1. Allgemeines

Unter dem Begriff "Stückverzinken" versteht man das Feuerverzinken von Ein-

zelteilen, die nach einer entsprechenden Vorbereitung in eine flüssige Zink-

schmelze getaucht werden (Abb. 1). Dadurch erhalten sie einen gleichmäßigen, massiven, metallischen Zinküberzug, der dauerhaft vor Korrosion schützt.

Abb. 1: Normen liefern die Grundlage für die Arbeit in der Feuerverzinkerei

Alle für eine fach- und normgerechte Stückverzinkung wesentlichen Regelungen sind enthalten in

- DIN EN ISO 1461;

Durch Feuerverzinken auf Stahl aufgebrachte Zinküberzüge (Stückverzinken)

Nähere Ausführungen zu dieser Norm sind in den Arbeitsblättern 3.1, 3.2 und 3.3 zu finden.

Es gibt jedoch eine Anzahl von Normen, die sich aufgrund besonderer Anforder-

ungen an bestimmte Produkte oder an die Eigenschaften der Zinküberzüge ergeben und somit von den Anforderungen der obigen Norm abweichen. Teil-

weise gelten sie auch für andere Verfahrensvarianten des Verzinkens oder für den Korrosionsschutz allgemein.

2. Ergänzende Normen und verwandte Verfahren

- DIN EN ISO 14713

Schutz von Eisen- und Stahlkonstruktionen vor Korrosion; Zink- und Aluminiumüberzüge - Leitfäden

Diese europäische Norm ist ein Leitfaden zum Korrosionsschutz von Eisen- und Stahlkonstruktionen einschließlich ihrer Verbindungsmittel durch Zink- oder Aluminiumüberzüge. Die Norm behandelt u.a. das Feuerverzinken und das ther-

mische Spritzen mit Zink. Die Empfehlungen können auch für andere Arten von Zinküberzügen Anwendung finden.

Inhaltsschwerpunkte dieser Norm sind:

Hinweise zu Korrosionsvorgängen und zu Korrosionsbelastungen in verschiedenen Medien (Luft, Boden, Wasser) Tabellarische Darstellung der Einsatzmöglichkeiten von Zinküberzügen in Abhängigkeit von der Überzugsdicke und der Korrosivitätskategorie Umfangreiche Beispiele und Erläuterungen zum feuerverzinkungsgerechten Konstruieren Hinweise zur Gestaltung von Stahlteilen im Hinblick auf das thermische Spritzen mit Zink oder Aluminium

Die Auswahl der geeigneten Zink- oder Aluminiumüberzüge erfolgt im Hinblick auf viele Gesichtspunkte, wie z.B.

a) die allg. Umgebungsbedingungen, welchen der Metallüberzug standzuhalten hat, b) Sonderbelastungen, c) erforderliche Mindestschutzdauer bis zur ersten Instandsetzung, d) die Notwendigkeit eines zusätzlichen Beschichtungssystems, e) Verfügbarkeit und Kosten.

Die Belastung, der eine Korrosionsschutzsystem standzuhalten hat, ist stark abhängig vom Einsatzort und den dort vorherrschenden Bedingungen. So ist z.B. die Korrosionsgeschwindigkeit von Zink und Zinklegierungen in den letzten 30 Jahren erheblich zurückgegangen. Der Grund hierfür ist die erheblich gesunkene Belastung der Atmosphäre durch Schwefeldioxid, welches die größte Bedeutung für die Abtragsraten des Zinks hat.

Die Korrosion in Böden ist abhängig von dessen Zusammensetzung, speziell vom Gehalt an Mineralien, von den organischen Bestandteilen und vom Wasser- bzw. Sauerstoffgehalt.

In Wässern spielen ebenfalls viele Faktoren eine Rolle, wie z.B. der pH-Wert, der Gehalt an Mineralien, der Sauerstoffgehalt und die Temperatur. Diese verschie-

denen Faktoren machen standardisierte Empfehlungen fast unmöglich; deshalb sollte hier generell ein Fachmann zur Beratung hinzugezogen werden.

