Pickel und Schuppen in der feuerverzinkten Oberfläche

98

9 Feuerverzinken Eigenschaften | Verfahren12 Stärken der feuerverzinkten Stahlkonstruktion14 Feuerverzinkung von Galvaswiss18 Korrosion20 Feuerverzinkungsverfahren24 Aufbau Zinküberzug 28 Korrosionsbeständigkeit von Zinküberzügen30 Mechanische und thermische Beständigkeit

von Zinküber zügen32 Chemische Beständigkeit von Zinküberzügen36 Kathodischer Schutz von Zinküberzügen

Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren38 Feuerverzinkungsfreundliche Stahlsorten

und Oberflächen46 Vermeiden von Verzug beim Feuerverzinken52 Verzinken von Laser schnittflächen54 Kaltumformung58 Zinkeinlauf- und Luftaustrittsbohrungen64 Ausklinkungen68 Aufdoppelungen70 Lochbleche72 Fett, Öl, Farbe und Schweiss-Schlacke74 Schweiss-Spray76 Flüssigmetallinduzierte Spannungsrisskorrosion 78 Kontaktkorrosion

Feuerverzinken weiterer Stahlsorten82 Verzinken von Armierungsstahl86 Verzinken von Guss

Tipps und Tricks88 Fehlstellen und ihre Ausbesserung90 Spezielle Nachbearbeitungen92 Korrosionsschutz des Zinks im Erdreich

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Weissrost | Glanzverzinkung94 Weissrost/Material lagern98 Glanzverzinkung: DUROCLEAR102 Glanzverzinkung: GALVASEAL

Umwelt106 Nachhaltiges Bauen mit Feuerverzinkung108 Feuerverzinkung und Beschichtung im

Umwelt vergleich110 Recycling beim Feuerverzinken112 Zink in der Umwelt

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Oberflächen- und Hohlraum-KorrosionsschutzWirtschaftlichster Langzeit-Korrosionsschutz Kurze Lieferzeiten

Feuerverzinken Stärken der feuerverzinkten Stahlkonstruktion12

Korrosionsschutz• Lebensdauervonmehrals

40JahrenimStadt-undIndustrieklima

• KorrosionsschutzinHohlräumen,WinkelnundaufKantenwirksam

• SchadstellenunterrostennichtdankkathodischemSchutzdurchZink

Wirtschaftlichkeit• BeilangerNutzungsdauervon

StahlkonstruktioneninFrei-bewitterungwirtschaftlicheralsalleanderenKorrosionsschutz-systeme

• ÄhnlicheErstkostenwiebei2-bis3-SchichtsystemmitNass-oderPulverlack,jedochdoppelteLebensdauer

• OhneUnterhaltskostenwährendüber40JahrenimStadt-undIndustrieklima

Montagefreundlichkeit• KurzeTermine,normalerAblauf

2 – 3Tage,Express5 –10Stunden

• KaumMontageschädendankhöchstermechanischerWider-standsfähigkeitderZinkschicht

• VerzinkteProfileaufderBaustelleschweissbar

• ProblemloseBaustellenlagerungundproblemlosesBaustellen-handling

Ästhetik• Modernes,metallischesund

teilweisesilbrigglänzendesAussehen

• AufWunschkannGlanzmitZusatzbehandlungerhaltenwerden

• TechnischerundlebendigerBausteinderArchitektur

Umwelt• WegfallvonSanierungenvorOrt.

DadurchwenigerEnergie-,Chemikalien-undRessourcen-verbrauch

• VerzinkungunterkontrolliertenBedingungenimWerk

• Lösungsmittelfrei• Gesamt-Ökobilanzsehrgut

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skywalkallgäuStahlbau:BiedenkappStahlbauGmbHKorrosionsschutz:FeuerverzinkungvonGalvaswiss

Stärken der feuerverzinkten Stahlkonstruktion

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AnwendungsbereichImFreien(direktbewittert).InFeuchtbereichen,ohnebesondereÄsthetik-Anforderungen.Stahlbau

GlanzgradGraumattmitderZeit(Patinabildung)GlanzerhaltaufMetallbau-undSchlosserteilenmöglich(sieheSeite98ff.«DUROCLEAR»oder«GALVASEAL»)

Unterhaltsfreie Nutzungsdauer(KorrosivitätskategorieC3/C4nachDINENISO12944):über35Jahre(Praxiswertebis60Jahre)

Kosten Gerade StaketengeländerAb 15.– bis 25.– CHF/Laufmeter*

Gerade Stahlbauprofile (BeieinerrelativenOberflächevon20–24m2/t)Ab 14.– CHF/m2*

Wirtschaftlichkeit im Stahlbau (RelativeKorrosionsschutzkosteninKorrosivitätskategorieC3/C4)Ab 0.40 CHF/m2/Jahr

* RichtpreisfürgeradeSerienab100Laufmeteroder100m2.

Das langfristig kostengünstigste Korrosionsschutz-System (ab Fr. 14.–/m²) für eine unterhaltsfreie Nutzungs dauer von über 35 Jahren

Feuerverzinken Feuerverzinkung von Galvaswiss

Feuerverzinkung von GalvaswissWirtschaftlich und ökologisch über Jahrzehnte

Architekt:Rolf+HotzKorrosionsschutz:FeuerverzinkungvonGalvaswiss

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Technische Ausschreibungsdaten•EntfernenvonSchweissperlen•EntgratenundKantenbrechenoderanfasen(Radius/Faseca.1mm)•VerzinkungsgerechteKonstruktion:

AnallenTeilstössenZirkulationsausklinkungen•BeiHohlräumenmöglichstgrosseZinkeinlauf-und

Luftaustrittsbohrungenvorsehen•Richtarbeiten(nurfürgeradeStahlbauprofile):Toleranzangeben•FeuerverzinkungnachDINENISO1461 min.55–85µm*•PraxiswerteaufStahlbau ca.100–600µm

FürästhetischeAnwendungenbestehtdieMöglichkeit,mitDUROCLEARoderGALVASEAL(FeuerverzinkungplusKlarlackierung)denGlanzderfrischenFeuerverzinkungzuerhalten(sieheSeite98ff.«DUROCLEAR»oder«GALVASEAL»).

AusschreibungstextmitallgemeinenInformationensieheSeite288f.«AusschreibungstextFeuerverzinken».

* DurchschnittlicheZinkschichtdickenachDINENISO1461: Bis3mmBlechdicke: min.55µm >3mm–6mmBlechdicke:min.70µm >6mmBlechdicke: min.85µm

DoppelmayrSeilbahnen

Feuerverzinken Feuerverzinkung von Galvaswiss 17

Feuerverzinkung von GalvaswissWirtschaftlich und ökologisch über Jahrzehnte

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1918 Feuerverzinken Korrosion

Abtrag durch Korrosion

Korrosion

Ursache der KorrosionDerBegriff«Korrosion»stammtausdemLateinischenundbedeutet«zernagen».Wirdlegierteroderun-legierterStahlohneSchutzderAtmosphäreausgesetzt,soverfärbtsichdieOberflächenachkurzerZeitrotbraun:DerStahlkorrodiert–sprichrostet.EisenhatdasBestre-ben,sichinAnwesenheitvonSauer-stoffundFeuchteunweigerlichindieenergetischgünstigsteForm,denRost,zuverwandeln.DasRos-tenistelektrochemischerNatur,kannalsonurinGegenwarteinerionenleitendenSubstanzwieWasserablaufen.MitUnterstützungvonWasserundSauerstoffwirdelemen-taresFezuionischemFe2+oxidiertundineinerFolgereaktioninRostumgewandelt.

Beschleunigte Korrosion und AbtragBeieinerrelativenLuftfeuchtevonwenigerals60%istdieKorrosions-geschwindigkeitunbedeutend.Sienimmtaberinsbesonderezu• mitmangelnderBelüftung• mitsteigenderLuftfeuchte• inAnwesenheitvonKondens-

oderNiederschlagswasser• mitzunehmenderVerunreinigung

derLuftdurchSchadstoffewieSchwefeldioxid,ChlorideundSulfate

• imBoden,WasserundSalz-wasser

Riesiger volkswirtschaft-licher Schaden durch RostInderSchweizverursachtRostjähr-licheKostenvonschätzungsweise4.5MilliardenFranken.Weltweitge-henproSekundeca.5tStahldurchRostenverloren.

Sauerstoff und Feuchte verwandelt Stahl unweigerlich in Rost

Sehr grosser volkswirtschaftlicher Schaden durch Korrosion

Anwendungsbereich Dickenverlustim1.Jahr[µm]

Innenraum

BeheizteRäumez.B.Büros,Läden,Schulen,Hotels

UnbeheizteGebäude,woKondensationauf-tretenkann,z.B.Lager,Sporthallen

FeuchteProduktions-räumemitetwasLuft-verunreinigung,z.B.Lebensmittelher-stellung,Wäscherei,Brauerei,Molkerei

Chemieanlagen,Schwimmbäder

SehrhäufigeKonden-sationundstarkeVer-unreinigung

NahezuständigeKon-densationundhoheLuftverunreinigung

Aussenbereich

–

GeringeVerunreini-gung,ländlicherBereich,Kleinstädte

StadtundIndustrie,mässigeVerunrei-nigung

IndustrielleBereiche

IndustriebereichemithoherFeuchteundaggressiverLuft,Küsten-bereiche

IndustriebereichemitextremerLuft-verschmutzung,Salzsprühkontakt

Korrosivitäts­kategorie

C1(sehrniedrig)

C2(niedrig)

C3(mittel)

C4(hoch)

C5(sehrhoch)

CX(extrem)

C­Stahl

≤1.3

>1.3–25

>25–50

>50–80

>80–200

>>200

Zink*

≤0.1

>0.1–0.7

>0.7–2

>2–4

>4–8

>8–25

* Im1.JahristderDickenverlustamgrössten.Im4.Jahrhatersichbereitsumca.40%reduziert.DiesistbeieinerSchätzungderDauerdesKorrosionsschutzesdurchZinkzuberücksichtigen.

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2120 Feuerverzinken Feuerverzinkungsverfahren

Feuerverzinkungsverfahren

Reinigung der Stahloberfläche von Fett und Rost

Aktivierung der Stahloberfläche

Eintauchen in flüssige Zinkschmelze führt zu Eisen- Zink-Legierungsschicht und Reinzinkschicht

1. AufhängenDieverzinkungsgerechtenWerkstücke(sieheSeite38ff.«Feuerverzinkungs-gerechtesKonstruieren»)werdennachderAnlieferungimoptimalenWinkelaneinerTraverseaufgehängt.DadurchwirdeinsaubererÜberzugmitZinkge-währleistet.FüreinenreibungslosenundsicherenAblaufdesProzessesmüs-sendieWerkstückemitdennötigenZirkulationsbohrungenversehensein.

2. Entfettungs-badFüreingutesVerzin-

kungsergebnisisteine

gründlicheReinigungder

Oberflächeunabdingbar.

FetteundÖlewerdenin

einemsaurenoderba-

sischenEntfettungsbad

vonderStahloberfläche

abgelöst.

3. SpülbadBadzurReinigungderOber-

flächevonEntfettungsmittel

5. SpülbadBadzurReinigungder

OberflächevonBeizmitteln

7. TrocknenNachderFlussmittelbehandlungwird

dasVerzinkungsgutgetrocknet.

8. ZinkbadDievorbereitetenWerkstückewer-

denineineflüssigeZinkschmelze

vonca.450°Cgetaucht.Während

desVerzinkungsvorgangsbildet

sichalsFolgeeinerwechselsei-

tigenDiffusionvonflüssigemZink

undStahlaufderOberflächedes

WerkstückseinÜberzugverschie-

denartigzusammengesetzter

Eisen-Zink-Legierungsschichten.

BeimHerausziehenausdemBad

werdendiesemiteinerglänzenden

Reinzinkschichtüberzogen.

9. NachbehandlungDieverzinktenTeilewerdenmeistanderLuftab-

gekühlt.BeimanschliessendenVerputzenwerden

allfälligeZinkläufe,ZinkspitzenundDruckstellender

Aufhängemittelentfernt.BeiBedarfwerdenGe-

winde,PassungenundBohrungenvomZinkbefreit.

6. FlussmittelbadImFlussmittelbaderhältdieOberflächeeinendünnen

Salz-Film,welcherspäterbeimEintaucheninsZinkbad

diemetallurgischeReaktionzwischenStahloberfläche

undZinkschmelzeunterstützt.

4. BeizbadUmRostundZundervonderOberflächezulösen

undeinereineStahloberflächezuerzielen,wer-

dendieWerkstückeinBeizbädernmitverdünnter

Mineralsäure(z.B.Salzsäure)behandelt.Inhibi-

torenverhinderneinenAngriffaufdenStahl.

Stückverzinken

AbkühlenVerputzen

Ausgangskontrolle

Metall-verarbeiter

VorbereitenAufhängen

Wareneingang

➜➜

➜

Trocknen

Entfettungs-bad

Spülbad Beizbad Spülbad Flussmittel-bad

Zinkbad

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2322 Feuerverzinken Feuerverzinkungsverfahren

Weitere Verfahren:

Schleuderverfahren DasSchleuderverfahrenwirdmeistbeiKleinteilen(<2kgStückgewicht)eingesetzt.

DieKleinteilewerdennachdenVor-behandlungsbäderninzylindrischeKörbegefüllt.DadurchistkeineAuf-hängungderEinzelteileerforderlich.DerKorbwirdimZinkbadgetauchtundsofortnachdemZiehenzentri-fugiert.AnschliessendwirdderInhaltineinWasserbadgekippt.DurchdasSchleudernwirddasüberschüssigeZinkentfernt,imWasserbadwirddasZusammenklebenderTeilever-hindert.

Bandverzinken (Sendzimirverfahren)InkontinuierlicharbeitendenBand-verzinkungsanlagenläuftdasBandvomCoildurcheinenGlühofenundwirdunterSchutzgasatmosphärederZinkschmelzeinhoherGe-schwindigkeitzugeführt.NachdemZinkbadwirdderZinküberzugmitAbstreifdüsengleichmässigverteilt.NacheinerAbkühlstreckewirdeswiederaufgecoilt.

