ST 418 Indice F Application Ferroviaire Spécification Technique REVÊTEMENTS PAR PROJECTION THERMIQUE Édition de mars 2007 Éditée par le Département Qualité Fournisseurs
ÉVOLUTIONS du DOCUMENT Indice Motifs des évolutions Date A 1 ère édition B 2 ème édition C 3 ème édition D 4 ème édition 11/1967 E 5 ème édition 05/1982 F 6 ème édition Evolution de la normalisation européenne 03/2007 Spécification technique achat approuvée en 03/2007 Département AF - 2 -
SOMMAIRE Page AVANT-PROPOS...5 1 - OBJET ET DOMAINE D'APPLICATION...6 2 - TERMINOLOGIE...6 3 - DOCUMENTS CITÉS...6 4 - QUALIFICATION DU PRODUIT...8 5 - QUALIFICATION DU PROCESSUS...8 6 - QUALIFICATION DU PERSONNEL...8 7 - CARACTÉRISTIQUES...8 7.1 - ASPECT - ÉTATS DE SURFACE...8 7.2 - ÉPAISSEURS...8 7.3 - ADHÉRENCE...9 7.4 - POROSITÉ...9 7.5 - DURETÉ...9 7.6 - USURE...9 7.7 - RESSUAGE...9 7.8 - RESISTANCE A LA CORROSION...9 7.9 - CARACTÉRISTIQUES GÉOMÉTRIQUES ET FONCTIONNELLES...9 8 - FABRICATION...10 8.1 - GÉNÉRALITÉS...10 8.2 - CONSOMMABLES...10 9 - LOTISSEMENT...10 10 - CONTRÔLES ET ESSAIS...10 10.1 - NATURE DES CONTRÔLES ET ESSAIS...10 10.2 - ASPECT - ÉTAT DE SURFACE - DIMENSIONS...11 10.3 - ÉPAISSEURS...11 10.4 - ADHÉRENCE...11 10.5 - POROSITÉ...11-3 -
10.6 - DURETÉ...11 10.7 - USURE...11 10.8 - RESSUAGE...11 10.9 - RESISTANCE A LA CORROSION...11 11 - ENREGISTREMENTS RELATIFS À LA QUALITÉ...11 12 - IDENTIFICATION - MARQUAGE...12 13 - TRAÇABILITÉ...12 14 - CONDITIONNEMENT - LIVRAISON...12 15 - GARANTIE...12 FICHE R.E.T.O.U.R...13-4 -
AVANT- PROPOS Dans un contexte de développement durable, l'évolution des normes françaises et européennes a rendu indispensable la mise à jour de la ST 418 indice E. Le titre de la ST418 a été modifié afin d intégrer les différents types de projection thermique existants au lieu de l unique métallisation appelée autrefois shoopage. Ces différents traitements prescrits dès la conception ou pour réparer par rechargement une pièce sont destinés à améliorer les performances dans 2 domaines bien connus : - la tenue à la corrosion ; - la tenue mécanique comportant notamment la tenue à l usure. Il est possible aussi d améliorer très sensiblement la conductivité thermique et électrique. - 5 -
1 - OBJET ET DOMAINE D'APPLICATION Cette spécification technique complète les prescriptions de la norme NF EN ISO 2063 pour la protection contre la corrosion par projection thermique de revêtements de zinc, aluminium et alliages de ces métaux ; cette norme remplace la NF A 91-201 sur laquelle était articulée la ST 418E. Les recommandations générales relatives à la protection contre la corrosion doivent suivre les prescriptions de la norme NF EN ISO 14713. Cette spécification prend en compte également le rechargement par projection thermique pour ses qualités de tenue mécanique alliées ou non à des qualités de résistance à la corrosion et s articule sur les prescriptions de la norme NF A 91-202 et sur la NF EN ISO 14921. Ce rechargement par projection concerne des pièces neuves ou les pièces mécaniques sous cotées ou usées (afin de leur restituer leurs cotes d origine). La présente spécification englobe désormais les procédés de projection thermique repris dans la NF EN 657, les procédés suivants peuvent être privilégiés : - projection de fils, poudres dans une flamme au chalumeau : WFS HVWFS (pour les pièces neuves ou usées destinées au matériel roulant, il y a lieu de suivre les prescriptions de la consigne technique TC 024) ; - projection de fils à l arc électrique : AS SAS ; - projection de poudres dans un plasma : APS SPS ; - projection de poudres à grande vitesse dans une flamme ou par détonation : HVOF - DGS. A noter aussi la projection de poudres dans un faisceau laser pour des pièces de faibles dimensions : LS. La présente spécification technique ne s applique pas à la projection thermique destinée aux pièces constitutives des Ouvrages d Art de l Infrastructure et régis par le référentiel Infrastructure IN 0036. 2 - TERMINOLOGIE La terminologie est celle reprise dans la norme NF EN 657 ainsi que pour les termes et définitions dans les normes NF EN ISO 14923 et NF A 91-010. 