Žiarové zinkovanie je proces ochrany oceľových dielov pred koróziou. Pri tomto procese sa oceľové dielce ponoria do roztaveného zinkového kúpeľa, ktorý vytvorí povlak odolný voči korózii. Ide o metalurgickú reakciu, pri ktorej železo a zinok vytvárajú v povlaku neoddeliteľnú zliatinu železa a zinku. Žiarové zinkovanie, známe aj ako hot dip galvanizing alebo HDG, je bežne používaná povrchová úprava oceľového spojovacieho materiálu. Poskytuje veľmi pevnú a dlhodobú ochranu proti korózii.
Norma „ISO 1461 Žiarové zinkovanie vyrobených železných a oceľových výrobkov - Špecifikácie a skúšobné metódy“, ktorú vypracovala Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (ISO), opisuje všeobecné charakteristiky žiarového zinkovania a skúšobné metódy pre žiarové zinkovanie aplikované na vyrobené železné a oceľové materiály. Žiarové zinkovanie sa vzťahuje na proces nanášania pozinkovaného povlaku zo zinku alebo zliatin zinku a železa, alebo oboch, na vyrobené železné alebo oceľové výrobky ponorením do roztaveného roztoku zinku.
Prečo normy a certifikáty sú dôležité
Podľa akej normy WIEGEL zinkuje? WIEGEL zinkuje podľa DIN EN ISO 1461. Táto norma stanovuje požiadavky a skúšky pre kusovo žiarovo zinkované konštrukčné dielce; WIEGEL ju navyše zakotvuje vo vlastnom systéme riadenia kvality. Náš vlastný manažment kvality a početné certifikáty, samozrejme vrátane normy DIN EN ISO 1461, ktorá je smerodajná pre žiarové zinkovanie, zdôrazňujú záväzok spoločnosti ku kvalite. Všetky prevádzky sú certifikované podľa noriem DIN EN ISO 9001 a ISO 14001. Všetky fázy procesu sú zdokumentované a prehľadné.
WIEGEL má navyše úplnú CO₂ bilanciu naprieč všetkými scopes a už pracuje na produktovej EPD pre zinkované diely. WIEGEL je celosvetovo poskytovateľ s najväčším počtom lokalít validovaných podľa EMAS. EMAS je najnáročnejší systém environmentálneho manažérstva v Európe; vyžaduje právny súlad kontrolovaný štátom schválenými environmentálnymi overovateľmi, každoročne aktualizované a verejne dostupné environmentálne vyhlásenia, ako aj zápisy v registri pre jednotlivé lokality.
Proces žiarového zinkovania: podrobný postup (8 krokov)
Proces WIEGEL-žiarového zinkovania podľa normy DIN EN ISO 1461 zaručuje najvyššiu kvalitu a dlhodobú ochranu proti korózii až na 100 rokov. Iba starostlivé vykonanie všetkých krokov procesu zaručuje trvalý výsledok. V spoločnosti WIEGEL prechádzajú oceľové konštrukčné diely presne zosúladeným procesom - od predúpravy až po ponorenie do zinkového kúpeľa s teplotou približne 450 °C.
Prečítajte si tiež: Vlastnosti žiarového zinkovania
- Príjem a vstupná kontrola: Po dodaní dielov určených na pozinkovanie sa vykoná vstupná kontrola.
- Preprava do predúpravy a odmasťovanie: Diely určené na pozinkovanie sa na koľajovom vozíku prepravujú do uzavretého priestoru na predúpravu, kde sa materiál najprv odmastí. Tu sa používajú kyslé odmasťovacie prostriedky vo vodnom roztoku.
- Morenie (močenie): Močenie sa vykonáva v zriedené kyseline chlorovodíkovej, ktorá sa v spoločnosti WIEGEL nasadzuje v rôznych nádržiach podľa zásady oddeleného riadenia močenia. To znamená, že močiace kúpele, do ktorých sa uvoľňujú materiály železo a zinok, sa používajú oddelene od seba a nedochádza k zmiešaniu týchto materiálov.
- Tavidlovanie (fluxovanie): Po oplachovej kúpeli nasleduje kúpeľ s tavidlom. Tavidlo zabezpečuje konečné intenzívne jemné čistenie oceľového povrchu a tiež zvyšuje zvlhčiteľnosť medzi oceľovým povrchom a roztaveným zinkom.
- Sušenie: Osušený materiál sa teraz prepraví do plne uzavretej zinkovacej pece.
