ISO 14923:2003

NORME ISO
INTERNATIONALE 14923
Première édition
2003-07-01

Projection thermique — Caractérisation
et essais des revêtements obtenus par
projection thermique
Thermal spraying — Characterization and testing of thermally sprayed
coatings




Numéro de référence
ISO 14923:2003(F)
©
ISO 2003

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ISO 14923:2003(F)
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Publié en Suisse

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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 14923 a été élaborée par le Comité européen de normalisation (CEN) en collaboration avec le comité
technique ISO/TC 107, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques, conformément à
l'Accord de coopération technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Tout au long du texte du présent document, lire «… la présente Norme européenne …» avec le sens de
«… la présente Norme internationale …».
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Sommaire
Page
Avant-propos . v
1 Domaine d'application.1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions. 3
4 Production du revêtement. 4
4.1 Généralités. 4
4.2 Matériaux de revêtement. 4
4.3 Propriétés des revêtements . 5
4.4 Propriétés technologiques et physiques. 5
5 Essais.7
5.1 Généralités.7
5.2 Méthodes de contrôle non destructif.8
5.3 Méthodes de contrôle destructif.9

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ISO 14923:2003(F)


Avant-propos

Le présent document EN ISO 14923:2003 a été élaboré par le Comité Technique CEN/TC 240 "Projection
thermique", dont le secrétariat est assuré par le DIN, en collaboration avec le Comité Technique ISO/TC 107
"Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques".
Cette Norme européenne devra recevoir le statut de norme nationale, soit par publication d'un texte identique, soit
par entérinement, au plus tard en janvier 2004, et toutes les normes nationales en contradiction devront être
retirées au plus tard en janvier 2004.
Selon le Règlement Intérieur du CEN/CENELEC, les instituts de normalisation nationaux des pays suivants sont
tenus de mettre cette Norme européenne en application : Allemagne, Autriche, Belgique, Danemark, Espagne,
Finlande, France, Grèce, Hongrie, Irlande, Islande, Italie, Luxembourg, Malte, Norvège, Pays-Bas, Portugal,
République Tchèque, Royaume-Uni, Slovaquie, Suède et Suisse.
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1 Domaine d'application
La présente norme donne des recommandations sur les caractérisations des revêtements obtenus par projection
thermique. Etant donné que tous les matériaux susceptibles d’être fondus peuvent être traités par projection
thermique et qu’il existe une grande variété de procédés de projection thermique, le présent document ne permet pas
de détailler les divers et nombreux types de revêtements.
Les essais cités correspondent aux modes opératoires et aux critères d'essai qui sont généralement utilisés dans le
cas des revêtements obtenus par projection thermique. Les méthodes d'essai non mentionnées dans la présente
norme ne sont utilisées que dans des cas particuliers ou dans des conditions de laboratoire.
NOTE La présente norme ne peut être considérée comme exhaustive en raison des développements et des améliorations
techniques constants.
2 Références normatives
Cette norme européenne comporte, par référence datée ou non datée, des dispositions d'autres publications. Ces
références normatives sont citées aux endroits appropriés dans le texte et les publications sont énumérées
ci-après. Pour les références datées, les amendements ou révisions ultérieurs de l'une quelconque de ces
publications ne s'appliquent à cette norme européenne que s'ils y ont été incorporés par amendement ou révision.
Pour les références non datées, la dernière édition de la publication à laquelle il est fait référence s'applique (y
compris les amendements).
EN 571-1, Essais non destructifs - Examen par ressuage – Partie 1 : Principes généraux (identique à
l’ISO/DIS 3452-1:1996).
EN 582, Projection thermique - Mesure de l'adhérence par essais de traction.
EN 623-2, Céramiques techniques avancées – Céramiques monolithiques – Propriétés générales et texturales –
Partie 2 : Détermination de la masse volumique et de la porosité.
EN 657, Projection thermique - Terminologie, classification.
