Zinc coatings — Guidelines and recommendations for the protection against corrosion of iron and steel in structures — Part 2: Hot dip galvanizing

ISO 14713-2:2009 provides guidelines and recommendations regarding the general principles of design which are appropriate for articles to be hot dip galvanized for corrosion protection. The protection afforded by the hot dip galvanized coating to the article will depend upon the method of application of the coating, the design of the article and the specific environment to which the article is exposed. The hot dip galvanized article can be further protected by application of additional coatings (outside the scope of ISO 14713-2:2009), such as organic coatings (paints or powder coatings). When applied to hot dip galvanized articles, this combination of coatings is often known as a “duplex system”. The guidelines and recommendations in ISO 14713-2:2009 do not deal with the maintenance of corrosion protection in service for steel with hot dip galvanized coatings. Guidance on this subject can be found in ISO 12944-5. Specific product-related requirements (e.g. for hot dip galvanized coatings on tubes or fasteners, etc.) will take precedence over these general recommendations.

Revêtements de zinc — Lignes directrices et recommandations pour la protection contre la corrosion du fer et de l'acier dans les constructions — Partie 2: Galvanisation à chaud

L'ISO 14713-2:2009 donne des lignes directrices et des recommandations concernant les principes généraux de conception appropriés aux pièces à galvaniser à chaud pour la protection contre la corrosion. La protection assurée par le revêtement galvanisé à chaud appliqué sur la pièce dépend de la méthode d'application du revêtement, de la conception de la pièce et de l'environnement spécifique auquel la pièce est exposée. La pièce galvanisée à chaud peut également être protégée par l'application de revêtements supplémentaires (non couverts par le domaine d'application de l'ISO 14713-2:2009) tels que des revêtements organiques (peintures et revêtements poudre). Lorsqu'elle est appliquée aux pièces galvanisées à chaud, cette combinaison de revêtements est souvent appelée «système duplex». Les lignes directrices et recommandations données dans l'ISO 14713-2:2009 ne traitent pas de l'entretien de la protection contre la corrosion en service assurée pour l'acier par des revêtements galvanisés à chaud. Des lignes directrices correspondantes sont fournies dans l'ISO 12944‑5. Des exigences spécifiques relatives aux produits (par exemple pour les revêtements galvanisés à chaud sur les tubes et les éléments de fixation, etc.) prévalent sur les présentes recommandations générales.

General Information

Status
Withdrawn
Publication Date
09-Dec-2009
Withdrawal Date
09-Dec-2009
Current Stage
9599 - Withdrawal of International Standard
Start Date
31-Oct-2019
Completion Date
31-Oct-2019
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ISO 14713-2:2009 - Revetements de zinc -- Lignes directrices et recommandations pour la protection contre la corrosion du fer et de l'acier dans les constructions
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14713-2
First edition
2009-12-15
Zinc coatings — Guidelines and
recommendations for the protection
against corrosion of iron and steel in
structures —
Part 2:
Hot dip galvanizing
Revêtements de zinc — Lignes directrices et recommandations pour la
protection contre la corrosion du fer et de l'acier dans les
constructions —
Partie 2: Galvanisation à chaud
Reference number
ISO 14713-2:2009(E)
ISO 2009
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ISO 14713-2:2009(E)
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Published in Switzerland
ii © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 14713-2:2009(E)
Contents Page

Foreword ............................................................................................................................................................iv

1 Scope......................................................................................................................................................1

2 Normative references............................................................................................................................1

3 Terms and definitions ...........................................................................................................................2

4 Design for hot dip galvanizing .............................................................................................................2

4.1 General ...................................................................................................................................................2

4.2 Surface preparation...............................................................................................................................2

4.3 Procedures related to design considerations ....................................................................................3

4.4 Design features......................................................................................................................................3

4.5 Tolerances..............................................................................................................................................3

5 Design for storage and transport ........................................................................................................4

6 Effect of article condition on quality of hot dip galvanizing.............................................................4

6.1 General ...................................................................................................................................................4

6.2 Surface condition ..................................................................................................................................6

6.3 Influence of steel surface roughness on the hot dip galvanized coating thickness......................6

6.4 Influence of thermal cutting processes ..............................................................................................6

6.5 Effect of internal stresses in the basis steel ......................................................................................6

6.6 Large objects or thick steels................................................................................................................7

6.7 Hot dip galvanizing practice.................................................................................................................7

7 Effect of hot dip galvanizing process on the article ..........................................................................8

7.1 Dimensional tolerances on mating thread..........................................................................................8

7.2 Effect of process heat...........................................................................................................................8

8 After-treatments.....................................................................................................................................8

Annex A (informative) Preferred designs of articles for hot dip galvanizing ...............................................9

Bibliography......................................................................................................................................................18

© ISO 2009 – All rights reserved iii
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ISO 14713-2:2009(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 2.

The main task of technical committees is to prepare International Standards. 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 document may be the subject of patent

rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

ISO 14713-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 107, Metallic and other inorganic coatings,

Subcommittee SC 4, Hot dip coatings (galvanized, etc.).

This first edition, together with ISO 14713-1 and ISO 14713-3, cancels and replaces ISO 14713:1999, which

has been technically revised

ISO 14713 consists of the following parts, under the general title Zinc coatings — Guidelines and

recommendations for the protection against corrosion of iron and steel in structures:

⎯ Part 1: General principles of design and corrosion resistance
⎯ Part 2: Hot dip galvanizing
⎯ Part 3: Sherardizing

The principal changes to this part of ISO 14713 compared to ISO 14713:1999 are the following.

⎯ This part of ISO 14713 only provides design guidance for hot dip galvanizing of articles.