Schon bei der Konstruktion und Fertigung sollte das Korrosionsschutzsystem mit einbezogen werden. Die Beachtung folgender Gesichtspunkte kann unliebsame und kostenintensive Überraschungen vermeiden:

a) Die Zugänglichkeit für Instandsetzungsarbeiten muss gewährleistet sein. b) Sogenannte "Schmutzecken" sind zu vermeiden. c) Später schwer zugängliche Bereiche sollten von vornherein einen Langzeitschutz erhalten. d) Kontaktflächen zwischen verschiedenen Medien (Dreiphasengrenzen) erfordern besondere Aufmerksamkeit. e) Erforderliche Umformarbeiten haben vor den Korrosionsschutzarbeiten zu erfolgen. f) Für alle Teile einer Konstruktion ist ein einheitlicher Korrosionsschutz vorzusehen (Abb. 2).

Abb. 2: Nur der Fachmann sieht den Unterschied: stückverzinktes Stahltragwerk, elektrolytisch verzinkte Schrauben und Muttern, kontinuierlich verzinktes Kabel-Tragprofil. Drei Verzinkungsarten mit unterschiedlichem Leistungsvermögen.

Der Anhang zur Norm enthält praktische Hinweise und Beispiele zur Gestaltung von Stahlbauteilen, die feuerverzinkt bzw. thermisch gespritzt werden sollen.

Sollen Zinküberzüge zusätzlich beschichtet werden (Duplex-System), ist DIN EN ISO 12944 zu beachten.

Hiernach ist ein für den jeweiligen Einsatzzweck geeignetes Beschichtungssystem zu bestimmen. Die Schutzdauer eines Duplex-Systems aus Zinküberzug und Beschichtung ist größer als die Summe der Einzelschutzdauer. Der Zinküberzug verhindert ein Unterrosten der Beschichtung. Diese wiederum verhindert den Abtrag des Zinküberzuges.

- DIN EN ISO 10684

Verbindungselemente - Feuerverzinkung

Diese Norm regelt das Feuerverzinken von Schrauben, Muttern und sinngemäß auch für Unterlegscheiben. Es handelt sich dabei um Verbindungsmittel, die unmittelbar nach dem Verlassen der Zinkschmelze zentrifugiert werden, um den Zinküberzug, vor allen Dingen im Bereich der Gewinde, in einem passfähigen Zustand zu erhalten (Abb. 3).

Abb. 3: Feuerverzinkte Verbindungsmittel werden üblicherweise nah dem Feuerverzinken zentrifugiert, um die Paßfähigkeit der Gewinde sicherzustellen

Die Mindestdicke des Zinküberzuges liegt - unabhängig von der Gewindeabmessung - bei 50 µm. Das Passvermögen der Verbindungsmittel wird im Regelfall dadurch sichergestellt, dass komplette Garnituren, bestehend aus Schraube und Mutter gefertigt werden; hierbei kann das Mutterngewinde mit Übermaß geschnitten werden.

- DIN EN 10240

Innere und/oder äußere Schutzüberzüge für Stahlrohre - Festlegungen für durch Schmelztauchverzinken in automatisierten Anlagen hergestellte Überzüge

Zinküberzüge, die auf Installationsrohre aufgebracht werden, müssen in erster Linie aus hygienischen Gründen besondere Anforderungen erfüllen. Die chemi-

sche Zusammensetzung des Zinküberzuges ist in dieser Norm gesondert fest-

gelegt. Der geforderte Oberflächenzustand des Zinküberzuges lässt sich nur durch ein Abblasen der Rohre mit Hilfe von Pressluft und ein zusätzliches Ausblasen der Rohrinnenseiten mittels Dampf erreichen.

Zur Gütesicherung sind Eigenprüfungen vorgeschrieben.

