16 Guide Corrosion Avril 2005

E di ti on avri l 2005
Guide technique
sur la corrosion
des chevilles

Guide technique sur la corrosion des chevilles Mars 2005 Page 2


SOMMAIRE


1 La corrosion.....................................................................................3
1.1 Qu’est-ce que la corrosion ?...................................................................................3
1.2 Principaux types de corrosion.................................................................................4
1.2.1 Corrosion atmosphérique ...............................................................................................................4
1.2.2 Corrosion galvanique ou électrochimique ......................................................................................5
1.2.3 Corrosion sous contrainte...............................................................................................................5
1.2.4 Conclusion......................................................................................................................................5
1.3 Définitions...............................................................................................................6
1.3.1 Revêtement sacrificiel.....................................................................................................................6
1.3.2 Fragilisation par l’hydrogène...........................................................................................................6
1.3.3 Essai au brouillard salin (NF EN ISO 7253 - X 41-003) .................................................................6
1.3.4 Essai Kesternich (NF EN ISO 3231 - NF T 30-055).......................................................................6
2 La protection contre la corrosion ..................................................7
2.1 Classification des différentes solutions...................................................................7
2.2 Présentation détaillée des différentes solutions......................................................7
2.2.1 Zingage électrolytique.....................................................................................................................8
2.2.2 Galvanisation à chaud....................................................................................................................9
2.2.3 Shérardisation...............................................................................................................................10
2.2.4 Aciers inoxydables........................................................................................................................11
2.3 La tenue au brouillard salin en heures (selon NF E 25-032).................................12
2.4 Couplage des matériaux.......................................................................................12
3 Les solutions Hilti..........................................................................13
3.1 La gamme Hilti......................................................................................................13
3.2 Quelle protection pour quelle application ?...........................................................14
3.2.1 GC/BMB : Maçons, charpentiers, Gros œuvre.............................................................................14
3.2.2 ME : Plombiers/électriciens...........................................................................................................14
3.2.3 CMB : Construction métallique.....................................................................................................15
3.2.4 AF : Aménagement Finition..........................................................................................................16
3.2.5 IG : Industrie : gouvernement et OEM..........................................................................................17
3.2.6 Applications diverses / niches.......................................................................................................18


Guide technique sur la corrosion des chevilles Mars 2005 Page 3

1 La corrosion
1.1 Qu’est-ce que la corrosion ?
Les métaux habituellement utilisés dans le secteur de la construction ne se trouvent pas à l’état
naturel sous forme de métal brillant, mais sous forme de minerai, principalement sulfure et oxyde
de métal. Comme il s’agit de l’état le plus stable, les matériaux métalliques ont tendance à revenir
à leur état initial et à « rouiller ».

Dans le langage de tous les jours, le mot « corrosion » a plusieurs significations :

Le « technicien » comprend le mot corrosion comme la rouille et ses formes visibles.


Le « scientifique » pense aux réactions chimiques et électrochimiques qui se produisent lorsqu’il
est fait mention de corrosion.



Quand un « homme de loi » parle de corrosion, il pense généralement aux dommages provoqués
par la corrosion et leurs conséquences.




Définition :

La corrosion est la réaction chimique et électrochimique d’un matériau avec
son environnement qui provoque un changement
mesurable du matériau et de sa fonction.

Corrosion
Produit de la corrosion
Corrosion
Réaction de la corrosion
Corrosion
Dommages et conséquences

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Le phénomène de corrosion est un procédé de détérioration surfacique sous l’effet :
de l’air
de l’eau
d’agents chimiques
de gaz
de l’association des matériaux de construction















1.2 Principaux types de corrosion

La corrosion est un phénomène complexe de réaction entre :

un métal et son environnement : corrosion atmosphérique
deux métaux différents couplés (platine +fixation) : corrosion galvanique ou
électrochimique
un métal et la sollicitation à laquelle il est soumis : corrosion sous contrainte

1.2.1 Corrosion atmosphérique
1.2.1.1 Présentation

Réaction sous l’effet combiné de l’humidité et des différents composants de l’air (en particulier
l’Oxygène O
2
) sous forme d’acide corrosif.