⎯ The normative references (Clause 2) have been updated to take into account the very latest standards

available to readers.

⎯ Additional guidance on the effect of the iron/steel surface composition has been provided (6.1.1, Table 1).

⎯ Additional information has been provided on the effect of thermal cutting processes (6.4) and the

influence of internal stresses in the basis steel during hot dip galvanizing (6.5).

iv © ISO 2009 – All rights reserved
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 14713-2:2009(E)
Zinc coatings — Guidelines and recommendations for the
protection against corrosion of iron and steel in structures —
Part 2:
Hot dip galvanizing
1 Scope

This part of ISO 14713 provides guidelines and recommendations regarding the general principles of design

which are appropriate for articles to be hot dip galvanized for corrosion protection.

The protection afforded by the hot dip galvanized coating to the article will depend upon the method of

application of the coating, the design of the article and the specific environment to which the article is exposed.

The hot dip galvanized article can be further protected by application of additional coatings (outside the scope

of this part of ISO 14713), such as organic coatings (paints or powder coatings). When applied to hot dip

galvanized articles, this combination of coatings is often known as a “duplex system”.

The guidelines and recommendations in this part of ISO 14713 do not deal with the maintenance of corrosion

protection in service for steel with hot dip galvanized coatings. Guidance on this subject can be found in

ISO 12944-5.

Specific product-related requirements (e.g. for hot dip galvanized coatings on tubes or fasteners, etc.) will take

precedence over these general recommendations.
2 Normative references

The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated

references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced

document (including any amendments) applies.

ISO 1461, Hot dip galvanized coatings on fabricated iron and steel articles — Specifications and test methods

ISO 4964, Steel — Hardness conversions
ISO 8044, Corrosion of metals and alloys — Basic terms and definitions
ISO 10684, Fasteners — Hot dip galvanized coatings

ISO 12944-5, Paints and varnishes — Corrosion protection of steel structures by protective paint systems —

Part 5: Protective paint systems

EN 10210-1, Hot finished structural hollow sections of non-alloy and fine grain steels — Part 1: Technical

delivery requirements

EN 10219-1, Cold formed welded structural hollow sections of non-alloy and fine grain steels — Part 1:

Technical delivery requirements
© ISO 2009 – All rights reserved 1
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ISO 14713-2:2009(E)

EN 10240, Internal and/or external protective coatings for steel tubes — Specification for hot dip galvanized

coatings applied in automatic plants

EN 10346, Continuously hot-dip coated steel flat products — Technical delivery conditions

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 8044 and the following apply.

3.1
hot dip galvanizing

formation of a coating of zinc and/or zinc/iron alloys on iron and steel products by dipping prepared steel or

cast irons in the zinc melt
3.2
hot dip galvanized coating
coating obtained by hot dip galvanizing

NOTE The term “hot dip galvanized coating” is subsequently referred to as the “coating”.

4 Design for hot dip galvanizing
4.1 General

It is essential that the design of any article required to be finished should take into account not only the

function of the article and its method of manufacture but also the limitations imposed by the finish. Annex A

illustrates some of the important design features, some of which are specific to hot dip galvanizing.

Some internal stresses in the articles to be galvanized will be relieved during the hot dip galvanizing process

and this may cause deformation or damage of the coated article. These internal stresses arise from the

finishing operations at the fabrication stage, such as cold forming, welding, oxy-cutting or drilling, and from the

residual stresses inherited from the rolling mill. The purchaser should seek the advice of the hot dip galvanizer

before designing or making a product that is subsequently to be hot dip galvanized, as it may be necessary to

adapt the construction of the article for the hot dip galvanizing process.

The purchaser should be aware of the two distinct types of hot dip galvanizing and take these distinctions into

account when designing articles:

a) hot dip galvanizing after fabrication – where, after suitable pretreatment, fabricated iron or steel articles

are dipped in a bath containing a zinc melt (see ISO 1461);

b) continuous galvanizing – where, after suitable pretreatment, sheet materials are continuously fed through

a zinc melt and the hot dip galvanized sheet materials are then used to fabricate an article

(see EN 10346).
4.2 Surface preparation

The design and the materials used should permit good surface preparation. This is essential for the production

of a high-quality coating (see 6.2). Surfaces should be free from defects to ensure a coating of good

appearance and serviceability.

Graphite exposed at the surface of iron castings interferes with wetting by molten metal and those castings

that have been annealed may have silica particles in the surface layers which have to be removed in order to

obtain a good-quality hot dipped coating. Grit blasting is recommended both before and after annealing.

2 © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 14713-2:2009(E)
4.3 Procedures related to design considerations

The hot dip bath and associated plant should be of adequate capacity to process the articles to be hot dip

coated with zinc. Preferably, articles should be designed to enable coating in a single dipping operation.

Articles that are too large for the available baths may be partially immersed and then reversed for length or

depth, so that a complete coating is obtained. Partial immersion (and then dipping for a second time to

complete the coating) is less common than the single, complete immersion operation.

All work has to be secured during immersion in the baths. Bolt holes are often available. Lifting lugs are often

incorporated to assist general handling. Articles may be held in racks or jigs; some contact marks may be

visible after hot dip galvanizing in such cases. The dipping operation involves vertical movement out of the

bath, but the parts being withdrawn may be inclined at an angle. The processing sequence requires circulation

of air, pretreatment liquids and zinc to all surfaces of the work piece. Air pockets prevent local surface

preparation and give uncoated surfaces; liquids in enclosed air vaporize at the hot dip galvanizing temperature

of about 450 °C and the force generated can cause buckling or explosions; excess zinc may adhere poorly,

may look unattractive and is wasteful.