- Žiarové zinkovanie: Predpripravená oceľ sa ponorí do roztaveného zinku pri teplote 450 °C. Po ponorení do roztaveného zinku zostávajú diely v zinkovej kúpeľi, kým nie je dokončená fyzikálna reakcia medzi železom a zinkom. Pred vybratím dielov zo zinkovej kúpele sa povrch zinkovej kúpele vyčistí od oxidov a zvyškov tavidla. Spoločnosť WIEGEL už niekoľko rokov pracuje bez olova.
- Následné ošetrenie: Pozinkované oceľové dielce sa ochladzujú na vzduchu alebo vo vodnom kúpeli. Potom nasleduje ich odihlovanie, t.j. odstránenie zinkových zatečenín a zvyškov zo zinkového povlaku.
- Odihlovanie a čistenie: Diely sa nakoniec očistia, t.j. odstránia sa zinkové hroty a zvyšky na zinkovom povlaku.
Technické požiadavky, rozmery a obmedzenia
Výrobky pred zinkovaním musia spĺňať technické požiadavky. Diely na zinkovanie môžu mať maximálne rozmery 6800 x 1400 x 2300 mm, výrobky presahujúce tieto rozmery (max. o 200 mm) je nutné konzultovať. Maximálna hmotnosť jedného dielca nesmie presiahnuť 3000 kg. Uzavreté a duté výrobky musia byť opatrené otvormi pre vtok a výtok zinku, resp. odvzdušnenie. Otvory sa navrhujú v najnižších a najvyšších bodoch každej komory alebo dutého profilu, vždy v pároch a oproti sebe. Bez dostatočne dimenzovaných otvorov nie je bezpečné zinkovanie v súlade s normou možné.
Tyčové profily musia mať otvory na zavesenie na obidvoch koncoch. Pri dĺžke výrobku nad 4000 mm je nutný technologický záves v strede výrobku, aby sa zabránilo tepelnej deformácii. Pri rúrach, U a I profiloch a pod. v dĺžkach nad 5000 mm, pri hrúbke steny do 4 mm dochádza k tepelnej deformácii vplyvom pnutia materiálu.
Vzhľad, opravy a povrchové vady
Podľa drsnosti a akosti materiálu môže byť vzhľad povlaku šedý, strieborný, matný, tmavo sivý, so šedými a lesklými odtieňmi, hladký alebo drsný. Farebný odtieň výrobku je teda závislý od zinkovaného materiálu a nemôže byť dôvodom reklamácie, nemá vplyv na zníženie životnosti zinkového povlaku. Na povrchu ostanú otlačky po závesných prípravkoch. Dovolená plocha na opravu po pozinkovaní je 0,5 % povrchu výrobku. Opravy možno previesť farbou, alebo sprayom, ktorý má podobné zloženie ako zinková vrstva (minimálny obsah zinkových častíc je 70 %).
Biela korózia je biely práškovitý korózny produkt zinku, ktorý pozostáva predovšetkým z hydroxidov a uhličitanov zinku. Vzniká, keď zinkované povrchy zostávajú vlhké bez dostatočnej cirkulácie vzduchu. Ľahká biela korózia je často iba povrchová, ale jej dlhodobá alebo intenzívna tvorba môže spotrebovať časť zinkového povlaku. Existuje následné ošetrenie proti bielemu povlaku (white rust)? Áno.
Hrúbka zinkovej vrstvy a doba ochrany
Podľa normy ISO 10684 je minimálna miestna hrúbka povlaku žiarovo zinkovaného spojovacieho materiálu zvyčajne 40 µm, pričom typický rozsah hrúbky je 40 až 70 µm. Orientačné hodnoty podľa DIN EN ISO 1461 (príklad): pri oceľi > 6 mm sa vyžaduje priemer ≥ 85 µm (lokálne ≥ 70 µm); presné požiadavky sa líšia podľa typu dielu a spôsobu skúšania.
Prečítajte si tiež: ako zinok v potrubí ovplyvňuje pitnú vodu
Doba ochrany závisí od hrúbky zinkovej vrstvy a okolitého prostredia. V miernej kontinentálnej klíme kategórie C2 môže povlak HDG s hrúbkou 50 µm poskytovať ochranu dlhšie než 50 rokov. V miernom priemyselnom alebo pobrežnom prostredí kategórie C4 možno očakávať približne 15 až 25 rokov. V agresívnom priemyselnom prostredí kategórie C5 môže ochrana trvať približne 8 až 15 rokov. Žiarové zinkovanie je nanášanie ochranného zinkovaného povlaku ponorením predmetu do roztaveného zinku. Žiarový zinkový povlak je progresívny spôsob a technicky dokonalé riešenie protikoróznej ochrany ocele.