En général, l’oxygène de l’air oxyde à haute température le fer de l’élément visé en oxyde de fer
selon l’équation :

Fe +H
2
O ⇒ H
2
+FeO

Inutile de préciser que l’atmosphère environnante joue un rôle prépondérant.
1.2.1.2 Principe

Les nombreuses impuretés contenues dans l’air telles que dioxyde de soufre (SO
2
), dioxyde de
carbone (CO
2
), poussières et sels accélèrent la corrosion dont les risques augmentent
proportionnellement au taux de pollution et à l’humidité de l’air.

Risque de
corrosion
Influence chimique
Influence du temps
Influence de la géométrie
Influence mécanique
Influence physique

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1.2.2 Corrosion galvanique ou électrochimique
1.2.2.1 Présentation :

Réaction sous l’effet de couplage de deux métaux incompatibles mis en contact par un
phénomène de condensation.

Ce type de corrosion accélérée se produit en cas de couplage de deux matériaux métalliques qui
n’ont pas le même comportement électrochimique. Le métal le plus noble est protégé tandis que la
corrosion du métal le plus commun s’accélère.
1.2.2.2 Principe :

En cas de pluie, de rosée ou de condensation d’eau, il se forme un film électrolytique sur la
surface des métaux. Quand bien même le métal semble sec à première vue, il se forme une
pellicule d’eau lorsque le taux d’humidité relative de l’air est supérieur à 60%. Toutes les
conditions du phénomène de corrosion galvanique sont alors réunies.

L’eau joue le rôle de conducteur électrique (électrolyte). La réaction de dégradation du métal
commun par le métal plus noble commence alors.

1.2.3 Corrosion sous contrainte

Ce type de corrosion se manifeste par la formation de fissures sous l’action combinée de
contraintes de tension et de certains fluides (hydroxydes, chlorures, nitrates alcalins).

1.2.4 Conclusion

Par rapport à la corrosion galvanique, la corrosion atmosphérique possède une évolution
beaucoup plus lente et maîtrisable. cette dernière pourrait permettre d’estimer avec précision la
durée de l’élément visé.

Cependant, très souvent, les trois types de corrosion sont combinés entraînant une
dégradation plutôt aléatoire.

corrosion atmosphérique action de l’atmosphère environnante (urbaine, rurale,
marine, industrielle)

corrosion galvanique couplage de métaux différents (cheville/platine)

corrosion sous contrainte fissuration sous tension

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1.3 Définitions

Certaines notions importantes sont à redéfinir telles que :
1.3.1 Revêtement sacrificiel

Un revêtement sacrificiel implique que si le revêtement est blessé lors de la manipulation (rayures,
choc) et le métal de base est à nu, l’attaque corrosive se fera de façon « préférentielle » sur le
revêtement restant plutôt que sur l’acier constituant la cheville.



Revêtement de type sacrificiel Revêtement de type non sacrificiel

1.3.2 Fragilisation par l’hydrogène

Certaines opérations de décapage, dégraissage, électrolyse peuvent favoriser la pénétration
d’Hydrogène dans le réseau cristallin entraînant des microfissures. Des traitements à haute T° (de
type shérardisation) et des traitements annexes dits de « passivation » peuvent limiter voire
anéantir ce risque.

1.3.3 Essai au brouillard salin (NF EN ISO 7253 - X 41-003)

Cet essai consiste à mettre en œuvre dans une enceinte adaptée une attaque corrosive accélérée,
par un brouillard salin artificiel (NaCl) de composition définie, dans des conditions précises de
température et de pression (on évalue les revêtements en termes d’heures de tenue, entre 0 et
1000 en général). Cet essai se rapporte aux atmosphères marines à forte concentration de
chlorures. L’essai « BS » (selon norme British standard) demeure une référence en terme de
corrosion.

1.3.4 Essai Kesternich (NF EN ISO 3231 - NF T 30-055)

Cet essai se résume à une exposition cyclique d’éprouvettes dans une enceinte à atmosphère
humide en présence de dioxyde de soufre (On évalue les revêtements en nombres de cycles, de 2
à 25 en moyenne). Ce test se rapporte aux atmosphères industrielles généralement humides, et à
forte concentration de soufre.

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2 La protection contre la corrosion
2.1 Classification des différentes solutions
Il existe de nombreux systèmes de protection contre la corrosion.