Suitable articles, e.g. heat exchangers and gas cylinders, may be hot dip galvanized on the outside only. This

involves special techniques and equipment (e.g. to push the article into the bath against the buoyancy of the

molten zinc) and a specialist galvanizer should be consulted in advance.
4.4 Design features

Preferred design features for articles to be hot dip galvanized are shown in Annex A.

WARNING — It is essential that sealed compartments be avoided or be vented, otherwise there is a

serious risk of explosion that may cause serious injury to operators. This aspect of design should be

given careful consideration and is essential in order to maintain satisfactory standards of health and

safety for operators.

The provision of holes for venting and draining tubular fabrications also allows a coating to be formed on the

inside surfaces and therefore ensures better protection for the article. Occasionally, at sufficiently high levels

of residual stress in the component, stress relief may occur at the hot dip galvanizing temperature. This is one

of the main causes of unexpected distortion or cracking of the steel component. Symmetrical sections are

preferred and, as far as possible, large variations in thickness or cross-section, e.g. thin sheet welded to thick

angles, should be avoided, welding and fabrication techniques should be chosen to minimize the introduction

of unbalanced stresses and differential thermal expansion should be minimized during welding and processing.

Heat treatment may be desirable before hot dip galvanizing. The purchaser should discuss with the galvanizer

the requirements for coating and assembly of fabricated components. Compact sub-assemblies (which

occupy minimum bath space) are most economical to galvanize. Welding is preferable before hot dip

galvanizing, to ensure a continuous hot dip galvanized coating over the weld.

Articles should be designed so as to assist the access and drainage of molten metal and so that air locks are

avoided. A smooth profile, avoiding unnecessary edges and corners, assists hot dip galvanizing; this, and

bolting after galvanizing, improves long-term corrosion resistance.

Holes which are necessary in structures for the hot dip galvanizing process are preferably made before

assembly and by cutting or grinding off corners of sections; this facilitates the absence of “pockets” in which

excess molten zinc can solidify. When already assembled, burning may be the optimum method of producing

holes, as the space available for drilling may not allow the hole to be close enough to the edge or corners.

4.5 Tolerances

The thickness of the hot dip coating is determined mainly by the nature and thickness of the steel. On mating

surfaces and at holes, extra tolerance should be provided to allow for the thickness of the coating metal. For

hot dip galvanized coatings on flat surfaces, an allowance of at least 1 mm has been found satisfactory. See

ISO 1461 for definitions of significant surfaces and acceptance criteria for the coating.

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ISO 14713-2:2009(E)

For threaded work, the situation is more complicated. For example, for hot dip galvanized and centrifuged nuts

and bolts, current practices differ according to the country.
Either

a) the bolts are threaded according to the tolerances laid down in the appropriate specification without

allowance being made for hot dip galvanizing and the nuts are then tapped after coating

b) the bolts are undersized (see e.g. Swedish Standard SS 3194) so that standard threads on hot dip

galvanized nuts can be used in all cases.
ISO 10684 also provides some guidance.
5 Design for storage and transport

Hot dip galvanized work should be stacked securely so that the work can be handled, stored and transported

safely.

Where there is a specific need to minimize the development of wet-storage staining (primarily basic zinc oxide

and zinc hydroxide, formed on the surface of the galvanized coating during storage of work in humid

conditions), this should be communicated by the purchaser to the galvanizer at the time of ordering and any

relevant control measures should be agreed upon. Such measures might include, for example: storage of

work such that free movement of air across the surfaces of the work is allowed, the use of spacers to minimize

contact areas on the work, or avoidance of close nesting of work (where the design allows this).

In accordance with ISO 1461, the development of wet-storage staining shall not be a cause for rejection,

provided the coating thickness remains above the specified minimum requirements.
6 Effect of article condition on quality of hot dip galvanizing
6.1 General

Most steels, including unalloyed carbon steels (see e.g. EN 10025-2), fine-grained steels (see e.g.

EN 10025-3 and EN 10025-4), quenched and tempered steels, hollow sections that are hot finished (see e.g.

EN 10210-1), hollow sections that are cold finished (see e.g. EN 10219-1), reinforcement steels (see e.g.

EN 10080), fastener grade steels (see e.g. ISO 898), grey cast iron (see e.g. EN 1561) and malleable cast

iron (see e.g. EN 1562), can be hot dip galvanized according to ISO 1461. Where other ferrous metals are to

be galvanized, adequate information or samples should be provided by the purchaser for the galvanizer to

decide whether these steels can be satisfactorily galvanized. Sulfur-containing free-cutting steels are normally

unsuitable.
6.1.1 Material composition

Certain elements, in particular silicon (Si) and phosphorus (P), in the steel surface can affect hot dip

galvanizing by prolonging the reaction between iron and molten zinc. Therefore, certain steel compositions

can achieve more consistent coatings with regard to appearance, thickness and smoothness. The prior history

of the steel (e.g. whether hot rolled or cold rolled) can also affect its reaction with molten zinc. Where

aesthetics are important or where particular coating thickness or surface smoothness criteria exist, specialist

advice on steel selection should be sought prior to fabrication of the article or hot dip galvanizing.

Table 1 gives simplified guidance on steel compositions that are associated with certain typical coating

characteristics when galvanizing is carried out at temperatures of 445 °C to 460 °C.