EN 821-2, Céramiques techniques avancées – Céramiques monolithiques – Propriétés thermo-physiques –
Partie 2 : Détermination de la diffusivité thermique par la méthode flash laser (ou impulsion de chaleur).
EN 993-14, Méthodes d’essai des produits réfractaires façonnés denses – Partie 14 : Détermination de la
conductivité thermique par la méthode du fil chaud (croisillon).
ENV 1071-1, Céramiques techniques avancées – Méthodes d’essai pour revêtements céramiques –
Partie 1 : Détermination de l’épaisseur du revêtement par profilomètre à contact.
EN 1071-2, Céramiques techniques avancées – Méthodes d’essai pour revêtements céramiques –
Partie 2 : Détermination de l’épaisseur du revêtement par la méthode d’abrasion d’une calotte sphérique.
ENV 1071-3, Céramiques techniques avancées – Méthodes d’essai pour revêtements céramiques –
Partie 3 : Détermination de l’adhérence par essai de rayure.
ENV 1159-2, Céramiques techniques avancées – Céramiques composites – propriétés thermophysiques –
Partie 2 : Détermination de la diffusivité thermique.
EN 1274, Projection thermique - Poudres – Composition - Conditions techniques de livraison.
EN 24624, Peintures et vernis - Essai de traction (ISO 4624:1978).
EN ISO 1463, Revêtements métalliques et couches d’oxyde – Mesurage de l’épaisseur – Méthode par coupe
micrographique (ISO 1463:1982).
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EN ISO 2064, Revêtements métalliques et autres revêtements non organiques – Définitions et principes
concernant le mesurage de l’épaisseur (ISO 2064:1996).
EN ISO 2178, Revêtements métalliques non magnétiques sur métal de base magnétique – Mesurage de
l’épaisseur du revêtement – Méthode magnétique (ISO 2178:1982).
EN ISO 2360, Revêtements non conducteurs sur métal de base non magnétique – Mesurage de l’épaisseur –
Méthode des courants de Foucault (ISO 23604:1982).
EN ISO 3543, Revêtements métalliques et non métalliques – Mesurage de l’épaisseur – Méthode par rétrodiffusion
des rayons béta (ISO 3543:2000).
EN ISO 3868, Revêtements métalliques et autres revêtements non organiques – Mesurage de l’épaisseur –
Méthode basée sur le principe de Fizeau d’interférométrie à faisceaux multiples (ISO 3868:1976).
EN ISO 3882, Revêtements métalliques et autres revêtements non organiques – Vue d’ensemble sur les méthodes
de mesurage de l’épaisseur (ISO 3882:1986).
EN ISO 4518, Revêtements métalliques – Mesurage profilométrique (ISO 4518:1980).
EN ISO 4541, Revêtements métalliques et autres revêtements non organiques – Essai de corrosion Corrodkote
(essai CORR) (ISO 4541:1978).
EN ISO 6507-1, Matériaux métalliques – Essai de dureté Vickers – Partie 1 : Méthode d’essai (ISO 6507-1:1997)
EN ISO 6507-2, Matériaux métalliques – Essai de dureté Vickers – Partie 2 : Vérification des machines d’essai
(ISO 6507-2:1997)
EN ISO 6507-3, Matériaux métalliques – Essai de dureté – Partie 3 : Etalonnage des blocs de référence
(ISO 6507-3:1997)
EN ISO 6508-1, Matériaux métalliques - Essai de dureté Rockwell - Partie 1: Méthode d'essai (échelles A, B, C, D,
E, F, G, H, K, N, T) (ISO 6508-1:1999).
EN ISO 6988, Revêtements métalliques et autres revêtements non organiques – Essais au dioxyde de soufre avec
condensation générales de l’humidité (ISO 6988:1985).
EN ISO 9220, Revêtements métalliques – Mesurage de l’épaisseur de revêtement – Méthode au microscope
électronique à balayage (ISO 9220:1988).
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 (ISO 14919:2001).
EN ISO 14922-1, Projection thermique – Exigences qualité des constructions obtenues par projection thermique –
Partie 1 : Lignes directrices pour leur sélection et utilisation (ISO 14922-1:1999).
