Technisch Infoblad #17

VERSCHIL TUSSEN DISCONTINU THERMISCH VERZINKEN EN ELEKTROLYTISCH VERZINKEN

Thermisch of elektrolytisch verzinkt staal: wat kies je wanneer?

De termen ‘Verzinken’ of ‘Galvaniseren’ slaan op een reeks verschillende beschermingsmethodes van staal met behulp van zinkdeklagen.

Zie ook ‘Thermisch verzinken - Spraakverwarring rond thermisch verzinken - Verschillende technieken om te verzinken’ en TECHNISCH INFOBLAD 11: ZINKAPPLICATIEMETHODEN.

WAT IS ELEKTROLYTISCH VERZINKEN?

Elektrolytisch verzinken berust op het principe van ‘elektrodepositie’ (het afzetten van stoffen onder invloed van elektriciteit). Na een chemische voorbehandeling (ontvetten, beitsen) worden de stalen voorwerpen als kathode geschakeld in een elektrolyt, bestaande uit een waterige oplossing van een zinkzout (zoals ZnCl2). De anode bestaat uit zink. Onder invloed van gelijkstroom migreren de Zn2+-ionen naar de kathode, waar ze neerslaan als metallisch zink. Net als bij thermisch verzinken is de toepassing voor elektrolytisch verzinken zowel continu (staalband, draad, buis) als discontinu (per batch). Het discontinu proces gebeurt zowel in hangbaden (meestal niet langer dan 3 meter) als in geperforeerde, roterende trommels (kleine massaonderdelen zoals bouten, moeren en beugels).

DISCONTINU THERMISCH VERZINKEN

Nadat het te verzinken voorwerp is vervaardigd in een constructiewerkplaats, wordt het aangeleverd op een thermische verzinkerij waar het gehele voorwerp wordt gedompeld in een zinkbad van 450°C.
Er vindt een metallurgische reactie plaats en een geheel gesloten, vrij dikke, deklaag wordt gevormd op het oppervlak. Vrijwel alle stalen producten kunnen op deze wijze worden verzinkt waaronder ook constructieprofielen.
Discontinu thermisch verzinkte voorwerpen worden vrijwel alleen in een buitenomgeving gebruikt, hoewel architecten er meer en meer voor kiezen om ze ook in binnenruimtes te gebruiken om esthetische redenen.
Verzinkt staal geeft immers een industriële look, een enorm lange onderhoudsvrije levensduur en is 100% circulair.

ZINKLAAGDIKTES

Elektrolytisch verzinken

Continu elektrolytisch verzinken (staalband, enkelzijdig of dubbelzijdig)
De deklaagdiktes variëren van 1 tot maximaal 10 μm per zijde, meestal met sprongen van 2,5 μm. 10 μm per zijde is vrij uitzonderlijk omdat dit een dubbele behandelingstijd vergt.
Discontinu elektrolytisch verzinken
Zowel voor het elektrolytisch verzinken in hangbaden als in trommels variëren de deklaagdiktes van 5 μm tot 25 μm. Hogere waarden zijn mogelijk maar zijn meestal economisch niet verantwoord.

Discontinu thermisch verzinken
Zie tabellen 1 en 2 van Technisch Infoblad 9
Vuistregel: de minimale deklaagdiktes bij discontinu thermisch verzinken zijn minimaal 2 tot 5 maal groter dan de maximale deklaagdiktes bij het batch elektrolytisch en het continu elektrolytisch verzinken.

NABEHANDELINGEN

Afgezien van het aanbrengen van een verflaag of een poederlaksysteem dat voor beide verzinkprocédés geldt, worden elektrolytisch verzinkte staalproducten (in tegenstelling tot het discontinu thermisch verzinken) zelden zonder nabehandeling gebruikt.
Om hun gladde en glanzende uiterlijk en hun decoratieve effect te behouden en/of om hun geringe corrosiewering te verbeteren (bijvoorbeeld het vermijden van witroest), bestaan er verschillende nabehandelingen die we kunnen toepassen op elektrolytisch verzinkte staalproducten.
Om een glanzend uiterlijk te krijgen, worden er glansverbeteraars toegevoegd aan het elektrolyt.
Elektrolytisch verzinkte producten worden meestal ook ‘gepassiveerd’
middels conversielagen. Naar gelang de aard en de dikte van deze passiveerlaag krijgen de deklagen één van de volgende kleuren: blauw, geel, groen en zelfs zwart.