3 - DOCUMENTS CITÉS - NF EN ISO 14713 : Protection contre la corrosion du fer et de l acier dans les constructions. Revêtements de zinc et d aluminium. Lignes directrices. - NF EN 657 : Projection thermique. Terminologie, classification. - NF EN ISO 2063 : Projection thermique. Revêtements métalliques et inorganiques. Zinc et aluminium. - NF EN ISO 14923 : Projection thermique. Caractérisations et essais des revêtements obtenus par projection thermique. - NF EN 582 : Projection thermique. Mesure de l adhérence par essai de traction. - prnf EN 15340 : Projection thermique. Détermination de la résistance des revêtements appliqués par projection thermique à un effort de cisaillement. - NF EN ISO 2178 : Revêtements métalliques non magnétiques sur métal de base magnétique - Mesurage de l'épaisseur du revêtement - Méthode magnétique. - NF EN ISO 14918 : Protection thermique. Qualification des agents en projection thermique. - NF EN ISO 1463 : Revêtements métalliques et couches d'oxydes - Mesurage de l'épaisseur de revêtement - Méthode par coupe micrographique. - NF EN 10204 : Produits métalliques - Types de document de contrôle. - NF A 91-010 : Revêtement métalliques et traitement de surface des métaux - Terminologie - Classification - Symbolisation. - NF EN ISO 14919 : Projection thermique. Fils, baguettes et cordons pour projection thermique à l arc et au pistolet dans une flamme. Classification. Conditions techniques d'approvisionnement. - NF EN 1274 : Projection thermique. Poudres. Composition, conditions techniques de livraison. - NF EN 1395 : Projection thermique. Contrôle d acceptation du matériel de projection. - 6 -
- NF EN 13507 : Projection thermique. Traitement préalable de surfaces de pièces et composants métalliques pour projection thermique. - NF A 91-202 : Revêtements métalliques. Rechargement par projection à chaud (métallisation au pistolet). Propriétés caractéristiques et méthodes d essai. - NF EN ISO 2360 : Revêtements non conducteurs sur matériaux de base non magnétiques conducteurs de l électricité. Mesurage de l'épaisseur de revêtement. Méthode par courants de Foucault sensible aux variations d amplitude. - NF EN ISO 14922 Parties : 1 2 3 4 : Projection thermique. Exigences qualité des constructions obtenues par projection thermique. Lignes directrices pour leur sélection et utilisation. Exigences qualité complètes. Exigences standard. Exigences élémentaires. - NF EN ISO 3497 : Revêtements métalliques. Mesurage de l'épaisseur de revêtement. Méthodes par spectrométrie de rayons X. - NF EN 571-1 : Essais non destructifs. Examen par ressuage. Partie 1 : principes généraux. - NF ISO 9227 : Essai de corrosion en atmosphères artificielles - Essai aux brouillards salins. - NF EN ISO 11124 : Préparation des subjectiles d'acier avant application de peintures et de produits assimilés - Spécifications pour abrasifs métalliques destinés à la préparation par projection. - NF EN ISO 11126 : Préparation des subjectiles d'acier avant application de peintures et de produits assimilés - Spécifications pour abrasifs non métalliques destinés à la préparation par projection. - NF EN ISO 8503 : Préparation des subjectiles d'acier avant application de peintures et de produits assimilés - Caractéristiques de rugosité des subjectiles d'acier décapés - NF EN ISO 8504 : Préparation des subjectiles d'acier avant application de peintures et de produits assimilés - Méthodes de préparation des subjectiles - NF EN ISO 14921 : Projection thermique - Procédure d'application de revêtements obtenus par projection thermique pour les pièces mécaniques. - NF EN ISO 14920 : Projection thermique - Projection et fusion des revêtements obtenus par projection thermique des alliages auto-fondants. - IN 0036 (AG4A0) : Traitement anticorrosion des constructions métalliques. CPC Livret 2-59 - ISO 9001 : 2000 : Systèmes de management de la qualité - Exigences. - NF EN ISO 4516 : Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques - Essais de microdureté Vickers et Knoop. - TC 024 : Métallisation par projection de poudres à la flamme. - NF A 05-109 : Corrosion des métaux et alliages. Essai au brouillard salin neutre. - 7 -