AlsFolgederhohenDurchlaufge-schwindigkeitdesBandesistdieReaktionsdauerzwischenStahlundZinkschmelzesehrkurz,waszurFolgehat,dasssichnureineaus-serordentlichdünneEisen-Zink-LegierungsschichtvonwenigenMikrometernbildenkann.Derüber-wiegendeTeildesÜberzugesbe-stehtausderReinzinkschichtvonca.25µm.DieshatdenVorteil,dassdasfeuerverzinkteBandeineguteKaltumformbarkeitaufweist.

Stückverzinken:AuszugeinesMastesausdemZinkbad.

Schleuderverzinkungsanlage

ImSchleuderverfahrenverzinkteKleinteile.

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2524 Feuerverzinken Aufbau Zinküberzug

Aufbau Zinküberzug

Entstehung und AufbauDasVerzinkungsgutwirdwährenddesEintauchensindasZinkbadaufdieZinkbadtemperaturvonca.450°Cerwärmt.Durchwechselsei-tigeDiffusionvonZinkundEisenbildensichEisen-Zink-Legierungs-schichten.BeimHerausziehenausdemBadwerdendieLegierungs-schichtenüblicherweisemiteinerglänzendenReinzinkschichtüber-zogen.

BeidickerenWandstärkenundbeiStählenmiterhöhtemSilizium-undPhosphorgehaltwächstdieLe-gierungsschichtbiszurOberflächedurchundgibtdiesereinmatt-grauesAussehen.

DieSchichtdickenwerdenhaupt-sächlichvondenLegierungsbe-standteilen(Si,P,C,Mn)imStahlundderMaterialstärkebeeinflusst(sieheSeite38f.«Feuerverzinkungs-freundlicheStahlsortenundOber-flächen»).

Dicke des ZinküberzugesDieSchichtdickedesZinkswirdinMikrometer(1µmentspricht1/1000mm)gemessenundangegeben.DieNormDINENISO1461(sieheauchSeite296ff.)legtjenachMaterial-dickedieMindestschichtdickenfürZinküberzügefest.InderPraxiswerdenjedochZinküberzügeer-zeugt,dieoberhalbderMindestan-forderungennachNormliegen.DadieSchutzdauereinesZinküber-zugesprimärdurchseineSchicht-dickebestimmtwird,istdaherdietatsächlicheSchutzdauerinderRegeldeutlichlängeralsgemässNormtheoretischermittelt.BeiLaserblechen,welcheeinensehrniedrigenSiliziumgehalt(ca.0.01%)

aufweisen,werdendiegemässDINENISO1461gefordertenSchichtdi-ckenoftnichterreicht.DerSilizium-gehaltdesStahlssollzwischenca.

0.1–0.3%liegen(sieheSeite38f.«FeuerverzinkungsfreundlicheStahl-sortenundOberflächen»).

Eisen-Zink Legierungsschichten und Reinzinkschicht

An trockener Luft bildet sich auf der Oberfläche eine Zinkcarbonat-Schutzschicht

Keine Kantenflucht beim Feuerverzinken

Reinzinkschicht(Zn)

Eisen-Zink-Legierungsschichten(Fe+Zn)

Stahl(Fe)

ca.4

5µm

ca.5

5µm

85µ

m

Örtliche Schichtdickea)

(Mindestwertinµm)

70

55

45

35

70

60

Durchschnittliche Schicht dickeb)

(Mindestwertinµm)

85

70

55

45

80

70

a)ÖrtlicheSchichtdicke:Mittelwertausmindestens5Einzelmessungenaufeiner

Referenzflächevon10cm².EinzelwertedürfenauchunterdemMindestwertliegen.b)DurchschnittlicheSchichtdicke:MittelwertderörtlichenSchichtdicken.DieAnzahlzu

messenderörtlichenSchichtdicken(Referenzflächen)hängtvonderGrössederTeile

ab(>2m²:≥3Referenzflächen/>100cm²bis≤2m²:≥1Referenzfläche/weitere

DetailssieheSeite296ff.«DINENISO1461»).

DINENISO1461,MindestschichtdickevonZinküberzügenaufPrüfteilen, die nicht geschleudert wurden (normales Stückverzinken)

TeileundihreDicke

Stahl > 6mm

Stahl > 3mmbis ≤ 6mm

Stahl ≥ 1.5mmbis ≤ 3mm

Stahl < 1.5mm

Guss ≥ 6mm

Guss < 6mm

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2726 Feuerverzinken Aufbau Zinküberzug

Ausbildung einer Schutz-schicht aus ZinkcarbonatDie«fabrikneuen»,glänzendenZink-oberflächenreagierenmitSauerstoffundFeuchtezuZinkhydroxid.Dieseswirdindenersten1– 3Mo-natenmittelsKohlendioxidderLuftinZinkcarbonatumgewandelt,welcheseineschwerwasserlöslicheZinkpatinabildet.DiesePatina,wel-chesichbeitrockenenBedingungenschonnachwenigenTagenzubil-denbeginnt,schütztdieOberflächeundverhindertmitderZeitdieweitereBildungvonZinkkorrosions-produkten.

FallsdiefabrikneueOberflächefeuchtwirdundschlechtbelüftetistunddamitkaumKohlendioxidvor-handenist,könnensichdieZink-hydroxidenichtzuZinkcarbonatumwandeln.EsentstehteineweisseSchicht,welcheals«Weissrost»bezeichnetwird.DiesekanndurchtrockeneundgutbelüfteteLagerungverhindertwerden(sieheSeite94ff.«Weissrost/Materiallagern»).

Keine KantenfluchtDieeinzelnenKristallederEisen-ZinkLegierungsschichtenwachsensenkrechtzurStahloberfläche.AnEckenundKantenöffnensichdieLegierungsschichtendeshalbfä-cherförmigunddieZwischenräumefüllensichmitReinzink.Zinküber-zügebeimStückverzinkensinddes-halbimRegelfallanKantenundEckenmindestenssodickwieindenangrenzendenFlächen–dieKantenflucht,wiesiebeianderenKorrosionsschutzsystemenauftritt(z.B.beiFarbbeschichtungen),stelltsichhiernichtein.UmZinkabplatzungenaufKantenzuvermeiden,sinddieKantenvorgän-gigzubrechen.

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2928

Schutzdauer nach DIN EN ISO 14713-1

Feuerverzinken Korrosionsbeständigkeit von Zinküberzügen

Korrosionsbeständigkeit von Zinküberzügen

Typische Umgebung (Beispiele) Korrosivitäts­ kategorie

Dickenverlust Zink im 1. Jahr

[µm]*

Kürzeste Schutzdauer* (Jahre) und Schutzdauerklasse(VL,L,M,H,VH)**

Innenraum Aussenbereich Mindestschichtdicke

45µm 85µm 140µm 200µm

BeheizteRäumez.B.Büros,Läden,Schulen,Hotels

– C1(sehrniedrig)

≤0.1 >100(VH)

>100(VH)

>100(VH)

>100(VH)

UnbeheizteGebäude,woKondensationauftretenkann,z.B.Lager,Sporthallen

GeringeVerunreinigung,ländlicherBereich,Kleinstädte

C2(niedrig)

0.1–0.7 64bis>100(VH)

100bis>100(VH)

100bis>100(VH)

100bis>100(VH)

FeuchteProduktionsräumemitetwasLuftverunreinigung,z.B.Lebensmittelher-stellung,Wäscherei,Brauerei,Molkerei

StadtundIndustrie,mässigeVerun-reinigung

C3(mittel)

0.7–2 20bis64(VH)

40bis>100(VH)

67bis>100(VH)

95bis>100(VH)

Chemieanlagen,Schwimmbäder IndustrielleBereiche C4(hoch)

2–4 10bis20(H)

20bis40(VH)

33bis67(VH)

48bis95(VH)

SehrhäufigeKondensationundstarkeVerunreinigung

IndustriebereichemithoherFeuchteundaggressiverLuft,Küstenbereiche

C5-I(sehrhoch)

4–8 5bis10(M)

10bis20(H)

17bis33(VH)

24bis48(VH)

NahezuständigeKondensationundhoheLuftverunreinigung

IndustriebereichemitextremerLuftver-schmutzung,Salzsprühkontakt

CX(extrem)

8–25 2bis5(L)

3bis10(M)

6bis17(H)

8bis24(H)

* Die«kürzesteSchutzdauer»isthierkonservativberechnetmittelsdes«DickenverlustZinkim1.Jahr».DerDickenverlustistim1.Jahrhochundnimmtim2.Jahrbereitsumca.25%,im4.Jahrumca.40%gegenüberdem1.Jahrab(PublikationEMPA,CorrosionScience44(2002),Seiten675–687).InderPraxiskanndahermitbiszudoppeltsolangerSchutzdauer,wiehieraufgeführt,gerechnetwerden.

**Schutzdauerklassen:VH:sehrhoch(≥20Jahre)H: hoch(10bis<20Jahre)M: mittel(5bis<10Jahre)L: niedrig(2bis<5Jahre)VL: sehrniedrig(0bis<2Jahre)

BeieinerVerzinkungnachDINENISO1461istjenachDickedesStahlteileseineörtlicheSchichtdickevon35bis70µmvorgeschrieben.DurchhöhereSchichtdickelässtsicheinedeutlichlängereSchutzdauererzielen.HöhereSchichtdickensindverzinkungstechnischmeistensmöglich.BesprechenSieihreAnforderungmitderVerzinkerei.

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3130

Mechanische BeständigkeitBeimVerzinkungsprozessbildensichmehrereLegierungsschichtenausZinkundStahl(sieheSeite24ff.«AufbauZinküberzug»).DieHärtedieserLegierungsschichtenliegter-heblichüberderHärtevonBaustahl.

ZinküberzügegewährleistendahereinenzuverlässigenSchutzbeimechanischenBelastungenwäh-renddesTransportsundbeimHandlingundderMontagewährendderBauphase.InderNutzungs-phaseverhilftdieLegierungsschichtzueinerhohenVerschleiss-und

AbriebfestigkeitbeiBelastungenwiezumBeispielSteinschlagoderSandabrieb.BeiverzinktenGitter-rostenundGerüststützenbietetderZinküberzugtrotzstarkermecha-nischerBelastungdurchBegehenundBefahrenjahrzehntelangenSchutz.

EigenschaftsvergleichFeuerverzinkenvs.Beschichten,FaktorumwelcherdieFeuer-verzinkungüberlegenist.(Quellewww.feuerverzinken.com)

Feuerverzinken Mechanische und thermische Beständigkeit von Zinküber zügen

Mechanische und thermische Beständigkeit von Zinküber-zügen

Zink-Eisen Legierungsschicht bietet hervorragenden mechanischen Schutz

Feuerverzinkte Teile können bis 200 °C eingesetzt werden

Thermische BeständigkeitFeuerverzinkteStahlteilekönneninderRegelineinemTemperatur-bereichbiszu200°Ceingesetztwerden.BeihöhererDauerbelastunglaufenDiffusionsprozessezwischenZinkundStahlab(sog.Kirkendall-Effekt)undeskannzumAbblätternderReinzinkschichtkommen.Ob-wohldieverbleibendenLegierungs-schichtenweiterhinvorKorrosionschützen,solltenfeuerverzinkteStahlteile(z.B.Wärmetauscher,Ka-mine)daherausästhetischenGrün-dennichtinTemperaturbereichenoberhalb200°Ceingesetztwerden.

Zn

0

Härte HV 0,05

50 100 150 200

Fe-Zn

Fe

0Faktor 4 8 12 16 20

Kantenschutz

Steinschlag-beständigkeit

Abrieb-beständigkeit

Haft-festigkeit

Härte

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3332 Feuerverzinken Chemische Beständigkeit von Zinküberzügen

Chemische Beständigkeit von Zinküberzügen

Beständigkeit der Zinkoberfläche gegen Chemikalien, Wasser, Holz, Erde, Gips, Beton und Metalle

Beständig gegen Öle, Lösungsmittel, Wasser und schwache Laugen

Empfindlich gegen Säuren und starke Laugen

Korrosionsbelastung durch Chemikalien• Gegendiemeistenchemischen

BelastungenwiedurchÖl,Lö-sungsmittel,Farben,usw.bietetdieFeuerverzinkungeinehoheBeständigkeit.

• ZinkistempfindlichgegenSäuren(<pH5.5)undstarkeBasen(>pH12.5).

• MitzunehmendemSchwefel-Anteil(SO2)inderLuft(Industrie-atomsphäre,saurerRegen)nimmtdieBeständigkeitdesZinküber-zugesab.

Wasserstoffionenkonzentration pH

HCI Na OH

Kor

rosi

vitä

t vo

n Z

inkü

ber

züge

n

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Korrosionsbelastung durch Wasser• InkaltemundhartemSüsswasser

sindZinküberzügelangzeit-beständig.

• DauerkontaktmitweichemWas-ser(<10°dH)undunbelüftetesSchwitzwasserbeschleunigtdenZinkabtrag.

• DerEinsatzvonZinküberzügeninKontaktmitWassersollteinderRegelnurunterhalb60°Cerfolgen.

• Zinküberzügesindlangzeitbestän-digimSeewasser(Süsswasser).

• SalzwassergreiftdieZinkober-flächean.DieAbtragungsratebe-trägtca.10µm/Jahr.

Korrosionsbelastung durch Holz• DiemeistenheimischenHölzer

verhaltensichrelativunproble-matischimKontaktmitZinküber-zügen,wenndieseregelmässigwiedertrocknenkönnen.

• BeifeuchtenBedingungenwer-denausHölzernderEiche,Ka-stanie,RotzederundDouglasierelevanteMengenanEssigsäurefreigesetzt.BeidirektemKontaktmitfeuerverzinktemStahlkanndieszuProblemenführen.IndenHölzernenthalteneGerbsäurekannzueinerrot-braunenVerfär-bungdesZinksführen.AbhilfekönnenDistanzstückeodereineorganischeBeschichtungschaf-fen,welcheeineTrennungderbeidenWerkstoffeermöglichen.

HafenanlageArbon,Hafenkonstruktionin-klusive150mSpundwand,Baujahr1971.

Auchnach36JahreninderaggressivenWechselwasserzoneistdieFeuerverzinkungnochintakt.SchichtdickeHafenanlageheuteum40–80µm.