Les solutions proposées par Hilti se classent en deux grandes familles :

1. Les revêtements de zinc sur acier, comprenant :
- Le zingage électrolytique (chromaté ou non).
- La galvanisation à chaud.
- La shérardisation.

2. Les matériaux résistants à la corrosion, comprenant ;
- aciers inoxydables
- alliages spéciaux.

2.2 Présentation détaillée des différentes solutions
Les caractéristiques des différents traitements sont détaillées dans les tableaux suivants :

- Zingage électrolytique (voir page 7)
- Galvanisation à chaud (voir page 8)
- Shérardisation (voir page 9)
- Aciers inoxydables (voir page 10)


Guide technique sur la corrosion des chevilles Mars 2005 Page 8

2.2.1 Zingage électrolytique
Présentation
Traitement réalisé par électrolyse, concrètement, application d’un dépôt de zinc par
courant électrique sur des pièces métalliques en milieu aqueux.

Ce traitement représente le revêtement de base dont les chevilles Hilti (et bien
d’autres !) sont systématiquement couvertes (Epaisseur mini : 5µm).
Normes
• FD E 25-032 Éléments de fixation - Revêtements (et traitements de surface)
destinés à la protection contre la corrosion - Présentation comparative
• NF EN ISO 4042 (E 25-009) Éléments de fixation - Revêtements électrolytiques -
Revêtements électrolytiques sur composants filetés.
Procédé de mise
en œuvre
⇒ PREPARATION:
Dégraissage
Décapage mécanique ou chimique

⇒ TRAITEMENT:
Réalisé à 90°C
250°C si dégazage

⇒ FINITION:
Chromatation permettant de renforcer l’action du zinc
Avantages
Revêtement standard très répandu, assurant une protection minimale contre la
corrosion.
Précautions &
Inconvénients
Ce procédé peut créer des sur épaisseurs aux extrémités et des manques dans les
parties creuses
Caractéristiques
Fragilisation par l’Hydrogène : ⇒ OUI (limité chez Hilti)
Traitement sacrificiel : ⇒ OUI
Coefficient de
frottement
Sans lubrification: 0,18
Avec lubrification: 0,08 ≤ µ ≤0,12
influence du
traitement sur :
Résistance mécanique: aucune modification.
Couple de serrage : les couples de serrage prescrits sont spécifiques à un revêtement
zingué 5µm
Adhérence du
revêtement
Bonne
Epaisseurs
disponibles
3 à 20µm
(Standard chez Hilti: Zinc passivé 5µm)
Aspect Brillant
Possibilité
De peinture ⇒ OUI
De coloration par le revêtement ⇒ OUI
Attention: certaines colorations peuvent avoir une influence néfaste au Brouillard Salin
Tenue aux tests
normalisés
Brouillard salin:
• Zinc non chromaté 5 à 7µm: 48h sans rouille rouge
• Zinc chromaté, passivé 5 à 7µm: 96 h sans rouille rouge
• Chromatation renforcée: 200heures sans rouille rouge
Remarque
Le zingage électrolytique « de série » ne peut en aucun cas gêner l’application d’un
traitement plus élaboré car il sera systématiquement détruit lors de la phase de
préparation


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2.2.2 Galvanisation à chaud
Présentation
Traitement par immersion dans un bain de zinc en fusion. Ce procédé fut inventé au
18
e
S et demeure fortement utilisé. Bien que facile et peu coûteux, ce procédé
s’applique difficilement aux pièces de précision.
Normes
• FD E 25-032 Éléments de fixation - Revêtements (et traitements de surface)
destinés à la protection contre la corrosion - Présentation comparative
• NF EN ISO 1461 (A 91-121) Revêtements par galvanisation à chaud sur produits
finis ferreux - Spécifications et méthodes d'essai
• NF EN ISO 10684 (E 25-041) Éléments de fixation - Revêtements de galvanisation
à chaud
Procédé de mise
en œuvre
⇒ PREPARATION:
Dégraissage, décapage chimique et fluxage puis Séchage

⇒ TRAITEMENT:
Immersion dans un bain de zinc en fusion à 450°C ≤ T ≤ 500°C

⇒ FINITION:
Sans: la pièce sera essorée et permettra l’obtention d’une couche uniforme
jusqu'à 40µm (Spécifique tôles)