4 - QUALIFICATION DU PRODUIT Réservé. 5 - QUALIFICATION DU PROCESSUS Le choix du procédé de projection thermique doit être précisé à la commande. Le matériel de projection utilisé doit être conforme aux prescriptions de la norme NF EN 1395. Dans le cas d une réparation par projection thermique, un accord préalable de la SNCF doit être requis. Un plan de contrôle qualité doit être soumis pour accord avec l exécution éventuelle d une maquette sur un échantillon de dimensions et de formes les plus proches possibles de la pièce à traiter ; la nuance, l état métallurgique et l état de surface doivent être également identiques à celui de la pièce à recharger. Si une opération de mise à la cote est menée, il faut prévoir 2 échantillons : 1 après revêtement et 1 au stade final. 6 - QUALIFICATION DU PERSONNEL La qualification des agents en projection thermique doit être réalisée conformément aux prescriptions de la norme NF EN ISO 14918 ou réalisée dans le cadre d une certification ACQPA (Association pour la Certification et la Qualification en Peinture Anticorrosion). 7 - CARACTÉRISTIQUES Les caractéristiques des revêtements obtenus par projection thermique sont précisées à la commande ou dans ses documents annexes suivant les prescriptions reprises dans les normes NF EN ISO 14923 et 14920. Les exigences qualité des constructions obtenues par projection thermique correspondent à la partie 2 (certification ISO 9001 : 2000) ou 3 de la norme NF EN ISO 14922. Le colmatage du revêtement par conversion chimique, polymères ou par peinture, afin d éviter au revêtement d absorber l humidité et la corrosion, doit être précisé à la commande. 7.1 - ASPECT - ÉTATS DE SURFACE Sauf stipulation contraire à la commande, l aspect du dépôt et son état de surface doivent être unis, réguliers, homogènes. Ils ne doivent présenter aucune cloque, décollement, piqûre, fissure, aspérité et discontinuité. 7.2 - ÉPAISSEURS Revêtements contre la corrosion Les épaisseurs locales minimales doivent être conformes aux prescriptions de la commande ou de ses documents annexes. A défaut, il est fait usage des épaisseurs minimales brutes reprises ci-après : Milieu d utilisation (NF EN ISO 14713) Revêtements pour une meilleure tenue mécanique Zinc Aluminium ZnAl15 Milieu urbain : C2 - C3 100 µm 150 µm 100 µm Milieu industriel : C4 - C5I Non recommandé sans colmatage 200 µm 150 µm Atmosphère marine : C5M 150 µm 200 µm 150 µm Les épaisseurs locales minimales doivent être conformes aux prescriptions de la commande ou de ses documents annexes. - 8 -
7.3 - ADHÉRENCE Aucun écaillage ou décollement ne doit être constaté sur les revêtements déposés. Revêtements pour une meilleure tenue mécanique Dans le cas du test d adhérence par traction, les valeurs des résistances, à défaut de prescriptions, sont les suivantes : - projection de poudres ou de fils dans une flamme au chalumeau : > 20 MPa. - projection de poudres ou de fils à l arc électrique : > 30 MPa. - projection de poudres dans un plasma : > 40 MPa. - projection de poudres à grande vitesse dans une flamme ou par détonation : > 65 MPa (les valeurs de la colle FM1000 ayant une dispersion pouvant descendre jusqu à 65-70 MPa). 7.4 - POROSITÉ Revêtements pour une meilleure tenue mécanique Les prescriptions imposées doivent être précisées à la commande ou dans ses documents annexes, à défaut de prescription, la porosité doit correspondre aux valeurs ci après : - projection de poudres ou de fils dans une flamme au chalumeau : < 12% - projection de poudres ou de fils à l arc électrique : < 12% - projection de poudres dans un plasma : < 6% - projection de poudres à grande vitesse dans une flamme ou par détonation : < 1% Propreté du substrat à l interface Une prescription du taux maximal d incrustation du sable ou de la grenaille du décapage mécanique à l interface du substrat peut être également demandée. 7.5 - DURETÉ Les duretés imposées, qui sont fonction de la nature du revêtement déposé, sont à prescrire dans le cahier des charges ou dans le plan de contrôle pour une réparation. 