4 © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 14713-2:2009(E)
Table 1 — Coating characteristics related to steel composition
Typical levels of reactive
Category Additional information Typical coating characteristics
elements
A u 0,04 % Si and < 0,02 % P See Note 1
Fe/Zn alloy may extend through to
the coating surface. Coating
Coating has a shiny appearance
thickness increases with increasing
with a finer texture. Coating
silicon content. Other elements
structure includes outer zinc
B 0,14 % Si to 0,25 % Si
may also affect steel reactivity. In
layer.
particular, phosphorus levels
greater than 0,035 % will give
increased reactivity.
Excessively thick coatings may be Coating has a darker appearance
C > 0,04 % Si to u 0,14 % Si
formed. with a coarser texture. Iron/zinc
alloys dominate coating structure
Coating thickness increases with
and often extend to the coating
increasing silicon content.
D > 0,25 % Si
surface, with reduced resistance
to handling damage.

NOTE 1 Steels with compositions satisfying the formula Si + 2,5P u 0,09 % are also expected to exhibit these characteristics. For

cold rolled steels, these characteristics are expected to be observed when the steel composition satisfies the formula

Si + 2,5P u 0,04 %.

NOTE 2 The presence of alloying elements (e.g. nickel) in the zinc melt can have a significant effect on the coating characteristics

indicated in this table. This table does not provide relevant guidance for high-temperature galvanizing (i.e., immersion in molten zinc at

530 °C to 560 °C).

NOTE 3 The steel compositions indicated in this table will vary under the influence of other factors and the boundaries of each range

will vary accordingly.
6.1.2 Castings

Castings should be as free as possible from surface porosity and shrinkage holes and should be cleaned by

grit blasting, electrolytic pickling or by other methods especially suitable for castings. 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.
NOTE Castings can take several forms:

⎯ 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: black-heart, white-heart and pearlitic. The toughness and workability are derived from

annealing processes and no primary graphite is permissible.
© ISO 2009 – All rights reserved 5
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ISO 14713-2:2009(E)
6.2 Surface condition

The surface of the basis metal should be clean before dipping into the molten zinc. Degreasing and pickling in

acid are the recommended methods of cleaning the surface. Excessive pickling should be avoided. Surface

contamination that cannot be removed by pickling, e.g. carbon films (such as rolling oil residues), oil, grease,

paint, welding slag, labels, glues, marking materials, fabrication oils and similar impurities, should be removed

prior to pickling; this allows for more effective and efficient use of pretreatment materials. The purchaser is

responsible for removing such contamination, unless alternative arrangements have been agreed between the

galvanizer and the purchaser.

6.3 Influence of steel surface roughness on the hot dip galvanized coating thickness

The roughness of the steel surface has an influence on the thickness and structure of the coating. The effect

of surface unevenness of the basis metal generally remains visible after galvanizing. A rough steel surface as

obtained by grit blasting, course grinding, etc., prior to pickling, gives a thicker coating than a surface that is

obtained by pickling alone.
6.4 Influence of thermal cutting processes

Flame-cutting, laser-cutting and plasma-cutting changes the steel composition and structure in the zone on

and around the cut surface, so that the minimum coating thickness may be more difficult to obtain and the

coating so formed may exhibit a decreased cohesion/adhesion to the steel substrate. In order to obtain these

coating thicknesses more reliably and to ensure adequate cohesion/adhesion of the coating, flame-cut,

laser-cut and plasma-cut surfaces should be ground off by the fabricator and sharp edges should be removed.

6.5 Effect of internal stresses in the basis steel
6.5.1 General

The hot-dip galvanizing process involves dipping clean, pretreated, fabricated steel articles in the bath of

molten zinc/zinc alloy at a temperature of about 450 °C, and withdrawing them when the metallurgical reaction

developing the coating is complete. Relief of large or imbalanced stresses in the article during the dipping

process may occur. The galvanizer cannot be responsible for any associated deformation of the steelwork

during galvanizing (as the specific state of stress in the article at the time of dipping is not in his control)

unless the distortion has occurred through inappropriate handling (e.g. mechanical damage or incorrect

suspension of the article).
6.5.2 Distortion cracking

In rare occurrences, when the internal residual stress in a fabrication overcomes the tensile strength of the

steel used to form the article, distortion cracking may occur. Good design for galvanizing will normally avoid

these problems.

During the heating and cooling cycle, the work experiences stresses, caused by the differential thermal

expansion of elements within the work, that interact with the pre-existing stresses in the fabrication. The

magnitude of the resultant stress field in the work item cannot readily be predicted. During the heating and

cooling cycle, imbalanced stresses may contribute to a degree of distortion. Good design for galvanizing and

good fabrication practice will minimize any potential for distortion to occur. Where experience shows that

specific steels, pretreatments, thermal and mechanical treatments, pickling and hot dip galvanizing

procedures have been satisfactory, the information serves as an indication that an embrittlement problem is

not to be expected for the same combination of steels, pretreatments, thermal and mechanical treatments and

galvanizing procedures.

Hardened and/or high-tensile steels (steels with yield strengths above 650 MPa) may contain internal stresses

of such a magnitude that pickling and hot dip galvanizing may increase the risk of cracking of the steel in the

hot dip galvanizing bath. Despite the normally low potential for problems of this nature, there might be some

critical geometrical configuration of heavy structures for which these effects might be reduced by stress

relieving before pickling and hot dip galvanizing. Specialist advice should be sought when hot dip galvanizing

such steels.
6 © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 14713-2:2009(E)
6.5.3 Hydrogen embrittlement

Structural steels are not normally embrittled by the absorption of hydrogen during pickling, and hydrogen

remaining (if any) does not, in general, affect structural steels. With structural steels, absorbed hydrogen is

discharged during hot dip galvanizing. If steels are harder than approximately 34 HRC, 340 HV or 325 HB

(see ISO 4964), care is necessary to minimize hydrogen absorption during surface preparation. The welds

...

