Méthodes d'essai standard ASTM D968 pour la résistance à l'abrasion des revêtements organiques par projection de produits abrasifs

Méthodes d'essai standard ASTM D968 pour la résistance à l'abrasion des revêtements organiques par projection de produits abrasifs

La norme « ASTM D968 Standard Test Methods for Abrasion Resistance of Organic Coatings by Dropping Abrasive Media » publiée par l'American Society for Testing and Materials (ASTM) décrit des méthodes d'essai permettant de déterminer la résistance des revêtements organiques à l'abrasion causée par la chute de supports abrasifs sur des revêtements appliqués sur une surface plane et dure telle que des panneaux métalliques ou en verre.

Méthodes d'essai standard ASTM D968 pour la résistance à l'abrasion des revêtements organiques par projection de produits abrasifs

Cette norme couvre deux méthodes d’essai basées sur différents abrasifs :

  • Méthode A : Test d'abrasion par chute de sable
  • Méthode B : Test d'usure par chute de carbure de silicium

En raison de la faible reproductibilité des méthodes utilisant des valeurs numériques, ces méthodes devraient être limitées aux essais effectués au sein d'un seul laboratoire. L'accord interlaboratoires est considérablement amélioré lorsque des valeurs ordinales sont utilisées plutôt que des valeurs numériques.

Le sable de silice permet une usure plus lente des revêtements organiques que le carbure de silicium. Il peut également offrir une meilleure différenciation pour certains types de revêtements.

Bien que les échelles de résistance à l'abrasion obtenues par les deux méthodes diffèrent, elles donnent un classement approximativement identique pour les revêtements. Les deux méthodes se sont avérées utiles pour évaluer la résistance à l'abrasion de types de revêtements spécifiques. Par exemple, la méthode A (chute de sable) a été utilisée pour évaluer les revêtements de sol, tandis que la méthode B (chute de carbure de silicium) a été utilisée pour évaluer les revêtements des ponts de navires.

Lors de l'essai, un abrasif est déposé sur un panneau revêtu à travers un tube de guidage, depuis une hauteur prédéterminée, jusqu'à ce que le substrat soit visible. La quantité d'abrasif par unité d'épaisseur de film est exprimée en termes de résistance à l'usure du revêtement sur le panneau. Du sable de silice ou du carbure de silicium peuvent être utilisés, selon les spécifications.

Dans le domaine de la science et de l'ingénierie des matériaux, la durabilité des revêtements protecteurs est primordiale. Les revêtements organiques tels que les peintures, les vernis et les laques sont largement utilisés pour protéger les surfaces de l'usure environnementale, de la corrosion et des dommages mécaniques. Cependant, l'une des dégradations les plus courantes de ces revêtements est l'abrasion causée par la friction, les chocs ou l'action abrasive de particules abrasives. Des méthodes d'essai normalisées sont essentielles pour mesurer et comparer cette résistance. C'est pourquoi la norme ASTM D968 offre un cadre fiable pour évaluer la résistance des revêtements aux forces abrasives, aidant ainsi les fabricants, les ingénieurs et les professionnels du contrôle qualité à prendre des décisions éclairées. Cette norme garantit la cohérence entre les secteurs tels que l'automobile, la marine, la construction et les biens de consommation.

La norme ASTM D968 comprend deux méthodes d'essai fondamentales pour évaluer la résistance à l'abrasion des revêtements organiques appliqués sur des surfaces dures et planes telles que des panneaux métalliques ou en verre. Le principe est simple mais efficace : simuler l'abrasion en conditions réelles en laissant l'abrasif s'écouler d'une hauteur fixe sur la surface revêtue de manière contrôlée. La quantité d'abrasif nécessaire pour user le revêtement jusqu'au substrat est une mesure directe de sa durabilité.

Cette norme s'applique aux revêtements organiques appliqués sur des surfaces planes et dures. Elle se concentre sur l'abrasion due à la chute de particules plutôt que sur les mouvements de glissement ou de frottement (couverts par d'autres normes, comme l'ASTM D4060 pour l'abrasion Taber).

Cette norme met l’accent sur la sécurité en exigeant des utilisateurs qu’ils établissent des pratiques de santé appropriées et qu’ils respectent les limites légales, car les tests d’abrasion peuvent générer de la poussière et des particules.