Zendzimir: À la sortie du bain de traitement la pièce sera soufflée pour évacuer
le surplus de zinc et obtenir une épaisseur uniforme de 20µm (chez Hilti)

Avantages Procédé simple et peu coûteux
précautions &
Inconvénients
• Les chevilles non démontables intégrant du plastique (ex: HKD-S) ne peuvent
suivre ce traitement du fait de la haute T° (450°C)
• Les produits visés doivent présenter une géométrie simple (Rail, tiges HAS,
douilles HIS-N, goujons), les pièces creuses et fermées sont à exclure
• Les éléments filetés (<M12) ne peuvent recevoir une couche >35µm, nécessité
d’une préparation mécanique adaptée avant galvanisation (traitement existant pour
HAS, HSA-K, HIS-N, HRD, HUC, nous consulter!)
Caractéristiques
Fragilisation par l’Hydrogène ⇒ OUI
Traitement sacrificiel ⇒ NON
Coefficient de
frottement
0,13 ≤ µ ≤ 0,16
influence du
traitement sur :
Résistance mécanique: négligeable
Couple de serrage: aucun
Adhérence du
revêtement
très bonne car la réaction se fait à haute température permettant de lier
métallurgiquement l’acier au zinc
Epaisseurs
disponibles
Fourchette: 7 à 100µm
Chez Hilti - Eléments de fixation: 40µm
- Rails de supportage: 20µm
Aspect Mat ou satiné
Possibilité
De peinture ⇒ OUI (avec préparation particulière)
De coloration par le revêtement ⇒ NON
Tenue aux tests
normalisés
Test Brouillard Salin :
- 400 heures pour une épaisseur de 40µ sans rouille rouge
- 700 à 1000 heures pour une épaisseur de 70µ sans rouille rouge


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2.2.3 Shérardisation
Présentation
Procédé thermochimique de diffusion et pénétration du zinc dans l’acier.
Ce procédé est le seul à être assimilable à un « traitement dans la masse »
(Pas de sur épaisseur!).
Normes
• FD E 25-032 Éléments de fixation - Revêtements (et traitements de surface)
destinés à la protection contre la corrosion - Présentation comparative
• NF EN 13811 (A 91-460) Shérardisation - Revêtements par diffusion de zinc sur les
produits ferreux - Spécifications
Procédé de mise
en oeuvre
⇒ PREPARATION:
Dégraissage alcalin ou en phase solvant.
Décapage chimique (acide chlorhydrique inhibé).
Décapage mécanique (microgrenaillage).
⇒ TRAITEMENT:
Mise en contact des pièces avec un cément constitué de poudre de zinc et d’une
matière inerte dans des caissons rotatifs fermés à 450°C
Avantages revêtement à forte adhérence et facilité de mise en oeuvre
Précautions &
Inconvénients
Traitement à haute température : 380 à 450°C
Caractéristiques
Fragilisation par l’Hydrogène ⇒ NON (car long séjour a haute T°)
Traitement sacrificiel ⇒ OUI
Coefficient de
frottement
Sans lubrification: 0,29
Avec lubrification: 0,14 ≤ µ ≤ 0,18
Influence du
traitement sur :
Résistance mécanique: pas de modification sensible
Couple de serrage : pas de modification si lubrification
Adhérence du
revêtement
excellente liée au phénomène de diffusion
Epaisseurs
disponibles
Classe 0: 50µm
Classe 1: 40µm
Classe 2: 20µm (adapté au chevillage)
Aspect
Non passivé: gris foncé (polissage possible)
Passivé: gris, foncé jaune
Possibilité
De peinture ⇒ OUI (excellente préparation pour peinture)
De coloration par le revêtement ⇒ NON
Tenue aux tests
normalisés
Brouillard salin:
Shérardisation avec chromatation 20µ: 400 heures sans rouille rouge
Shérardisation avec chromatation 40µ: 800 heures sans rouille rouge



Guide technique sur la corrosion des chevilles Mars 2005 Page 11

2.2.4 Aciers inoxydables
Présentation
Les aciers inoxydables sont des aciers spécialement conçus pour retarder durablement
tout risque de fragilisation de l’assemblage par la corrosion. Différentes classes
« d’inox » sont disponibles selon les exigences:
Austénitiques (A1, A2, A4).
Martensiques (C1, C3, C4).
Ferriques (F1, F4).