Spojovací materiál a špecifiká závitov
Pri spojovacom materiáli (skrutky, matice) sa zvyčajne dosahuje hrúbka 40 až 70 µm. Matice sa spracúvajú rovnakým spôsobom, avšak ich vnútorný závit sa vyrezáva až po zinkovaní. Hoci vnútorný závit nemá vlastný zinkový povlak, katódová ochrana zodpovedajúcej skrutky pomáha chrániť odkrytú oceľ. Norma ISO 10684 ponúka dve riešenia: systém HDG ISO-fit (skroutky s väčšou základnou odchýlkou pred zinkovaním) a systém HDG s maticami s nadmerným vnútorným závitom (vnútorný závit po zinkovaní vyrezaný väčší). Tieto dva systémy sa nikdy nesmú kombinovať.
Vo všeobecnosti platí, že mechanické vlastnosti skrutiek podľa normy ISO 898-1 a matíc podľa normy ISO 898-2 nie sú žiarovým zinkovaním ovplyvnené. Norma ISO 10684 však v prílohe A stanovuje výnimku pre priemery M8 a M10. Pri týchto rozmeroch sa únosnosť znižuje približne o 20 %.
Alternatívy, duplexné systémy a obnovy povrchov
Duplexný systém kombinuje žiarové zinkovanie s náterovým systémom. Správne aplikovaný duplexný systém môže zabezpečiť ochranu, ktorá je 1,5- až 2,5-násobne dlhšia než súčet životností oboch systémov použitých samostatne. Dôkladné očistenie a odmastenie zinkovaného povrchu je nevyhnutné na správnu priľnavosť náteru.
Alternatívou k žiarovému zinkovaniu pre opravy a špeciálne prípady je galvanický systém ZINGA®. ZINGA® je jednozložkový náter s 96% zinku v suchom nátere, ktorý poskytuje katodickú ochranu železných kovov. Je to unikátny systém a môže byť použitý aj ako alternatíva k hot-dip galvanizácii alebo ako obnovovací náterový systém pre hot-dip galvanizáciu alebo metalizáciu. ZINGA® poskytuje porovnateľnú ochranu ako konvenčné galvanické zinkovanie bez nutnosti použiť vrchný náter a môže byť aplikovaný štetcom, valčekom alebo striekaním na čistý a drsný podklad.
Prečítajte si tiež: prečo zvoliť žiarové zinkovanie pre vašu bránu
Prevádzkové služby, logistika a podpora
WIEGEL ponúka výkonné zinkovanie drobných dielov pre spojovacie prvky a sériové komponenty. V závodoch vo Feldkirchu, Trusetale a vo Veľkom Meziříčí sa používajú zariadenia, ktoré umožňujú zinkovanie drobných dielov odstredivou metódou aj väčších komponentov. WIEGEL zabezpečuje odvoz, kompletáciu/komisionovanie, dodatočné opracovanie a dodanie; podľa potreby aj denné dodávky alebo dodávky priamo na stavbu.
WIEGEL prevádzkuje vlastné, výborne vybavené centrálne laboratórium na kontrolu kvality našich úpravárenských kúpeľov a tavenín. Tento typ monitorovania procesov nemá v odvetví obdobu. Výborne vyškolený personál tieto procesy sleduje v interných auditoch a kontrolách doma aj v zahraničí. WIEGEL má niekoľko vlastných audítorov podľa EN ISO 9001, EN ISO 14001 a EN ISO 45001 a vlastného environmentálneho overovateľa.
Kontrola kvality a preberacia kontrola
Kúpeľ na žiarové zinkovanie musí obsahovať predovšetkým roztavený zinok. Celkové percento ostatných prvkov v roztavenom zinku, okrem cínu a železa, nesmie prekročiť 1,5 % hmotnosti. Požiadavky na preberaciu kontrolu: môže ju vykonať kupujúci alebo niekto iný v jeho mene a musí sa vykonať predtým, ako výrobky opustia kontrolu galvanizátora. Preberacia kontrola zahŕňa posúdenie vzhľadu povrchu pozinkovaného výrobku a testovanie hrúbky zinkovej vrstvy.