7.6 - USURE Il existe plusieurs types d usure : par abrasion, adhésion (grippage), fretting, érosion, fatigue, corrosion, arc électrique Les tests les plus utilisés sont le test d usure abrasive de TABER ou le test d usure adhésive de FALEX. Ils peuvent être prescrits à la commande ou dans ses documents annexes. Ils doivent reprendre, en fonction des performances exigées, l indice d usure correspondant à la perte de poids pour 1000 cycles (abrasive) ou 650 heures (adhésive). 7.7 - RESSUAGE Les critères d acceptation de ressuage avant colmatage doivent être prescrits à la commande ou dans ses documents annexes. 7.8 - RÉSISTANCE A LA CORROSION Les durées de tenue à la corrosion avant rouille rouge au brouillard salin, lorsqu elles sont demandées, doivent être précisées à la commande ou dans ses documents annexes. 7.9 - CARACTÉRISTIQUES GÉOMÉTRIQUES ET FONCTIONNELLES L'intégrité fonctionnelle des pièces doit être conservée dans le cas, notamment, d'arbre ou d'alésage à tolérance serrée et pouvant éventuellement nécessiter une épargne. Dans le cas de filetages intérieurs ou extérieurs de faibles dimensions dans le standard 6H, 6g, le fournisseur s'assurera de la compatibilité de montage vis - écrous. - 9 -
8 - FABRICATION 8.1 - GÉNÉRALITÉS Les pièces doivent être traitées de façon à avoir une répartition homogène de l épaisseur du revêtement. Les opérations de préparation du substrat par dégraissage, décapage mécanique doivent garantir une bonne adhérence du revêtement et suivre les prescriptions des normes NF EN 13507, NF EN ISO 8503 et 8504. Les différents types de grenaille ainsi que leurs caractéristiques sont repris par les normes NF EN ISO 11124 et 11126. 8.2 - CONSOMMABLES Les fils ou les poudres utilisés doivent être conformes à la nature du revêtement imposée, leurs compositions doivent être conformes aux normes NF EN 1274 pour les poudres et NF EN ISO 14919 pour les fils, baguettes et cordons. Le revêtement doit avoir la même composition chimique que le métal d apport et sa répartition doit être homogène notamment dans le cas d alliages. 9 - LOTISSEMENT Le lot de contrôle correspond pour les pièces d une même famille à une commande ou à une campagne de traitement. 10 - CONTRÔLES ET ESSAIS 10.1 - NATURE DES CONTRÔLES ET ESSAIS Les essais repris au tableau ci-dessous sont réalisés sur chaque lot de contrôle. Nature des vérifications et essais Échantillonnage Revêtements contre la corrosion Aspect - état de surface - dimensions Épaisseur minimale locale du revêtement Adhérence du revêtement Résistance à la corrosion au brouillard salin Revêtements pour une meilleure tenue mécanique Aspect - état de surface - dimensions Épaisseur minimale locale du revêtement Adhérence du revêtement Porosité Dureté Usure Ressuage 10.2 10.3 10.4 10.9 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 15% du lot Sur prescription à la commande 10% du lot Sur prescription à la commande Sur prescription à la commande Lorsqu il est détecté un pourcentage supérieur à 10% du lot de pièces défectueuses, il y a lieu de faire le tri ou de reprendre entièrement le lot. - 10 -
10.2 - ASPECT - ÉTAT DE SURFACE - DIMENSIONS La vérification de l'aspect et de l état de surface du dépôt réalisé se fait à l'œil nu. La vérification dimensionnelle et de forme est réalisée avec les moyens appropriés. 10.3 - ÉPAISSEURS La méthode de mesure de l'épaisseur utilisée peut être : - la méthode magnétique suivant les prescriptions de la NF EN ISO 2178 ; - la méthode par courants de Foucault suivant les prescriptions de la NF EN ISO 2360 ; - la méthode fluorescence X suivant les prescriptions de la NF EN ISO 3497. En cas de litige, la méthode par coupe micrographique suivant les prescriptions de la norme NF EN ISO 1463 est retenue. 