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3534 Feuerverzinken Chemische Beständigkeit von Zinküberzügen

Korrosionsbelastung durch Erdreich• DieKorrosionsanfälligkeithängt

vonderQualitätdesBodensab.NuringutbelüftetemBodenkannsicheineZinkpatinabilden,wel-chelangfristigschützt.MeistenswirdinBödeneinDuplex-System(FeuerverzinkenundBeschichten)eingesetzt.

DieBelastungderBödenent-sprichtderKorrosionsschutz-klasseIm3.Esempfiehltsich,erdberührteTeilebisca.30–60cmüberBodenmiteinemSchutzanstrichvon≥320µmzuversehen(sieheSeite92f.«KorrosionsschutzdesZinksimErdreich»).

Korrosionsbelastung durch Gips, Beton und Metalle • GipsundGipssandmörtelgreifen

Zinkstarkan(sieheSeite146ff.«KorrosionsschutzbeiPlatten-böden»).

• VerzinkteTeileundverzinkterArmierungsstahllassensichpro-blemloseinbetonieren.DieVer-zinkungschütztoptimalgegendieCarbonatisierungundverlän-gertdieLebensdauervielerBetonkonstruktionen.VerzinkterBetonstahlerzieltoptimaleHaf-tungimBeton(sieheSeite82ff.«VerzinkenvonArmierungsstahl»).

• BeiBerührungmitKupferoderanderenMetallenkannelektroly-tischeKorrosionentstehen(sieheSeite78ff.«Kontaktkorrosion»).

Korrosionsbelastung durch Tausalze, Urin etc.• BeiMasten,Kandelabernetc.

kannesinBodennähezueinerlokalstarkenKorrosionsbelastungkommen,welchedenZinküber-zuglangfristigschädigt.AbhilfeschaffenkannindiesenFälleneinlokalerSchutzdurchSchrumpffolieoderanderekon-struktiveMassnahmen(sieheSeite92f.«KorrosionsschutzdesZinksimErdreich»).

ImZweifelsfallempfehlenwir,imVorausmitderVerzinkereidiechemischenBelastungenundihrenEinflussaufdieKorrosionsbestän-digkeitzudiskutieren.ZurBeurtei-lungsinddieörtlichenBegeben-heitenentscheidend.

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3736 Feuerverzinken Kathodischer Schutz von Zinküberzügen

Kathodischer Schutz von Zinküberzügen Kathodischer Schutz heilt Beschädigungen

EineFeuerverzinkungistsehrbe-ständiggegenmechanischeBela-stungen.BeiextremerBeanspru-chungkönnentrotzdemKratzerundSchrammenauftreten,welchedenZinküberzuglokalsoweitzerstören,dassderGrundwerkstoffStahlfrei-liegt.IndiesemFallkommtesbeimVorhandenseineinerausreichendenFeuchtigkeitsmenge(Elektrolyt)zurBildungeinesgalvanischenEle-mentes:

ZinkverbindungenverhinderndieKorrosionanbeschädigtenStellendesÜberzuges.

DieWerkstoffpaarungEisen–ZinkbewirktimFalleinerOberflächen-verletzungdieAusbildungkatho-discher(Stahl)undanodischer(Zink)

Bereiche.Aufgrundderunterschied-lichenPotentialegibtdasunedlereZinklaufendZinkionenab,derenKorrosionsproduktesichaufdered-lerenKathode,demEisen,ablagern.EsistdieserMechanismus,derdazuführt,dasssichanKratzernundSchrammenderRostnichtfest-setztodergarausbreitet.TretenBe-schädigungendesZinküberzugesauf,soschütztdasangrenzendeZinkvorKorrosion.

AllerdingsdarfdieWirksamkeitdiesesSchutzmechanismusnichtüberschätztwerden.JenachUmge-bungsbedingungen,FeuchtigkeitundLeitfähigkeitdesElektrolytenistdieWirksamkeitsehrunterschied-lich.InderPraxisreichterseltenüberDistanzenvon2–3mmhinaus.DieLängeeinesKratzersistsomitnichtbeschränkt,seineBreitesollteaber2–3mmnichtüberschreiten.

KathodischerSchutzaneinemRohr.WirddieVerletzungbreiterals4–6mm,sozeigensichwieaufdiesemBildinderMitteersteRostspuren.TrotzdemwerdeneinUnterwan-dernderVerzinkungsschichtundeinweiteresAbplatzen(andersalsbeieinerLack-Beschichtung)verhindert.

ReihevonBohrungenineinemfeuerverzinktenStahlteil.BeidenbeidengrösstenBohrungen(5und6mm)sindersteRostfleckenimZen-trumzuerkennen,diekleinerenBohrungen(≤ 4mm)werdenkathodischgeschützt.

AuchneueSchnittkantenanbereitsverzinktenBlechenprofitierenvondiesemelektrochemischenSchutz.EinemöglichebrauneVerfärbungderSchadstelledeutetzwardaraufhin,dasseinezeitweiseHemmungderelektrochemischenReaktionvorhandenist,z.B.aufgrundeinerzugeringenMengeanElektrolyt.TrotzdemistdieseErscheinungabernichtmiteinemgenerellenVersagendeskathodischenSchutzesgleich-zusetzen.

GrössereBeschädigungenmüsseninkonventionellerWeisewiez.B.durchthermischesSpritzenmitZinkoderdurchspezielleZinkstaubbe-schichtungenausgebessertwerden(sieheSeite89«FehlstellenundihreAusbesserung»).

Zn++

ZnFe

Zn

Elektrolyt

Zink = Anode

Eisen = Kathode

Zink = Anode

Eisen = Kathode

Beschädigung

Fe

e- e-

Zn++

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3938

Für das Ergebnis des Feuerverzinkungsprozesses sind die chemische Zu-sammensetzung und die Oberflächenbeschaffenheit des Grundwerkstoffesvon entscheidender Bedeutung. Sie beeinflussen die Dicke, Struktur undQualitätdesZinküberzuges.

DiemeistenStähle,z.B.unlegierteBaustähle,Feinkornstähle,Vergütungsstähle,warm-undkaltgefertigteHohlprofile,Bewehrungsstähle,StahlsortenfürBefes-tigungselementesowieGrau-oderTemperguss,könnennachDINENISO1461feuerverzinktwerden.AuchrostfreieStählekönnenteilweisefeuerverzinktwer-den (alsverzinkbarhabensichdieSorten1.4016,1.4306,1.4404und1.4435erwiesen,alsungeeignet1.4301und1.4571).EsbestehtjedochdieGefahrei-nerVersprödungundessindinjedemFallvorgängigVersucheerforderlich.

Legierungselemente wie Kupfer, Nickel, Chrom, Molybdän, Vanadium undNiob,diedemStahlmeistingeringenGehaltenzurErzielungbestimmtertech-nologischer Eigenschaften zulegiert werden, beeinflussen die Verzinkung imAllgemeinennichtodernur inunbedeutendemMasse.SchwefelhaltigeAuto-matenstählesindnormalerweisezumFeuerverzinkennichtgeeignet,weilbeimBeizprozessProblemeauftreten.EinespezielleVorbehandlungisterforderlich.Siliziumund/oderPhosphorhabeneinenerheblichenEinflussaufdieSchicht-bildung. Die DIN EN 10025-2 definiert Klassen des Stahls bezüglich seinerEignungzumFeuerverzinkenabhängigvomSilizium-undPhosphorgehalt.

Bei Laserblechen, welche einen sehr niedrigen Siliziumgehalt (ca. 0,01%)aufweisen, werden die gemäss DIN EN ISO 1461 geforderten Mindest-schichtstärkendeshalboftnichterreicht.DurchAnwendungder IPP-Vorbe-handlung (Verfahren Galvaswiss) lassen sich trotzdem normgerechteSchichtstärkenerreichen.DazuisteineBearbeitungsdauervonca.3Wochenerforderlich.BestellenSiebeiBedarfbeiGalvaswissdas«IPP-Verfahren».

Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren FeuerverzinkungsfreundlicheStahlsortenundOberflächen

Feuerverzinkungsfreundliche Stahlsorten und Oberflächen

Geeignete Stahlsorten ermöglichen eine optimale Verzinkung Walzfehler können zu Fehlverzinkungen führen

Einfluss von Silizium und Phosphor auf das Aussehen

Zinküberzug Anmerkung

Niedrigsilizium- BereichNormaleEisen-Zink-Reaktion,silbrigglänzenderÜberzug,dünnebisnormaleSchichtstärke

GeeignetzumFeuerver-zinken.BeiLaserblechenkönnenmitdemnormalemVerzinkungsprozessdieMindestschichtstärkenoftnichterreichtwerden.(IPP-Verfahren)

Sandelin­Bereich BeschleunigteEisen-Zink-Reaktion,graueZinkschicht,hoheSchichtstärke

GeeignetzumFeuer-verzinken.EffekttrittbeidenZinkbädernvonGalvaswissnurinstarkabgeschwächterFormauf.

Sebisty­Bereich NormaleEisen-Zink-Reaktion,silbrigmattesAussehen,mittlereSchichtdicke

GeeignetzumFeuer-verzinken.

Hochsilizium­Bereich BeschleunigteEisen-Zink-Reaktion,matt-grau,hoheSchicht-dicke,mitzunehmen-derSi-GehaltgrauesAussehen

GeeignetzumFeuer-verzinken.HoheSchicht-stärken.

KlassenachDINEN10025GehaltanSilizium/Phosphor

Klasse 1Si<0.03%

Si+2.5·P≤0.9%

0.03%≤Si≤0.14%

Klasse 30.14%≤Si≤0.25%

P<0.035%

Si>0.25%

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4140 Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren FeuerverzinkungsfreundlicheStahlsortenundOberflächen

Eigenschaften von Legierungsbestandteilen der Stähle im Zusammenhang mit dem Feuerverzinken

EinflussaufVerzinken

0.03%<Si<0.14%undspeziell>0.28%führtzuprogressiverZu-nahmederReaktionsfreudigkeit,einhergehendmitdickerenZink-schichten.BeiLaserblechenistderSiliziumgehaltoftsehrtief(0.01%).DieskannzuSchichtstärkenführen,welcheunterhalbderAnforderun-genvonDINENISO1461liegen. Von0.07–0.1%ZunahmederReaktionsfreudigkeit,einhergehendmitdickerenZinkschichtenundschlechtererHaftung.BeiAnwesen-heitvonSiverstärktsichdieReaktionsfreudigkeit. ZunahmederReaktionsfreudigkeit,einhergehendmitdickerenZink-schichten.

WirdStahlbeieinemCu-Gehalt>0.05%kaltverformt,soführtdieszurAufhärtungundVersprödung.Ohnenachträglichesspannungs-freiGlühenkanndieszuSpröd-brüchenführen.

Legierungs­ bestandteil

Silizium (Si)

Phosphor(P)

Kohlenstoff (C)

Kupfer (Cu)

EinflussaufVorbehandlung

GeringeMengenbleibenohneWirkung,höherehemmendenBeizangriff.

BeigleichzeitigerAnwesenheitvonKupfer,erhöhtPhosphordieLöslichkeitinMineralsäure(evtl.Beizfehler).

Keinebekannt

DieRost-undZunderschichtensinddickerundhaftenbesser,sodassdasBeizenerschwertwird.BeiAnwesenheitvonP+SiwirddasBeizverhaltenzusätzlicherschwert.

EinflussaufVerzinken

ZunahmederReaktionsfreudigkeit,einhergehendmitdickerenZinkschichtenundunschönenOberflächen.WirdinverschiedenenVerzinkereienzurReduktionderZinkannahmedemBadzugeführt.ImZusammen-hangmitnegativenVorfällenwirdheutevonderKombinationNi+SnAbstandgenommen. Keinebekannt

Legierungs­ bestandteil

Mangan (Mn)

Nickel(Ni)

Schwefel (S)

EinflussaufVorbehandlung

Bereitsab0.2%sehrleichteLöslichkeit.AchtungbeiAuto-matenstahl.

ErhöhtdenWiderstandgegenSalzsäure,derBeizprozessläuftlangsamerab.

OftliegtSchwefelinsulfi-dischenAnteilenvorundsobildeterbeimBeizenSchwefel-wasserstoffH

2S.DieLösege-schwindigkeitdesStahlskanndamitumbiszu50%höhersein.DerdabeifreigesetzteatomareWasserstoffdiffundiertindenStahlundkannunteranderemzumwasserstoffindu-ziertenSprödbruchführen.

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Raue Oberflächen/Überzüge Vermeidung/Behebung• VerwendungvonStahl,welcherzumFeuerverzinkengemässDINEN

10025geeignetundfreivonSchalen,SchuppenundWalzungänzenist.• IPP-Vorbehandlung:Terminverlängerungumca.5ArbeitstagezurReduk-

tionvonleichtenWalzungänzen(Pickelreihen).ZumBeispielgeeignetfürTeile,dieduplexiertwerden.

• WennbeiSerienaufträgendieEignungdesStahlzumFeuerverzinkennichteindeutigist,empfiehltsichdieDurchführungeinerProbeverzinkungunterpraxisgerechtenBedingungen.

• SieheBestellungvonStahlSeite45.

Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren FeuerverzinkungsfreundlicheStahlsortenundOberflächen

Pickelförmigausgebildeter,

rauerÜberzug.

RauerÜberzugdurchungleich-

mässigeAusbildungderEisen-

Zink-Legierungsschichtaufgrund

derStahlqualität.

RaueOberflächealsFolgeeinersehr

rauenStahloberfläche.Diebeim

AusziehenausdemZinkbadanhaf-

tendeZinkschmelzekanndievor-

gegebeneOberflächenrauheitnicht

mehrausgleichen.

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BeschreibungSchalen, Schuppen und Ziehriefen sind meist in Profilrichtung verlaufendeUnregelmässigkeiten.BeimWalzstahlkönnensiealsabstehendeSchuppen,lokale, linienförmige Pickel-Reihen oder unregelmässig-flächenhafte Fehlerauftreten.