Cette norme utilise deux méthodes distinctes, chacune utilisant un abrasif différent et produisant des taux d'usure différents. Cette dualité permet aux testeurs de choisir la méthode la mieux adaptée à leur type de revêtement ou aux besoins de leur application :

  • Méthode A - Méthode de dépôt de sable de silice
    • Abrasif : Sable de silice de granulométrie homogène (généralement conforme à la norme ASTM E11, granulométrie comprise entre 20 et 30 mesh).
    • Installation : Le panneau revêtu est placé horizontalement dans une machine d’essai. Le sable est déversé d’une trémie par un entonnoir et tombe verticalement sur la surface revêtue à une vitesse contrôlée, d’une hauteur d’environ 61 cm.
    • Procédure : Le sable est versé en continu jusqu'à ce que le revêtement soit érodé dans le substrat en un nombre prédéterminé de points (généralement 5 à 10). Le volume de sable utilisé est mesuré.
    • Propriétés : Le sable de silice s'use moins vite que les abrasifs plus tranchants, ce qui le rend idéal pour les revêtements plus épais ou plus durables. Il assure souvent une meilleure séparation entre des formulations similaires.
  • Méthode B - Méthode de chute du carbure de silicium
    • Abrasif : grain de carbure de silicium angulaire (classé selon la norme ANSI B74.12 ou équivalent, généralement 120-220 mesh).
    • Installation : Similaire à la méthode A, mais le carbure de silicium est alimenté à partir d'une hauteur de 61 cm à un débit d'environ 1,8 à 2,2 litres par minute.
    • Procédure : L'érosion se poursuit jusqu'à l'enregistrement du volume de carbure de silicium. Pour des raisons de fiabilité statistique, les tests peuvent inclure plusieurs panels.
    • Caractéristiques : Cette méthode accélère l'usure grâce à la finesse du grain, ce qui permet d'obtenir des résultats plus rapides. Elle est particulièrement utile pour trier les revêtements soumis à une forte usure.

Les deux méthodes utilisent un dispositif d'essai standard, tel que l'appareil d'abrasion par chute de sable décrit dans la norme. Ce dispositif comprend un entonnoir, un régulateur de débit et un bac de récupération. Les panneaux sont préconditionnés pour garantir la répétabilité (par exemple, à 23 °C et 50 % d'humidité relative). La résistance à l'abrasion est calculée selon la formule fournie dans la norme. Des valeurs plus élevées indiquent une résistance supérieure. Par exemple, un revêtement de sol peut nécessiter 200 à 500 L/mil pour satisfaire aux exigences de qualité de la méthode A.

La résistance à l'abrasion est un indicateur de performance essentiel pour les chaussées en environnements difficiles. Une mauvaise résistance à l'abrasion peut entraîner des défaillances prématurées, une augmentation des coûts de maintenance et des risques pour la sécurité, comme la décoloration d'un panneau routier due à l'abrasion des pneus et du sable.

Comme spécifié dans cette norme, le sable de silice (méthode A) offre une meilleure discrimination pour certains revêtements, tandis que le carbure de silicium (méthode B) permet des tests plus rapides. Les deux méthodes offrent des classements similaires, mais leurs échelles absolues diffèrent.

Les principales applications industrielles de cette norme sont :

  • Revêtements marins et de pont : la méthode B est préférée pour les ponts de navires où des abrasifs tranchants simulent les impacts du sel et des débris.
  • Revêtements de sol et industriels : la méthode A évalue les peintures résistantes au trafic dans les entrepôts ou les garages.
  • Automobile et aéronautique : Assure la résistance des vernis aux gravillons de la route et aux influences environnementales.
  • Construction : Teste les revêtements protecteurs des ponts ou des pipelines contre le sable soufflé par le vent.

Au-delà de la conformité, la norme ASTM D968 facilite également le développement de formulations. Les chimistes spécialisés dans les revêtements l'utilisent pour optimiser les types de résines, de charges ou d'agents de réticulation afin d'améliorer la durabilité. Elle fait également partie intégrante de l'assurance qualité, impactant les certifications et les garanties des produits.

La norme ASTM D968 s'impose ainsi comme une référence pour l'évaluation des revêtements organiques, alliant précision de laboratoire et fiabilité en conditions réelles. En mesurant la résistance à l'abrasion, elle permet aux industries de développer des solutions durables et pérennes.

Notre organisation, forte de nombreuses années d'expérience et suivant attentivement les avancées scientifiques et technologiques mondiales, dispose d'une équipe qualifiée et d'une infrastructure complète pour réaliser des tests, des mesures et des analyses dans un large éventail de domaines pour des entreprises de tous secteurs. Dans ce contexte, nous proposons également des services de tests conformes à la norme ASTM D968, Méthodes d'essai normalisées pour la résistance à l'abrasion des revêtements organiques par projection d'abrasifs.

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