NORME ISO
INTERNATIONALE 14713-2
Première édition
2009-12-15
Revêtements de zinc — Lignes
directrices et recommandations pour la
protection contre la corrosion du fer et de
l'acier dans les constructions —
Partie 2:
Galvanisation à chaud
Zinc coatings — Guidelines and recommendations for the protection
against corrosion of iron and steel in structures —
Part 2: Hot dip galvanizing
Numéro de référence
ISO 14713-2:2009(F)
ISO 2009
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ISO 14713-2:2009(F)
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ii © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 14713-2:2009(F)
Sommaire Page

Avant-propos .....................................................................................................................................................iv

1 Domaine d'application ..........................................................................................................................1

2 Références normatives.........................................................................................................................1

3 Termes et définitions ............................................................................................................................2

4 Conception pour la galvanisation à chaud.........................................................................................2

4.1 Généralités .............................................................................................................................................2

4.2 Préparation de surface..........................................................................................................................2

4.3 Procédures relatives à des considérations de conception...............................................................3

4.4 Caractéristiques de conception...........................................................................................................3

4.5 Tolérances..............................................................................................................................................4

5 Conception pour le stockage et le transport......................................................................................4

6 Effet de l'état de la pièce sur la qualité de la galvanisation à chaud ...............................................4

6.1 Généralités .............................................................................................................................................4

6.2 État de surface.......................................................................................................................................6

6.3 Influence de la rugosité de surface de l'acier sur l'épaisseur du revêtement galvanisé à

chaud ......................................................................................................................................................6

6.4 Influence des procédés de découpe thermique.................................................................................6

6.5 Effet des contraintes internes dans l'acier de base...........................................................................6

6.6 Objets de grande dimension ou aciers de forte épaisseur...............................................................8

6.7 Pratique de galvanisation à chaud ......................................................................................................8

7 Effet du processus de galvanisation à chaud sur la pièce ...............................................................8

7.1 Tolérances dimensionnelles des filetages .........................................................................................8

7.2 Effet de la température du procédé .....................................................................................................9

8 Post-traitements ....................................................................................................................................9

Annexe A (informative) Conceptions recommandées des pièces pour galvanisation à chaud ...............10

Bibliographie.....................................................................................................................................................19

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ISO 14713-2:2009(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 2.

La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. 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 du présent document 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.

L'ISO 14713-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 107, Revêtements métalliques et autres

revêtements inorganiques, sous-comité SC 4, Revêtements par immersion à chaud (galvanisation, etc.).

Cette première édition, conjointement avec l'ISO 14713-1 et l'ISO 14713-3, annule et remplace

l'ISO 14713:1999, qui a fait l'objet d'une révision technique.

L'ISO 14713 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Revêtements de zinc — Lignes

directrices et recommandations pour la protection contre la corrosion du fer et de l'acier dans les

constructions:
⎯ Partie 1: Principes généraux de conception et résistance à la corrosion
⎯ Partie 2: Galvanisation à chaud
⎯ Partie 3: Shérardisation

Les principales modifications dans la présente partie de l'ISO 14713 par rapport à l'ISO 14713:1999 sont les

suivantes.

⎯ La présente partie de l'ISO 14713 donne uniquement des lignes directrices relatives à la conception des

produits galvanisés à chaud.

⎯ La liste des références normatives (Article 2) a été mise à jour afin de prendre en compte les toutes

dernières normes disponibles pour les lecteurs.

⎯ Des lignes directrices supplémentaires sur l'effet de la composition de la surface de l'acier/du fer sont

fournies (6.1.1, Tableau 1).

⎯ Des informations supplémentaires sont fournies sur l'effet des procédés de découpe thermique (6.4) et

l'influence des contraintes dans l'acier de base pendant la galvanisation à chaud (6.5).

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NORME INTERNATIONALE ISO 14713-2:2009(F)
Revêtements de zinc — Lignes directrices et recommandations
pour la protection contre la corrosion du fer et de l'acier dans
les constructions —
Partie 2:
Galvanisation à chaud
1 Domaine d'application

La présente partie de l'ISO 14713 donne des lignes directrices et des recommandations concernant les

principes généraux de conception appropriés aux pièces à galvaniser à chaud pour la protection contre la

corrosion.

La protection assurée par le revêtement galvanisé à chaud appliqué sur la pièce dépend de la méthode

d'application du revêtement, de la conception de la pièce et de l'environnement spécifique auquel la pièce est

exposée. La pièce galvanisée à chaud peut également être protégée par l'application de revêtements

supplémentaires (non couverts par le domaine d'application de la présente partie de l'ISO 14713) tels que des

revêtements organiques (peintures et revêtements poudre). Lorsqu'elle est appliquée aux pièces galvanisées

à chaud, cette combinaison de revêtements est souvent appelée «système duplex».

Les lignes directrices et recommandations données dans la présente partie de l'ISO 14713 ne traitent pas de

l'entretien de la protection contre la corrosion en service assurée pour l'acier par des revêtements galvanisés

à chaud. Des lignes directrices correspondantes sont fournies dans l'ISO 12944-5.

Des exigences spécifiques relatives aux produits (par exemple pour les revêtements galvanisés à chaud sur

les tubes et les éléments de fixation, etc.) prévalent sur les présentes recommandations générales.

2 Références normatives

Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les

références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du

document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).