EN ISO 14922-2, Projection thermique – Exigences qualité des constructions obtenues par projection thermique –
Partie 2 : Exigences qualité complètes (ISO 14922-2:1999).
EN ISO 14922-3, Projection thermique – Exigences qualité des constructions obtenues par projection thermique –
Partie 3 : Exigences qualité standard (ISO 14922-3:1999).
EN ISO 14922-4, Projection thermique – Exigences qualité des constructions obtenues par projection thermique –
Partie 4 : Exigences qualité élémentaires (ISOS 14922-4:1999).
CEI 60093, Méthodes pour la mesure de la résistivité transversale et de la résistivité superficielle des matériaux
isolants électriques solides.
CEI 60167, Méthodes d’essai pour la détermination de la résistance d’isolement des isolants solides.
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CEI 60345, Méthode d’essai pour la résistance d’isolement et la résistivité transversale des matériaux isolants à
des températures élevées.
CEI 60468, Méthode de mesure de la résistivité des matériaux métalliques.
ISO 2063, Revêtements métalliques et inorganiques – Projection thermique – Zinc, aluminium et alliages de ces
métaux.
ISO 3274, Spécification géométrique des produits (GPS) – Etat de surface : Méthode du profil – Caractéristiques
nominales des appareils à contact (palpeur).
ISO 4287, Spécification géométriques des produits (GPS) – Etat de surface : Méthode du profil – Termes,
définitions et paramètres d’état de surface.
ISO 4516, Revêtements métalliques – Essais de microdureté Vickers et Knoop
ISO 8301, Isolation thermique – Détermination de la résistance thermique et des propriétés connexes en régime
stationnaire – Méthode fluxmétrique.
ISO 8894-1, Matériaux réfractaires – Détermination de la conductivité thermique – Partie 1 : Méthode du fil chaud
(croisillon).
ISO 9227, Essais de corrosion en atmosphères artificielles – Essais aux brouillards salins.
ISO 13565-1, Spécification géométrique des produits (GPS) – Etat de surface – Méthode du profil – Surfaces ayant
des propriétés fonctionnelles différentes suivant les niveaux – Partie 1 : Filtrage et conditions générales de
mesurage.
ISO 13565-2, Spécification géométrique des produits (GPS) – Etat de surface – Méthode du profil – Surfaces ayant
des propriétés fonctionnelles différentes suivant les niveaux – Partie 2 : Caractérisation des hauteurs par la courbe
de taux de longueur portante.
ISO 14577-1, Matériaux métalliques - Essai de pénétration instrumenté pour la détermination de la dureté et de
paramètres des matériaux –Partie 1 : Méthode d'essai.
ISO 14577-2, Matériaux métalliques - Essai de pénétration instrumenté pour la détermination de la dureté et de
paramètres des matériaux –Partie 2 : Vérification et étalonnage des machines d'essai.
ISO 14577-3, Matériaux métalliques - Essai de pénétration instrumenté pour la détermination de la dureté et de
paramètres des matériaux – Partie 3 : Étalonnage des blocs de référence.
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme européenne, les termes et définitions donnés dans l’EN 657 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
structure du revêtement
une couche projetée se compose de lamelles. Les facteurs propres au procédé, tels que les matériaux (matériaux
auxiliaires), le type de matériau et les paramètres de projection, influent sur la structure du revêtement. Le type et
la taille des lamelles, la structure, les fissures, la segmentation, ainsi que toutes autres caractéristiques similaires
doivent être différenciés
3.2
fissure
division de la structure du revêtement ou séparation des particules projetées, les unes par rapport aux autres ou au
sein d'une même particule
NOTE Ces fissures apparaissent verticalement et/ou parallèlement à la surface du substrat sous forme de macrofissures
ou de microfissures, ou des deux à la fois.