EntstehungWalzfehlerwieÜberschiebungen,SchalenstreifenundÜberfaltungenerschei-nenanderOberflächevonStahlprofilenundsindmitdemblossenAugekaumwahrzunehmen.WährenddesVerzinkungsvorgangesdringt jedoch flüssigesZink unter Überlappungen. Durch die einsetzende Bildung von Eisen-Zink-LegierungsschichtenwerdendieRändersolcherÜberlappungenangehobenundalsPickel,«Zungen»,SchuppenoderSchalensichtbar.

Vermeidung/BehebungBestellung Material:• GemässDINEN10025zumFeuerverzinkengeeignet• FreivonWalzungänzengemässEN10163/1• WennbeiSerienaufträgendieEignungdesStahlzumFeuerverzinkennicht

eindeutigist,empfiehltsichdieDurchführungeinerProbeverzinkungunterpraxisgerechtenBedingungen.

Behebung:• BeihoherZinkschichtdicke(abca.150µm):Abstehende(zungenförmige)

SchuppenkönnenzurVermeidungvonVerletzungsgefahrsorgfältigplangeschliffenwerden.DiefreiliegendeSchuppeistkathodischdurchdasumliegendeZinkgeschützt.

• BeistarkerBildungderSchalenundSchuppenoderzugeringerSchicht-dickefürdasÜberschleifenimverzinktenZustand:Entzinken,SchleifenundNeuverzinken.

Schalen, Schuppen und Walzungänzen

Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren FeuerverzinkungsfreundlicheStahlsortenundOberflächen

LanggestreckteSchaleinderOber-

flächeeineskaltgewalztenProfils

nachdemFeuerverzinken.

SchaleinderOberflächeeines

warmgewalztenProfils.

PunktförmigundinWalzrichtung

verlaufendeUnregelmässigkeiten.

Auch«Ziehriefen»genannt.

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Das Vermeiden von Eigenspannungen durch Schweissen und die richtigeKombinationderProfilereduziertdieVerzugsgefahrbeimVerzinken.

1. Schweissplan und Schweissfolge• SchweissplanmitSchweissfolgeerstellen,damitdieTeilelangefrei

schrumpfenkönnen.• WenigWärmeeinbringendurchkurzeNähte,hoheSchweiss-

geschwindigkeitundschmaleNahtquerschnitte.• DabeimÜberstrom-SchweisseneineÜberhitzungdesGefügesund

grössereSchrumpfkräfteauftretenkönnen,istdiesmöglichstzuvermeiden.

Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren Vermeiden von Verzug beim Feuerverzinken

Vermeiden von Verzug beim Feuerverzinken

Vermeiden des Verzuges durch Schweissfolge Geeignete Kombination der Profile

1a

12a

2

4

3

6 2 3 7

51 948

Pilgerschritt–Schweissfolge

Schweissfolge:SymmetrischeWärme-Einbringung

Symmetrisches,beidseitiges,wechselseitigesSchweissen:GeschweissterI-TrägerausFlansch15mmundSteg5mm.BlechabCoil.BauteilbliebinFormunddiemechanischenEigenschafteneinwandfrei.

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4948 Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren Vermeiden von Verzug beim Feuerverzinken

2. Kombination von ProfilenDickenunterschiede von miteinander verschweissten Bauteilen sollten nichtmehralsdas2-fachebetragen.LassensichgrössereUnterschiedenichtver-meiden,wendenSiesichandieVerzinkerei.Auchsehrdickeoderlangeundschweissintensive Konstruktionen sind anfällig auf Verzug und sollten vor-gängigabgeklärtwerden.

UmeinenmöglichstgeringenVerzugbeimVerzinkungsprozesszuerreichen,• SolltedieDifferenzderOberflächenproTonneMaterialderverschiedenen

Profilstärkennichtmehralsungefähr30–40%betragen.• MüssendaherProfilemitetwagleicherDickekombiniertwerden.

a) Beispiel für die Berechnung der Differenz der Oberflä-chen pro Tonne Material bei verschiedenen ProfilstärkenEin Rahmen aus einem Vierkantrohr 50/50/3 mm hat eine abkühlwirksameOberfläche von ca. 50 m2/t (Aussenfläche). Durch das Einschweissen vonGitternmitverschiedenenDrahtstärkenergebensichunterschiedlicheOber-flächendifferenzen zwischen den Bauteilen (siehe Tabelle). Je nach Draht-durchmesserdesGittersistmehroderwenigerVerzugsgefahrvorhanden.

Abkühlwirksame Aussenoberfläche Rahmen (50/50/3 mm) pro Tonne: ca. 50 m2/t

Verschweisstes Drahtgitter

Ø4 mm

Ø5 mm

Ø6 mm

OberflächeDrahtgitterproTonne

ca.120m2/t

ca.100m2/t

ca.80m2/t

DifferenzderOberflächenproTonneMaterial und die daraus resultierende Verzugsgefahr

+140%mehrOberflächegegenüber

Aussenrahmenbewirktschnellere

Abkühlung:MittlereVerzugsgefahr.

+100%mehrOberfläche,Abkühlung

RahmenundDrahtgitterausgegli-

chener:KleinereVerzugsgefahr.

WenigUnterschiedinderabkühlenden

Aussenfläche:Wesentlichgeringere

Verzugsgefahr.

Beispiel:Rahmen,

Rohr50/50/3mm

mitDrahtgitter

Ø4mm.

MitDrahtØ6mm

wärewesentlich

wenigerVerzugs-

gefahr!

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b) Beispiele für die Kombination von Profilen gleicher Dicke

Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren Vermeiden von Verzug beim Feuerverzinken

KeinVerzugbeimVerschweissenvonProfilenausetwagleicherMaterialstärke.Winkel100/65/7mmundTränenblech5/7mm

DickederGehwegplatteistdemTragrohrangepasstworden.

3. Verzugsfreie Konstruktion von Geländer – Füllungen GrundvoraussetzungbeieingeschweisstenGittern:• GeringeEigenspannungen:GitterunterlegenbeimEinschweissen

(darfnichtdurchhängen)• GittermitSpielverschweisst• WennmöglichnurjedenzweitenStabanschweissen• NichtzugrosseGitterflächen(ca.1.5–2m2,bzw.1.5mlangeFüllungen)• MöglichstgleicheMaterialdickenverwenden.DerDurchmesserderGitter-

stäbesollwennmöglichdasDoppeltederRohr-Blechdickebetragen.

Ausdehnungsmöglichkeitenvorsehen:•NurjedenzweitenGitterstabübersKreuz

anschweissen.•AbstandGitterstabzuRahmenca.2mm.

BeispielGeländermiteingeschweissterFüllung:Feldgrössenichtzugross.

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BeimVerzinkenvonLaserschnittflächentretenoftUnregelmässigkeitenauf:• UnterschiedlicheZink-SchichtstärkenimVergleichzunormalen

Bauteilflächen• ZumTeilHaftproblemeundAbblätternderZinkschicht

Ursache der Haftungsprobleme

a) OxidschichtAufLaserschnittflächenwurdeeineerhöhteSchichtausEisenoxidendetek-tiert. Diese liess sich auch bei ungenügend verzinkten Teilen unterhalb derabgeblätterten Zinkschicht feststellen und wird somit durch den normalenBeizprozessinderVerzinkereinichtentfernt.

b) Martensitisches RandgefügeDurch die Wärmeeinwirkung des Lasers entsteht an der Schneidfläche ne-ben der Oxidschicht ein martensitisch umgewandeltes Randgefüge bis ineineTiefevonca.0.3mm.

DiesemartensitischeGefügestrukturimRandbereichbewirktbeimVerzinkeneineerhöhteDiffusiondesZinksindenStahl,waszueinerVersprödungundSchwächung der Schlag- und Haftfestigkeit der Zinkschicht führt. Mit derVerkürzung der Verweildauer im Zinkbad kann dieser Diffusionsprozessreduziert werden, so dass die Haftung der Zinkschichten oft wieder in derNormDINENISO1461definiertenAnforderungengenügenkann.

Eine kurze Verweildauer im Zinkbad wird erreicht durch genügend grosseZinkeinlauf und -auslauflöcher (siehe Seite 58 ff. «Zinkeinlauf- und Luft-austrittsbohrungen»).

EineEinschränkungistdieMaterialdicke.BeiLaserschnittkanten,diedickerals10mmsind,nimmtdieHaftungprogressivab.

Massnahmen zur Reduzierung von Haftungsproblemen an LaserschnittflächenDieOxidschichtunddasmartensitischeRandgefügemüssenentferntwerden:• SchnittflächenundKantennachträglichmechanischüberarbeiten(z.B.

überschleifenmitWinkelschleifer)oderzumindestSA2½Sandstrahlen.• IPP-VerfahrenvonGalvaswiss(intensiveBeizrhythmenzumAbtragder

oberstenStahlschicht,Termin1–2Wochen)• SchneidenunterStickstoffanstellevonSauerstoff.

Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren Verzinken von Laser schnittflächen

Verzinken von Laser schnittflächen

HaftproblemeaufderLaserschnittflächeundaufdenscharfenKanten.

Strahlen:MassnahmezurReduzierungvonHaftungsproblemendurchEntfernenscharferKantenundgefügeveränderterOberflächen.

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EineKaltumformungführtzuAufhärtungundVersprödungdesmetallischenGefüges. Die Schlagzähigkeit wird dadurch stark reduziert. Durch dieWärmeeinwirkungbeimFeuerverzinkenkanndasVerzinkungsgutzusätzlichverspröden.

AusschnittausDINEN10025-2,empfohleneMaterialienundBiegeradienbeimKaltbiegenvonBlech,Band,BreitflachstahlundFlachstahl(Breite<150mm):

Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren Kaltumformung

Kaltumformung

ZurReduktiondieserVersprödungsgefahrempfehlenwir:• DieörtlicheKaltumformungzuminimierendurchBiegeradienvon

mindestens1–3xFlacheisendicke,jenachStahlqualität(sieheTabelleuntennachDINEN10025).

• DieVerwendunggeeigneter«kerbfreier»WerkzeugefürdieKaltumformung.

• DieAuswahleinergeeignetenStahlsorte,welchesichzurKaltumformungeignet(Bezeichnung«C»nachDINEN10027-1,z.B.S235JRC).

• DieVerwendungvonwarmgewalztenStählen.• DasGlühenkaltgeformterBereiche.

EmpfohleneMindestwertefürdieinnerenBiegeradienbeim Abkanten von Flacherzeugnissen:

Bezeichnung Blechdicke >1 >1,5 >2,5 >3 >4 >5 >6 >7 >8 >10 >12 >14 >16 >18 >20 >25

nach nach inmm ≤1,5 ≤2,5 ≤3 ≤4 ≤ 5 ≤6 ≤7 ≤8 ≤10 ≤12 ≤14 ≤16 ≤18 ≤20 ≤25 ≤30

EN10027-1 EN10027-2 Richtungder

undCR10260 Biegekantea)

S235JRC 1.0122 t 1,6 2,5 3 5 6 8 10 12 16 20 25 28 36 40 50 60

S235J0C 1.0115

S235J2C 1.0119 l 1,6 2,5 3 6 8 10 12 16 20 25 28 32 40 45 55 70

S275JRC 1.0128 t 2 3 4 5 8 10 12 16 20 25 28 32 40 45 55 70

S275J0C 1.0140

S275J2C 1.0142 l 2 3 4 6 10 12 16 20 25 32 36 40 45 50 60 75

S355J0C 1.0554 t 2,5 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 36 45 50 65 80

S355J2C 1.0579

S355K2C 1.0594 l 2,5 4 5 8 10 12 16 20 25 32 36 40 50 63 75 90a)t:QuerzurWalzrichtung l:ParallelzurWalzrichtungb)DieWertegeltenfürdenBiegewinkel≤90°

EmpfohlenerkleinsterinnererBiegeradiusinmmb) EmpfohlenerkleinsterinnererBiegeradiusinmmb)

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ZuengerBiegeradius:HierentsprichtderInnenradiusfasteinerKante.Diesführt zu hohen mechanischen Belastungen im Biegebereich. Der Feuerver-zinkungsprozessmitderVorbehandlungbedeutetweitereBelastung,diefürpraktisch jede Stahlqualität bei richtiger Prozessführung bedenkenlos sind.WennderStahl jedocheinehoheVorbelastungaufweist,wirddieVersprö-dung durch Eindringen von Beize und Zink in die geöffneten Korngrenzenweiter begünstigt. Wir empfehlen möglichst grosse Biegeradien (1 – 3xFlacheisendicke, je nach Stahlqualität) und die Verwendung «kerbfreier»Werkzeuge.

Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren Kaltumformung©

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5958 Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren Zinkeinlauf­ und Luftaustrittsbohrungen

Zinkeinlauf- und Luftaustritts-bohrungen

Ästhetisch anspruchsvolle Konstruktionen: Lochgrössen bei Zinkeinlauflöchern ab mindestens 8 mm

Grosse Löcher ergeben bessere Qualität und Optik

DiebeimFeuerverzinkendurchzu-führendenArbeitsgängesindTau-chungeninFlüssigkeiten(Entfetten,Beizen,Spülen,Fluxen,Verzinken).AusdiesemGrundmussdafürge-sorgtwerden,dassdasjeweiligeMediuminalleEcken,WinkelundHohlräumeeinerKonstruktionein-dringenundauchwiederauslaufen–sowiedieverdrängteLuftaustre-tenkann.Richtigangeordneteundausrei-chenddimensionierteZinkeinlauf-undEntlüftungsöffnungensindeinwesentlicherBeitragzueinergutenVerzinkungsqualitätundOptik.

DieerforderlichenÖffnungensindstetssoanzubringen,dasssiederAufhängungderTeileinderVerzin-kerei(schrägeAufhängung)Rech-nungtragen.DieÖffnungensindso-weitwiemöglichinderEckeeinesBauteilsanzubringen.

NebendenLöchernfürdenEin-/AuslaufmüssenbeivielenKonstruk-tionenandenrichtigenStellenEnt-lüftungslöcherangebrachtwerden.

Aufhängemöglichkeitenanbringen

1) Faustregeln zur Ermittlung der Lochgrössen zum Ein-/Auslaufen der Medien (unten)

Quadratrohr

Mit 1 Loch Mit 2 Löchern Mit 4 LöchernLochdurchmesser=a/3 Lochdurchmesser=a/4 Lochdurchmesser=a/6LochgrössenbeiZinkeinlauf-löchernmindestens10mm

Beispiel:50x50mm:1Lochmit16mmØ,2Löchermit12mmØ,4Löchermit8mmØ

RohrstützenmitzukleinemZinkausflussloch(links)müssenaufgebohrtwerden(Mitte,rechtsPlasmaschneider),umdurchdenschnellenEin-undAuslaufdesZinksdieQualitätderFeuerverzinkungzugewährleisten.