10.4 - ADHÉRENCE Revêtements pour une meilleure tenue mécanique Les essais d adhérence, par traction sur le revêtement sont réalisés conformément aux prescriptions de la norme NF EN 582. Un essai d adhérence par cisaillement peut également être réalisé suivant les prescriptions du projet de norme NF EN 15340. Dans le cas d une opération de rectification par meule, cette dernière peut constituer, en elle-même, l essai d adhérence pour les essais de série. Revêtements contre la corrosion L essai de quadrillage est réalisé conformément aux prescriptions de la NF EN ISO 2063. 10.5 - POROSITÉ La mesure de la porosité se fait par coupe micrographique longitudinale et mesure au microscope métallographique avec un analyseur d image. Le taux d incrustation de sable ou de grenaille à l interface substrat-revêtement peut être vérifié, à cette occasion, s il est demandé. 10.6 - DURETÉ Les essais de microdureté Vickers sont réalisés conformément aux prescriptions de la norme NF EN ISO 4516. 10.7 - USURE Les essais d usure abrasive sont réalisés avec un abrasimètre de TABER ; l essai consiste en un mouvement rotatif de meules abrasives (CSi) sur un disque revêtu du dépôt à tester. Les essais d usure adhésive de FALEX utilisent un ensemble composé d une broche tournante revêtue du dépôt à tester ou bien d une demi-coquille statique qui est revêtue du dépôt à tester, l assemblage étant lubrifié. 10.8 - RESSUAGE L essai de ressuage est réalisé avant le colmatage conformément aux prescriptions de la norme NF EN 571-1. 10.9 - RESISTANCE A LA CORROSION L essai de tenue au brouillard salin est réalisé conformément aux prescriptions des normes NF ISO 9227 et NF A 05-109. 11 - ENREGISTREMENTS RELATIFS À LA QUALITÉ Un certificat de réception modèle 3.1 est exigé suivant les prescriptions de la norme NF EN 10204 lors de la livraison des produits. La preuve des enregistrements relatifs aux contrôles du tableau du paragraphe 10.1 est réalisée. - 11 -
Le fournisseur enregistre les principaux paramètres de fabrication, ainsi que les contrôles et essais qui peuvent être réalisés, en début, en cours, et en fin de fabrication. Les PV d examens, d essais et de contrôle des produits sont, sauf indications prévues à la commande, archivés et tenus à la disposition de la SNCF pour une période de dix ans. Les enregistrements de production ne sont pas communiqués sauf en cas de litige afin de s assurer de leur conformité avec le référentiel. 12 - IDENTIFICATION - MARQUAGE Un marquage lisible et indélébile peut être imposé sur prescription à la commande ou dans ses documents annexes sur le revêtement. 13 - TRAÇABILITÉ Réservé. 14 - CONDITIONNEMENT - LIVRAISON En l'absence d'indication à la commande ou dans ses documents annexes, les pièces doivent être efficacement protégées, par un emballage approprié afin d'éviter, au cours des manutentions ou du transport, toute déformation ou détérioration, notamment de leurs parties fonctionnelles. Le fournisseur doit s'assurer, par tous les moyens à sa disposition (pesée, comptage, point lors des opérations intermédiaires, etc.) de la restitution en totalité des lots donnés à traiter. Un retour d'information au client est réalisé en cas de manque ou de détérioration. 15 - GARANTIE En l'absence d'indication à la commande ou dans ses documents annexes, la garantie minimale du revêtement par l applicateur est de 2 ans quelque soit sa destination pour sa tenue à la corrosion ou ses performances mécaniques. - 12 -
FICHE R.E.T.O.U.R. DIRECTION DES ACHATS Département Qualité Fournisseurs (AF) Pour toute proposition, en vue d'une mise à jour, renvoyer au département AF, pôle AFO 15 rue Traversière 75012 Paris, une photocopie de la fiche R.E.T.O.U.R., en faisant part d'une : Remarque idée suggestion modification erreur amélioration Société extérieure à la SNCF ou Service SNCF Adresse : : Fax : Courriel : Date : Nom : Visa : Objet de la fiche R.E.T.O.U.R. : Suite au verso ou annexe jointe (1) AVIS DE RöCEPTION DU PÔLE AFO...NUMöRO DE FICHE R.E.T.O.U.R. : Cette fiche R.E.T.O.U.R. a été reçue le : Nous examinons la suite à donner à vos propositions. Des informations vous seront transmises dès que possible. Nous vous remercions d'avoir bien voulu nous faire part de votre RETOUR d'expérience. Le chef du pôle AFO Date : Signature : Copie : (1) Rayer la mention inutile - 13 -