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3.3
écaillage
surface détachée du revêtement en raison d'une cohésion insuffisante due à des charges externes (thermiques
et/ou mécaniques) ou internes (contraintes internes dues au procédé de projection)
3.4
inclusion d'un matériau de nature identique ou différente
particule qui n'a pas fondu ou qui s’est solidifiée avant d'entrer en contact avec la surface du revêtement
NOTE Il peut également s’agir d’inclusions de matériaux de décapage, de résidus de combustion de la buse/l'électrode, de
particules de poudre étrangères ou encore d’inclusions de poussières.
3.5
microstructure
coupe de la structure cristalline de couches projetées à une seule composante et/ou à deux composantes de type
matériau, visible au microscope par rectification, polissage ou décapage
3.6
nodule, boursouflure
augmentation locale de l'épaisseur du revêtement
NOTE Ils peuvent être dus au recouvrement d'une cavité, à des particules de projection non fondues ou agglomérées,
éventuellement mélangées aux déchets évacués par la buse sous l'action de la projection. Le jointoiement des nodules ou
boursouflures au revêtement adjacent est généralement déficient.
3.7
oxyde
particule de projection non oxydée qui, lors de sa projection, volontairement ou non, a réagi à l'oxygène au contact
de l'atmosphère pour former des oxydes
NOTE Ces oxydes apparaissent fréquemment sous forme de stries et/ou d'agglomérats.
3.8
pelage
couches qui se détachent du matériau de base en raison d'une adhérence insuffisante due à des charges externes
(thermiques et/ou mécaniques) ou internes (contraintes internes dues à la projection)
3.9
pores
cavités de formes et de tailles différentes qui apparaissent dans la couche projetée, dues au procédé utilisé
4 Production du revêtement
4.1 Généralités
Les procédés et les catégories propres à la production des revêtements obtenus par projection thermique sont
spécifiés dans l'ISO 14917.
4.2 Matériaux de revêtement
4.2.1 Matériaux
Le revêtement est obtenu par la projection de matériaux de revêtement, qui peuvent être un métal pulvérisé, du fil,
une barre ou un cordon. Les conditions techniques d'approvisionnement en matériaux d'apport de projection sont
spécifiées ci-dessous :
¾ métal pulvérisé : dans l'EN 1274 ,
¾ fil : dans l’EN ISO 14919 ;
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¾ barre : dans l’EN ISO 14919 ;
¾ cordon : dans l’EN ISO 14919.
4.2.2 Composition chimique
Les compositions types sont définies dans l'EN 1274 pour les métaux pulvérisés et dans l’EN ISO 14919 pour les
fils, barres et cordons. Les compositions sont données en pourcentage de fraction massique. D'autres
compositions peuvent faire l'objet d'un accord entre les utilisateurs, les fabricants et les fournisseurs des produits.
4.3 Propriétés des revêtements
4.3.1 Généralités
Les revêtements obtenus par projection thermique sont plus ou moins hétérogènes, anisotropes, microporeux et
comportent des microfissures, indépendamment de la méthode de projection employée et des matériaux utilisés.
La liaison complète par diffusion du produit projeté et du matériau de base ne peut être obtenue. L'adhésion des
particules projetées s’opère généralement par adhérence mécanique et par ancrage au fur et à mesure que celles-
ci se refroidissent et se rétractent, ainsi que par des processus d'adhérence physique. La liaison par fusion ou
diffusion de la couche projetée et du matériau de base peut être obtenue, par exemple à l'aide d'un alliage
auto-fondant ou d'une couche projetée sous vide, dès réalisation de la fusion ou du traitement thermique par
diffusion du revêtement pendant ou après la projection.
4.3.2 Description des caractéristiques
La qualité des couches projetées se caractérise principalement par la structure du revêtement, par la distribution et
par la taille, par exemple, des phases, pores, oxydes, inclusions de matériaux identiques ou différents,
ségrégations et fissures, qui sont évalués dans des microsections transversales ayant été décapées ou non. Dans
la mesure où il est difficile de quantifier ces variables, l'évaluation s'effectue par comparaison à une série de
référence du revêtement.