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6160 Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren Zinkeinlauf­ und Luftaustrittsbohrungen

2) Lochgrösse Luftaustritt (oben) DieLochgrössebeimLuftaustrittmussmindestens6mmsein.

3) Varianten des Bohrens bei Staketen Ausklinkung(maschinell),Löcherbohren(manuell),inwendiggebohrt(ästhetischeTeile).

Zulauf-undEntlüftungslöchervorsehen

Rechteckrohr

Mit 1 Loch Mit 2 Löchern Mit 4 LöchernLochdurchmesser=(a+b)/6 Lochdurchmesser=(a+b)/8 Lochdurchmesser=(a+b)/12LochgrössenbeiZinkeinlauf-löchernmindestens10mm

Beispiel:60x80mm:1Lochmit23mmØ,2Löchermit17mmØ,4Löchermit11mmØ

Rohr

Mit 1 Loch Mit 2 Löchern Mit 4 LöchernLochdurchmesser=d/3 Lochdurchmesser=d/4 Lochdurchmesser=d/6LochgrössenbeiZinkeinlauf-löchernmindestens10mm

Beispiel:80mm:1Lochmit27mmØ,2Löchermit20mmØ,4Löchermit13mmØ

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Gute Beispiele

Löchergenügendgross,diePositionträgtderAufhängungRechnung.

LochermöglichtgutenEin-undAuslaufdesZink.

Resultate

SchöneundsaubereVerzinkung:BeinormalerZinkannahmemeistglatteFlächen.

Schlechte Beispiele

UngenügendeLochfläche

UngenügendeLochfläche

Resultate

Dicker,unschönerZinkaufbaudurchlangeTauchzeit.DieseentstehtdurchlangsamesEin-undAusfliessendesZinkesausdemRohr.

Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren Zinkeinlauf­ und Luftaustrittsbohrungen

4) Beispiele kleiner und mittlerer Stahlbau

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ToteEckenundWinkelsindzuver-meiden,damitimTauchprozesskeineAscherückständeundunver-zinkteStellen(Luftsäcke)entstehen.

FallsAusklinkungendieserGrössenichtmöglichsind,könnenkleinereAusklinkungen(mind.10mm)ange-brachtwerden,welcheaberdurcheinezusätzlichegrosszügigeÖff-nungimBlechkompensiertwerden(sieheBild).

BeiinnerenVerstärkungenvonRohrensolltendie4Eckenummin-destens1⁄6derSeiteausgeklinktwerden(mindestensaber10mm):

Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren Ausklinkungen

AusklinkungenAusklinkungen zur Vermeidung von Ascherückständen und Fehlstellen

BeizukleinenLöchernoderAusklinkungenbleibenAscherückständehängen.

Stegbleche oder andere VersteifungenSolltenStegblecheoderandereVersteifungenzurVerstärkungvonProfilenverwendetwerden,musssichergestelltsein,dassdieEckenausgeklinktsindundeineÖffnungvonmindestens10mmaufweisen.DamitwirdderDurchflussdesZinksgewährleistetunddasHängebleibenvonAschrestenverhindert.

Hohlkörper

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BeispieleAlleEckenausklinkenzurVermei-dungvonAschenrückständenundunverzinkten,schwarzenStellen(keineLuftsäcke).

Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren Ausklinkungen

ZinkkannindiesemBeispielauchimInnernderRohrkonstruktionungehindertfliessen.

Aschenmüssenentweichenkönnen.ZusätzlichegrosseÖffnungenanbringen!

DerflüssigeZinkkannaufgrunddergenügendgrossenAusklinkungengutein-undauslaufen,dieAschekannentweichen.

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Vermeidung von Fehlstellen• KonstruktiveVermeidungvon

RitzenundengenZwischen-räumen(<2mm)

• Dicht-SchweissenvonRitzenundZwischenräumen

• BeinachträglicherLackierungRitzenundZwischenräumemitPinselundKorrosionsschutzfarbe(z.B.Epoxid-Grundierung)vor-behandeln.

Behebung von Schadstellen• BeiRostwasser-Austrittkönnen

nachvorgängigerReinigungderSchadstelledieSpaltenmitge-eignetemSilikon-Kittverschlos-senwerden.

BeigeschlossenenAufdoppelungenwirdzurVermeidungvonVerzugundBerstgefahrzwingendeinEntlüftungslochvorgeschrieben.Essollauchsichergestelltwerden,dassdieVorbehandlungsflüssigkeitennichteinge-schlossenwerdenkönnen.

ZinkkannimGegensatzzudenVor-behandlungsflüssigkeitennichtinsehrdünneRitzenundZwischen-räumeeindringen.Dadurchentste-henindenAufdoppelungenunddernäherenUmgebungunverzinkteFehlstellen,diespäterunterdemEinflussvonFeuchtigkeitzurostenbeginnen.

IndenRitzenverbleibendeVorbehandlungs-flüssigkeitenkochenbeimVerzinkungsprozess(440°C)ausundführenindernäherenUmge-bungzuFehlstellen.

ImBereichdergeklemmtenStellenentstehenunverzinkteFlächenundnacheinigerZeitbildetsichdurchFeuchtigkeitRostwasser,welchesausdenRitzenundSpaltenaustritt.GalvaswissempfiehltDuplex(Feuerverzinken+Lackieren)fürsolcheKonstruktionen.

Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren Aufdoppelungen

AufdoppelungenRitzen und enge Zwischenräume (< 2 mm) sind zu vermeiden

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7170 Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren Lochbleche

LochblecheAbstimmung des Lochdurchmessers mit der Blechdicke

Längere Lebensdauer von feuerverzinkten Lochblechen

Beim Feuerverzinken ist darauf zu achten, dass kleine Löcher von dickenBlechen zulaufen können. Bei Lochblechen ist daher zwingend darauf zuachten,dassdieLochgrössenmitderBlechdickeabgestimmtwerden.

DiegrüngekennzeichnetenLochgrössen(Tabelle1)lasseneineFeuerverzin-kungzu,ohnedassnachdemVerzinkendieLöchergeschlossensind.

Lochblechverzinken

DurchdierichtigeWahldesLochdurchmessersinKombinationmitderMate-rialschichtstärke,könnenLochblecheohneästhetischeEinbussen feuerver-zinktwerden.WeitereKonstruktionshilfensieheSeite46 ff.«VermeidenvonVerzugbeimFeuerverzinken».

FeuerverzinkteLochblechebietenauch imKantenbereichderLöchereinenhervorragendenKorrosionsschutz.Bei lackiertenLochblechen istdurchdieKantenfluchtderFarbemitEinbussenimKorrosionsschutzimBereichLoch-kantenzurechnen.

Lochdurchmesser6 7 8 9 10 11 12 13

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

Kombinationmöglich

Kombinationkritisch

Kombinationnichtmöglich

Ble

chd

icke

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7372 Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren Fett,Öl,FarbeundSchweiss-Schlacke

Fett, Öl, Farbe und Schweiss-Schlacke Zur Markierung Specksteinkreide verwenden

Tipp

VerlangenSie für sachgerechtesMarkierenunsereGratis-Specksteinkreide.Beschriftungen mit Specksteinkreide lösen sich im Beizbad problemlos,nichtabersolchemitFettkreide.AusbesserungsieheSeite89f.«FehlstellenundihreAusbesserung».

Anforderungen(AuszugVerzinkungsnorm)Zum Feuerverzinken ist eine metallisch reine Oberfläche erforderlich. DiedurchBeizennichtzubeseitigendenVerunreinigungenwieAnstriche,Fette,Öle,Teere,SandkörnersowieRückständevonSchweiss-Schlackenundder-gleichensindvomHerstelleroder,inseinemAuftrag,vonderVerzinkereizuentfernen. Stahlguss- oder Gusseisenteile müssen frei von Lunkern undporösenStellensein.AndernfallsmussdieOberflächedurchStrahlen,Bei-zenoderanderegeeigneteVerfahren fürdasVerzinkenvorbereitetwerden.BeiallendiesenTeilen,insbesondereauchbeilegiertenStählen,isteinevor-gängige Absprache mit der Verzinkerei und gegebenenfalls eine Probever-zinkungnotwendig.

BeimFeuerverzinkensindmetallischreineOberflächeneineVoraussetzung.AufdenKonstruktionenhaftendeFarb-,Fett-undÖlrückstände,Schlacken-reste sowie zurückbleibender Klebstoff von Klebebändern führen zu örtlichbegrenztenFehlstellen imZinküberzug.SelbstMarkierungenmiteinerFett-kreide ergeben Beeinträchtigungen. Weil hartnäckige derartige RückständedurchdasvorgängigdemVerzinkungsvorgangdurchgeführteEntfettenundBeizennichtbeseitigtwerden,bleibtdieReaktionzwischenEisenundZinkaus.EsergebensichFehlstellen,welchezuKorrosionführenkönnen.

Deshalb gilt AllesVerzinkungsgutistfreivondenerwähntenRückständenanzuliefernbzw.durch den Hersteller mechanisch zu entfernen. Altverzinkte KonstruktionensowieganzoderteilweisemitFarbebehafteteTeilekönneninderVerzinkereifachgerechtundumweltschonendentzinkt/entferntwerden.

FehlstelleinfolgenichtentfernterSchweiss-Schlacke.

Fett Silikonfett Öl

FehlstelledurchFettkreide/Ölfarbe.

Schweiss-Schlacke

Zinküberzug

Stahluntergrund

Fehlstellendurch:

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7574 Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren Schweiss­Spray

Schweiss-Spray

RückständegewisserSchweiss-SpraysverhinderndenReinigungsprozessinder Vorbehandlungsanlage. Dadurch entstehen typische schwarze, unver-zinkte Stellen (siehe Bilder). Durch Schweiss-Spray verursachte Fehlstellenbedingen,dassdasverzinkteWerkstückkomplettentzinktundneuverzinktwerdenmuss.

AuchdieBezeichnung«Siliconfrei»bedeutetnicht,dassdasProduktfürdieFeuerverzinkunggeeignetist.LassenSiesichvomLieferantendieTauglich-keitfürdieFeuerverzinkungbestätigen.

Unabhängig vom Fabrikat können aber auch in grossen Mengen aufgetra-gene Schweiss-Sprays zu Fehlstellen führen. Die Oberflächentemperatur inunmittelbarerNähederSchweissnahtistdannzugering,umdenSprayvoll-ständigzuverbrennen.DieöligenSubstanzenwerdeneingebranntundkön-nenmitnormalenBeizprozessennichtgelöstwerden.

Lösung:Wir liefern Ihnen gerne unseren eigenen Schweiss­Spray oder beraten Sie inder Wahldes geeignetenSchweiss-Sprays,der sowohl Ihrewieauch unsere Bedürfnisse deckt.

Schweiss-Spray in geringen Mengen auftragen, damit dieser beimSchweis sen restlos verbrennt.

GalvaswissSchweiss-SprayistbestensgeeignetfürdieFeuerverzinkung.

FehlstelleninfolgezuvielundnichtfeuerverzinkungsgerechtemSchweiss-Spray.

GalvaswissSchweiss-Spray

UngeeigneterSchweiss-Spray

UngeeigneterSchweiss-Sprayübermässigappliziert

Nicht jeder Schweiss-Spray ist geeignet

In geringen Mengen auftragen

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Neue ZinkbadlegierungenZurReduktionvonhohenZink-schichtdicken,insbesondereaufsilizium-und/oderphosphorhaltigenStählen,wurdenindenletzten10JahrenvonverschiedenenVerzinke-reieninEuropaspezielleLegie-rungeneingesetzt.Dieseenthieltenbisüber2.5%Legierungselemente.NeukambeidiesenhochlegiertenZinkschmelzenauchZinnzumEin-satz.Wegen der Unsicherheit der lang­fristigen Auswirkungen dieser Legierungen hat Galvaswiss zu keinem Zeitpunkt zinnhaltige Schmelzen eingesetzt.

SpannungsrisskorrosionEswurdenachgewiesen,dassdieKombinationdieserLegierungs-elementemitgewissenStählenunddenEigenspannungenderKon-struktionzuRissbildungführenkann.DieseSchädigungbezeichnetmanalsflüssigmetallinduzierteSpan-nungsrisskorrosion.DieEMPA(EidgenössischeMaterialprüfungs-undForschungsanstalt)hatinZusammenarbeitmitderQualitäts-sicherungvonGalvaswissbereitsvorJahrenbelegt,dassZinneinenwesentlichenAnteildaranhat.

DASt-Richtlinie 022DieshatdasDeutscheInstitutfürBautechnikDIBtdazuveranlasst,denDeutschenAusschussfürStahl-bau(DASt)mitderAusarbeitungeinerRichtliniezubeauftragen.DiedaraushervorgegangeneDASt-Richtlinie022wurdeAnfangs2010indieBauregellisteA,Teil1,4.9.15aufgenommenundistsomitfürStahlbauteninDeutschlandverbind-lich.SiemachtVorgabenüberdieKonstruktion,Fertigung,VerzinkungundÜberprüfungvontragendenStahlbauteilenundlimitiertdenGe-haltanLegierungselementenimZinkbad.WeitereDetailszudieserRichtliniesieheSeite304ff.«DASt-Richtlinie022».

Verzinken bei GalvaswissStahlkonstruktionen,dievonGalva-swissverzinktwurden,sindbe-denkenlos.EswurdenzukeinemZeitpunktzinnhaltigeSchmelzeneingesetzt:• Galvaswissverwendetaus-

schliesslichRohzinknachEN1179(specialhighgradeSHG).

• GalvaswisssetztkeineLegie-rungsbestandteilezurReduktionderZinkschichtdickeein(z.B.Zink–Nickel–ZinnLegierungen).

• DienormativenAnforderungenandiemetallurgischeQualitätderZinkbäderwerdendurchregel-mässigeexterneAnalysenkon-trolliert.