WATERSTOFBROOSHEID

Zowel bij het discontinu thermisch verzinken als bij het batch elektrolytisch verzinken worden de staalonderdelen gebeitst tijdens de voorbehandeling. Bovendien treedt bij elektrolytisch verzinken waterstofontwikkeling op. Dit kan waterstofbroosheid veroorzaken. Bij bevestigingsmiddelen kan dit tot breuk leiden. Bij het discontinu verzinken is
de kans op waterstofbroosheid vele malen geringer.

TOEPASSINGEN

Discontinu thermisch verzinkte en elektrolytisch verzinkte voorwerpen hebben totaal verschillende eigenschappen qua corrosiewering. Ze richten zich dan ook op totaal verschillende toepassingen. Elektrolytisch verzinkte bevestigingsmiddelen zijn wegens hun beperkte deklaagdikte ongeschikt om verbindingen tussen discontinu thermisch verzinkte voorwerpen tot stand te brengen in buitentoepassingen. In geklimatiseerde binnenruimtes kan gekozen worden voor elektrolytisch verzinkte materialen echter niet in geval van toepassingen in vochtige ruimtes en daar waar condensatie kan optreden (zoals koelhuizen).

STERKE EN ZWAKKE PUNTEN VAN HET ELEKTROLYTISCH VERZINKEN

Gladde, glanzende deklagen, transparant of in verschillende kleuren zijn beschikbaar.
Op de buitenzijde van het voorwerp is de deklaagdikte doorgaans gelijkmatig.
De aanhechting (hoewel van fysische aard) is goed en min of meer vergelijkbaar met de metallurgische hechting van thermisch verzinkt
staal. De dunne deklagen bestaan uit zuiver zink en vertonen een grote buigzaamheid, waardoor de objecten vervormbaar zijn zonder dat de zinklaag onthecht.
Onafhankelijk van de staalsamenstelling. Ook roestvast staal en gietijzer (en zelfs kunststof) kunnen elektrolytisch verzinkt worden.
Gecontroleerde deklaagdikte, dit is instelbaar via de stroomdichtheid en/of de behandelingsduur.
Er is geen risico voor thermische vervorming.
Geschikt voor voorwerpen waarbij een bepaalde tolerantie nodig is (schroefdraad, kleine gaatjes, etc.).
Goed overschilderbaar, mits er een conversielaag wordt aangebracht.

Beperkte corrosiewering, niet vergelijkbaar met die van discontinu thermisch verzinkte delen. De levensduur van zinkcoatings is ongeveer recht evenredig met hun laagdikte.
Geen of beperkte zinklaagvorming aan de binnenwand van holle voorwerpen.
Beperkt tot onderdelen met vrij kleine afmetingen.
Geringe kathodische bescherming door geringe laagdiktes.
Complex gevormde voorwerpen kunnen, met name in holtes, een verminderde zinklaagdikte hebben of zelfs afwezig zijn. Dit wordt veroorzaakt door effect van de kooi van Faraday in combinatie met de plaatsing van de anode(s).

EN ISO 1461
Door thermisch verzinken aangebrachte deklagen op ijzeren en stalen voorwerpen - Specificaties en beproevingsmethoden.

EN 10240
Inwendige en/of uitwendige beschermende deklagen voor stalen buizen – Specificaties voor dompelverzinkte deklagen aangebracht in geautomati-seerde installaties

EN ISO 10684
Oppervlaktebehandeling van bevestigingsartikelen met schroefdraad – thermisch verzinken

EN ISO 2081
Metallieke en andere deklagen - Elektrolytisch aangebrachte deklagen van zink met aanvullende behandeling van ijzer of staal

EN ISO 10152
Elektrolytisch verzinkte koudgewalste platte staalproducten – Technische leveringsvoorwaarden

TECHNISCH INFOBLAD 3
Thermische vervorming door het verzinken

TECHNISCH INFOBLAD 10
Duur corrosiewerende werking van een thermische verzinklaag in de atmosfeer

TECHNISCH INFOBLAD 11
Zinkapplicatiemethoden

‘Thermisch verzinken - Spraakverwarring bij verzinken - Verschillende technieken om te verzinken’