Technisch Infoblad #16
Vaak heeft men het over “verzinken”. Er zijn echter verschillende zinkapplicatiemethoden met elk zijn voor-en-nadelen. Het is daarom belangrijk te begrijpen waartoe deze verschillen kunnen leiden.
Zie ook ‘Thermisch verznken - Spraakverwarring bij verzinken - verschillende technieken om te verzinken’ en TECHNISCH INFOBLAD 11: ZINKAPPLICATIEMETHODEN.
THERMISCH VERZINKEN
Thermisch verzinken is een metallurgisch proces dat optreedt als we staal onderdompelen in gesmolten zink. De deklaag komt tot stand door Fe-Zn diffusie aan het staaloppervlak, gevolgd door de vorming van Zn-Fe legeringen die ‘metallurgisch verankerd’ zijn aan het staaloppervlak. Een uitstekende hechting en slijtweerstand is het gevolg.
Nadat het te verzinken werkstuk is vervaardigd in een constructiewerkplaats wordt deze aangeleverd op een thermische verzinkerij waar het gehele voorwerp wordt gedompeld in een zinkbad van 450 °C. Een geheel gesloten, vrij dikke deklaag wordt gevormd op het oppervlakte.
ZINKSPUITEN
Zink(Zn) - maar tegenwoordig voornamelijk - zink-aluminium (Zn-Al) spuiten is ook bekend als ‘vlamverzinken’, ‘schooperen’ of ‘metalliseren’. Bij dit proces wordt Zn (of Zn-Al)-draad (of -poeder) door een spuitpistool gevoerd en verhit (vlamtemperatuur > 2500 °C) waardoor het smelt. Het gesmolten metaal wordt met perslucht op het staaloppervlak gespoten nadat dit oppervlak eerst is gestraald. Er vindt geen diffusie plaats, zoals bij thermisch verzinken, maar een fysische binding komt tot stand. Ten behoeve van een goede hechting is de oppervlakteruwheid van het staal van groot belang.
Door de manier waarop bij zinkspuiten de deklaag tot stand komt (Zn-druppels die boven op elkaar stollen), is deze laag in meer of mindere mate poreus (de porositeit is meer dan 10%). Om een voldoende corrosiewering te garanderen worden deze deklagen vrijwel altijd afgedicht met een organische deklaag. Een verf- of poederlak is hiervoor prima geschikt. Om dikkere lagen op te spuiten en om de mechanische belastbaarheid van de deklaag voldoende te bewaren, moeten zo klein mogelijke druppels worden gespoten.
TOEPASSING
Het zinkspuiten is een goed alternatief voor discontinu thermisch verzinken mits een aanvullende organische deklaag is aangebracht. De techniek wordt vaak toegepast voor grote onderdelen zoals bruggen, passerelles, en dergelijke. Deze grote samengestelde objecten kunnen vanwege hun afmeting nu eenmaal niet in een thermisch verzinkbad gedompeld worden.
Ook wordt de techniek wel toegepast voor het renoveren/restaureren van antiek hekwerk. Dergelijk hekwerk is wel eens samengesteld met klinknagels, zwaluwstaarten en spieën of bestaat uit een, voor die tijd, typische chemische samenstelling. In beide gevallen zijn deze hekwerken ongeschikt om discontinu thermisch te verzinken.
BESCHERMINGSDUUR VAN DE ZINKLAAG
In Technisch Infoblad 10: “Corrosieweerstand van thermisch verzinkt staal” staat dat de corrosiesnelheid evenredig is met de laagdikte. Bij het discontinu thermisch verzinken wordt in één dompeling een volledig gesloten deklaag opgebouwd met uniforme laagdikte over het gehele voorwerp.