4.3.3 Caractéristiques externes
Les caractéristiques externes sont les suivantes : irrégularité de surface, rugosité ou texture superficielle, avec, en
général, une coloration et un aspect uniformes. Les propriétés du revêtement sont influencées de manière
significative par les fissures, les nodules, l’écaillage, le pelage ainsi que par l'épaisseur du revêtement.
4.3.4 Caractéristiques internes
Les caractéristiques internes sont, par exemple, la formation et la structure du revêtement (adhérence mécanique
ou liaison métallurgique) et, en fonction de la méthode de fabrication, les inclusions d'oxydes, les pores et les
inclusions de matériaux identiques ou différents. Les matériaux de revêtement qui sont fonction du procédé et des
paramètres de projection influent sur les structures des revêtements. Ces caractéristiques sont normalement
détectées par des méthodes d’analyse métallographique.
4.4 Propriétés technologiques et physiques
4.4.1 Propriétés technologiques
4.4.1.1 Résistance à l'usure
La résistance à l'usure d'un matériau correspond à l’aptitude de ce dernier à résister à son élimination mécanique
progressive due à un mouvement relatif au niveau de la zone limite entre un corps solide et un autre corps solide,
liquide ou gazeux.
L'usure, les termes relatifs à l’usure ainsi que l'analyse systématique des processus d'usure sont décrits dans les
normes nationales.
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4.4.1.2 Résistance à la corrosion
La résistance à la corrosion d'un matériau correspond à l’aptitude de ce dernier à résister à une réaction chimique
et/ou physique avec le milieu ambiant. La résistance à la corrosion dépend du matériau, du milieu corrosif ainsi
que des conditions physiques et chimiques ambiantes. La résistance à la corrosion est décrite, par exemple, dans
l'EN ISO 4541 ou dans les normes nationales.
La résistance à l'oxydation est une forme spécifique de résistance à la corrosion.
4.4.1.3 Usinabilité
L'usinabilité d'une couche projetée correspond au comportement de cette dernière lors de sa mise en forme au
contour du composant fini, par usinage mécanique. La structure du revêtement déterminée par le procédé employé
doit être prise en compte lors de l'usinage, d’où des différences de techniques de production en comparaison avec
un matériau solide. Selon le matériau de revêtement utilisé, le procédé d'usinage employé peut, par exemple, être
le tournage, la rectification ou le pierrage.
4.4.1.4 Résistance au choc thermique
La résistance au choc thermique est la résistance d'un revêtement à une variation rapide de température agissant
sur tout ou partie d'un composant. Il y a résistance au choc thermique lorsque le revêtement peut résister à un
nombre convenu de cycles thermiques sans dommage significatif. Il n'existe pas de normes internationales
communes relatives aux essais de choc thermique des revêtements obtenus par projection thermique, mais on
utilise couramment l'essai du brûleur.
4.4.1.5 Résistance aux variations cycliques de température
Résistance d'un revêtement à une variation progressive de température agissant sur tout ou partie d'un
composant. Il y a résistance aux variations cycliques de température lorsque le revêtement peut résister à un
nombre convenu de cycles thermiques sans dommage significatif.
4.4.1.6 Mouillabilité
La mouillabilité d'une couche projetée correspond à l’aptitude d’un liquide à se répandre (de manière irréversible) à
la surface de celle-ci.
4.4.1.7 Absorption d'un liquide
La saturabilité d'une couche projetée est la capacité d'absorption et de stockage des liquides en raison de
certaines caractéristiques internes et externes (pores, fissures). La saturabilité présuppose une mouillabilité
suffisante. Les liquides absorbés peuvent être retenus dans le revêtement sans modification (par exemple huiles,
graisse) ou peuvent durcir, rendant ainsi le revêtement étanche.
4.4.2 Propriétés physiques
4.4.2.1 Dureté
La dureté est la résistance d'un matériau à la pénétration d'un corps externe. La dureté des couches projetées peut
différer de celle d'un matériau homogène ou solide de même composition. La dureté permet d'évaluer la qualité
d'un revêtement.