- DIN EN ISO 2063

Thermisches Spritzen - metallische und andere anorganische Schichten - Zink, Aluminium und ihre Legierungen

Das thermische Spritzen von Zink hat zwar nur ein relativ kleines Anwendungs-

gebiet, es lässt sich vor allen Dingen jedoch dort einsetzen, wo aufgrund der Rahmenbedingungen (z.B. Abmessungen, Art der Konstruktion, spezielle Werk-

stoffe) ein Feuerverzinken nicht möglich oder sinnvoll ist. Es wird eine Schicht-

dicke von 100 µm für gespritzte Zinküberzüge empfohlen, ggf. sind auch größere Überzugsdicken sinnvoll.

- DIN EN 10326

Kontinuierlich schmelztauchveredeltes Band und Blech aus Baustählen - Technische Lieferbedingungen

- DIN EN 10327

Kontinuierlich schmelztauchveredeltes Band und Blech aus weichen Stählen zum Kaltumformen - Technische Lieferbedingungen

Diese Normen regeln die Anforderungen an kontinuierlich feuerverzinkte Flacherzeugnisse mit einer Dicke kleiner = 3 mm (früher häufig "Sendzimir-Verzinkung" genannt). Es sind Zinküberzüge mit einer Auflage zwischen 100 und 600 g/m² (zweiseitig) lieferbar; verschiedene Ausführungen des Zinküberzuges, Oberflächenarten und Oberflächenbehandlungen sind möglich. Die Bleche und Bänder nach dieser Norm werden üblicherweise für Verwendungszwecke eingesetzt, bei denen die Umformbarkeit (Falzen, Ziehen, Tiefziehen) und der Schutz vor Korrosion von vorrangiger Bedeutung sind.

- DIN EN ISO 12944, Teil 1-8

Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme

Diese Norm behandelt den Korrosionsschutz von Stahlbauten (einschließlich Verbindungen) durch Beschichtungen und Überzüge. Sie gilt für Stahlbauten, d.h. Konstruktionen aus Stahl, die eines Tragsicherheitsnachweises bedürfen. Aufgrund der umfassenden Thematik des Korrosionsschutzes gliedert sich diese Norm in 8 Teile, die alle Schritte des Korrosionsschutzes, beginnend bei der Definition der Korrosionsbelastung über die korrosionsschutzgerechte Gestaltung, die Vorbereitung und Durchführung der Korrosionsschutzarbeiten bis hin zur Prüfung und Überwachung von Korrosionsschutzarbeiten beinhalten.

Im Zusammenhang mit der Feuerverzinkung (Stückverzinkung) sind insbeson-

dere Teil 4 "Arten von Oberflächen und Oberflächenvorbereitung" und Teil 5 "Beschichtungssysteme" von Bedeutung. Hinsichtlich der Feuerverzinkung werden keine von der DIN EN ISO 1461 abweichenden Forderungen gestellt, es ergeben sich jedoch wichtige Ergänzungen, z.B. im Hinblick auf die Anwendung des Duplex-Systems.

3. Prüfung von Zinküberzügen

Zur Prüfung von Korrosionsschutzverfahren gibt es eine Anzahl von Normen, die konkrete Prüfungen der Eigenschaften von Zinküberzügen, u. a. auch für das Feuerverzinken (Stückverzinken) festlegen (Abb. 4). Da diese Normen teilweise sehr komplexe Prüfprozeduren beschreiben, wird auf einen Einblick in den Inhalt an dieser Stelle verzichtet. Erwähnt werden sollen jedoch unter anderem:

- DIN EN ISO 1460

Feuerverzinken auf Eisenwerkstoffen, Gravimetrisches Verfahren zur Bestimmung der flächenbezogenen Masse

- DIN 50978

Prüfung metallischer Überzüge, Haftvermögen von durch Feuerverzinken hergestellten Überzügen

- DIN EN ISO 2178

Nichtmagnetische Überzüge auf magnetischen Grundmetallen - Messen der Schichtdicke - Magnetverfahren

Abb. 4: Eine laufende Prüfung in allen Prozessschritten schafft die Voraussetzung für eine normgerechte Verzinkung