• AlleWerkevonGalvaswisshabendenzertifiziertenÜberein-stimmungsnachweis(Ü-Zeichen,Fremdüberwachung)nachderDASt-Richtlinie022.

• GalvaswisserfülltineinigenWer-kenauchdieAnforderungenan«trinkwasserbeaufschlagteTeile»(EN/ISO10240).

Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren Flüssigmetallinduzierte Spannungsrisskorrosion

Flüssigmetallinduzierte Spannungsrisskorrosion (Lotbrüchigkeit)

Das Feuerverzinken von Stahlkonstruktionen hat sich seit Jahrzehnten als zuverlässiger und wirtschaftlicher Korrosionsschutz mit hoher mechanischer Belastbar- keit ausgezeichnet

DasVerzinkenvonhochfestenStahlsortenerforderteinerichtigeZinklegierung.Foto:O.Vosshage

HochfesteZugstäbeundZugankerkönnenohnestatischeBeeinträchtigungdauerhaftvorKorrosiongeschütztwerden.Foto:BesistaBetschartGmbH

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7978 Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren Kontaktkorrosion

Kontaktkorrosion

Zink kann durch edlere Metalle korrodiert werden

Kleine verzinkte Teile in Kontakt mit grossen Metall-flächen sind gefährdet

KommenzweiunterschiedlicheMetalleindirektenKontaktundisteinElektro-lyt(z.B.Feuchtigkeit)vorhanden,kannKontaktkorrosionauftreten.Dabeiwirddas unedlere Metall entsprechend der elektrochemischen SpannungsreihevorzugsweisekorrodiertundgleichzeitigdieKorrosiondesanderen,edlerenMetallsverhindert.

-2.0 -1.5 -1.0 -0.5 -0.0 +0.5 +1.0 +1.5

Magnesium

Aluminium

Zink

Chrom

Eisen

Cadmium

Nickel

Zinn

Blei

Kupfer

Silber

Gold

ElektrochemischeSpannungsreihe

In dieser Tabelle stehen edle Metalle (z.B. Gold, Silber) mit ihrem positivenPotential aufder rechtenSeiteundunedleMetalle (z.B.Magnesium,Alumi-niumundZink)mitihremnegativenPotentialaufderlinkenSeite.

Unedel Edel

JeweiterdieMetalle inderSpannungsreiheauseinander liegen,destoeherkommtesinAnwesenheiteinesElektrolyten(z.B.Wasser)zuKorrosion.DerWerkstoffmitdemunterdenvorherrschendenBedingungennegativerenPo-tentialwird inderNähederKontaktstellevermehrtkorrodiert.Dabeihabena) die Grösse der Kontaktflächen und die Oberflächen der Bauteile, b) dieZusammensetzungdesElektrolytenundc)dieOxidationsprodukteaufdenOberflächenderMetalleeinenentscheidendenEinflussaufdieSpannungs-potentialeundsomitaufdasAusmassderKorrosion.a) OberflächenverhältnisSolange das Bauteil aus feuerverzinktem Stahl flächenmässig eindeutigüberwiegt, ist die Paarung von feuerverzinktem Stahl mit anderen Werk-stoffen inderRegelwenigproblematisch.Fallsder feuerverzinkteStahl je-dochflächenmässigkleiner istwiez.B.bei feuerverzinktenRohrschellenanRohrleitungenausKupfer,istVorsichtangebracht.

Eine häufige Anwendung sind Schrauben und Muttern aus nichtrostendemStahlimKontaktmiteinerfeuerverzinktenOberfläche.AufgrunddeskleinenPotentialunterschiedes und der kleinen Oberfläche der Schrauben ist hierKontaktkorrosionkeinProblem,obwohleineIsolationmithilfevonKunststoff-UnterlegscheibenimmereinesichereLösungist.

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8180 Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren Kontaktkorrosion

G=geringfügigeoderkeineKorrosion,M=mässigeKorrosion(besondersbeiFeuchte),S=starkeKorrosion

Kontaktkorrosion von feuerverzinktem Stahl

Paarungswerkstoff Oberflächenverhältnis Oberflächenverhältnis

Zink/Paarungswerkstoff Zink/Paarungswerkstoff

gross(>>1) klein(<<1)

Magnesiumlegierung G M

Zink G G

Aluminiumlegierung G M

Cadmiumüberzug G M

Baustahl G S

NiedriglegierterStahl G S

Stahlguss G S

Chromstahl G S

Blei G S

Zinn G S

Kupfer G S

NichtrostenderStahl G S

InnereFlächeeinerfeuerverzinktenRohr-schelle,welche4JahreaneinemKupfer-blechrohrmontiertwar.StellenweisewurdedieverzinkteOberflächevollständigkorrodiertundeszeigensichersteRostspuren.

KonsoleausInoxanfeuerverzinktenBalkon-rahmen:DiegrössereFlächedesZinksge-genüberdemnichtrostendenStahlverhinderteineKontaktkorrosion.

b) ElektrolytIn trockenen InnenräumenspieltdieKontaktkorrosionkaumeineRolle.BeiAussenbewitterung istdieseArtderKorrosionvonderDauerderFeuchtig-keitseinwirkung abhängig. Die ungünstigsten Bedingungen herrschen dort,woeine intensiveBefeuchtungundElektrolytemiteinerhohenLeitfähigkeitvorliegen,z.B.insalzhaltigerMeeresluft,imMeerwasseroderanstarkgesal-zenenStrassen.

c) Oxidierte OberflächenSinddieMetallflächenstarkoxidiert,soändernsichihrePotentialeundeineEinschätzungwirderschwert.LässtsicheineungünstigeMetallpaarungnichtvermeiden,somussversuchtwerden,dieverschiedenenMetalledurchIso-lation(z.B.UnterlegscheibenausKunststoffodereineBeschichtung)elektro-chemischzutrennen.

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Schichten aus fest haftenden Calciumhydroxozinkaten verlangsamt (der ver-zinkteStahlverklebtsichmitdemBeton).Sowerdenanfangs5–10µmZinkabgetragen,danachkommtdieKorrosionzumStillstand.

Eine fortschreitendeKorrosiondurchChloridewirdstarkabgebremst,dadieChloridioneninFormvonschwerlöslichen,basischenZinkchloridenabgebun-denwerden.DerChloridgehaltimPorenwassermüssteumeinVielfaches(bisFaktor 100) höher liegen als bei unverzinktem Stahl, um die gleichen Korro-sionsschädenzubewirken.

Eine allseitig genügende Überdeckung des Stahls durch Beton sowie eineeinwandfreie Verarbeitung, verbunden mit einer geeigneten Betonbeschich-tung,lässtsichunterPraxisbedingungennicht immerrealisieren.Einekorrosi-onsgeschützte Bewehrung ermöglicht durch reduzierte Bewehrungsüber-deckung schlanke Betonplatten und gewährleistet auch bei komplizierterBewehrungsführung die Dauerhaftigkeit des Betonkörpers. Dadurch kann dieObjektnutzungsdauer einer Konstruktion mit geringen Kosten bei einer ein-fachenAnwendungstechnikverdoppeltbisverdreifachtwerden.

BeiderKaltumformungdesBetonstahlsvordemFeuerverzinkenistaufmög-lichstgrosseBiegeradienzuachten,umeineVersprödungzuvermeiden.Esist eine geeignete Stahlsorte einzusetzen und je nach Dicke ein Biegeradiusvom mind. 6- bis 10-fachen des Durchmessers anzuwenden. Auch ist denVorschriftendesjeweiligenLandesRechnungzutragen.

EinefeuerverzinkteBewehrung(einzelnegebogeneBewehrungselementeoderganzeArmierungskorsette)verursachtMehrkostenvonungefährCHF50.–bis120.–/m3 Beton. Dies ist im Vergleich zu jedem anderen Verfahren (Pulver-beschichten,Betonzusatz,BetonbeschichtungoderStählemiterhöhtemKor-

Korrosionsschäden an Hochbauten aus Stahlbetonwie z.B. Brücken, Galerien, Tunneleinfahrten kom-menrelativoftvorunddieSanierungistkostspielig.Am stärksten belastet sind Betonkörper im Stand-undSpritzwasserbereichvonStrassen,welcheTau-salzenausgesetztsindoderBauteiledirektamMeer.

Korrosionsschutz von feuer verzinktem BewehrungsstahlDurchEindiffundierenbeifeuchtemBetonsowiemitderZeitdurchkleineRissedringenCO2,Chloride,SchwefeloderStickoxideindenBetonein.BeiderReaktiondesKohlendioxidsmitZementsteinbildetsich Calciumcarbonat und der pH-Wert sinkt vonüber 12 auf 10 ab (sogenannte Carbonatisierung).Bereits bei einem pH-Wert unter 11 beginnt dieKorrosion des ungeschützten Armierungsstahles.FürdieverzinkteArmierungbestehterstbeieinempH-Wertunter6(saurerBereich)eineGefahr.

Feuerverzinken weiterer Stahlsorten Verzinken von Armierungsstahl

Verzinken von Armierungsstahl

Feuerverzinkung verhindert die Korrosion des Armierungsstahls durch Carbonatisierung

UngenügendeÜberdeckungdesBewehrungsstahlsbewirkteineAbplatzungdesBetons.

2 4 6 8pH-Wert

10 12 14 16

Eisen

Zink

Aluminium

Kor

rosi

onsg

esch

win

digk

eit

Die Feuerverzinkung verhindert vor allem die Korrosion bei der Carbonatisie-rung. Falls der pH-Wert aufgrund der aggressiven Umgebung weiter unter 6fällt, muss jedoch die vorhandene Zinkschicht vollständig korrodiert sein, bisdieZersetzungdesBewehrungsstahlesbeginnt.DieserProzesskannausun-serer Praxiserfahrung in Feuerverzinkereien (Betonwannen im Säurebereich,dauerndeChlorid-BelastungundErschütterungen)über20Jahrendauern.

Während des Betonierens (ca. pH 13) werden Zinküberzüge anfangs ange-griffen, die Korrosion wird jedoch nach kurzer Zeit durch Bildung dichter

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rosionswiderstand)wettbewerbsfähig.DiesesSystembringtdienachweisbareSicherheitausObjekteninHollandunddenUSA,dassaufdiegesamteObjekt-nutzungsdauer keine Sanierungsarbeiten notwendig sind, was beispielsweisebeieinerBetonbeschichtungnichtderFallist.

Feuerverzinken weiterer Stahlsorten Verzinken von Armierungsstahl

Witterungsschutz neben der technischen Berufs­schule Zürich: komplizierte Bewehrungsführung*DieweiteAuskragungsowiediegeschwungeneFormgestaltetendieBewehrungsführungan-spruchsvoll.UmdieDauerhaftigkeitdesSicht-betonkörperstrotzunvermeidlicherToleranzeninderLagederBewehrunggewährleistenzukönnen,wurdendieäusserenBewehrungslageninnicht-rostendemStahlausgeführt.

*F.HunkelerundL.Bäurle,NichtrostendeBewehrung,tec21,Nr.19,2010,S.29 – 32

Schlanke BauteileBeispielderAnwendungvonnichtrostendemStahl.AufähnlicheWeisekön-nenfeuerverzinkteBewehrungeneingesetztwerden.

BeischlankenTeilenkanndieerforderlicheMindestüberdeckungdesBeweh-rungsstahls(jenachUmwelteinflüssen20–40mm)mitBetonoftnichtein-gehaltenwerden.ZurVerhütungvonKorrosionsschädenanderBewehrunggibtesfolgendeMöglichkeitenmitdenentsprechendenMehrkosten:

Beispiel:DeckeeinesGebäudes,Bewehrungsgehalt80kg/m3,Kostenprom3BetonohnezusätzlichenKorrosionsschutz:ca.600CHF/m3

Erhöhte UmweltbelastungBei Objekten mit erhöhter Umweltbelastung ist es auch bei den üblichenÜberdeckungendesBewehrungsstahlseineFragederZeit,bisaufgrundderDiffusionderFeuchteunddurchRisse imBetondieKorrosioneinsetztunddasBauwerkkostspieligsaniertwerdenmuss.

Beispiel:Tunneleinfahrten,Galerien,Brückensegmente,Parkhäuser,Beweh-rungsgehalt 200 kg/m3, Belastung durch Feuchte, Tausalze und Abgase.Kostenprom3BetonohnezusätzlichenKorrosionsschutz:ca.700CHF/m3.IndiesemFallbestehenfolgendeSchutzmöglichkeiten:

WeitereDetailsunter:www.feuerverzinken.com,www.galvanizedrebar.com(Englisch),www.tfb.ch/de/Publikationen.html

Korrosionsschutz Mehrkosten Erwartete BemerkungBewehrungsstahl Schutzdauer

Feuerverzinkung +ca.100CHF bis>50Jahre ErfolgreicheAnwendungenimBrückenbau prom3Beton amMeerseit60Jahrenz.B.indenUSA undHolland.DieSchutzdaueristu.a. abhängigvonderCl-Konzentrationund derZinkschichtstärke. Mischbewehrungensindmöglich.

Beschichtung +ca.100CHF bis35Jahre DurchBelastungenkönnenRissemitEpoxid-Lack prom3Beton inderLackierungauftreten.

Nichtrostender +min.600CHF >50Jahre SinnvollbeibesondersexponiertenStahl prom3Beton Bauteilen.Mischbewehrungensindmöglich.

