Mar-1999
Withdrawal Date
03-Mar-1999
Current Stage
9599 - Withdrawal of International Standard
Start Date
10-Dec-2009
Completion Date
10-Dec-2009
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RELATIONS

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ISO 14713:1999 - Protection against corrosion of iron and steel in structures -- Zinc and aluminium coatings -- Guidelines
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ISO 14713:1999 - Protection contre la corrosion du fer et de l'acier dans les constructions -- Revetements de zinc et d'aluminium -- Lignes directrices
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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
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
---------------------- 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.

---------------------- 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

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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.

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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.

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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.

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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

+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.
---------------------- 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
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
---------------------- 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.
---------------------- 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
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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.
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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

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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.
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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.
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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.

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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.
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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

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