Met zinkspuiten bouw je in over elkaar aangebrachte stroken de deklaag op. Laagdikte kan sterk variëren vanwege het handmatige karakter van het spuiten en niet alle oppervlakken (zeker niet de inwendige holle delen) zijn bereikbaar. Omdat de door zinkspuiten aangebrachte zinklaag doorgaans wordt afgedekt met een verfsysteem, zal de zinklaag niet in direct contact staan met de buitenatmosfeer. Mocht er geen aanvullende deklaag worden aangebracht dan geldt er ten aanzien van de beschermingsduur van de zinklaag een onderscheid. In bepaalde omstandigheden kan de corrosieweerstand van een zuivere zinklaag (Zn) afwijkend zijn van de corrosieweerstand van een laag bestaande uit een Zn-Al legering zoals bij zinkspuiten wordt toegepast. Verder is het belangrijk de opgebrachte Zn of Zn-Al laag op laagdikte te controleren alvorens de organische deklaag aan te brengen. Veel meetinstrumenten voor laagdiktes meten alleen de totale laagdikte die is aangebracht. Dus achteraf metingen verrichten levert onvoldoende zekerheid over het aangebrachte systeem.
VERVORMING
Bij thermisch verzinken kunnen vervormingen voorkomen. Maar als u de aanbevelingen in Technisch Infoblad 3: “Thermische vervorming door het verzinken” volgt, blijft vervorming tot een minimum beperkt. Zinkspuiten levert geen vervorming van het voorwerp op omdat het voorwerp niet behoeft te worden verwarmd.
HOLLE CONSTRUCTIES
Het dompelproces van het thermisch verzinken zorgt ervoor dat ook de binnenwanden van staalconstructies met holle delen (zowel profielen als kokers en buizen, maar ook samenstellingen zoals vaten en buizen) probleemloos en volledig voorzien worden van een zinklaag. Bij het zinkspuiten kunnen de binnenwanden van ontoegankelijke, holle delen niet worden voorzien van een zinklaag (of zink-aluminium laag).
MAXIMALE AFMETINGEN
Bij thermisch verzinken beperken de zinkbadafmetingen de afmetingen van de staalconstructie die verzinkt kan worden. De ’double dip‘ techniek kan een oplossing bieden. Een andere oplossing bestaat uit het opdelen van de staalconstructie in delen die wel in het bad passen. De delen worden daarna aan elkaar gemonteerd. Door zinkspuiten kunnen we beschadigingen van de zinklaag door lassen herstellen (zie Technisch Infoblad 6: Lassen na het verzinken). Theoretisch zijn er bij zinkspuiten geen beperkingen qua afmetingen.
WATERSTOFBROOSHEID
Bij thermisch verzinken, vooral bij hoogvaste bouten, kan incidenteel waterstofbroosheid ontstaan. Dit gaat men tegen met speciale beitsmiddelen of door stralen. Het probleem van waterstofbroosheid bestaat niet bij zinkspuiten.
EN ISO 1461
Door thermisch verzinken aangebrachte deklagen op ijzeren en stalen voorwerpen - Specificaties en beproevingsmethoden.
EN ISO 2063-1
Thermisch spuiten - Metallieke en andere niet-organische deklagen- Zink, aluminium en hun legeringen - Deel 1: Planning van corrosiebeschermings-systeem - Overwegingen voor onderdelen ontwerp en kwaliteitseisen
EN ISO 2063-2
Thermisch spuiten - Metallieke en andere niet-organische deklagen- Zink, aluminium en hun legeringen - Deel 2: Condities voor de uitvoering van corrosiebescherming middels thermische spuitprocessen
TECHNISCH INFOBLAD 3
Thermische vervorming door het verzinken
TECHNISCH INFOBLAD 6
Lassen na thermisch verzinken
TECHNISCH INFOBLAD 10
Corrosieweerstand van thermisch verzinkt staal
TECHNISCH INFOBLAD 11
Zinkapplicatiemethoden
THERMISCH VERZINKEN - SPRAAKVERWARRING BIJ VERZINKEN - VERSCHILLENDE TECHNIEKEN OM TE VERZINKEN