Hydrophobierung Erstapplikation 10–15Jahre –(OS1) ca.20CHF/m2

Erneuerung ca.40CHF/m2

Korrosionsschutz Bewehrungsstahl Mehrkosten pro m3 Beton Erwartete Schutzdauer

Feuerverzinkung +ca.50CHF/m3 >50Jahre Mischbewehrungensindmöglich

BeschichtungmitEpoxid-Lack +ca.50CHF/m3 bis>50Jahre,kontro- verseBeurteilungen

NichtrostenderStahl +ca.240CHF/m3 >50Jahre Mischbewehrungensindmöglich

Richtpreise Feuerverzinkung Armierungsstahl fürStäbe/Matten,geradeoderabgebogen,2-dimen-sional(Mengen-undGeometrieabhängig):

Gewicht pro RichtpreisStück CHF/kg

>20kg -.40>10kg -.60>2kg -.90<2kg 1.20

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8786 Feuerverzinken weiterer Stahlsorten Verzinken von Guss

Verzinken von Guss

Gussteile erfordern eine spezielle Oberflächen-vorbehandlung

Kleine und einfach geformte Gussteile eignen sich meist gut zum Feuerverzinken

GusseisenwerkstoffesindEisen-Kohlenstoff-VerbindungenmiteinemKohlen-stoff-Anteil,derinderRegelüber2%liegt.DieSilizium-undPhosphorgehaltesind deutlich höher als bei herkömmlichen Stählen. Bei der Beurteilung derEignung zum Feuerverzinken sollte daher auch die Zusammensetzung desGusswerkstoffes, insbesonderehinsichtlichseinesSilizium-Gehaltes,beach-tetwerden.Esgelten jedochnichtdiegleichenGrenzenwiebeidenStahl-werkstoffen, da das Silizium in Gusswerkstoffen teilweise in anderen che-mischen Verbindungen vorliegt. Aus diesem Grunde führen höhere Gehalte,diebeiStählenbereitseinstarkesWachstumderZinküberzügeauslösenwür-den,beiGusswerkstoffennichtingleichemMassezuhohenZinkschichten.

GusssortenGJN(früherGS)=Stahlguss:Zur Feuerverzinkung geeignet (mitherkömm-lichenStählenvergleichbar)GJL (früher GGL) = Grauguss (Gusseisen mit Lamellengraphit) hat hohenKohlenstoff-(2%)undSiliziumgehalt(1–3.5%):Dickereundgraueodergrau-fleckigeZinkschicht.GJS (früher GGG) = Kugelgraphit (Gusseisen mit Kugelgraphit) hat hohenKohlenstoff-(2%)undSiliziumgehalt(2–2.5%):Dickereundgraueodergrau-fleckigeZinkschicht.

TempergussGJMB (früher GTS) = schwarzer Temperguss: Kohlenstoffgehalt 2.2% –2.8%, Siliziumgehalt 0.9% – 1.4%: Dickere und graue oder graufleckigeZinkschicht.GJMW(früherGWT)=weisserTemperguss:Kohlenstoffgehalt2.8%–3.4%,Siliciumgehalt 0.4%–0.8%: zurFeuerverzinkunggeeignet,meist einenor-maleEisenZinkReaktion.

OberflächenvorbehandlungDieRückständevonFormsand,anhaftenderTemperkohleundGraphitrestenaufderOberflächevonGussteilenkönnendurchdieüblicheVorbehandlungeinerFeuerverzinkerei (Beizenmit verdünnterSalzsäure)nichtentferntwer-den. Nach einer eventuell nötigen Sandstrahlung ist es erforderlich, dieOberfläche inFlusssäure-Ersatz-Gemischenzu reinigen.FürdiesespezielleArtderVorbehandlung,welcheinnurganzwenigenVerzinkereienangebotenwerdenkann,istGalvaswissbestenseingerichtet.DanachkanndasMaterialdemnormalenBeizprozesszugeführtwerden.

KonstruktionenDiekonstruktiveGestaltungvonGussteilenkommtdenAnforderungendesFeuerverzinkersprinzipiell entgegen.KleineundeinfachgeformteGussteilesind daher meistens problemlos zu verzinken. Bei grösseren Gussteilen istdarauf zu achten, dass bei den üblichen Verzinkungstemperaturen Span-nungen auftreten können, die Risse verursachen. Besonders kritisch ist,wenn in einer Gusskonstruktion grosse Massenanhäufungen mit filigranenTeilbereichenkombiniertwerden.

FeuerverzinkterHydrant

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8988 Tipps und Tricks Fehlstellen und ihre Ausbesserung

Fehlstellen und ihre Ausbesserung

Asche

Abplatzung

Schweissnaht

Kleinere Fehlstellen – z.B. durch Montagen – lassen sich beheben

Bei grösseren Beschädigungen Rücksprache mit dem Verzinker

Entstehung

AscheenthältRestevonätzendemFlussmit-tel,welchesbeimVer-zinkennichtweggespültwurde.BeiNässefrisstsichdieSäureindenZink!

BeiAbplatzungenistmeistnocheinedünneZink-Diffusionsschichtvorhanden.DerUnter-grundistoxidfrei(keinRost)undderZinkdrahthaftetohneVorberei-tung.

DurchdenerhöhtenSiliciumgehaltimSchweissdrahtentstehteinedickereZink-schicht.

Ausbesserungs möglichkeiten

a)AschemitBürste/Pinsel/Kratzersauberentfernenoderb)AschemitStrahl-PistoleabstrahlenFallsunterderAscheeineFehlstelleerscheint,istdieseauszubessern(sieheFehlstellen).

1)Abplatzung,loseStellenmitDrahtbürstereinigen

2)MitBrennerheizen,ver-brannterZinkentfernen

3)MitZinkdraht(dick)aus-bessern

4)MitFeileoderBürstenachbehandeln

KannmitfeinemSchleif-papierunddernötigenVorsichtplangeschliffenwerden.

Entstehung

MangelhafteStahlqualität.

HervorgerufendurchungeeigneteStahl-Sorte(sieheSeite38ff.«Feuerverzinkungs-freundlicheStahlsortenundOberflächen»).

DieFehlstelleentstehtdurchFarbe,FettoderSchweiss-Spray.AndieserStellebestehtkeineZinkschicht(sieheSeite72f.«Fett,Öl,FarbeundSchweiss-Schlacke»).

Ausbesserungs möglichkeiten

RücksprachemitdemVerzinker.WeitereDetailssieheSeite38ff.«Feuerverzinkungs-freundlicheStahlsortenundOberflächen».

RücksprachemitdemVerzinker.SpezielleVorbehandlungkanndasPhänomenteilweisekorrigieren(IPP-Verfahren).

Zinkdraht1)FehlstellemitFeileund

Schleif-Scheibereinigen(bisaufblankesEisen)

2)MitBrennerheizen3)MitZinkdrahtausbessern4)MitFeileundBürste

nachbehandeln

Spritzverzinken1)SchwarzeStellemit

SchleifgerätbisaufdenStahlreinigen

2)Metall-Spritz-VerfahrenmitZinkstaubpulver

(sieheSeite182ff.«Spritzverzinken»)

PickelundSchuppen aus Walzfehler

ErhöhteZinkannahme

Fehlstellen

vorher

nachher

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9190 Tipps und Tricks SpezielleNachbearbeitungen

Spezielle Nachbearbeitungen

Scharniere gängig machen Innengewinde reinigen

Aussengewinde reinigen Löcher schliessen

Zink lässt sich einfach aufschmelzen

1)GewindemitFlammewärmen

(Zinknurschmelzen,

nichtverbrennen!)

2)MitRundbürsteausreiben

1)LochmitZinnLegierungfüllen

(Zinknichtschmelzen,Zinndraht

hateinentieferenSchmelzpunkt)

2)Flussmittelrestesauberentfernen

(greifenZinkan)

3)MitFeileundDrahtbürstesauber

verputzen

ZumSchliesseneignensichLöcher

vonmaximal8mmDurchmesser.

1)BeweglicheTeilerundumwärmen

2)Freischlagen,bewegen

3)MitDraht-odernasserFiberbürste

Zinkabstreifen,anschliessendaus-

bessern

1)Zinkschmelzen(ZinkmitFlamme

wärmen,nichtverbrennen!)

2)FlüssigesZinkabklopfen

3)GewindemitnasserFiberbürste

ausbürsten

Effizienteindustrielle

Gewindereinigung

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9392 Tipps und Tricks KorrosionsschutzdesZinksimErdreich

Korrosionsschutz des Zinks im Erdreich

Beispiele

8-kantMast:ImErdübergangsbereichmind.500µm2K-Teer-AnstrichaufZink.ImeinbetoniertenBereich(Mastfuss)nurverzinkt.

Kandelaber:FeuerverzinkungnachDINENISO1461,imErdübergangsbereichSweep-strahlreinigung(SA2½),2K-Teer-Anstrichmin.200µm(unterdenAnforderungenDINENISO12944).

Schutz der Feuerver-zinkung durch Beschich-tungssysteme im Erd-bereichInAnlehnungandieBeschichtungs-normDINENISO12944-5wirdimErdbereichfolgendeBeschichtungaufZinkempfohlen:• Feuerverzinkung 45–85µm• 2K-Teer-Anstrich ≥320µm

InderPraxiswirdbeierdberührtenTeilenoftz.B.200µmTeer-AnstrichaufFeuerverzinkungverlangt,wasaberunterdenForderungenderDINENISO12944liegt.

ZinkwieStahlmüssenbeiErdkon-taktdurchgenügenddicke,ge-eigneteBeschichtungengeschütztwerden.EingegrabeneTeileer-forderneinenerhöhtenKorrosions-schutzaufgrund• derBeschaffenheitderErde,• dererhöhtenundandauernden

Nässeund• derVerhinderungderBildung

einerSchutzschichtaufderZinkoberfläche,welcheanderLuftnatürlicherweiseentsteht.

Bodenbeschaffenheit und KorrosionsbeständigkeitVerzinkterStahlweistjenachAggressivitätdesBodensAbtrag-ratenzwischen2bis50µmproJahrauf,Eisenzwischen5und70µm.DadievorgängigeEinschätzungderAggressivitätdesBodensnichtmöglichist,mussStahloderauchZinkdurcheineBeschichtunggeschütztwerden.

Aggressivität des Bodens im voraus nicht abschätzbarSchutz des Zinks durch Teer-Epoxid-Ersatz

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9594 Weissrost/Glanzverzinkung Weissrost / Material lagern

Weissrost/Material lagern

Wann bildet sich Weiss-rost?Weissrostkannentstehen,wennfrischverzinkteOberflächeninKon-taktmitFeuchtekommen,zumBeispieldurchNiederschlagoderKondenswasser-Bildung.Auftro-ckenenZinkflächenentstehtwenigeTagenachdemFeuerverzinkeneineschützendeDeckschicht(Zinkpatina),welchedieWeissrostbildungverhin-dert.DasAuftretenvonWeissrostistkeinqualitativerMangel.EsistdasResultatvonproduktionstechnischbedingterLagerungimFreienoderTransportvonfrischverzinktemMaterialbeifeuchterWitterung.

WeissrostentstandendurchRegenauffrisch-verzinkteKonstruktion.

EineleichteSchichtvonWeissrostmussnormalerweisenichtgereinigtwerden.SiewandeltsichmitHilfedesCO2ausderLuftimLaufederZeitinZinkcarbonatum,welcheseinedünne,kompakteundguthaf-tendeOberflächebildetunddenZinkvorweitererOxidationschützt.

Verhütung von WeissrostBeiderLagerungvonfrischverzink-tenKonstruktionenistFolgendeszubeachten:

• Lagerungwennmöglichinge-schlossenenRäumenoderuntergedecktenAbstellflächen.

• BeiRegen,Nebel,hoherLuft-feuchtigkeitoderSchneefrischverzinkteStahlteilenichtimFreienlagern.

• StahlteileaufUnterlagen(z.B.Kanthölzer)setzen,mitetwa150mmBodenabstand.

• VollflächigeBerührungdesMaterialsvermeidenundfürLuftzirkulationsorgen.

• TeilestetsmitleichtemGefällelagern,sodassRegen-undKondenswasserabfliessenkönnen.

• BeiHohlkörpernundProfilendieAnsammlungvonFeuchtigkeitvermeiden:OffeneSeitennachuntenlagern.

• KeinAbdeckendurchPlanenoderFolienwegenKondens-wasserbildung.

• AlsDistanzhalterwirdtrockenesTannenholzempfohlen.GewisseHölzersindzuver-meiden(sieheSeite33«ChemischeBeständigkeitvonZinküberzügen»).

DieseLagerungvonfrischver-zinktenLeitplankenwirdzustarkerBildungvonWeissrostführen:

• FeuchteausBodenundGras• Wassersammeltsichzwischen

demMaterial.• LuftkannzwischendenTeilen

nichtzirkulieren.

Weissrost entsteht nur auf frisch verzinktem Material

Vermeiden durch trockenes Lagern

Einfache Entfernung durch Spezialbürste teilweise möglich

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TeilestetsmitleichtemGefällelagernundAbstandvomBodenhalten.

Material richtig lagern

BeiProfilenoffeneSeitenachuntenundallge-meingegenseitigegrossflächigeBerührungenvermeiden.

Weissrost/Glanzverzinkung Weissrost / Material lagern

Beseitigung von Weissrost• BeigeringemBefallisteinEnt-

fernennichtzwingendnotwendig.• BeistärkeremBefallsindkleinere

Flächenmechanischzuent-fernen.

• BeistarkemundgrossflächigemBefallbitteRücksprachemitderVerzinkereinehmen.

UmWeissrostmechanischzuent-fernenempfehlenwirunsereSpezialbürsten(zubezieheninihremGalvaswissWerk).

Vorgehen:1.FallsdieOberflächefeuchtist,

diesemiteinemHeissluftföhntrocknen.

2.DenWeissrostmitderSpezial-bürsteunterleichtemDruckent-fernen,bisdieOberflächedengewünschtenGlanzhat.Vorsicht,beizuintensivemBürstenkanndieOberflächedunkelwerden.

DiesogebürsteteOberflächezeigtbeineuerBefeuchtung(Nieder-schlag,Kondenswasserbildung)invielenFällenkeinenweiterenBefallmitWeissrost.ÄltererWeissrost,welchersicheingefressenhat,lässtsichnurteilweiseentfernen.

7x14cm(RichtpreisCHF43.–) 2x18cm(RichtpreisCHF19.–)

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Die ästhetische Verzinkung zur jahrelangen Erhaltung des natürlichen Glanzes frischer Feuer verzinkung

AnwendungsbereichIm Innern und im Freien, Metallbau- und leichtere Stahlbauprofile, Design-Verzinkung,Metallbau/Fassadenbau.Artikel,diedenGlanzderFeuerverzinkungeinige Monate (1-schichtig, innen) oder einige Jahre (2-schichtig, aussen)behaltensollen.

Glanzgrad Langanhaltender Glanz frischer Feuerverzinkung (Silber-Métallisé): je nachStahlbeschaffenheitundProfilstärkevonglänzendblumigbisgraumatt.

