De nouvelles normes renforcent la protection contre la corrosion des conduits en acier

En génie électrique, le choix de la méthode de câblage appropriée est crucial, la durée de vie étant souvent la principale considération. La résistance à la corrosion des matériaux a un impact direct sur la fiabilité et la durabilité de l'ensemble du système dans divers environnements d'installation. Bien qu'aucun matériau ne soit totalement à l'abri de la corrosion, le processus est contrôlable. Les systèmes de conduits en acier sont très appréciés pour leur résistance mécanique exceptionnelle et la protection à long terme des fils et des câbles. Cependant, en raison de la diversité des environnements d'installation, il est presque impossible de prédire avec précision la durée de vie des systèmes de conduits en acier. Par conséquent, une compréhension approfondie des exigences de protection contre la corrosion dans les normes de produits de conduits en acier, le respect du National Electrical Code® (NEC®) , et l'application judicieuse de mesures de protection contre la corrosion supplémentaires sont essentiels pour sélectionner le système optimal pour des environnements spécifiques.

Les fabricants américains de conduits en acier, y compris les membres de la section 5RN de la National Electrical Manufacturers Association (NEMA) et du Steel Tube Institute of North America (STINA) American Conduit Committee, produisent des produits de conduits en acier qui répondent aux normes les plus élevées. Ces produits comprennent les conduits en acier rigides (RSC), les conduits métalliques intermédiaires (IMC), les tubes métalliques électriques (EMT) et les coudes, connecteurs et raccords associés. Pour garantir la conformité aux exigences du NEC, tous les chemins de câbles doivent être certifiés. Les produits membres de NEMA/STI sont certifiés selon les normes Underwriters Laboratories (UL) : UL 6 pour RSC et les composants associés, UL 1242 pour IMC et UL 797 pour EMT.

Bien que les normes UL n'incluent pas de tests explicites de durée de vie, elles établissent des exigences rigoureuses en matière de tests et de performances pour les revêtements protecteurs sur les conduits en acier, les EMT et les composants connexes. Généralement, le revêtement de surface extérieure (OD) est en zinc, tandis que la surface intérieure (ID) peut être en zinc ou en revêtements organiques. UL utilise le test au sulfate de cuivre (communément appelé test de Preece) pour évaluer la qualité du revêtement de zinc, garantissant une protection adéquate contre la corrosion. Un échantillon est réussi si aucun dépôt de cuivre brillant et adhérent n'apparaît après quatre immersions de 60 secondes dans une solution de sulfate de cuivre.

Le processus d'application de zinc sur les surfaces en acier, connu sous le nom de galvanisation, protège l'acier de la rouille depuis plus de 200 ans. Les propriétés uniques du zinc en font un matériau idéal pour la protection contre la corrosion de l'acier. Premièrement, il crée une barrière physique entre l'acier et l'environnement. Deuxièmement, il offre une protection sacrificielle (galvanique). L'acier ayant un potentiel plus positif que le zinc (attirant les électrons du zinc), le flux de courant du zinc vers l'acier réduit le taux de corrosion de l'acier. Ainsi, le revêtement de zinc se "sacrifie" pour protéger l'acier. Même en cas de dommages localisés, la galvanisation continue de protéger l'acier. La poudre blanche sur les surfaces des conduits ou des EMT indique une protection active au zinc (oxyde de zinc), tandis que le rouge indique la rouille de l'acier (oxyde de fer). UL autorise les revêtements supplémentaires sur la protection primaire contre la corrosion (par exemple, le zinc), que la plupart des fabricants américains appliquent pour une protection supplémentaire.

Pour les RSC et les IMC, UL exige des revêtements protecteurs sur les filetages des conduits jusqu'à l'installation. Ces produits sont livrés avec un connecteur à une extrémité et un protecteur de filetage à l'autre, souvent codés par couleur selon la taille : bleu pour les tailles paires, noir pour 1/2 et rouge pour 1/4 po RSC ; orange pour les tailles paires, jaune pour 1/2 et vert pour 1/4 po IMC.

En 1965, le NEC a ajouté une exigence selon laquelle "les chemins de câbles doivent être adaptés à l'environnement corrosif auquel ils sont exposés". N'ayant aucune méthode claire pour démontrer l'adéquation, UL a mené des enquêtes, des tests sur le terrain et des tests en laboratoire, ce qui a abouti à des directives de protection contre la corrosion supplémentaires publiées dans le General Information for Electrical Equipment (White Book) et Electrical Construction Equipment Directory (Green Book) de UL.

Environnements en béton : Le béton et le sol présentent tous deux des risques de corrosion élevés. Les directives UL stipulent que les conduits en acier rigides galvanisés (GRC) ou les IMC dans le béton ne nécessitent généralement aucune protection supplémentaire. Pour les EMT dans les dalles de béton hors sol, une protection supplémentaire est généralement inutile, mais les installations de dalles souterraines peuvent l'exiger.

Environnements de sol : UL note que les GRC en contact avec le sol n'ont généralement pas besoin de protection supplémentaire, sauf si la résistivité du sol est inférieure à 2 000 ohm-cm (mesurée par les services publics locaux). L'autorité compétente (AHJ) détermine si une protection supplémentaire est nécessaire. Les EMT en contact avec le sol nécessitent généralement une protection supplémentaire.

