Technisch Infoblad #3
Soms komt het voor dat een voorwerp na het verzinken blijkt te zijn vervormd. De oorzaak ervan ligt vrijwel nooit bij het verzinken zelf maar juist bij het ontwerp en/of de constructiewijze. In dit infoblad gaan we in op welke factoren van belang zijn en waar men zodoende rekening mee dient te houden. Belangrijk is ook hier om vroegtijdig contact op te nemen met uw verzinkerij om de mogelijkheden te bespreken.
OORZAKEN VAN VERVORMING
Tijdens thermisch verzinken (badtemperatuur +/- 450 °C) kunnen staalconstructies vervormen als gevolg van het vrijkomen en herverdelen van aanwezige eigenspanningen.
Door de opwarming neemt de sterkte van het staal tijdelijk af; de strekgrens ligt bij deze temperatuur ongeveer 50% lager dan bij omgevingstemperatuur. Tegelijkertijd treedt thermische uitzetting op. Deze combinatie kan leiden tot een verstoring van het inwendige spanningsevenwicht.
Indien de aanwezige (lokale) spanningen groter zijn dan de verlaagde strekgrens, worden deze afgebouwd door plastische vervorming. Hierbij ontstaat een nieuw evenwicht van krachten, wat zich uit in blijvende vormverandering van de constructie.
Eigenspanningen zijn aanwezig in vrijwel alle staalconstructies, voornamelijk als gevolg van:
In koude toestand zijn deze spanningen doorgaans in evenwicht en veroorzaken zij geen vervorming. Tijdens het verzinken kan dit evenwicht echter worden verstoord door:
De mate van vervorming is afhankelijk van:
BEPERKEN EN VOORKOMEN VAN VERVORMING
Vervorming tijdens het verzinken kan worden beperkt door een doordacht constructief en lastechnisch ontwerp. De principes sluiten aan bij gangbare richtlijnen binnen de lastechniek, waarbij het ontstaan van eigenspanningen zoveel mogelijk wordt geminimaliseerd.
Aangezien lasverbindingen de belangrijkste bron van eigenspanningen vormen, is het essentieel om:
Belangrijke maatregelen zijn:
Door deze maatregelen blijft de spanningsopnamecapaciteit van het staal, ondanks de tijdelijke verlaging van de strekgrens tijdens het verzinken, voldoende om vervorming te voorkomen.
Bij plaatconstructies moet rekening worden gehouden met thermische uitzetting tijdens het dompelen. Grote vlakke oppervlakken dienen waar nodig te worden verstijfd om de vorming van deuken en golvingen te voorkomen.
Dat dunne plaatconstructies probleemloos verzinkt kunnen worden, blijkt onder meer uit toepassingen in de automotive industrie, waar chassiscomponenten zoals bijvoorbeeld draagarmen discontinu thermisch worden verzinkt.
GROTE STAALCONSTRUCTIES EN ‘DUBBEL DIP’ VERZINKEN
Bij constructies die de afmetingen van het zinkbad overschrijden, wordt verzinken uitgevoerd in twee stappen (dubbel dip of keerdip). Dit stelt aanvullende eisen aan het ontwerp en de uitvoering.
Voor lange, slanke gewalste profielen (zoals kolommen en spanten) levert double dip verzinken doorgaans geen significante vervormingsproblemen op. De invloed van temperatuurverschillen binnen het profiel blijven hierbij relatief beperkt.
Bij grotere, samengestelde constructies neemt het risico op ongelijkmatige opwarming toe. Dit kan leiden tot:
Een goede afstemming tussen ontwerper/constructeur en verzinkerij is hierbij essentieel.
Aanvullende aandachtspunten:
SAMENVATTING
Om vervorming zoveel mogelijk te voorkomen, dient er al in de ontwerpfase rekening gehouden te worden met het inbrengen van lasspanningen en het gegeven dat het staal uitzet door verwarming. Ontwerp daarom zoveel mogelijk in rechte, losse delen die later verbonden worden met boutverbindingen en zorg voor correcte verzinkgaten en ophangmogelijkheden. Bij het lassen van constructies dient men rekening te houden met het voorkomen van spanningen. Bij plaatconstructies moet rekening worden gehouden met thermische uitzetting tijdens het dompelen. Grote vlakke oppervlakken van dunne plaat dienen waar nodig te worden verstijfd om de vorming van deuken en golvingen te voorkomen. Dit kan bijvoorbeeld door het maken van vormen door dieptrekken, zettingen of profileren.
EN ISO 1461
Door thermisch verzinken aangebrachte deklagen op ijzeren en stalen voorwerpen - Specificaties en beproevingsmethoden.
EN ISO 14713 deel 1
Zinken deklagen - Richtlijnen en aanbevelingen voor de bescherming van ijzer en staal in constructies tegen corrosie - Deel 1: Algemene ontwerpbeginselen en corrosieweerstand.
EN ISO 14713 deel 2
Zinken deklagen – Richtlijnen en aanbevelingen voor de bescherming van ijzer en staal in constructies tegen corrosie – Deel 2: Thermische verzinken