DieDesign-VerzinkungDUROCLEARbewahrtdennatürlichenGlanz

frischerFeuerverzinkungjahrelang.

Weissrost/Glanzverzinkung DUROCLEAR

Design-Verzinkung

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Weissrost/Glanzverzinkung DUROCLEAR

Kosten DUROCLEAR (1-schichtig, inkl. Feuerverzin-kung)

Gerade StaketengeländerAb38.–CHF/Laufmeter

Gerade Stahlbauprofile BeieinerrelativenOberflächeab20m2/t

Ab 34.– CHF/m2

Technische Ausschreibungsdaten•FeuerverzinkungimSchmelztauchverfahren

nachDINENISO1461Schichtstärke min.55–85µm PraxiswertStahlbau ca.150–300µm•RichtarbeitennachdemVerzinken(nurStahlbau)•1K-FH-KlarlackbeschichtungmitgeeignetemLack min.15–25µm•TotalDUROCLEAR1-Schicht min.70–110µm•2K-PU-Klarlack min.40µm•TotalDUROCLEAR2-Schicht min.95–125µm

ohneDUROCLEAR mitDUROCLEAR

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Weissrost/Glanzverzinkung GALVASEAL

Schutz vor Weissrost und Glanz erhalt der Feuer - ver zinkung

DerGlanzvon frisch feuerverzinkterWarebleibt jenachWitterungnicht langeerhalten und oft bildet sich nach kurzem eine graue oder weisslich-mattePatina.DieskanndurchLagerungunterDachreduziertwerden,jedochwirddieOberflächeinjedemFallmitderZeitmatt.BeimanchenKonstruktionenisteinelanganhaltende,glänzendeZinkoberflächeschönundwünschenswert.

Anwendungsbereich GALVASEAL erhält den Glanz der Feuerverzinkung bei normaler Witterung(KorrosionskategorieC2–C3)einigeJahreundeignetsich im Innernoder imFreienfürleichtereStahlbauprofile,Metallbauetc.

Zubeachten:Fürden längerenSchutzdesZinksvoraggressivenChemikalienundSalzeignetsichGALVASEALnicht.Anwendungenwiez.B.imFahrzeugbausinddaherkritischundmüssenvorhergeprüftwerden.InsolchenFällenkönntesich ein 2-Schicht Klarlacksystem eignen. Bitte erkundigen sie sich bei IhremWerk.

Es istzubeachten,dasssichOberflächen,welchemitGALVASEALbehandeltwurden,nichtmehrlackierenlassen.GALVASEALeignetsichalsGraffitischutzfürfeuerverzinkteMetallbauteile–z.B.Fassaden.

MitGALVASEALbehandelteTeileerhalten

denGlanz.(UntenGALVASEAL,oben

unbehandeltnach15Monateninder

Witterung).

GALVASEALschütztvorWeissrostund

erhältdenGlanzderfrischenVerzinkung.

Jahrelanger Glanzerhalt der frischen Feuerverzinkung zu günstigem Preis

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Weissrost/Glanzverzinkung GALVASEAL

BeiderBehandlungderfeuerverzinktenOberflächemitGALVASEALbildetsicheinewenigeMikrometerdickeSchicht:

•SchütztvorWeissrost

•ErhältdenGlanzderfrischenVerzinkung

•VerzögertdennatürlichenAbtragdesZinksinderWitterung•WirktalsAntigraffitiundistschmutz-undwasserabweisend

BestellungGalvaswiss bietet die Behandlung mit GALVASEAL im direkten Anschluss andas Feuerverzinken an. Durch frühzeitige Kontaktaufnahme mit unserem Ver-kauf kann die Eignung für ihre Anwendung geklärt und die Applikation frist-gerechtgewährleistetwerden.

Kosten Blechware und Rohre, Profiltüren etc. VorläufigerRichtpreis

0.60CHF/kg

Kosten Geländer VorläufigerRichtpreis

Ab 0.30 CHF/kg

Kosten Stahlbau VorläufigerRichtpreis

Ab 0.15 CHF/kg

Technische AusschreibungsdatenFeuerverzinkungimSchmelztauchverfahrennachDINENISO1461•Schichtdicke mind.55–85µm•SchutzschichtGALVASEAL wenigeµm•Total mind.60–90µm

WirkungvonGALVASEALnach2Mona-

ten.Linksappliziert,rechtsunbehandelte

Feuerverzinkungnach2Monatenim

Freien.

Musterblech,obereHälftemit

GALVASEALbehandelt.

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107106 Umwelt NachhaltigesBauenmitFeuerverzinkung

Nachhaltiges Bauen mit Feuerverzinkung

Minimierter Energieauf-wand für die Erhaltung der Stahlkonstruktion

DerkumulierteEnergieaufwandfürdasVerzinkenvoneinemKilogrammStahlstelltnur4%deskumuliertenEnergieaufwandesdesStahlsdar.DurchdenKorrosionsschutzbleibtdie«graueEnergie»*desStahlsübereinensehrlangenZeitraumerhaltenundkannsogarfürweitereNut-zungszyklenrecyceltwerden.

DurchdasVermeidenvonInstand-haltungenbeifeuerverzinktenTeilenfällteinwesentlichniedrigerEnergie-aufwandan.

BeiLebenszyklusbezogenenBe-trachtungenträgtdasFeuerver-zinkeninerheblichemMassezueinerReduzierungdesEnergiever-brauchesanStahlkonstruktionenbei.

* GraueEnergieoderkumulierterEnergieaufwand:Energiemenge,welchefürHerstellung,Transport,Lagerung,Verkauf,undEntsorgungdesProduktesverbrauchtwird.DabeiwerdenauchalleVorproduktebiszurRohstoffgewinnungberücksichtigt.BeimFeuerverzinkenliegtdiegraueEnergiebeica.4.5MJ/kgStahloderinderGrössenordnungvon100MJ/m².

HafenanlageArbon,Hafenkonstruktioninklusive150mSpundwand,Baujahr1971.

Auchnach36JahreninderaggressivenWechselwasserzoneistdieFeuerverzinkungnochintakt.SchichtdickeHafenanlageheuteum40–80µm.

SBB-Fahrleitungsmast,1930 – 1984,RenanZinkschichtnach54Jahrenüber80µm.

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109108 Umwelt Feuerverzinkung und Beschichtung im Umweltvergleich

Feuerverzinkung und Beschichtung im Umwelt-vergleich

EineStudiedes InstitutesfürTechnischenUmweltschutz (LehrstuhlSystem-umwelttechnik)derTUBerlinuntersuchtedieÖkobilanzeneinerFeuerverzin-kung (DIN EN ISO 1461) im Vergleich zu einer Beschichtung (DIN EN ISO12944).

Eine Ökobilanz bezieht sich auf den ganzen Lebenszyklus des Produktes(Herstellung,Nutzung,Entsorgung)undberücksichtigtalleumweltrelevantenStoffe,welchederUmweltentnommenwerden(z.B.Erze,Erdöl)sowieStoffe,welche in die Umwelt gelangen (z.B. Emissionen, Abfälle). Aus den DatenwerdendanndieAuswirkungenaufverschiedeneAspektederUmweltermit-telt(z.B.Ressourcenverbrauch,Treibhauseffekt).

Betrachtete KorrosionsschutzsystemeAnforderung: Korrosionsschutz für mittelschweren Stahlbau (20m²/ t ) mit60JahrenNutzungszeitineinerUmgebungmitderKorrosivitätsklasseC3.

Feuerverzinkung: Schichtdickevon100µm,KorrosionsratebeiKategorieC3von1µm/Jahr.

Beschichtung: 3-Schicht-System von insgesamt 240 µm, nach 20 und40 Jahren eine fachgerechte, bauseitige InstandsetzungdurchteilweiseReinigungundRenovierungsbeschichtung.

DieLängederBalkenisteinMassfürdieUmweltbelastung.DasSystemFeu-erverzinken führt in allen Kategorien zu einer deutlich geringeren Belastungder Umwelt als die Beschichtung. Besonders eindeutig ist der UnterschiedbeimderEutrophierung(-82%),demRessourcenverbrauch(-68%)unddemTreibhauseffekt(-62%).

FazitFür ein langlebiges Stahlbauobjekt stellt das Feuerverzinken gegenübereinemBeschichtungssystemdiedeutlichgeringereUmweltbelastungdar.DieWartungsfreiheitundLanglebigkeitderFeuerverzinkunggarantierenihreUm-weltfreundlichkeit.

Umweltbelastung — Feuerverzinken im Vergleich zu Beschichten

Ressourcen-verbrauch

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

FeuerverzinkenBeschichten

Treibhauseffekt Photooxidantien-bildung

Versauerung Eutrophierung

Ressourcenverbrauch:Rohstoffe,Energieetc./Treibhauseffekt:GlobaleErwärmung/Photooxidantien:BewirkenSommersmog/VersauerungvonBödenundGewässern/Eutrophierung:BelastungvonGewässern.

Quelle:InstitutFeuerverzinkenGmbH

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111110 Umwelt Recycling beim Feuerverzinken

Recycling beim Feuerverzinken

Auf der Zinkbadoberfläche entsteht durch Oxidation Zinkasche, im Zinkbaddurch die Reaktion mit Eisen Hartzink. Beide Nebenprodukte werden voll-ständigrecyceltundalsZusätzezumBeispielimGummivonReifen,inTier-futter-Zusätzen,inderPharmaoderinderKosmetikeingesetzt.

Erneutes Verzinken von feuerverzinkten BauteilenFeuerverzinkte Stahlprodukte können nach jahrzehntelangem Einsatz ineinemSäurebad«abgebeizt»,erneutverzinktundwiedereingesetztwerden.

Recycling von feuerverzinktem StahlFeuerverzinkter Stahl kann mit anderem Stahlschrott recycelt werden. ZinkverflüchtigtsichfrühbeidiesemProzess,wirdaufgefangenundrecycelt.

GebrauchteGerüstelementevorundnachdemFeuerverzinken.

Zink-RecyclingZinkkannohneQualitätsverlustbeliebigoft recyceltwerden.Zurzeitwerdenungefähr 30% des Bedarfs durch recyceltes Zink gedeckt. Die Recycling-quotedeszurVerfügungstehendenZinksbeträgtca.80%.ZurHerstellungvonprimäremZink(ausErzen)werden50MJEnergieprokgbenötigt,beimUmschmelzzinkausrecyceltenBauzinkproduktenlediglich2.5MJ/kg.

Recycling von FeuerverzinkungsrückständenWährend des Feuerverzinkungsprozesses wird nur soviel Zink verbrauchtwienotwendig,derÜberschussläuftinsZinkbadzurück.BeianderenKorro-sionsschutzverfahren durch Sprühen entstehen im Gegensatz dazu grosseMaterialverlustedurchOverspray.

RecyclingkreislaufvonZink.Quelle:InstitutFeuerverzinkenGmbH

Primärzinkerzeugung

Sekundärzink,Oxyde, Staub,

Spritzer

Schrottreste, Beschnitt,Feuerverzinkungs-rückstände, Aschen

Alte Schrottautos, Gerät-Schaften, Alu-Gussteilefeuerverzinkter Stahl

Herstellungvon Materialienund Produkten

Zinkerz

Gesamter Schrott

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113112 Umwelt Zink in der Umwelt

Zink in der Umwelt

Zink in der NaturVielenatürlicheGesteinsartenent-haltenZinkinunterschiedlicherMenge.DerdurchschnittlicheAnteilinderErdkrustebeträgt70mg/kg(Trockengewicht)undvariiertzwi-schen10und300mg/kg.

DurchnatürlichegeologischePro-zesseistanmanchenStelleneinweithöhererAnteilkonzentriertunddieErzvorkommenwerdenzurZink-produktiongenutzt.AufallenKonti-nentenwirdZinkindustriellabge-baut,ammeisteninChina,Austra-lienundPeru.

DurchdienatürlicheVerwitterungvonGesteinendurchWindundWas-serwirdeingeringerTeildesZinksständigbewegtundindieUmwelttransportiert.DasLebenaufderErdehatsichaufgrunddergutenVerfügbarkeitdesZinksdessenspe-zifischeEigenschaftenbeibiolo-gischenReaktionenzunutzege-macht.ZinkspieltbeiLebeweseneinewichtigeRolleinmehrals200

EnzymenzumBeschleunigenvonbiochemischenReaktionenwiez.B.demAbbauvonAlkoholimKörper.EsstabilisiertauchdieStrukturvonProteinenundderDNS,unseremErbmaterial.

ZinkistsomitessentiellfürallesLeben.BeizuniedrigerAufnahmetretenMangelerscheinungenwieverminderterGeruchs-undGe-schmackssinn,Hauterkrankungen,LethargieundverminderteFrucht-barkeitauf.Mangehtheutedavonaus,dassnahezufürdieHälftederWeltbevölkerungdasRisikobesteht,anZinkmangelzuleiden.

VitamintablettenoderauchMilchprodukteenthaltenZink.

Zink in der industriali-sierten UmweltObwohlfürdenMenschenunddasÖkosystemZinkunabkömmlichist,kanneinezuhoheKonzentrationschaden.FürdieUmweltgibteseinenoptimalenKonzentrations-bereich,welcherwederzuMangel-erscheinungennochzutoxischenAuswirkungenführt.

DieindustriellenZinkemissionenhabenindenletztenJahrzehntenkontinuierlichabgenommen.DieNaturistzudeminderLage,ZinkzubindenunddamitseineBioverfüg-barkeitzureduzieren.DasZinkwirdjenachUmweltfaktorenwiez.B.

dempH-Wert,derWasserhärteoderderZusammensetzungdesUnter-grundesimBodengebundenundzeigtdahereingeringeresPotentialfürUmweltwirkungen.

DiesereduzierteVerfügbarkeitvonZinkerklärt,warumerhöhteZink-konzentrationenimBodenimUm-feldvonsehrgrossflächigen,feuer-verzinktenKonstruktionenwieStrommasteninderPraxisnichtdietoxischenAuswirkungenzeigen,welcheunterUmständenaufgrundtheoretischerÜberlegungenerwartetwordenwären.

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Stahlbau: Biedenkapp Stahlbau GmbHKorrosionsschutz:Feuerverzinkung von Galvaswiss

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