Počas preberacej kontroly musia byť všetky viditeľné podstatné povrchy žiarovo pozinkovaných materiálov pri prvej kontrole zo vzdialenosti najmenej 1 m normálnym alebo korigovaným zrakom bez bublín, drsnosti, ostrých hrotov a nenalakovaných plôch. Na požiadanie kupujúceho sa z každej kontrolnej dávky vybranej na skúšku náhodnej hrúbky odoberie kontrolná vzorka.
Rozdiel medzi žiarovým a galvanickým zinkovaním
Galvanické zinkovanie spočíva v elektrochemickom nanášaní tenkej vrstvy zinku na kovový povrch pri izbovej teplote a ponúka vysokú presnosť hrúbky povlaku (približne 3 až 20 µm). Žiarové zinkovanie poskytuje hrubšiu vrstvu (zvyčajne 40 až 70 µm), ktorá je podstatne odolnejšia proti mechanickému opotrebeniu a koróznym podmienkam. Pri rozhodovaní medzi týmito dvoma metódami je potrebné zvážiť požiadavky na ochranu, estetiku, veľkosť dielov a ekonomiku výroby. Galvanické zinkovanie je ideálne pre malé a detailné predmety; žiarové zinkovanie je preferované pre veľké konštrukcie a dlhodobú ochranu.
Praktické rady pre konštruktérov a objednávateľov
- Zabezpečte, aby povrch nebol znečistený farbou, grafitom, mazadlami, asfaltom, silikónovými olejmi či nálepkami, ktoré sa nedajú odstrániť kyslým odmastením alebo morením. Nečistoty odstráni objednávateľ.
- Navrhujte otvory pre vtok a výtok zinku vždy v pároch a oproti sebe v najnižších a najvyšších bodoch dutín.
- Pri používaní zváracích sprejov odstráňte rozstrek a zvyšky spreja mechanicky pred zinkovaním; prostriedky proti rozstreku - najmä silikónové zváracie spreje - môžu spôsobiť poruchy priľnavosti.
- Pri dlhých a tenkých dieloch uvažujte o technologických závesoch alebo stredových závesoch, aby ste zabránili deformáciám.
- Zvážte duplexný systém, ak potrebujete dlhšiu životnosť než poskytuje samotné HDG.
Žiarové zinkovanie - proces ponorenia ....... v akcii
Regulačné aspekty a doplnkové normy
Žiarové zinkovanie sa riadi normou STN EN ISO 1461; pre jednotlivé výrobky môžu platiť ďalšie normy alebo špecifikácie. Pre nosné diely platí smernica DASt 022; WIEGEL podporuje zatriedenie a realizáciu a vykonáva potrebné skúšky. Všetky európske zinkovne ZINKPOWER sú certifikované podľa systému kvality EN 1090; certifikácia DASt Richtlinie 022 zavedená v roku 2009 obsahom splňuje rovako požiadavky normy EN 1090.
Výhody EMAS validácie a environmentálneho manažmentu
EMAS zvyšuje právnu istotu a compliance v projekte tým, že vyžaduje pravidelné nezávislé overovanie právneho súladu a environmentálneho manažérstva akreditovanými overovateľmi. Prostredníctvom každoročne aktualizovaného a validovaného environmentálneho vyhlásenia sú k dispozícii údaje špecifické pre lokalitu. Registrácia EMAS platí na úrovni skupiny a môže byť výhodou pri verejných obstarávaniach a v dodávateľských reťazcoch.
| Parameter | Typický interval / požiadavka |
|---|---|
| Teplota ponoru (WIEGEL) | približne 450 °C |
| Bežná hrúbka povlaku HDG | 40-70 µm (typicky) |
| Hrúbka pre oceľ > 6 mm (orientačne) | ≥ 85 µm (lokálne ≥ 70 µm) |
| Max. rozmery dielcov | 6800 x 1400 x 2300 mm (konzultácia pri +200 mm) |
| Max. hmotnosť jedného dielca | 3000 kg |
Naša organizácia má silnú pracovnú silu, ktorá pozorne sleduje globálny vývoj vo vede a technike a neustále sa zlepšuje. Zinkovanie vykonávame podľa noriem STN EN ISO 1461. Každý krok realizujú a kontrolujú kompetentní pracovníci tak, aby ste sa v rámci spolupráce so spoločnosťou mohli spoľahnúť na najvyššiu kvalitu a zamerať sa na dôležité úlohy.