Sont essentiellement utilisés dans le domaine de la construction les Inox A2 et A4 et
HCR.
Normes
• FD E 25-032 Éléments de fixation - Revêtements (et traitements de surface)
destinés à la protection contre la corrosion - Présentation comparative
• FD E 25-033 Éléments de fixation – Nuances d’aciers inoxydables pour la
fabrication des produits
Procédé de mise
en oeuvre
La singularité de l’acier Inoxydable est liée à son taux important de Molybdène
(jusqu’à 3%) qui limite ou anéantit le risque de corrosion
Avantages Produit idéal adapté à toutes les applications à risque
Précautions &
Inconvénients
Prix
Caractéristiques mécaniques différentes de la version standard électrozinguée
Caractéristiques
Fragilisation par l’hydrogène: NON
Traitement sacrificiel: NON
Coefficient de
frottement
µ ≈ 0,07
Influence du
traitement sur :
Résistance mécanique: pas de modification sensible
Couple de serrage : A définir
Adhérence du
revêtement
Pas de problème possible, protection dans la masse!
Epaisseurs
disponibles
Idem!
Aspect Brillant
Possibilité
De peinture: OUI
De coloration par le revêtement: NON
Tenue aux tests
normalisés
Brouillard salin:
Inox: >1000 heures sans rouille rouge


Guide technique sur la corrosion des chevilles Mars 2005 Page 12

2.3 La tenue au brouillard salin en heures (selon NF E 25-032)

Une classification des différents traitements est donnée à titre indicatif : elle prend en compte la
tenue au brouillard salin exprimée en nombre d’heures suivant la norme NF E 25-032.

Métaux spéciaux, revêtements et traitements de surface




HCR (Inox très haute résistance)

Inox A4

> 1000 h Inox A2

1000 h Revêtement métallique par immersion à froid 8 à 10 µm

700 h Shérardisation avec chromatation 35 µm

500 h Revêtement métallique par immersion à froid 5 à 7 µm

400 h Galvanisation à chaud 70 µm
Shérardisation avec chromatation 20 µm

250 h Galvanisation à chaud 40 µm

200 h Chromatation renforcée (zinc bichromaté)

96 h Zinc chromaté 5 à 7 µm

48 h Zinc non chromaté 5 à 7 µm


Nota : Cette échelle permet de contrôler la qualité des matériaux et revêtements. Toutefois elle ne
permet pas, à priori, d’établir une relation directe entre ces tenues au brouillard salin et les
résistances à la corrosion dans les différents milieux où les matériaux pourront être utilisés.
2.4 Couplage des matériaux
Fixation (cheville)
Pièces fixées
(platine)
Electrozingué Galvanisé
à chaud /
shérardisé
Alliage
d’aluminium
Inox Laiton
Acier brut
Acier électrozingué
Acier galvanisé à chaud
Acier inoxydable
Alliage d’aluminium


Etain

Cuivre
Laiton
Légende : Pas de corrosion de la fixation
Corrosion modérée de la fixation
Importante corrosion de la fixation


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3 Les solutions Hilti
3.1 La gamme Hilti

HDA HSL-3 HAS HIS-N HST HSC HSA HKD HUS-H HLC HDE HEL DBZ HT HHD HRD HPS IDMS
Zingué 5 µm mini
(équivalent zingué
bichromaté)

Zamac
Laiton
Galvanisation à
chaud


40 µm


40 µm


45 µm

Sherardisation
Inox A2
Inox A4
Inox HCR (6%
Mo)
(Inox très haute
é i t )


≥ M8

Légende : Standard en stock
Standard sur commande
Fabrication spéciale sur commande

Pour tout renseignement sur ces protections ou autres demandes, consulter notre service technique CST.