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4.4.2.2 Résistance d’adhésion
La résistance d’adhésion est donnée par le degré de fixation des particules projetées, les unes par rapport aux
autres ainsi que par rapport au substrat. La cohésion des unes par rapport aux autres et l'adhésion au substrat
sont très fortement influencées par le type et la nature, ainsi que par la déformation des particules projetées lors de
l’impact. La résistance d'adhésion est défavorablement influencée par les inclusions d'autres matériaux, les vides,
les stries oxydées sur des revêtements métalliques ou des revêtements céramiques métalliques, les particules non
fondues ou refroidies une seconde fois, ainsi que par les inclusions d'agents de décapage. Les zones de diffusion
augmentent la résistance d'adhésion laquelle est la résistance donnée par la force d'épreuve et la section
transversale de la surface d'essai. La résistance d’adhérence en traction normalisée dans l’EN 582 est utilisée
comme mesure d'évaluation de la qualité du revêtement.
4.4.2.3 Conductivité
4.4.2.3.1 Conductivité thermique
La conductivité thermique (W/m.K) est une grandeur physique, qui représente la valeur de la conductivité ou de la
transmission thermique d'un corps. On peut supposer que la conductivité thermique des revêtements obtenus par
projection thermique est inférieure à celle du même matériau en vrac. La conductivité thermique est décrite dans
l’EN 821-2, l’EN 993-14, l’ISO 8894-1 ou l’ISO 8301 ainsi que dans les normes nationales.
4.4.2.3.2 Conductivité de la température
La conductivité de la température détermine le temps nécessaire à l'égalisation de la température à l’intérieur d'une
substance. Dans le cas de corps composites constitués de matériaux de revêtement/de base, la détermination est
très complexe dans la mesure où le matériau de revêtement et le matériau de base doivent faire l’objet de
mesurages séparés. Par exemple, l’EN 821-2 décrit le mesurage des céramiques monolithiques et l'ENV 1159-2
décrit la diffusivité thermique des composites céramiques.
4.4.2.3.3 Conductivité électrique
La conductivité électrique est l’inverse à la résistance spécifique. Les revêtements obtenus par projection
thermique peuvent être utilisés pour des besoins de conduction électrique et d'isolation électrique, en fonction du
produit projeté. Les méthodes d'essai sont décrites dans les normes CEI 60093, CEI 60167, CEI 60345 ou
CEI 60468.
4.4.2.4 Module d'élasticité
Mesure de la résistance qu'exerce un matériau par rapport à sa propre déformation élastique. Dans la pratique, le
module d'élasticité n'est pas déterminé pour les couches projetées.
4.4.2.5 Masse volumique
La masse volumique est la masse du revêtement par rapport à son volume. La masse volumique d'un revêtement
obtenu par projection thermique dépend de la structure du revêtement, et plus particulièrement du type, de la taille
et du pourcentage de pores, des oxydes contenus dans les pores ainsi que de la masse volumique du produit
projeté. Dans la pratique, on ne détermine la masse volumique des couches projetées que dans des cas
exceptionnels, par exemple voir l'EN 623-2 (céramiques monolithiques, détermination de la masse volumique et de
la porosité).
5 Essais
5.1 Généralités
Les lignes directrices relatives aux caractéristiques individuelles des revêtements ainsi que les spécifications
d'essai doivent être élaborées conjointement par le fabricant et l'utilisateur pour permettre l’évaluation de la qualité
du revêtement selon les exigences des différentes applications. Les lignes directrices relatives à l'assurance de la
qualité sont décrites dans les EN ISO 14922-1 à EN ISO 14922-4 ou dans les normes nationales.
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ISO 14923:2003(F)
Les spécifications techniques des composants obtenus par projection thermique peuvent faire l'objet d'un accord
conformément aux normes nationales.
5.2 Méthodes de contrôle non destructif
5.2.1 Généralités
Les propriétés suivantes des revêtements obtenus par projection thermique peuvent être soumises à un contrôle
non destructif : épaisseur du revêtement, ouverture des fissures vers l'extérieur, irrégulari
...