Transitions béton-sol : Une corrosion sévère peut se produire lorsque les conduits en acier ou les EMT passent du béton au sol. Les fabricants NEMA/STI recommandent au moins 4 pouces de protection supplémentaire des deux côtés du point de transition. Dans les zones côtières, la même approche protège les EMT passant du béton à l'air salin.

Comprendre les règles du NEC est essentiel pour déterminer les exigences de protection contre la corrosion supplémentaires. L'article 344 du NEC couvre les conduits métalliques rigides (y compris l'acier, l'aluminium, le laiton rouge et l'acier inoxydable), l'article 342 traite des IMC (acier uniquement) et l'article 358 couvre les EMT. L'article 300.6 (Protection contre la corrosion et la détérioration) contient également des informations essentielles.

Les conduits rigides en acier et en acier inoxydable sont autorisés dans "toutes les conditions atmosphériques et les occupations", y compris le béton, l'enfouissement direct et les zones fortement corrosives si "fournis avec une protection contre la corrosion et approuvés pour la condition". Les conduits en acier répertoriés UL répondent à cette exigence grâce à leur revêtement en zinc (typique), l'AHJ approuvant l'installation. Les conduits rigides en aluminium nécessitent une protection supplémentaire approuvée par l'AHJ dans le béton ou l'enfouissement direct.

Les exigences de l'IMC reflètent celles des conduits rigides en acier. Les EMT sont autorisés dans le béton, le sol ou les zones fortement corrosives s'ils sont correctement protégés et approuvés. L'action galvanique entre l'aluminium et l'acier est négligeable, ce qui permet leur utilisation combinée s'ils ne sont pas exposés à une corrosion sévère.

L'article 300.6 du NEC comprend des exigences pour les filetages coupés sur le terrain : lorsque la protection contre la corrosion est nécessaire, les filetages doivent être recouverts d'un composé conducteur et résistant à la corrosion approuvé (généralement une peinture riche en zinc ou des alternatives répertoriées UL).

Bien que les revêtements des conduits en acier et des EMT offrent une excellente protection, les environnements très corrosifs peuvent nécessiter des mesures supplémentaires telles que la peinture, les rubans adhésifs, les gaines thermorétractables (tous nécessitant l'approbation de l'AHJ) ou les revêtements en PVC appliqués en usine sur le revêtement primaire.

Peinture : Les options acceptables comprennent les revêtements d'asphalte, les peintures riches en zinc ou les peintures époxy acryliques, polyuréthanes ou résistantes aux intempéries (éviter les peintures à base d'huile ou d'alkyde). La préparation de la surface est essentielle—nettoyer, rincer et sécher sans abrasion qui pourrait endommager la couche de zinc. Les apprêts compatibles ou les systèmes à deux couches améliorent la protection.

Rubans adhésifs et gaines thermorétractables : Les rubans spéciaux à haute adhérence doivent se chevaucher pour couvrir entièrement les conduits et les raccords. Les gaines thermorétractables ne nécessitent pas de source de chaleur. Les fabricants fournissent des instructions d'installation.

Conduit revêtu de PVC : Les normes UL (UL 6, UL 1242, UL 797) traitent des revêtements supplémentaires, qui n'ont pas besoin de répondre aux exigences de protection contre la corrosion primaire. Les revêtements non métalliques sont évalués pour la propagation des flammes, l'impact sur la protection primaire, l'ajustement des raccords et la continuité électrique. Si le PVC est répertorié comme méthode principale aux côtés de la galvanisation, il doit également réussir les tests de brouillard salin, de CO humide ₂ -SO ₂ -air et UV/eau. NEMA RN-1 fournit des spécifications de revêtement en PVC pour faciliter la sélection.

Les filetages coupés sur le terrain sur les conduits revêtus de PVC nécessitent le même revêtement conducteur et résistant à la corrosion prescrit par le NEC, disponible auprès des fabricants ou sous forme de produits répertoriés UL.

La corrosion est complexe, influencée par des facteurs tels que le potentiel/la résistance galvanique (entre les zones anodiques/cathodiques), la poussière, les produits chimiques, le pH, la température et l'humidité. Une sélection appropriée des produits, l'entretien et le contrôle de l'environnement peuvent ralentir la corrosion.

Au-delà du béton et du sol, la poussière peut être très corrosive (par exemple, les conduits revêtus de PVC ne conviennent pas aux emplacements de classe II en raison des charges statiques). Les produits chimiques affectent les conduits métalliques et non métalliques—les fabricants peuvent fournir des données sur la résistance chimique, mais l'expérience locale reste le meilleur indicateur d'applicabilité.

Dans les environnements chimiques liquides, le pH affecte la corrosion. Selon l'American Galvanizers Association, la galvanisation fonctionne bien dans les solutions avec un pH supérieur à 4,0 et inférieur à 12,5, tandis que l'aluminium convient à un pH de 4 à 9.

Les conduits et EMT en acier galvanisé sont dotés d'excellents revêtements de protection contre la corrosion qui garantissent une longue durée de vie. Dans les environnements très corrosifs, une protection supplémentaire peut encore prolonger la longévité du système.