ISO 1461, Revêtements par galvanisation à chaud sur produits finis en fonte et en acier — Spécifications et

méthodes d'essai
ISO 4964, Aciers — Conversions de dureté
ISO 8044, Corrosion des métaux et alliages — Termes principaux et définitions
ISO 10684, Éléments de fixation — Revêtements de galvanisation à chaud

ISO 12944-5, Peintures et vernis — Anticorrosion des structures en acier par systèmes de peinture —

Partie 5: Systèmes de peinture

EN 10210–1, Profils creux pour la construction finis à chaud en aciers de construction non alliés et à grains

fins — Partie 1: Conditions techniques de livraison
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ISO 14713-2:2009(F)

EN 10219–1, Profils creux pour la construction soudés, formés à froid en aciers non alliés et à grains fins —

Partie 1: Conditions techniques de livraison

EN 10240, Revêtements intérieur et/ou extérieur des tubes en acier — Spécifications pour revêtements de

galvanisation à chaud sur des lignes automatiques

EN 10346, Produits plats en acier à bas carbone revêtus en continu par immersion à chaud — Conditions

techniques de livraison
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 8044 ainsi que les

suivants s'appliquent.
3.1
galvanisation à chaud

formation d'un revêtement de zinc et/ou d'alliages de zinc-fer sur des produits en fer et en acier par immersion

de l'acier ou de fontes préparés dans le zinc en fusion
3.2
revêtement galvanisé à chaud
revêtement obtenu par galvanisation à chaud

NOTE Le terme «revêtement» est utilisé dans le reste du texte avec le sens de «revêtement galvanisé à chaud».

4 Conception pour la galvanisation à chaud
4.1 Généralités

Il est essentiel que la conception de toute pièce destinée à recevoir un revêtement tienne compte non

seulement de la fonction de la pièce et de sa méthode de fabrication, mais également des limites imposées

par le revêtement. L'Annexe A illustre quelques caractéristiques importantes de la conception, dont certaines

sont spécifiques à la galvanisation à chaud.

Certaines contraintes internes dans les pièces à galvaniser font l'objet d'une relaxation pendant le processus

de galvanisation à chaud, ce qui peut déformer ou endommager la pièce revêtue. Ces contraintes internes

sont dues aux opérations de finition au stade de la fabrication, telles que le formage à froid, le soudage,

l'oxycoupage ou le perçage, et aux contraintes résiduelles issues du laminage. Il convient que l'acheteur

consulte le galvaniseur avant de concevoir ou de fabriquer un produit à galvaniser à chaud, car il peut

s'avérer nécessaire d'adapter la construction de la pièce au processus de galvanisation à chaud.

Il convient que l'acheteur soit informé des deux types distincts de galvanisation à chaud et en tienne compte

pour la conception des pièces:

a) galvanisation à chaud après fabrication: après un traitement préalable approprié, les pièces en fer ou en

acier fabriquées sont immergées dans un bain contenant du zinc en fusion (voir l'ISO 1461);

b) galvanisation en continu: après un traitement préalable approprié, les tôles sont en continu baignées

dans du zinc en fusion et, une fois galvanisées à chaud, elles sont utilisées pour fabriquer une pièce

(voir l'EN 10346).
4.2 Préparation de surface

Il convient que la conception et les matériaux utilisés permettent une bonne préparation de surface, phase

essentielle de la réalisation d'un revêtement de grande qualité (voir 6.2). Il convient que les surfaces soient

exemptes de défauts pour garantir un revêtement dont l'aspect et l'aptitude à l'emploi sont satisfaisants.

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ISO 14713-2:2009(F)

Le graphite débouchant en surface des pièces de fonte interfère avec leur mouillage par le métal fondu. En

outre, les pièces de fonte qui ont été recuites peuvent présenter en surface des particules de silice que l'on

retirera pour obtenir un revêtement par galvanisation à chaud de bonne qualité. Un grenaillage est conseillé à

la fois avant et après le recuit.
4.3 Procédures relatives à des considérations de conception

Il convient que la capacité du bain de galvanisation à chaud et des installations connexes soit suffisante pour

traiter les pièces à revêtir de zinc par galvanisation à chaud. De préférence, il convient que les pièces soient

conçues pour recevoir le revêtement en une seule opération d'immersion. Les pièces trop volumineuses pour

les bains existants peuvent être partiellement immergées et ensuite retournées en longueur ou en hauteur

afin d'obtenir un revêtement complet. Une immersion partielle (puis une seconde immersion pour terminer le

revêtement) est moins courante que l'opération d'immersion complète en une seule fois.

Pendant l'immersion, tout le matériel doit être accroché. Les trous prévus pour le passage des boulons

peuvent être utilisés à cet effet. Des anneaux de levage sont souvent intégrés pour faciliter la manutention.

Les pièces peuvent être disposées sur des palonniers ou dans des montages; dans ces cas, quelques

marques de contact peuvent être visibles après galvanisation à chaud. L'opération d'émersion implique un

mouvement vertical hors du bain, mais les pièces qui sont retirées peuvent être inclinées. Les étapes du

traitement impliquent la libre circulation de l'air, des liquides de prétraitement et du zinc sur toutes les surfaces

de la pièce. Les poches d'air empêchent localement la préparation de surface et sont à l'origine de surfaces

non revêtues; les liquides piégés se vaporisent à la température de galvanisation à chaud d'environ 450 °C et

la pression qui en résulte peut provoquer un flambage ou des explosions; tout excès de zinc peut être à

l'origine d'une adhérence médiocre, est peu esthétique et constitue un gaspillage.

Certaines pièces, par exemple des échangeurs de chaleur et des conteneurs de gaz, ne sont galvanisées à

chaud qu'à l'extérieur. Cela implique une technique et un équipement particuliers (par exemple pour enfoncer

la pièce dans le bain malgré la poussée d'Archimède créée par le zinc en fusion) et il convient de consulter un

spécialiste de la galvanisation au préalable.
4.4 Caractéristiques de conception

L'Annexe A indique les caractéristiques de conception préconisées pour les pièces destinées à être

galvanisées à chaud.