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3.2 Quelle protection pour quelle application ?
3.2.1 GC/BMB : Maçons, charpentiers, Gros œuvre
Applications Localisations Traitement recommandé pour la corrosion
atmosphérique
Fixations temporaires
Echafaudages

Toutes ambiances
intérieures ou extérieures
• Electrozingué
Ambiance intérieure sèche • Electrozingué
Ambiance intérieure humide
• Inox
• Shérardisé
• Galvanisé à chaud,
Fixations d’éléments de
construction
Extérieur
• Inox
• Galvanisé à chaud (à évaluer au cas par
cas)
3.2.2 ME : Plombiers/électriciens
Applications Localisations Traitement recommandé pour la corrosion
atmosphérique
Ambiance intérieure sèche • Electrozingué
Ambiance intérieure humide
• Inox
• Shérardisé
• Galvanisé à chaud,
Fixation de tubes, câbles,
conduits
Supportage

Extérieur
• Inox
• Galvanisé à chaud (à évaluer au cas par
cas)

Guide technique sur la corrosion des chevilles Mars 2005 Page 15

Applications Localisations Traitement recommandé pour la corrosion
atmosphérique
Fixation de sanitaires,
chauffage

Ambiance intérieure sèche • Electrozingué
Ambiance intérieure sèche • Electrozingué
Fixation de luminaires

Extérieur
• Inox
• Shérardisé (à évaluer au cas par cas)
• Galvanisé à chaud (à évaluer au cas par
cas)
3.2.3 CMB : Construction métallique
Applications Localisations Traitement recommandé pour la corrosion
atmosphérique
Façade :
murs rideaux,
bardages rapportés,
panneaux préfabriqués,
pierres agrafées

Extérieur
• Inox
• Galvanisé à chaud
Toiture :
platine de sécurité,
charpentes,
isolants

Extérieur
• Inox
• Galvanisé à chaud

Guide technique sur la corrosion des chevilles Mars 2005 Page 16

Applications Localisations Traitement recommandé pour la corrosion
atmosphérique
Intérieur • Electrozingué
Garde-corps

Extérieur
• Inox
• Shérardisé
• Galvanisé à chaud,
3.2.4 AF : Aménagement Finition
Applications Localisations Traitement recommandé pour la corrosion
atmosphérique
Intérieur • Electrozingué
Fixations de cloisons
intermédiaires
Fixation de plafonds
suspendus

Extérieur
• Inox
• Shérardisé
• Galvanisé à chaud,
Intérieur • Electrozingué
Fixation de menuiseries,
ascenseurs, échelles de
secours, rampes, mains
courantes

Extérieur
• Inox
• Shérardisé
• Galvanisé à chaud,

Guide technique sur la corrosion des chevilles Mars 2005 Page 17

3.2.5 IG : Industrie : gouvernement et OEM
Applications Localisations Traitement recommandé pour la corrosion
atmosphérique
Ambiance intérieure sèche • Electrozingué
Ambiance intérieure humide
• Inox
• Shérardisé
• Galvanisé à chaud,
Installations industrielles :
équipements de
manutentions,
engins de levage,
machines,
usines chimiques et textiles,
exploitations minières

Extérieur
• Inox HCR
• Inox
Intérieur • Electrozingué
Fixations d’équipements
dans installations publiques
Equipements sportifs
Sièges de stade

Extérieur
• Inox
• Shérardisé
• Galvanisé à chaud,
Fixations de racks

Intérieur • Electrozingué

Guide technique sur la corrosion des chevilles Mars 2005 Page 18

3.2.6 Applications diverses / niches
Applications Localisations Traitement recommandé pour la corrosion
atmosphérique
Installations portuaires

Extérieur
• Inox HCR
• Inox
• Shérardisé
• Galvanisé à chaud
Extérieur
• Inox
• Shérardisé
• Galvanisé à chaud,
Génie civil
Ponts,
Routes

Extérieur exposé fréquemment
au sel routier
• Inox HCR
Intérieur • Electrozingué
Centrales nucléaires

Extérieur
• Inox HCR
• Inox
• Shérardisé
• Galvanisé à chaud

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Applications Localisations Traitement recommandé pour la corrosion
atmosphérique
Intérieur • Electrozingué
Usines d’incinération

Extérieur
• Inox HCR
• Inox
• Shérardisé
• Galvanisé à chaud
Extérieur
• Inox
• Shérardisé
• Galvanisé à chaud
Usines de traitement de l’eau

Conditions immergées • Inox HCR


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