AVERTISSEMENT — Il est essentiel d'éviter les parties fermées ou de les ventiler, pour prévenir tout

risque d'explosion susceptible de gravement blesser les opérateurs. Il convient d'accorder une

attention toute particulière à cet aspect de la conception qui constitue par ailleurs un facteur essentiel

au maintien de normes satisfaisantes en matière d'hygiène et de sécurité des opérateurs.

Le fait de prévoir des trous pour l'aération et la vidange de pièces tubulaires permet également d'obtenir un

revêtement sur les surfaces intérieures et, par conséquent, assure une meilleure protection de la pièce.

Occasionnellement, lorsque les niveaux de contrainte résiduelle dans un élément sont suffisamment élevés,

la température de galvanisation à chaud peut entraîner une relaxation des contraintes. Cela est une des

principales causes de déformation ou de fissuration imprévue de l'élément en acier. Choisir de préférence des

profils symétriques et éviter autant que possible tout écart important dans l'épaisseur ou la section en soudant,

par exemple, une tôle fine à des cornières épaisses; il convient de choisir les techniques de soudage et de

fabrication avec l'objectif d'éviter d'introduire des contraintes asymétriques et il convient de réduire au

minimum la dilatation thermique différentielle pendant le soudage et le traitement. Un traitement thermique

peut s'avérer nécessaire avant la galvanisation à chaud. Il convient que l'acheteur consulte le galvaniseur

pour définir l'ordre dans lequel les éléments fabriqués doivent être assemblés. Les sous-ensembles compacts

(qui occupent un faible volume dans le bain) sont plus économiques à galvaniser. Il est préférable de

procéder au soudage avant la galvanisation à chaud afin d'assurer un revêtement de galvanisation à chaud

continu sur la soudure.

Il convient de concevoir les pièces en vue de faciliter l'accès et l'écoulement du métal en fusion et d'éviter la

formation de poches d'air. Un profil lisse, sans arêtes et recoins inutiles, facilite la galvanisation à chaud; cela,

ainsi que le boulonnage après galvanisation, améliore également la résistance à la corrosion à long terme.

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ISO 14713-2:2009(F)

Les trous nécessaires au processus de galvanisation à chaud sont de préférence pratiqués dans les pièces

avant l'assemblage, en découpant ou en meulant les coins des profilés; cela empêche la formation de

«poches» dans lesquelles le zinc en fusion peut se solidifier. Lorsque les pièces sont déjà assemblées, le

meilleur moyen de pratiquer les trous est le chalumeau, étant donné que l'espace disponible pour le perçage

ne permet généralement pas que le trou soit assez près de l'arête ou des coins.
4.5 Tolérances

La nature et l'épaisseur de l'acier sont les deux facteurs qui déterminent l'épaisseur du revêtement galvanisé

à chaud. Sur les surfaces de contact et pour les trous, il convient de prévoir un jeu supplémentaire pour tenir

compte de l'épaisseur du revêtement métallique. Généralement, pour des revêtements obtenus par

galvanisation à chaud sur des surfaces planes, une tolérance d'au moins 1 mm est jugée satisfaisante. Voir

l'ISO 1461 pour les définitions de surfaces significatives et les critères d'acceptation du revêtement.

Pour les pièces filetées, la situation est plus complexe. Par exemple s'agissant d'écrous et boulons galvanisés

à chaud et centrifugés, les pratiques courantes diffèrent selon les pays.
Les boulons sont

a) soit filetés aux tolérances établies dans la spécification appropriée sans tenir compte de la galvanisation

à chaud et les écrous sont ensuite taraudés après revêtement,

b) soit sous-cotés (voir par exemple la norme suédoise SS 3194) pour pouvoir utiliser les filetages

normalisés sur les écrous galvanisés à chaud dans tous les cas.
L'ISO 10684 fournit également quelques lignes directrices.
5 Conception pour le stockage et le transport

Il convient de toujours empiler solidement les pièces galvanisées à chaud afin de pouvoir les stocker et les

transporter en toute sécurité.

S'il existe un besoin spécifique de réduire le développement de taches d'humidité dues au stockage

(principalement à base d'oxydes de zinc ou d'hydroxydes de zinc formés à la surface du revêtement galvanisé

pendant le stockage des pièces dans des conditions humides), il convient que l'acheteur le dise au

galvaniseur au moment de la commande et que des mesures de contrôle appropriées soient convenues. De

telles mesures peuvent comprendre, par exemple, un stockage des pièces permettant la libre circulation de

l'air entre surfaces des pièces, l'utilisation d'entretoises afin de réduire les zones de contact sur la pièce ou

l'évitement d'un emboîtement serré des pièces (lorsque leur conception le permet).

Conformément à l'ISO 1461, le développement de taches d'humidité dues au stockage ne doit pas conduire

au rejet, pour autant que l'épaisseur du revêtement demeure au-dessus des exigences minimales spécifiées.

6 Effet de l'état de la pièce sur la qualité de la galvanisation à chaud
6.1 Généralités

La plupart des aciers, y compris les aciers au carbone non alliés (voir par exemple l'EN 10025-2), les aciers à

grain fin (voir par exemple l'EN 10025-3 et l'EN 10025-4), les aciers trempés et revenus, les sections creuses

finies à chaud (voir par exemple l'EN 10210-1), les sections creuses finies à froid (voir par exemple

l'EN 10219-1), les aciers d'armature (voir par exemple l'EN 10080), les aciers d'éléments de fixation (voir par

exemple l'ISO 898) et la fonte grise (voir par exemple l'EN 1561) et la fonte grise malléable (voir par exemple

l'EN 1562) peuvent être galvanisés à chaud conformément à l'EN ISO 1461. Lorsque d'autres métaux ferreux

doivent être galvanisés, il convient que l'acheteur fournisse des informations appropriées ou des échantillons

au galvaniseur pour lui permettre de décider si ces aciers peuvent être galvanisés de manière satisfaisante.

Les aciers de décolletage contenant du soufre sont en général inappropriés.
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ISO 14713-2:2009(F)
6.1.1 Composition du matériau

Certains éléments, notamment le silicium (Si) et le phosphore (P), sur la surface de l'acier peuvent affecter la

galvanisation à chaud en prolongeant la réaction entre le fer et le zinc en fusion. Par conséquent, certaines

compositions d'acier peuvent produire des revêtements plus cohérents en termes d'aspect, d'épaisseur et de

régularité de surface. Les antécédents de l'acier (par exemple laminé à chaud ou à froid) peuvent également

affecter sa réaction avec le zinc en fusion. Lorsque des questions d'esthétique priment ou qu'il existe des

critères relatifs à l'épaisseur ou à la régularité de surface du revêtement, il convient de consulter un

spécialiste pour le choix de l'acier avant la fabrication de la pièce ou la galvanisation à chaud.

Le Tableau 1 donne des lignes directrices simplifiées sur les compositions des aciers associés à certaines

caractéristiques types du revêtement lorsque la galvanisation est réalisée à des températures allant de 445 °C

à 460 °C.
Tableau 1 — Caractéristiques du revêtement associées à la composition de l'acier
Niveaux types d'éléments Caractéristiques types
Catégorie Informations supplémentaires
de réaction du revêtement
A u 0,04 % Si et < 0,02 % P Voir Note 1
L'alliage Fe-Zn peut s'étendre à la
surface du revêtement. L'épaisseur
Revêtement brillant à texture plus
du revêtement augmente en fonction
fine. La structure du revêtement
de l'augmentation de la teneur en
comprend une couche extérieure
B 0,14 % Si à 0,25 % Si silicium. D'autres éléments peuvent
de zinc.
également affecter la réactivité de
l'acier. Notamment, des niveaux de
phosphore supérieurs à 0,035 %
augmentent la réactivité.
Risque de formation de revêtements Revêtement d'aspect plus sombre
C > 0,04 % Si à u 0,14 % Si
d'épaisseur trop importante. à texture plus grossière. La
structure du revêtement comporte
L'épaisseur du revêtement
principalement des alliages de
augmente en fonction de l'augmen-
fer-zinc qui s'étendent le plus
tation de la teneur en silicium.
souvent à la surface du
D > 0,25 % Si
revêtement, sans réduction de la
résistance au dommage dû à la
manutention.

NOTE 1 Les aciers dont les compositions satisfont à la formule Si + 2,5P u 0,09 % peuvent également présenter ces

caractéristiques. Pour les aciers laminés à froid, ces caractéristiques peuvent être observées lorsque la composition de l'acier satisfait à

la formule Si + 2,5P u 0,04 %.

NOTE 2 La présence d'éléments d'alliage (par exemple du nickel) dans le zinc en fusion peut avoir un effet significatif sur les

caractéristiques du revêtement indiquées dans le présent tableau. Le présent tableau ne fournit pas de lignes directrices pertinentes

pour la galvanisation à température élevée (c'est-à-dire immersion dans le zinc en fusion à une température entre 530 °C et 560 °C).

NOTE 3 Les compositions des aciers indiquées dans le présent tableau dépendent de l'influence d'autres facteurs et les limites de

chaque plage varient en conséquence.
6.1.2 Pièces

Il convient que les pièces soient, dans la mesure du possible, exemptes de porosité de surface et de trous de

retrait; il convient de les nettoyer par grenaillage, décapage électrolytique ou autres méthodes spécialement

appropriées aux pièces. Le décapage habituel dans l'acide chlorhydrique n'enlève pas 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 chlorhydrique 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

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ISO 14713-2:2009(F)

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.

NOTE Les pièces peuvent avoir différentes formes:

⎯ pièces en fonte grise: la fonte grise a une teneur en carbone supérieure à 2 %, la majorité étant constituée de

graphite sous forme de lamelles;

⎯ pièces en fonte à graphite sphéroïdal (GS): de composition semblable à la fonte grise sous de nombreux aspects,

mais le carbone est présent principalement sous forme sphéroïdale, en raison d'additions de magnésium ou de

cérium;

⎯ pièces en fonte malléable: à cœur noir, à cœur blanc et perlitique; la ténacité et l'usinabilité leur sont conférées par

les traitements de recuit, mais la présence de graphite primaire n'est pas admissible.

6.2 État de surface

Il convient que la surface du métal de base soit propre avant immersion dans le zinc en fusion. Il est

recommandé de procéder au dégraissage et au décapage à l'acide pour nettoyer la surface. Il convient

d'éviter un décapage excessif. Il convient, avant le décapage, d'éliminer les souillures de surface, y compris

celles qui ne peuvent pas être retirées par décapage, par exemple les films de carbone (tels que résidus

d'huile de laminage), l'huile, la graisse, la peinture, les scories de soudage, les marques, les colles, les

matériaux de marquage, les huiles de fabrication et impuretés similaires. Cela permet d'utiliser avec plus

d'efficacité et d'efficience les matériaux de traitement préalable. L'acheteur est tenu de retirer ces altérations,

sauf autres dispositions convenues entre le galvaniseur et l'acheteur.
6.3 Influence de la rugosité
...

Questions, Comments and Discussion

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